智能建筑防雷保护设计探讨

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智能建筑防雷保护设计探讨:智能建筑防雷保护设计浅析

摘要：随着建筑行业的不断发展，各种高楼大厦拔地而起，因此对高楼的雷电防护是当前建筑安全必须要解决的问题。随着居民生活水平的不断提高，家用电器层出不穷，各种信息化电器设备应用也越来越广泛，因此很容易在雷雨天受到雷电的破坏。我国因为建筑防雷措施不到位而引起的雷电灾害屡见不鲜，给居民造成了巨大的经济损失，甚至严重威胁到居民的生命财产安全。因此对建筑进行防雷设计，特别是对高层建筑进行防雷设计是非常有必要的。本文通过对雷电的危害进行了深入的分析，并提出了相应的防雷措施，希望能够达到抛砖引玉的效果，使同行互相探讨相互提高，并未我国以后的建筑防雷保护设计提供理论性的参考。

关键词：智能建筑 防雷设计 雷电危害 弱电系统 防雷措施 接地措施 等电位联结

引言

在科学技术日新月异发展的当代社会，随着科技信息日益发达，人类的生活交流更加快捷和方便。与此同时，建筑行业在这经济高速发展的新时代也得到了蓬勃发展，城市中各种高楼林立，随着楼层的不断增高，如果不对其实施相关的雷电防护工作，在雷雨天气很容易受到雷电的威胁。在信息技术高速发展的新时代，各种精密的电子电器设备逐渐的应用到建筑物中，但是这些精密的电子电器设备的存在着绝缘性低、电压承受力若的特点，因此很容易在雷雨天气遭受雷电的破坏，一旦受到雷击势必会导致这些导致这些电器的瘫痪，甚至引起更严重的后果，不仅使人们的经济受到了巨大的损失，还可能威胁到人们的生命财产安全。从而在新时代的建筑中，对建筑进行防雷保护设计势在必行，良好的防雷设计是居民的生命财产安全的一道坚实屏障。

一、设计指导思想

智能建筑防雷的保护设计是一个涉及到很多方面的综合性学科，智能建筑防雷的核心就是计算机信息系统。在建筑进行防雷工作时，计算机系统防雷保护的应用涉及很多行业，系统防雷重点描述的是“计算机信息系统”的雷电防护设计原则。雷电防护设计是一项系统工程，那么从系统论的角度上讲，系统结构愈合理，系统的各个部分（要素）之间才可以有机结合，相互之间的作用就愈协调，从而使整个系统在总体上达到最佳的运行状态。在系统防雷保护设计工作中，我们认为防雷设计工作主要的目的是将防雷设计工作与计算机信息系统的客观实际条件进行有机的结合，通过合理配置，使之溶为一体，确保系统的稳定工作，从而发挥出系统防护工作的最佳效果。

二、系统防雷技术理念

智能建筑中弱电系统众多，信号线路复杂、 纵横交错，其中采用了大量的联网型精密电子设备，这些电子设备抗电流、 抗电压或抗电磁脉冲的能力十分有限，很容易遭受雷电的袭击，不能仅依靠传统的避雷针对这些电子设备进行防雷保护。

近年来，各种通信系统和网络的受到闪电伤害是很常见的。造成的经济损失也在逐年上升。智能大厦弱电系统的防雷设计已成为安全运行的一个重要问题。因此，智能大厦弱电系统要做好一个完善的雷电综合防护措施是十分必要的。研究和设计智能大厦弱电系统的防雷与接地，具有深远的影响和意义。

三、雷电的危害及破坏分类

3.1 雷电的危害。

在地球表面，每时每刻同时发生 2000个左右的闪电，其中落地闪电 （或称落地雷 ）每秒钟有 30～100个。雷暴被联合国列为十大自然灾害之一，国际电工委员会 （ IEC）也将雷电称为电子化时代的一大公害。我国每年的雷害损失达100亿元 （其中80%以上为感应雷击造成。

3.2 雷电破坏的分类。

雷击破坏分为直接雷破坏与感应雷破坏。

3.2.1 直接雷破坏。

雷电 （指雷电放电中心区域 ）直击在建筑物、树木、 动物等物体上，因电效应、 热效应和机械力效应等会造成建筑物损坏以及人员伤亡。雷电直击在露天的智能化系统设备 （如摄像机 ）上可造成设备损坏；雷电直击在架空线缆上可造成线缆熔断。

3.2.2 感应雷破坏。

雷电感应（又称感应雷）又称二次雷，发生的可能性大。它指的是闪电放电附近的导体上产生的静电感应和电磁感应，可使金属部件之间的高电压火花。感应雷有以下3种：

（1）静电感应。当有带电的雷云出现时，在雷云下面的建筑物和传输线路上都会感应出与雷云极性相反的电荷，雷击发生后被束缚的电荷得到释放，将产生很高的脉冲电压。

（2）电磁感应。当雷击避雷针时，在引下线周围会产生很强的瞬变电磁场，处在电磁场中的智能化系统设备和信号、 电源线路会感应出较大的感应脉冲电压。以上两种冲击过电压称为雷电感应过电压（浪涌过电压 ）。浪涌过电压系统设备的损害没有直击雷猛烈，但其具有放电时间长、 发生隐秘、雷击破坏面积大的特点，比直击雷发生的机率大得多，占雷害事故的 80 %以上。

（3）雷电波侵入。智能化系统的电源线、 信号传输或进入中心控制室的金属管线遭到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成电位差，使设备损坏。此外，高电位反击也可能导致电气线路和设备内部的绝缘击穿或电器损害。

四、 智能建筑弱电系统的防雷、 接地设计方案

在国际标准 IEC 1024 《建筑物防雷 》 和 IEC1312 《雷电电磁脉冲的防护通则 》 中，重点提出了防雷分区和等电位联结的概念。根据雷击在不同区域的电磁脉冲强度划分防雷区域，并在不同的防雷区域的界面上进行等电位联结。能直接连接的金属物就直接相连，不能直接连接的 （如电力线路和通信线路等 ）则必须依据不同的防雷区域进行科学划分，采用不同防护等级的防雷设备器件，对后续被保护设备进行有效的保护，且必须实施等电位联结。

4.1 直击雷防护。

直击雷防护主要是指建筑物主体的防雷，一般是防止建筑物或设施避免直击雷危害而采取的防雷措施。它主要通过接闪器 （包括避雷网、避雷带、避雷针等 ）利用引下线将雷电流引至接地体，将它泄放至大地。

4.2电源系统的雷电防护。

目前，通过实际操作经验验证，由电源供应系统耦合进入的感应雷击造成设备损坏的占60%以上的比例。因此，电力系统的防雷措施的是防雷工程中重要一环。防止从外部输电线路感应雷击和雷电电磁脉冲的侵袭，使其进入建筑供电系统之前就被排放入地下。

4.3为了尽量避免上述灾害情况的发生，需针对不同的设备选用相应的数据通信信号避雷器，以作为通信线路上防感应雷电波的保护措施。由于信号避雷器串接在通信线路中，所以信号避雷器除了满足防雷性能特征外，还必须满足信号传输带宽等网络性能指标的要求。

五、结束语

随着社会的不断发展，城市化进程脚步不断加快，人们的生活生产水平逐渐提高，在城市化建设过程中，各种各样的高楼不断涌现。雷电是一种破坏力巨大的自然放电现象，在国内外每年报道的雷击事件中，都伴随着巨大的经济财产损失甚至人员伤亡，因此对建筑的防雷设计是当前建筑设计中亟待解决的问题。本文通过对雷电的深入剖析，提出了一些科学合理的防雷措施，希望对我国的建筑防雷设计起到参考性的作用。

智能建筑防雷保护设计探讨:智能建筑防雷保护设计浅析

摘 要：在社会经济飞速发展的过程中，其电子信息技术也在这一过程中得到了长足的进步，这促使越来越多的现代化智能建筑涌现出来。智能建筑与传统建筑之间所存在最大差别就在于，智能建筑中存在着智能控制系统，并且控制设备数量较多，线路和微电子设备都较为复杂，这些设备为建筑内部各个功能提供了良好的管理方式。但是智能建筑的防护能力较为薄弱，如果遭受到雷击的影响，其智能系统自身在这一过程中就可能会完全毁坏。本篇文章主要针对智能建筑的防雷保护设计进行了全面深入的探讨，以期为其他智能建筑设计过程中提供参考。

关键词：智能建筑；防雷技术；施工措施

现代智能建筑在运行使用的过程中，除了雷击现象会对相关设备造成直接的破坏以外，其中破坏性最大的一个因素就是雷击二次效应，主要是因为雷电流在进行建筑内部之后，会出现极为强大的变电磁场，而这一磁场会直接对周边的金属器件和电子设备产生感应电流。不仅对建筑体系中的通讯信号进行了干扰，还会导致建筑工程内部的电子设备出现被击穿、烧毁等现象，最终导致整个建筑内部的智能系统完全瘫痪。智能系统之所以会遭受到严重的雷击破坏现象，就是由于系统中的电子设备承受能力差，超过数百兆焦耳的能量对于系统设备来说，是毁灭性的打击。下文主要针对智能建筑的防雷保护设计进行了深入的探讨。

1 防雷设计基本原则

1.1 智能建筑物体在进行防雷措施设计的过程中，必须要针对建筑自身的实际情况，根据综合性防雷措施要求对建筑进行设计。坚持预防为主，安全第一的指导方针，为确保防雷设计的科学性，在设计前应对现场雷电环境进行评估。

1.2 智能建筑物的防雷宜考虑环境因素、雷电活动规律、建筑物内设备的重要性，发生雷灾后果的严重程度，分别采用相应的防护措施。

1.3 智能建筑物的防雷应坚持全面规划、综合治理、优化设计、技术先进、经济合理、进行综合设计。

1.4 智能建筑物内的微电子设备的防雷应采用直击雷防护、等电位连接、屏蔽、合理布线、共用接地系统和安装电涌保护装置等措施进行综合防护。

1.5 智能建筑物内的微电子设备应根据所在地区雷暴等级，设备放置在不同的雷电防护区，以及系统对雷电电磁脉冲的抗扰度，采用不同的防护措施。

2 智能建筑综合防雷技术应用分析

2.1 引下分流影响

引下分流所带来的影响主要对是雷电的电流电压进行分散，其建筑内部所安装的引下线直接影响到了实际分流的效果。并且建筑内部所安装的引下线越多，那么雷电在不断分流之后，其电流也会在这一过程中被不断的分流，分流之后的电流在这一过程中所呈现出的感应范围也在逐渐的缩小，而不同引下线之间距离在这一过程中并不能超过相关间距规定，此外，还需要在建筑物体的内部加装上相应的均压环，均压环所起到的主要作用就是最大限度的降低电感之间所存在的电流压力，利用这一装置，不但能够使得建筑达到对雷电进行分流的目的，还能够降低电流的电压，为各个电气提供更为高效的安全保障。

2.2 均衡电位

均衡电位措施的目的就是为了让建筑内部每一个部位之间的电位都完全相同，也就是形成等电位。在建筑工程进行修建的过程中，如果能够使得其中的结构钢筋、金属物体、金属管线完全连接成为一个整体，让整个建筑物的内部形成一个完整、统一的导电体，形似完全封闭的金属笼，那么在这样的环境下，其建筑便能够形成以小接地电阻、引下线阻抗、等电位作为主体防雷构造的法拉第笼。当建筑自身在这一过程中遭受到雷击之后，便能够起到极为良好的屏蔽作用，让建筑内部的电流压力保持在一个较为安全的状态之下，形成一个整体性的等电位，如此一来，建筑的内部就不会出现危害性较大不同电位，最大限度的避免了雷电反击和跨步电压的危害。这一措施对于现代城市建筑内部所存在的电器设备防护来说，起到了极其重要的作用。

3 智能建筑综合防雷施工措施

3.1 接闪器对于智能建筑来说，屋面结构一般采用现浇混凝土板，主要采用镀锌圆钢或镀锌扁钢敷设成带状或网状作为接闪器。智能建筑一般属于一级负荷，要按照一级防雷建筑物的保护措施设计施工，接闪器在屋顶组成不大于10m×10m的网格。由于较多系统的存在，智能建筑屋面的设备相比普通的建筑要多，常见的包括卫星接收装置、天线、冷却塔、航空障碍灯、金属装饰架、广告牌、旗杆、太阳能热水器等。上述装置多采用金属构架，为突出屋面建筑，一般在工程后期安装，通常利用预埋地脚螺栓或采用膨胀螺栓固定在屋面板上，如果不采取有效的施工措施，与屋面避雷网的电气连接很不可靠。

3.2 接地装置一般钢筋混凝土或钢结构的建筑最好利用其桩基内或底板基础内的钢筋作为接地装置，并在整个基础内构成统一的联合接地体，智能建筑中的智能系统设备如无特殊要求，建筑物接地应采取联合接地。但是需要注意，有些钢筋混凝土不能作为接地装置，如防水水泥、铝酸盐水泥、矾土水泥、异丁硅酸盐水泥等以人造材料水泥做成的钢筋混凝土基础等。对避雷系统接地装置的接地电阻值有一定的要求是无可非议的，因为接地电阻越小，散流越快，落雷物体高电位保持时间就越短，危险越小，以至于跨步电压、接触电压也越小。

3.3 等电位联结防雷规范给出等电位联结网络的基本形式：S型星型网络、M型网型网络及SM型混合网。前者网络单点接地，特点是直流电流不能流人室内钢筋上，外部电流无通路。后者网络多点接地，特点是接地阻抗低，但易引来直流电流和侵入电流。具体选用的取舍还应研究信息系统设备信号频率和电磁干扰频率等。

3.4 电涌保护电涌保护器是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置

为了安全起见及使用和维护方便，电源系统的多级防雷原则上均选用并联型电源电涌保护器。但考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际情况，在尽量选择残压较低的电源电涌保护器的同时，还必须考虑电涌保护器有足够大的最大连续工作电压。

4 总结

综上所述，智能建筑在进行防雷设计的过程中，不能够采取单一的防雷措施，应当利用屏蔽、合理布线、等电位联结、电涌保护器等多种措施综合使用，才是切实有效的防雷措施。当这些措施联合使用后，能够互相进行配合，最大限度的为现代智能建筑提供保护。此外，防雷工程涉及到了各个方面的多个学科，属于较为复杂的安装工程，必须要不断的对当前各项尖端的电磁电子技术进行深入研究，将其应用到系统防护工程之中。这对于现代智能建筑的防雷保护措施来说起到了极其重要的促进作用，使得智能建筑系统的发展走上了可持续发展的道路。

智能建筑防雷保护设计探讨:智能建筑物的防雷保护与设计探讨

【摘要】 本文根据智能建筑物防雷设计原则、设计依据、设计思路对其防雷保护措施进行分析，应从外部防雷、弱电防护、强电保护等方面充分考虑屏蔽、等电位连接、共用接地、合理布线、装设电涌保护器等，重点加强室内弱电子设备系统防雷电感应措施，避免和降低智能建筑物遭受雷击灾害。

【关键词】 智能建筑物；防雷设计；直击雷防护；弱电系统

引言

随着经济水平的提升及科技的快速发展，现代智能化建筑越来越多，建筑物内部的电子设备也越来越多样化，这些楼宇自控系统、消防报警系统、闭路电视监控系统、综合布线及通讯系统、门禁及保安报警系统等微电子设备耐过电压等级低、防干扰要求高，极易遭受雷击产生的雷电波入侵危害，雷电灾害频发。我国每年因建筑物内弱电设备遭受雷击破坏的事件时有发生，而且损失巨大。而防雷工程属多学科、跨部门复杂系统工程，必须采取综合治理、系统防护措施，严格遵循防雷规范规定，加强各设备系统的单独防护和综合设计，实现防雷工程的科学化、实用化和经济化。

1.智能建筑物防雷设计

1.1 防雷设计原则

①智能建筑物防雷设计以预防为主、安全第一为指导方针，遵循综合防雷系统要求，在设计前对现场雷电环境进行调查评估，确保防雷设计的合理性、科学性和实用性。

②根据智能建筑物所在区域雷电活动规律、周围环境因素和建筑内放置的电气设备等重要性以及遭受雷击后果的严重程度，分别对其采取相应的雷电防护设计。

③应参照《建筑物防雷设计规范》规定，坚持全面规划、综合防治、优化设计、技术先进、经济合理的设计原则对智能建筑物进行综合防雷设计，加强建筑物外部防雷，并针对建筑物内微电子设备进行直击雷防护、等电位连接、屏蔽、共用接地系统及安装电涌保护器等综合防雷措施，并根据微电子设备系统对雷电电磁脉冲抗扰度采取不同的防护措施，放置于不同的雷电防护区内。

1.2 防雷设计依据

防雷设计依据为：《建筑物防雷规范》GB50057-94、《电子设备雷击保护导则》GB7450-87、《计算机房防雷设计规范》GB50174-93、《计算机站场安全要求》GB9361-88、《计算机信息系统防雷保安器》GA173-1998、《电信专用房屋设计规范》YD5003-94、《移动通信基站防雷与接地设计规范》YD5068-98、《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》GB64-83、《雷电电磁脉冲的防护》IEC1312、国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92等。

1.3 防雷设计思路

要重点对屋顶作直击雷防护以及建筑物内机房进行感应雷防护；综合考虑建筑物内部整个供电系统雷电感应防护措施及等电位连接及接地系统等。

2.智能建筑物雷电防护措施

2.1 外部防雷

智能建筑物外部防雷主要为直击雷和侧击雷防护，包括接闪装置、均压环、引下线和接地装置。其中接闪装置可为避雷针、带、网，整个建筑屋面组成≤5m×5m的避雷网格，并增加天面预留接地端子数量；较高智能建筑物由于引下线较长，可将每层建筑外圈梁钢筋及适当内圈梁钢筋焊接连通形成均压环，然后与引下线连接，这样可减小引下线电感，分流并降低反击电压；引下线是用于连接接闪装置和接地装置，在设置引下线时，可尽量采用建筑物外墙柱筋作为引下线；应根据建筑物所处地理位置的土质情况、土壤电阻率，增设建筑物桩筋、承台钢筋、地梁梁筋接地体，确保接地装置均匀分布。

2.2 弱电防护

雷电击中建筑物后，约有一半以上的雷电流击中接闪器后沿敷设的引下线经接地装置泄入大地，而一部分频率成分复杂的雷电流在快速流经引下线时感应出强电磁场，直接危害电气设备及人员安全。雷电波及雷电电磁脉冲防护已成为智能建筑物防雷保护的重点，主要采取安装电涌保护器及等电位连接措施。

①电源系统防护。为将供电线路电压限制在安全水平范围内，应在线路上安装电涌保护器，通常分为三级防护：其中I级电涌保护器可将雷击产生的过电流在瞬间泄放入大地，使瞬间过电压限制在2.5KV以下；II级电涌保护器可进一步限制I级电涌保护器泄放电流后的剩余残压，控制瞬间电压在1.8KV以下，用于建筑室内一般用电设备的安全防雷；III级电涌保护器用于服务器、交换机等重要设备，装设在其前端，起到精细保护和抑制噪声作用，并进一步将残压限制在0.9KV以下，而且还能吸收非雷击操作产生的过电压。

②通信线路防护。建筑物弱电防雷保护中，通信线路电涌保护器选型和安装较为复杂，也极易发生故障，发生雷击时即使未出现雷电波入侵，也可能因设计失误或型号选取不当等造成防护失效、数据包丢失甚至是通信中断。在进行通信线路电涌保护器选择、安装时首先要详细了解相关设备，按照通信线路、通信接口、供电方式、工作频率、带宽等要求选择相应速度快、通流量大、频带宽、插入损耗小的电涌保护器。

③屏蔽、接地、等电位连接及综合布线。进出建筑物室内的电源线、信号线应置于屏蔽槽内，然后将屏蔽槽两端接地，并要求各线缆屏蔽层两端需同时接地，如果系统要求应单端接地，就必须作二次屏蔽处理。为减小防雷保护区内各金属物、系统之间电位差，可参照相关标准，将防雷保护地、防静电地、电气设备工作地等进行等电位连接，机房门窗、设备金属外壳、等电位连接端子盒和防雷保护区内所有金属物及设备系统均应就近连接等电位连接带（网），使机房内各接地线之间的电位达到均衡，及时将积聚在地板表面及电气设备外壳上的静电电荷泄流入地。

2.3 强电保护

①高压电缆接入点和室内变压器高压侧需安装防雷器，而且低压侧也应装设必要的防雷器，分别在各楼层分配电间、计算机房、闭路电视监控间、消防监控间等弱电设备机房设计安装第II级、III级电涌保护器。

②要求必须将各高低压电缆线路金属保护层于配电主干线进、出线处与接地端子进行连接，采用4mm?的多股铜线作为干线电缆屏蔽层，连接至接地汇流排，同时必须保证电缆屏蔽层电气通路。非屏蔽干线电缆线路需敷设金属线槽或穿金属管，金属线槽或金属管接头处要进行牢固连接，以保证电气连通，而且电缆线路经过配线间时必须采用6mm?辫式铜带与接地装置相连。

③市电主接地网应通过采用 16镀锌圆钢的接地母线，与智能建筑物接地网变配电间接地母线作必要的焊接连通。

3.防雷装置日常维护及检测

新建、改建或扩建智能建筑物防雷工程应按照文件规定获得气象部门的行政许可，经防雷中心技术评价后，由具有防雷施工资质的防雷机构进行设计施工，最后由防雷检测机构进行检测，合格后才能投入使用；建筑物内信息系统建设前，应提前或同步开展防雷系统建设。智能建筑物所在小区或物业管理部门应安排雷电灾害防御责任人，专门负责防雷装置日常维护及报检工作，定期或不定期检查安装强、弱电电涌保护器运行情况，发现损坏应及时向防雷施工部门上报进行更换。每年雷雨季来临前，由气象部门防雷检测机构定期进行防雷检测，对防雷装置是否符合国家规范要求进行评估。发生雷击事故后，要及时、如实的上报气象主管部门，开展灾情调查、分析、处理及评估，避免再次遭受雷击。

智能建筑防雷保护设计探讨:智能建筑防雷保护设计

摘 要 随着我国城镇化建设的不断推进，智能建筑也迎来了高速发展期，而智能建筑的安全保障也越来越受到关注和重视。其中，防雷作为重要的安全保障措施，更是成为人们关心和重视的重要课题。本文从提升智能建筑防雷安全系数的角度，对智能建筑遭受雷击的主要途径进行了分析，并提出了一些提高防雷保护设计质量和水平的举措和方法。

关键词 智能建筑；防雷保护；设计；对策

0 引言

智能建筑是指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。它的产生和发展，离不开计算机网络技术、现代控制技术、智能卡技术、可视化技术、无线局域网技术、数据卫星通信技术等高科技技术的迅猛发展，离不开大量的计算机和微电子设备。而这些设备功率小、工作电压低、绝缘程度不高，过电压承受能力差，抗干扰、抗电涌的能力弱，极易遭受雷电干扰，从而破坏整个智能系统，造成极大损失。因此，科学合理地进行智能建筑防雷保护设计，显得非常必要。

1 智能建筑遭受雷击的主要途径

一般地，雷电对智能建筑的破坏性主要有直击雷、雷电感应和地电位抬升反击三种形式。

2.1直击雷

雷电直接击在建筑物上并产生电效应、热效应和机械效应。当建筑物的防雷装置设计不科学时，直击雷对建筑物和其内的设备等破坏和损伤是严重，尤其是雷击电磁脉冲辐射对智能建筑内的通信网络和弱电设备的干扰和损伤更为严重。

2.2雷电感应

通常所说的感应雷是指云间放电或云与地（或物体）放电时产生的电磁脉冲感应在导线上的雷电波和耦合在网络、设备上的过电流、过电压。感应雷击一是以雷电波形式通过交流供电的电源线、金属网络线侵入电气设备和信息网络系统；二是通过瞬变的强大电磁场与建筑物相邻的导体间、设备间、设备接口间、网络线路等感应出过电流、过电压侵入电气设备和信息网络系统。感应雷干扰和损伤信息网络系统及设备的灾害是经常发生的。

2.3 地电位反击

智能建筑物的外部防雷系统（如避雷针、避雷网等）遭受雷击，在接地电阻的两端就会产生危险的过电压，由设备的接地线、建筑物或附近的其他建筑物的外部防雷系统或其他自然接闪物（各种管道、电缆屏蔽管等）引入设备，造成设备的损坏。因此，要搞好智能建筑的防雷确需有较好的综合防雷设计系统来保障。

3 智能建筑防雷系统的建立

智能建筑防雷系统的设计，关键要根据雷击灾害的特点，层层设防，既要拦截、泄流，也要均衡电位、屏蔽隔离、过电压过电流保护，以达到综合防御雷电的目的。对智能建筑主体和交流供电系统的防雷要在三个方面采取措施。

3.1 针对直击雷的防护设计

主要采取在楼板、楼体结构设计上与接地装置建立完整的闭合系统。首先，在接闪装置上，要按《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010版）的要求设计避雷带、避雷网、避雷针。尽量不采用避雷针，却因建设单位业务需要（如有设备天线），要采用带、网、针混合组成接闪装置并达到电气连通，网格密度最好按一类防雷标准设计。引下线要利用现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面与其各柱内钢筋焊接成闭合回路并与接地装置连接。防雷接地以建筑物基础水泥地梁钢架、承台钢筋或桩基主筋作为接地体，若接地电阻不理想进行外延敷设时应采用环形接地网。建筑内的交流工作地、保护接地、直流工作地都要与防雷接地共网，实现电气连通共地共享，防止因地电位抬升产生反击现象来破坏设备。在实际工程设计中往往将接地电阻要求在R≤1Ω，施工很难达到。在没有特殊要求下，共用接地系统的接地电阻R≤4Ω就可以了。

3.2 针对感应雷击

在设计上应从以下方面着力，室内的所有金属管道都要接地并与圈梁的均压环保持相连的状态，同时，均压环与引下线也要保持相连状态。如果智能建筑高超过30m时，要将超过30m的部分的外体墙上的一些较大的金属物，比如金属门窗、栏杆等经由金属门窗的埋铁和防雷装置保持相连状态。这样设计的目的，一是能防侧击雷，二是能把感应电荷迅速排泄入地，三是能够与建筑内的工作地、保护地、防雷地等组合形成等电位体，减少或降低因地电位抬升、金属管路间、设备间所产生的电位差，从而达到防范感应雷击现象的发生。

3.3 针对雷电波侵入

由电源侵入的雷电波，可以通过设立三重保护的方式进行防御。第一重保护就是在变压器的高压测应装设高压阀式避雷器或金属氧化物避雷器。要求越靠近变压器安装，保护效果越好，一般要求装设在跌落熔断器内侧。必须使避雷器的残压小于配电变压器的耐压，才能有效地对配电变压器起到保护作用。避雷器的接地端点应直接接在配电变压器的金属外壳上。不允许将避雷器经引下线自行独立接地；第二重保护就是在变压器的低压侧装设低压阀型避雷器或氧化锌避雷器；第三重保护就是在建筑物的总配电箱内安装电涌保护器。对智能建筑内进入各低压设备工作室的线路要采取二级防雷保护，安装符合设备耐压水平要求的电涌保护器。

4 智能建筑内信息网络系统的防雷保护

上述阐述的智能建筑防雷系统虽然对三种雷击方式都进行了防御，但对智能建筑而言，雷电波也可通过信息网络线路侵入网络设备系统，雷击电磁脉冲也可直接与网络线路耦合产生过电流和过电压来损伤设备。因此，对智能建筑信息网络系统、弱电设备的防雷是十分重要的。这里，我们对综合布线六大主要系统建筑群、设备间、管理间、垂直干线、水平干线、工作区分别提出防雷措施。

建筑群子系统。由于建筑群子系统是由连接两个及以上建筑物之间的缆线和配线设备组成。所以，建筑物间网络连接线最好是采用光缆，光缆加强芯要与光电转换器外壳连接并可靠接地。若采用铜缆双绞线，则必须穿金属管埋地敷设，在进入智能建筑大楼的LPZ0与LPZ1区交界处安装符合通讯网络设备耐压水平要求的电涌保护器（SPD）。

设备间子系统。由进线设备，程控交换机，计算机服务器等各种主机设备及其配线设备组成。是整个布线系统的核心区域。连接进出智能建筑的通信线应采用光缆。若采用铜缆双绞线，则必须穿金属管埋地敷设并接地，同样，在进入智能建筑大楼的LPZ0与LPZ1区交界处安装通讯网络类SPD（电涌保护器）以防进出大楼的通信线路引入的感应雷。在设备间各设备前端要采取二级防雷措施，最好安装通信避雷柜设备。各设备之间要进行等电位连接。

管理子系统。设置在各层配线间，由配线设备，输入/输出设备等组成。管理子系统各设备的物理连接往往是采用双绞线，需要采取二级防雷措施，安装通讯网络类SPD。

垂直干线子系统、水平干线子系统。主要是由各楼层间、同一层的插座、配线架组成的。对于较高层的智能建筑垂直干线子系统的布线最好采用光缆；无论是垂直干线子系统，还是水平干线子系，若采用铜缆双绞线，要做好屏蔽保护，走线都要穿金属管或电桥架中布设并接地。

工作区子系统。系统由工作区内的终端设备连接到信息插座的连接线缆所组成。工作区一般有电话机、数据终端、微型计算机、电视机等设备。由于从源头上对智能建筑内信息网络系统的防雷保护进行了层层设防和屏蔽，感应雷通过信息网络线再侵入工作区子系统干扰和破坏终端设备的可能性是极小的。但为防雷击电磁脉冲辐射的影响，工作区里的设备要注意摆设位置，要远离金属管道、墙角、窗户等雷击电磁脉冲辐射强的地方。

5 结论

本文针对现代智能建筑遭遇最常见的三种雷击形式，一一予以对策性的探讨和分析，提出了一些设计设想和举措。但是，由于实际智能建筑物结构是千差万别的，这需要防雷设计的技术人员和工作人员，根据具体情况采取综合治理的防雷设计举措，并在实际设计和操作过程加以不断改进、完善和创新，以使智能建筑的防雷能力不断提升。

智能建筑防雷保护设计探讨:智能建筑防雷保护设计浅析

【摘 要】自社会进入了上个实际的九十年代以来，现代社会已经逐渐成为一个拥有高信息量的社会，而现代人们的日常生活和工作，同时以及学习通通都不能够离开形形色色的信息。尤其是在现代人们工作中，人们普遍需要对所接受到的信息进行非常高效率的处理，然后应用到工作中去。因此，如何做好智能建筑的防雷工作就成为了当前建筑单位所亟待解决的问题。随着智能建筑防雷保护水平的不断提高，进而为现代智能建筑防雷工作创造了有利条件。然而为了进一步提高智能建筑防雷保护设计的水平，加大对智能建筑防雷保护设计的分析研究力度不仅意义重大，而且迫在眉睫。本文通过对智能建筑防雷的深入分析，然后对智能建筑防雷保护设计进行了详细阐述，以供同行参考。

【关键词】智能建筑；防雷保护；设计

引言

随着人类社会的进步，人们对生活和办公环境的要求也不断提高，同时为了最求更加舒适和方便的生活办公环境，人们加大对智能建筑的投入力度。同时随着科学技术的日新月异和建筑行业的高速发展，在当前的建筑领域中，各种先进的技术和理论层出不穷，从而使现代建筑的质量和性能都得到了大幅度提高，同时还为社会经济的发展起到了不可估量的作用。而在这一时代背景的要求下，为了满足人们对建筑的新要求，新型智能建筑得到了广泛的应用，同时得到了长足的发展。在新型智能建筑建设过程中，必然会应用到大量的电气设备，这些电气设备在应用的过程中，通常会由于各种原因的影响，从而留下极大的安全隐患，从而给人们的生命财产安全造成了严重的威胁。本文从一类防雷建筑物出发，对智能建筑防雷进行了深入的分析，然后对智能建筑防雷保护设计进行了详细阐述，希望能够起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为我国今后的智能建筑防雷保护设计起到一定的参考作用。

一、一类防雷建筑物

随着人们生活水平的提高，人们对建筑也提出了更高的要求，而在这一时代背景的要求下，智能建筑应运而生，而在智能建筑发展应用的同时，由于智能建筑通常会应用到大量的电气设备，从而极容易产生电力安全事故，尤其是在雷雨天气。因此为了人们的生命财产安全，必须要对智能建筑进行防雷保护。

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为200KA，波头10us；二次雷击电流幅值为50KA，波头0.25us；全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计）；首次雷击：总配电间第根供电线缆雷电流分流值为200*50%/3/3=11.11KA；后续雷击；总配电间每根供电线缆雷电流分流值为50*50%/3/3=2.78KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即11.11KA*30%=3.3KA及2.78KA*30%=0.8KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5～8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为11.11*8=88.9KA；即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为100KA，以法国SOULE公司产品为例，选用PU100型。

2、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.8，第6.4.9条规定，在分配电箱处，即在LPZ1与LPZ2区的交界处安装电涌保护器，其额定放电电流不宜小于5KA（8/20us），故此处应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA，额定放电电流为10KA；以法国SOULE公司产品为例，选用PU40型。

二、二类防雷建筑物

为了提高人们的生活品质和确保人们的生命财产安全，在智能建筑建设中进行防雷保护设计就显得尤为重要。然而就我国目前智能建筑防雷保护设计的实际情况而言，其中还存在着许多较为严峻的问题，这些问题不仅使智能建筑的质量和性能受到影响，同时还不利于智能建筑的发展。

1、根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为100KA，波头10us；二次雷击电流幅值为25KA，波头0.25us；根据附图1，全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA；后续雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA；如果进线电缆已经进行屏蔽处理，其每根供电线缆雷电流的分流值将减低到原来的30%，即 5.55KA*30%=1.7KA及1.39KA*30%=0.4KA，而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5～8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA；即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为40KA。

在供电线路中，电涌保护器的具体安装以较常用的TN-S系统，TN-C-S系统，TT系统为例，示意如下：

1）TN-S系统过电压保护方式

2）TN-C-S系统过电压保护方式

3）TT系统过电压保护方式

综上所述可见，在防雷保护设计中，总的防雷原则是采用三级保护：1、将绝大部分雷电流直接引入地下基础接地装置泄散；2、阻塞沿电源线或数据、信号线引入的过电压；3、限制被保护设备上浪涌过电压幅值（过电压保护）。这三道防线，缺一不可，相互配合，各行其责。目前通常作法是以下三点：

1）建立联合共用接地系统，形成等电位防雷体系

将建筑物的基础钢筋（包括桩基、承台、底板、地梁等），梁柱钢筋，金属框架，建筑物防雷引下线等连接起来，形成闭合良好的法拉第笼式接地，将建筑物各部分的接地（包括交流工作地，安全保护地，直流工作地，防雷接地）与建筑物法拉第笼良好连接，从而避免各接地线之间存在电位差，以消除感应过电压产生。

2）电源系统防雷

以建筑物为一个供电单元，应在供电线路的各部位（防雷区交接处）逐级安装电涌保护器，以消除雷击过电压。

三、结束语

智能建筑是现代建筑领域中一种新型的建筑结构，而在智能建筑的建设过程中最主要的特点就是会应用到大量的电气设备，这些电气设备在应用的过程中，通常会由于各种原因的影响，从而留下极大的安全隐患，从而给人们的生命财产安全造成了严重的威胁。而为了提高人们的生活品质和确保人们的生命财产安全，在智能建筑建设中进行防雷保护设计就显得尤为重要。通过本文对智能建筑防雷保护设计的深入分析，相信读者对其也有了更深刻的认识。总而言之，为了提高智能建筑的安全性能，在现代的智能建筑建设过程中，就必须要采取科学合理的措施，对智能建筑进行防雷保护，从而才能够确保人们的生命财安全。而随着科学技术的日新月异和建筑行业的高速发展，可以预见，在今后的智能建筑防雷保护设计中，其设计水平必定会得到进一步提升。