摘要：防雷接地設(shè)計是建筑電氣設(shè)計的重要組成部分，是建筑設(shè)計的重要一環(huán)，其設(shè)計工作的好壞，直接影響到建筑工程的質(zhì)量，對于保護(hù)人民生命、財產(chǎn)安全，提高建筑的使用功能具有重要意義。本文著重從防雷接地系統(tǒng)構(gòu)成及設(shè)計需注意的方面進(jìn)行闡述。

　　關(guān)鍵詞：現(xiàn)代建筑,防雷接地,設(shè)計

　　隨著信息化的到來，現(xiàn)代建筑物內(nèi)越來越多的裝備了各種信息化的電子、電氣設(shè)備，由于這些設(shè)備耐過電壓能力低，雷電高電壓以及雷電電磁脈沖侵入所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)、熱效應(yīng)都會對系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾或永久性損壞，這也是如今雷電災(zāi)害事故頻繁發(fā)生、導(dǎo)致?lián)p失越來越大的一個原因。

　　據(jù)不完全統(tǒng)計，全國35個自治區(qū)、直轄市、700多個市縣，共發(fā)生典型雷電災(zāi)害1902例。造成人員傷亡事件808起，直接經(jīng)濟(jì)損失上千萬元以上的事例百起，百萬元以上的事例為19起;

　　(1) 2000年9月21日 中國北京首都機(jī)場三處遭雷擊,擊壞部分設(shè)備。

　　(2) 2000年9月20～21日，北京大范圍遭雷擊，擊壞延慶、順義、房山等多個單位的計算機(jī)、通信等設(shè)備。

　　(3) 2000年8月8日 四川人和鎮(zhèn)重慶華新國際城市發(fā)展有限公司遭雷擊，擊壞兩個衛(wèi)星天線，直接經(jīng)濟(jì)損失102萬元，間接經(jīng)濟(jì)損失15萬元。

　　因此，對建筑物合理的防雷設(shè)計顯得尤為重要。

　　1 現(xiàn)代建筑防雷接地的重要性

　　設(shè)置防雷接地的目的：一方面為了將強(qiáng)大的雷電流引入大地，保護(hù)設(shè)備安全，另一方面為了防止人身免受雷擊傷害。

　　在建筑工程中，我們把接地導(dǎo)線與接地體連接在一起叫接地裝置;把電氣設(shè)備與土壤間作良好的連接叫接地;與土壤直接接觸的金屬體叫接地體或接地級;把接地體與電氣設(shè)備連接起來的金屬線叫接地線。

　　建筑工程的防雷接地系統(tǒng)是以樁基礎(chǔ)作為接地體，以基礎(chǔ)圈梁作為接地網(wǎng)，以主體結(jié)構(gòu)柱內(nèi)主筋作為引下線，柱內(nèi)主筋與基礎(chǔ)圈梁及樁基礎(chǔ)形成可靠連接而構(gòu)成自然接地裝置。建筑物防雷設(shè)計規(guī)范中規(guī)定：自然接地電阻值必須小1歐姆，當(dāng)大1歐姆時，還需在建筑物外圍設(shè)置人工接地裝置做為輔助接地。

　　2 現(xiàn)代建筑防雷接地設(shè)計原則和思路

　　2.1 設(shè)計原則

　　(1)建筑物均應(yīng)按GB5007—94(2000版)“建筑物防雷設(shè)計規(guī)范”的規(guī)定，安裝外部防雷裝置。

　　(2)建筑物的防雷宜考慮環(huán)境、地域因素、雷電活動規(guī)律、建筑物內(nèi)設(shè)備的重要性，發(fā)生雷災(zāi)后果的嚴(yán)重程度，確定防雷分類，采用相應(yīng)的防護(hù)措施。

　　(3)建筑物的防雷應(yīng)堅持全面規(guī)劃、綜合治理、優(yōu)化設(shè)計、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、進(jìn)行綜合設(shè)計。

　　(4)建筑物的防雷必須按綜合防雷系統(tǒng)的要求進(jìn)行設(shè)計，堅持預(yù)防為主，安全第一的指向方針，為確保防雷設(shè)計的科學(xué)性，在設(shè)計前應(yīng)對現(xiàn)場雷電環(huán)境進(jìn)行評估。

　　(5)建筑物內(nèi)的微電子設(shè)備的防雷應(yīng)采用直擊雷防護(hù)、等電位連接、屏蔽、合理布線、共用接地系統(tǒng)和安裝電涌保護(hù)裝置等措施進(jìn)行綜合防護(hù)。

　　(6)建筑物內(nèi)的微電子設(shè)備應(yīng)根據(jù)所在地區(qū)雷暴等級，設(shè)備放置在不同的雷電防護(hù)區(qū)，以及系統(tǒng)對雷電電磁脈沖的抗擾度，采用不同的防護(hù)措施。

　　2.2 設(shè)計思路

　　(1)注重設(shè)計的全面性

　　建筑物防雷系統(tǒng)由接閃、分流、均壓、屏蔽、布線和接地6項要素組成，這些要素自身結(jié)構(gòu)與建筑物的結(jié)構(gòu)有機(jī)地組成一個整體，這個整體與外部環(huán)境有著多方面的聯(lián)系。雷電對建筑物及其內(nèi)部設(shè)備的作用是多途徑的，有直擊雷擊，有沿金屬管路、各種線路引入的瞬太過電壓，還有空中傳播的LEMP，因此對建筑物的防雷設(shè)計不能片面，應(yīng)全面系統(tǒng)地對不同形式的雷電采用不同防護(hù)措施。 瞬間

　　(2)注重設(shè)計的合理性

　　現(xiàn)代建筑物大量采用鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而且體積高大，本身具有較強(qiáng)的耐雷擊能力，因此設(shè)計時應(yīng)把防雷諸要素與建筑物的結(jié)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合起來，利用鋼筋構(gòu)成協(xié)調(diào)的防雷結(jié)構(gòu)，使之發(fā)揮出整體的最優(yōu)防雷功能。主要思路為：

　　①在建筑物屋面采用避雷網(wǎng)，在屋面突出部分或通訊設(shè)施上安裝避雷針或帶。

　　②利用建筑物的結(jié)構(gòu)鋼筋作引下線，并適當(dāng)增加引下線的數(shù)量，對減少各層的反擊電壓和減少各分支電流的電磁感應(yīng)都有良好的作用。

　　③利用各層樓板鋼筋或高(多)層建筑物均壓環(huán)與作引下線的主筋連接，有利于均壓的形成，有效降低室內(nèi)反擊電壓和有利于對空中電磁場的屏蔽。

　　④從各層梁、板、柱內(nèi)主筋焊出接頭，便于與室內(nèi)設(shè)備接地母線連接。

　　⑤利用四周圈式接地體和基礎(chǔ)鋼筋接地網(wǎng)，便于與引入建筑物的各種金屬管道、電纜屏蔽層連接。

　　⑥為避免流經(jīng)建筑物外墻柱內(nèi)鋼筋的雷電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)，設(shè)計時應(yīng)將信息系統(tǒng)及各種電氣線路放置或敷設(shè)在建筑物內(nèi)的中心部位，把防雷系統(tǒng)諸多要素與建筑物結(jié)構(gòu)有機(jī)結(jié)合，不但可以降低建設(shè)投資，還能獲得最佳的防雷效果。

　　3 防雷接地設(shè)計

　　3.1 高層建筑防雷接地

　　接地裝置是指埋設(shè)在地下的接地電極與由該接地電極到設(shè)備之間的連接導(dǎo)線的總稱。接地裝置是由埋入土中的金屬接地體(角鋼、扁鋼、鋼管等)和連接用的接地線構(gòu)成，是針對防雷保護(hù)的需要而設(shè)置的接地。高層建筑的防雷接地裝置的接地體，一般利用高層建筑的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地體，同時把建筑物內(nèi)的工作接地、保護(hù)接地、防雷接地與基礎(chǔ)鋼筋連接在一起，形成共用接地體。考慮到大部分高層建筑的基礎(chǔ)均做了防水處理，致使接地電阻增大，應(yīng)盡量在建筑物周邊做囤式接地。周圈式接地可避開防水處理層，同時由于接地體埋在基礎(chǔ)的外邊，也具有均衡電位的效果，提高了安全性。在大地土壤電阻率高的地區(qū)，當(dāng)一般做法的聯(lián)合接地體的接地電阻值難以滿足要求時，可以采用向外延伸接地體、改良土壤(換土、采用降阻劑)、深埋電極以及外引等方式。

　　接地線一般安裝在易于檢查的地方，有防止機(jī)械損傷及防止化學(xué)腐蝕的保護(hù)措施，從接地干線敷設(shè)到用電設(shè)備的接地支線的距離要越短越好，接地線與電纜或其它電線交叉時接地線在加保護(hù)鋼管;在穿過建筑伸縮縫時接地線要略加彎曲，有一定的伸縮余地，避免斷裂。

　　3.2 等電位聯(lián)結(jié)

　　是將建筑物中各電氣裝置和其它裝置外露的金屬及可導(dǎo)電部分與人工或自然接地裝置用電氣連結(jié)的方法連接起來，使整個建筑物空間成為一個良好的等電位體，以達(dá)到減少電位差稱為等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)有總等電位聯(lián)結(jié)、局部等電位聯(lián)結(jié)和輔助等電位聯(lián)結(jié)。當(dāng)遭受雷電襲擊時，建筑物內(nèi)部和附近大體上是等電位的，不會發(fā)生內(nèi)部設(shè)備被高電位反擊和人被電擊的事故。此外，在電力線、電話線、電視信號電纜、電子計算機(jī)訊號傳輸線等，一切與外界有聯(lián)系的金屬線都要接上合理的過電壓保護(hù)裝置(避雷器)，且裝置要與建筑物的防雷接地裝置直接進(jìn)行電氣連結(jié)，使之成為等電位，才能存相線和N線產(chǎn)生危險電位差時瞬間擊穿，相當(dāng)于短接，形成瞬間等電位，以達(dá)到真正的等電位聯(lián)結(jié)(實(shí)際上正常時是準(zhǔn)等電位，因為正常時各導(dǎo)線之間的電位差和雷擊時的殘壓與雷電壓比較是微不足道的，所以一般把這樣的連接也稱為等電位聯(lián)結(jié))。采用等電位聯(lián)結(jié)，不但可以大大提高建筑物及其內(nèi)部的設(shè)備防雷能力，也可以放寬對建筑物接地電阻的要求。這樣可減少建設(shè)投資，減低施工難度。

　　3.3 基礎(chǔ)接地裝置

　　基礎(chǔ)接地裝置應(yīng)盡量與建筑物的基礎(chǔ)共用，盡量利用鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為接地裝置。利用建筑物的基礎(chǔ)作接地裝置，具有經(jīng)濟(jì)、美觀和有利于雷電流場流散以及不必維護(hù)和壽命長等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在的建筑一般采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，較大的樓宇采用基礎(chǔ)接地裝置后的接地電阻一般都能滿足要求。若較小的鋼筋混凝土建筑，使用它的柱梁結(jié)構(gòu)的埋地鋼筋;混凝土做接地網(wǎng)，即使它的接地電阻達(dá)不到足夠小，需要加埋人工接地裝置補(bǔ)充，這起碼也能夠起到減少人工接地裝置的數(shù)量，節(jié)約投資，是一件有益無害的好事。但有些鋼筋混凝土確實(shí)不能作為接地裝置，如水水泥、鋁酸鹽水泥、礬土水泥、以及異丁硅酸鹽水泥等，以人造材料水泥做成的鋼筋混凝基礎(chǔ)也不能做接地裝置。

　　需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，各鋼筋之間必須構(gòu)成電氣連接，一般采用牢固的焊接，使之成為可靠的電氣通道，一般結(jié)構(gòu)的鋼筋經(jīng)過綁扎不容易達(dá)到電氣連接的要求，不宜用綁扎的方法。利用基礎(chǔ)作接地裝置時，對地梁的處理是很重要的一個環(huán)節(jié)。地梁內(nèi)的主筋應(yīng)該和柱基礎(chǔ)主筋連接起來，并將各段地梁的鋼筋連成一個環(huán)路，這樣才能將各個基礎(chǔ)連成一個聯(lián)合接地裝置，而且地梁的鋼筋可以形成一個很好的水平地環(huán)，綜合成一個完整的接地系統(tǒng)。

　　4結(jié)語

　　總之，建筑防雷接地系統(tǒng)是一項非常重要的系統(tǒng)工程，它所起的作用是無可替代的。不論是設(shè)計還是在施工時，保證人身生命安全是至關(guān)重要的。因此，要進(jìn)一步完善設(shè)計方案，以適應(yīng)不同地區(qū)對防雷接地系統(tǒng)的不同要求。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]《建筑物防雷規(guī)范》(GB50057—94)2000版.

　　[2]朱林根主編《現(xiàn)代住宅建筑電氣設(shè)計》，北京，中國建筑工業(yè)出版社，2004.