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高层建筑电气施工中的防雷技术研究

赵文
  
秋山文苑
2022年32期
身份证号码 622628198708070438

摘要:随着城市化建设的持续推进,城市中的人口数量不断增加,为了提升城市土地的利用率,满足城市人口的工作、生活用地需求,各地区广泛开展了高层建筑的建设。高层建筑的应用安全,是人们关注的重点问题。高层建筑的整体高度高、楼层的数量多、体量大,相对于其他类型的建筑遭受雷击的频次较高,为保障建筑在建设、应用期间的安全性,需重视高层建筑的防雷技术。为此,首先需要明确认识雷击对于高层建筑带来的危害,结合现实中外部防雷技术以及内部防雷技术应用状况,进行具体的技术说明,并关注高层建筑防雷的注意事项。基于此,本文对高层建筑的防雷技术应用展开探究。

关键词:高层建筑;电气施工;防雷技术

引言:雷电是一种自然放电的现象,在雷电天气中产生的电流与电压将会对于人、建筑物等的安全状况带来威胁。如未能做好建筑物的防雷处理,建筑物表面以及建筑物的内部就会受到雷电的侵扰。在当前的高层建筑物中,电气设备与信息化设备的数量多,这类设备的抗耐过电压能力有限,容易使受到雷电的冲击,进而会产生电磁效应、热效应等,设备、设备系统以及设备所在区域均有可能会受到危害。为此,需要重视高层建筑电气施工中防雷技术的应用。

1高层建筑的雷击危害

整体来看,高层建筑的防雷工程具有复杂性,不同类型的雷击对于建筑带来的影响有所差异。因此,需要根据实际经验,结合具体的累积类型对于高层建筑的雷击危害状况进行分析,根据雷击危害的特点选择综合性的防雷技术策略,确保防雷技术应用的有效性。

1.1直击雷与侧击雷

直击雷能够直接对地面上的某一物体进行雷击,侧击雷则可以对于物体的侧面形成打击。与其他的雷击类型相比较,直击雷与侧击雷的威力大,如雷电与建筑物产生直接的接触,则建筑物的外部可能产生损坏,且内部的各类电气设备同样难以得到保护,在严重情况下甚至会引起建筑物内部的爆炸与火灾。

1.2闪电电涌侵入

这类现象与建筑周围的电缆线路或者架空线路存在联系,在闪电电涌侵入的情况下,建筑物内部的各类控制系统以及电子设备安全性将会难以得到保障。

1.3闪电感应

在闪电的发生过程中,附件导体上可能会产生雷电静电感应或者雷电电磁感应,这就容易引起金属部件之间的电火花。如果在建筑物内部的各类金属设备、金属管线等未能连接接地装置,闪电感应的出现就容易导致高电压的产生,并影响到设备的工作状态,在严重情况下甚至可能会引起事故。

2高层建筑的外部防雷技术

2.1接闪器

应用该装置,能够起到直接接受雷击的作用,从而避免雷击对于建筑物直造成冲击。接闪器为金属物体,分别由闪接杆、闪接网、闪接带以及金属构件等组合构建而成。在建筑最为容易遭遇雷击的区域,可铺设安装接闪器。在不同的应用需求下,建筑中接闪器的安装需求状况是存在差异的,需要结合实际的需求选择合理的接闪器组合模式,并完成设备的安装。如,在建筑物顶部较为突出的位置,可以通过装置闪接杆起到保护作用,在顶部无金属物的情况下,闪接杆可以直接地承接雷电。如果建筑物顶部设置有用就行金属物,在其状态合适的情况下也可以作为接闪器使用,通过其他部件的组合应用,达成应用的基本要求。侧击雷的防护对于建筑物以及建筑物内部的安全状况同样有着重要影响,在防护该类型雷击的过程中,也可以采用接闪器。

2.2引下线

通过引下线,可以将雷电电流从接闪器中进行转移,完成与接地装置的有效接通。高层建筑中一般需要利用建筑主体中结构中的钢筋作为引下线,这类钢筋的贯穿于建筑的内部,能够起到有效连接的作用,同时稳定性高。需注意到,引下线的位置分布以及数量状况,会影响到雷电分流的效果,可以通过适当增加引下线的数量,并减少引下线之间的距离,适应于分流的需求。另外,在同侧中引下线的应用数量需要大于2根,通过电渣压力焊或者其他方式将主筋作为引下线,以此来保证引下线具有稳定的接地效果[1]。为此,要求引下线的设计与布置需要由专业的团队负责,在整体布置完成后还需检验引下线的实际应用效果,在必要的情况下可以对引下线进行后期的优化与调节。

2.3接地装置

该装置能够将高层建筑接收到的雷电流置泄释放,有效防止家主以及建筑内部设备出现损坏。在接地装置的组成上,主要包括了接地线以及接地体,接地线能够起到传导电流的作用,接地体则可以发挥散流的作用。与其他类型的建筑相比较,高层建筑的地基占地面积大,且地基整体所占的范围较广,因此在接地装置结构正常且各部分装置功能良好的情况下,可以实现有效的防雷作用,以保障建筑物本身以及建筑内部环境的安全性。如果接地装置的结构状况或者装置本身的安装存在问题,则散流或者其他作用就会受到影响。为了避免出现异常的情况,需要在接地装置的设计以及施工中,严格进行审核与监测,以保障接地装置的初始建设状况符合应用要求。与此同时,在接地装置的应用阶段还需进行定期的检查与维护,以此来确保装置功能正常。

3高层建筑内部的防雷技术

3.1屏蔽技术

通过该技术,可避免建筑内部的各类电子设备、通信设备以及智能系统等在雷击天气受到损坏,这些设备本身抗击雷电的能力较为有限,在建筑物出现接闪或者建筑物附近出现雷击的情况下,如设备受到电子感应影响,就容易出现损坏[2]。为此,需要在建筑结构的设计中关注防雷电保护要求,借助于建筑中的钢结构或者钢筋混凝土结构,构建出与“法拉第笼”类似的网状保护结构,以此来实现分流与屏蔽的功能,在电流分流成功的情况下,雷击电磁感应出现的概率会有所降低,建筑内部电子设备的设备安全状况能够有所保障。

3.2等电位连接

在该技术的应用中,需要对高层建筑中的各类电子设备、金属管线、结构钢筋之间的组合连接状况有所关注,需构建起一个组合连接的整体,以保持建筑内部的相同电位,避免在建筑中出现电位差的问题,进而实现对于跨步电压的合理规避。在等电位连接形成之后,雷击难以对于建筑物的内部产生影响,建筑物内部的环境稳定性可以得到保障,从而避免出现物品损坏、人员伤亡等情况。为了实现等电位的连接,需要强化建筑物中钢筋连接的紧密性,可通过多种方式,包括焊接、绑扎等方式将钢筋紧密的连接。高层建筑中钢筋的应用数量多,需保障各位置钢筋均能有效连接。与此同时,可对于建筑中的柱筋进行处理,引导柱筋与防雷装置之间形成有效连接。在此基础上,还要完成等电位装置、金属管线与其他内部网络的连接,以构建有效的等电位连接。

3.3合理布线

为了提升雷电防护的综合能力,需重视合理布线的实现。在当前的技术水平下,高层建筑中所有的电气设备均会与管线实现连接。因此,防雷电系统的设计需重点考虑管线的状况。首先,要求建筑物内部的各类管线需规范的布置,需将管线置于有保护与连接作用的金属管或者金属质地的线槽当中,并要求金属线能够正常地接地,产生屏蔽作用。其次,建筑中强弱电的主干线需要置于合理的位置,一般需置于建筑的中心位置中,在弱电系统中需优先选择光纤通信的方式, 并将负责通信与协调作用的机房置于高层建筑的底层中,以此来避免电磁感应产生的影响[3]。另外,建筑中应用的各类信号、电源类线路,需要通过埋地的方式完成敷设,并加装屏蔽层。

3.4安装浪涌保护器

浪涌保护器的别称为电涌保护器,该装置能够给限制瞬态过电压、限制泄放浪涌电流。需要在建筑中的电气线路中安装该装置,以实现对于电气线路中各类常用设备的有效保护,保护的范围包括电子设备、电器的仪表设备、通信线路等。在建筑中相关设备感应到外部的雷电时,就可能会出现浪涌电流或者瞬态过电压,该装置可急速实现分流,避免出现设备损坏的情况。目前,高层建筑中选择安装的浪涌保护器一般能够发挥出多级保护的作用,需要综合各类影响因素进行保护装置的选择,确保装置能够正常地发挥作用。同时,在保护器的应用阶段,还需重视对其状态的检测,并完成定期的设备维护与必要更换。

4高层建筑的防雷注意事项

4.1关注接闪器的承受能力状况

接闪器起着直接承接雷电的作用,在建筑中该装置的布置位置通常会与雷电产生直接的接触,在雷电天气频繁的情况下,接闪器的应用频率也会有所增加,这就要求接闪器有着良好的承受能力状况,可以承接不同程度的雷电冲击,并保持在多次冲击或者密集冲击状态下的稳定性。目前,镀锌圆钢接闪器的应用最为普遍,这类接闪器的外观可能会建筑整体的美观要求不相符合。因此,部分建筑为提升整体的美观性,会选择应用不锈钢接闪器,这类接闪器的应用状况与镀锌圆钢接闪器存在差异,需选择优质的不锈钢材料,并保证接闪器的厚度、截面积状况符合设计与应用的规范要求。不锈钢管的接闪器,在多数情况下可以采用焊接连接成电气回路,同时,还要求不锈钢管与引下线之间连接的稳定,在稳定连接的状态下,才能够保证雷电流泄放通道的畅通,发挥出接闪器的防雷性能。

4.2关注建筑幕墙的防雷措施

建筑幕墙能够起到防护建筑物外围安全的作用,部分高层建筑的外围幕墙并不发挥主要的结构支撑作用。因此,防雷电设计中会选择将女儿墙的盖板设计为山及其,幕墙的顶部盖板中的金属结构与山及其会实现电位连接。在结构整体合理的情况下,也可以选择将接闪器置于幕墙顶部。整体来看,建筑中的顶部的防雷击功能较佳,然而建筑幕墙防御侧击雷的能力则较为有限。为此,需要通过整体性连接的方式,加强幕墙对于侧击雷的防护能力,实现幕墙整体与接闪器、接地装置之间的有效连接。

4.3关注接地材料的选择状况

高层建筑的接地材料通常未能进行精细选择,一般情况下将建筑桩基中内置的钢筋作为接地材料。然而,需要注意到这类材料的质地是较为普通的,虽然具有导电的性能,但不具备抗腐蚀等能力。为了提升建筑防雷的稳定性,需保障建筑内部各类接地材料本身质地、连接状况的稳定。为此,可以优先选择具有抗腐蚀性能的钢筋。在必要的情况下,也可以选用导电性能优异的铜质材料、石墨材料等作为接地材料,以减少接地电阻产生的影响[4]。

结束语

随着高层建筑数量的增加以及功能的发展,当前建筑电气设备的应用普遍性不断提升。在这种情况下,高层建筑遭受雷击的概率也有所增加。为此,加强高层建筑电气施工中的防雷技术的研究尤为关键。需应用先进的防雷技术,持续对技术经验进行总结,分析相关的技术问题,以此来促进技术应用水平的提升。在具体的技术选择中,需要分别重视外部防雷技术以及内部防雷技术的选择。在高层建筑的外部防雷技术选择中,可以应用接闪器、引下线、接地装置等装置实现有效的防雷;在高层建筑内部的防雷技术上,可以选择通过屏蔽技术等电位连接、合理布线设计、安装浪涌保护器等方式,提升防雷的效果。在此基础上,还需关注接闪器的承受能力状况,采用有效的建筑幕墙的防雷措施,并选择适用的接地材料。

参考文献:

[1]朱琳.高层建筑电气施工中的防雷技术研究[J].科技与创新,2023(03):87-89.

[2]许栋伟.高层建筑电气施工中的防雷技术探析[J].城市住宅,2020,27(11):209-210.

[3]刘欣.浅谈建筑电气设计中的防雷接地技术[J].电气技术与经济,2019(03):11-13.

[4]许杰,戴裕海.高层建筑电气防雷及接地技术探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2017(24):13.

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