建筑物雷电防护问题分析鲁龙佑

建筑物雷电防护问题分析鲁龙佑

(1.吉林省公主岭市气象局;2.吉林省伊通满族自治县气象局)

摘要:建筑物的防雷基本原理就是把雷电合理的引导释放到大地中,对建筑物内部的电子设备和金属物体要进行等电位连接,还要按照具体标准接入到联合接地系统,这样我们就建立了对建筑物以及室内电子设备的保护系统。我们要合理的利用避雷针防止直击雷的破坏;还要防止雷电伴生的电磁脉冲给电子设备带来的损害,我们要使用完善的防雷设施,建立起一个综合的防雷体系。

关键词:建筑物;雷电;防护;危害

1雷电对建筑物的损害分析

我们国家这几年来,因雷电形成的灾害损失事件开始慢慢的增多。它给我们生活带来的危害主要有:1)当雷电击中我们生活中的通信线路和供电设备时,都会直接对建筑物内部的线路带来损害;2)对生活中的供电线路、通信电路以及建筑物都会形成和感应到浪涌电流和电磁脉冲;3)直接造成某些建筑物内部的电器设备的连续重启和停止;4)当雷电击中防雷建筑物时,那些多余的电流能量必须要从建筑物防雷设施中向大地释放出来,电磁效益会直接导致供电线路出现跳火现象;5)为防止损失,城市中的供电设备会进行关闭,直接导致供电产生浪涌现象;6)形成静电,直接对电器以及电子元件带来损害。

2.建筑物防雷分类

在这个信息时代里,电子设备的重要性是不言而喻的,但是电子设备在遇到雷电时,就变的弱不禁风了。因此我们要加强建筑物的外部防雷防护技术。我们要对建筑物防雷技术有一个全面的、系统的认识,只有一个全面的系统的认识才能形成完整的防护体系,要合理的分配好屏蔽、分流、接地等一些技术。我们在生活中分流主要使用的是避雷网、避雷针,可以发挥一定的作用;屏蔽主要是为了防止电磁脉冲;接地主要是把电流能量引导到大地。这些防护措施只是一般性建筑物应对雷灾,在对电子信息设备非常重要的建筑物的防护,我们还要按照实际的情况,运用适当的防护手段,建立一个完整的、全面的防护体系。

2.1第一类防雷建筑物

凡在建筑物中制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质;因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者;具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物;具有1区爆炸危险环境的建筑物,因电火花而引起爆炸,会造成巨大破坏和人身伤亡者。

2.2第二类防雷建筑物

国家级的重点文物保护建筑物;国家级的会堂、办公建筑物、大型展览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物;国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物;制造、使用或储存爆炸物质的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者;具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物;工业企业内有爆炸危险的露天钢制封闭气罐。

2.3第三类防雷建筑物

省级重点文物保护建筑物及省级档案馆;预计雷击次数大于或等于0.012次/a,且小于或等于0.06次/a,且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物;预计雷击次数大于或等于0.06次/年的一般性工业建筑物;根据雷击后对工业生产的影响及产生的后果,并结合当地气形、地质及周围环境等因素,确定需要防雷的21区、22区、23区火灾危险环境。

3.雷击的防护方法

建筑物防雷工程是一个系统工程,必须综合考虑各种清理的影响,采用外部防雷和内部防雷的措施,如接闪功能、分流影响、均衡电位、屏蔽作用、合理布线、加装过电压保护器等来减少雷电对高层建筑的损害。可以认为建筑物防雷系统是由避雷针、避雷网或混合组成的接闪器组成的,利用主体和基础内的主筋作为引下线和接地装置,将雷电流引入大地。

3.1.防直击雷的方法和技术

当雷电直接击中建筑时,由于雷电短时间内释放出巨大能量,以致坏毁建筑,若直接击中建筑内的电力线或设备,会产生极高的雷电过电压,现今任何电压等级的系统绝缘都难以耐受,以致损坏设备。为防止雷电直接击中建筑本体及内部设备,人类发明了避雷针、避雷带等防直击雷的措施。

3.2.防侧击雷的方法和技术

由于建筑物高度等的影响,部分雷击可能从建筑侧方袭击建筑,称之为侧击雷。防止侧击雷的方法一般和防直击雷有交叉,其实侧击雷亦可认为是直击雷的一种,在此,在防直击雷的部分方法归到防侧击雷的方法上。

引下线是连接接闪器与接地装置的金属导体。现代建筑物多利用建筑物的柱筋作避雷引下线。因为雷击时引下线上有很大的雷电电流流过,会对附近接地的设备、金属管道、电源线等产生反击或旁侧闪击,而实践证明这种方法可以减少和避免这种反击。它还比专门引下线有更多的优点,因为柱钢筋与梁、楼板的钢筋都是连接在一起的,和接地网络形成了一个整体的法拉第笼,它们处于等电位状态,雷电流会很快被分散掉,可以避免反击和旁侧闪击的现象发生。

避雷网是指利用钢筋混凝土结构中的钢筋网作为雷电保护的方法,也叫做暗装避雷网。暗装避雷网是把最上层屋顶作为接闪设备。根据一般建筑物的结构,钢筋距面层只有6-7cm,面层愈薄,雷击点的洞愈小。但有些建筑物的防水层和隔热层较厚,最好另装辅助避雷网。辅助避雷网一般可用直径为6mm或以上的镀锌圆钢,网格大小可根据建筑物重要性,分别采用5m乘5m或10m乘10m的圆钢制成。建筑物顶上往往有许多突出物,如金属旗杆、透气管、钢爬梯、金属烟囱、风窗、金属天沟等,都必须与避雷网焊成一体做接闪装置。

3.3防感应雷的方法和技术

感应雷也称为雷电感应或感应过电压。它分为静电感应和电磁感应雷。

静电感应雷是由于带电积云接近地面,在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的。它将产生很高的电位。电磁感应雷是由于雷电放电时,巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的。这种迅速变化的磁场能在邻近的导体上感应出很高的电动势。雷电感应引起的电磁能量若不及时泄入地下,可能产生放电火花,引起火灾、爆炸或造成触电事故。

感应雷的外部防护主要为连接建筑钢筋混凝土内钢筋或专设金属网格,以形成法拉第笼使建筑物处于静电屏蔽罩内部。

4结论

随着建筑科技的发展和城市用地的减少,高层建筑不断增多,结构形式也日趋复杂,加上大型钢结构、金属屋面以及大量微电子设备的广泛应用,使得建筑工程遭受雷击的可能性不断增大,同时雷击造成的损失也会更为严重,设计和施工人员要在实践中不断总结相关经验,以进一步完善建筑物防雷保护措施,将雷电灾害造成的人员伤亡和财产损失程度降到最低,为更好的防灾减灾发挥有效的社会作用。

参考文献

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