闽北高层住宅小区雷电防护措施分析

吴启绵

摘要 结合福建省南平市的雷电防护实际，对高层住宅小区雷电防护措施进行综合分析，以最大限度地保护小区内居民的生命财产安全。

关键词 高层住宅小区；建筑物；雷电防护措施

中图分类号：TU895 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）05-111-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.05.047

南平市位于福建省北部，武夷山脉北段东南侧，处在闽、浙、赣3省交界区域，俗称“闽北”，地理坐标26°15′～28°19′N，117°00′～119°17′E，辖区面积2.63 km2。南平市境内地形地貌受构造运动的影响强烈，构造地貌特征相当明显，属亚热带湿润性气候。鉴于其独特的地理区域位置的影响，南平市雷暴活动频繁，年均雷暴日数高达62.8 d，年平均雷闪次数为779次，几乎每年雷暴天气都会给社会公众的正常生产生活造成不同程度的影响，严重威胁到人们的生命财产安全。尤其是近年来，社会的不断发展以及现代科技的进步，南平市城市建设步伐加快，现代高层住宅小区不断增多，越来越多的微电子器件以及自动化设备开始布设在高层住宅小区建筑内，群众生活环境得到改善的同时也存在极大的雷击隐患。一旦高层住宅小区被雷击，所产生的危害以及损失会更加严重。因此，笔者重点对高层住宅小区雷电防护措施进行分析，以最大限度地保护小区内居民的生命财产安全。

1 高层智能小区概况以及建筑雷电防护等级划分

通常而言，人们习惯将高度达到50 m以上的建筑物或者是位于建筑群边缘、地处旷野以及高度高于20 m以上的建筑物工程称作高层建筑。而高层住宅小区建筑通常呈现2个特征：高度高以及内部的电气设备、电子信息系统较多，极易受雷击，尤其当建筑高度超过100 m时，雷击次数一般和高度呈正相关性；高层小区的人员往往比较密集，内部一般布设着各类电子设备以及错综复杂的线路，其抵御高压和电磁脉冲的能力较低，一旦遇到雷击，所造成的经济损失与危害会特别严重。因此，在对高层住宅小区雷电防护措施进行设计时，应该严格按照GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》进行，通过制定防雷等级，可以将建筑物的雷电防护等级划分成3级。在采取雷电防护措施之前，应该对高层住宅小区建筑物所在的地理区域位置、地质特征、气候环境、土壤特性以及雷电发生频率等相关情况进行详细调研。与此同时，还应对小区的电磁环境进行评估，只有全面思量，确定小区建筑信息系统雷电防护措施，才可以取得理想的防雷效果。

2 高层住宅小区雷电防护措施

2.1 外部雷电防护措施

2.1.1 接闪器 对于高层住宅小区建筑而言，接闪器体系当属直击雷防护的至关重要的部分，接闪器通常会主动引雷，对雷电流加以拦截。一般而言，避雷带以及避雷网等接闪器的布设应严格参照《建筑物防雷设计规范》要求进行相应设计，依据类别不同的建筑，对屋顶防雷网格尺寸的实际要求有所区别：1类防雷建筑物网格要求不能超过5 m×5 m或6 m×4 m；2类不能超过10 m×10 m或者12 m×8 m；3类不能超过20 m×20 m或者24 m×16 m。再者，有些高层住宅小区建筑的金属屋面可直接作为接闪器，但应满足相关要求：第一，金属板之间采取搭接的时候，搭接长度要求不能小于100 mm。第二，金属板下方没有易燃物品时，其厚度要求不能少于0.5 mm；金属板下方存在易燃物时，其要求的厚度大小也有所区别，铜板通常不可以少于5 mm，铁板不能少于4 mm，铝板不可以少于7 mm。

2.1.2 引下线 引下线指的是接闪器与接地装置保持连接的金属导体。在高层住宅小区引下线布设中，应充分思量引下线的粗细与数量，否则会对雷电分流效果产生直接影响。引下线数量愈多，则每根引下线所分派的具体雷电流便越少，随之引下线感应范围也有所缩小；反之，引下线数量越少，每根引下线所分派的雷电流就愈多。因而，引下线在进行设计过程中，应科学把控引下线的粗细以及数量，确保引下线间距符合防雷相关技术标准规定。

2.1.3 接地系统 接地系统属于高层住宅小区雷电防护工程的关键环节。结合相关规范要求，高层住宅小区建筑物需要优先使用钢筋混凝土基础中的钢筋作为自然接地装置。假如有钢筋混凝土地梁，需要将地梁内的钢筋形成环形接地装置；假如没有钢筋混凝土地梁，则应在建筑周边无钢筋的闭合条形混凝土基础内，采取镀锌扁钢直接布设在槽坑外沿，形成环形接地。基础接地网的接地电阻值若与相关设计要求不相符，则应该采取人工接地装置。再者，因为高层住宅小区楼层的特点，若采取单独接地的措施，雷电防护效果并不理想，所以高层住宅雷电防护系统中大都采取共用接地系统。也就是说高层住宅楼内部的直流、交流工作接地以及防雷接地等各种接地共同采取一组接地装置，使接地电阻值处于最小状态。

2.2 内部雷电防护措施

2.2.1 等電位连接 依据相关雷电防护规范，要求进入高层建筑的所有金属导体、管道和电缆的外屏蔽层都需要在防雷区交界区域进行等电位连接。因而，在对高层住宅小区采取防雷措施时，需要对住宅楼内的结构钢筋以及各类金属线缆、金属框架以及其他金属物同防雷引下线等进行连接，形成一致的导电体，使雷电流进行有效泄放。

2.2.2 屏蔽措施 屏蔽措施是把被保护对象通过金属网、管子、箔等包围起来，阻断雷击形成的电磁脉冲通道，增加闪电入侵难度，该措施对高层住宅小区内部的电子信息设备的保护特别必要。依据高层住宅楼本身的钢筋混凝土结构，把墙面、地板、顶部、梁以及柱内的钢筋共同构成一网笼，即法拉第笼避雷网，这样不但能够对空间电磁波造成的辐射进行防御，同时还可以维持高层住宅内部的分流以及均压效果。

2.2.3 浪涌保护器（SPD） 浪涌保护器（SPD）主要为高层住宅小区内部设备以及电子信息系统提供安全防护的作用。若电气回路抑或通信线路中因外界的干扰而形成尖峰电流或电压的时候，SPD往往可以在特别短的时间内迅速导通分流，进而避免浪涌对回路中别的设备造成损害。因为雷电袭击的能量往往十分强烈，所以SPD的设置应该分级实施。第1级一般针对直击雷进行防护，第2级主要是为了吸收前级的残留电压，依此类推，逐级布设让雷电流不断消减。在高层住宅小区内部进行雷电防护，借助于SPD的分级布设，可以获得最有效的防雷效果。

3 结语

高层住宅小区雷电防护属于一项专业的系统工程。高层住宅小区的过电压对于住宅楼内的电子信息设备会造成极大危害，更给楼内居民的安全构成严重威胁。因而，高层住宅小区的雷电防护措施应结合防雷规范要求以及小区实际情况进行科学思量与设计，采取外部雷电防护以及内部雷电防护相结合的防雷措施，做到层层设防，尽可能地保护高层住宅小区内部人员的生命财产安全。

参考文献

[1] 周建敏.高层智能小区的防雷设计存在的问题[J].电子制作，2016（2）：102.

[2] 樊裕伟.高层建筑防雷设计及施工[J].江苏建筑，2011，28（1）：110-113.

责任编辑：郑丹丹