对雷电防护工程设计要点探索论文
1高层建筑雷电防护工程设计总体结构分析
一般在进行雷电防护工程设计时,要深入探究雷电防护工程的整体设计系统。为了更好地解决高层建筑雷电防护工程设计中存在的问题,可建立高层建筑综合防雷系统的防雷运作区域(LPZ)防雷击电磁脉冲(LEMP),按照IEC标准将保护空间划分为不同的防雷区域(LZ)。
2高层建筑雷电防护工程设计的七大要素分析
根据以上雷电防护系统结构设计及原理分析,这里笔者归结出高层建筑雷电防护工程设计的七项重要因素,下面进行具体的探讨。
2.1接闪功能与接闪器设计。高层建筑物接闪功能应具备装设独立或架空接闪器(如避雷带、针、网)、耐流耐压能力、连续接闪效果造价以及美学统一性等条件。高层防雷建筑物应装设独立架空避雷线(网)或避雷针,通过滚球法来计算确定避雷针保护范围。在设计时要注意根据《建筑物防雷设计规范》规定,在建筑物的天面,选用合适网格尺寸的避雷网,用导体联结成一个网状的雷电保护装置构成避雷网。当高层建筑物内具有较多的弱电子设备时,屋面上安装较小的避雷网格形成最大的电磁屏蔽。
2.2分流影响与引下线设计。雷电的分流效果直接受到引下线数量和粗细的影响,数量越多,则雷电流越小,其感应范围也相应缩小,且相互间距离不小于规范规定。对于高层建筑物,应根据《建筑物防雷设计规范》规定,选择合适的引下线间距,间距越小且电位分布较均匀,对雷电感应的屏蔽越好;当引下线过长时,在建筑物中间部位增设均压环,可起到较好的减小电感电压降、分流以及降反击电压的作用。若高层建筑物内具有较多弱电子设备时,按照建筑物的柱距沿其外围,每隔6m设置引下线,焊接每层圈梁钢筋,使引下线与各楼层的等电位联结母线相连,可减少室内金属物体间的电位差,避免发生反击。
2.3均衡电位与等电位连接、电涌保护器安装。在防雷电工程设计时,为了保证高层建筑物内无电压反击,可按照《建筑物防雷设计规范》相关规定,在高层建筑物各部分空间不同的LEM的严重程度和指明各区交界处等位置预留等电位连接板,与房屋防雷装置相连,使结构钢筋与各种金属管线都能连接成统一的等电位导电体,不仅能有效防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备,同时也可以装上限制瞬态过电压和分走电涌电流。对于高层建筑而言,可根据防雷需要和电子系统类型不同,通过构建不同的等位连接网,来有效防止防雷击电磁脉冲和电压反击。对于不超过300kHz的电子模拟系统可采用S星型结构;对于电子系统为MHz级的数字系统,可采用M型网状结构。
2.4屏蔽作用与间隔距离、屏蔽设计。为了使高层建筑物内的各电子系统免遭雷电电磁脉冲的破坏,有必要在建筑物、设备和各种线路(管道)设计屏蔽,一般应在对各项系统和设备进行耐压水平调查后,再将高层建筑内部钢筋、金属构架与地板、门窗等互焊成法拉第笼,再连接地网构成初级屏蔽网,再根据图1.2所示在防雷区内施行多级屏蔽。设计时尤其要注意初级屏蔽网的衰减程度和屏蔽层厚度、网孔密度、屏蔽材料以及雷击点与屏蔽空间的间隔距离,方能有效防卫雷电的袭击。
2.5接地效果与接地装置设计。接地装置可分为自然接地体和人工接地体。在设计时应利用建筑物的'基础构造钢筋作为自然接地体;对于人工接地体,宜敷设成环形方式;对独立的垂直接地体而言,可用周圈式接地装置,接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位;对木结构和砖混结构建筑物需要独立引下线,并采用独立接地方式,以钻孔深埋接地极的效果为最好。在防雷设计中设置共用接地装置时,还应在建筑物各楼层设备安装位置,设置接地预留端子或接地地板,进行总等电位联结和局部等电位联结。
3结语
建筑物防雷是一个全面的系统工程,在建筑物的设计阶段应先研究防雷装置的形式与位置,;同时按其在建筑物中的不同作用,防雷设计应从接闪功能、分流影响、均衡电位、屏蔽作用、接地效果、合理布线和电涌保护这七项要素综合来考虑,使建筑物达到综合防雷的目的。
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