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篇1

在人類生存的環境中有許多自然災害，如地震、暴雨、冰雹、水災、旱災、火災、雷擊等等。對此，人們總是想方設法進行防御，或減輕它們所造成的損失。雷擊就是嚴重的自然災害之一。但就我國而言，過去防雷設計在整個建筑設計中所占的比重很小。電氣設計人員不重視，其他專業的設計人員更不重視，但雷擊所造成的損失卻無法輕視。如1989年山東黃島油庫遭受雷擊并引起大火，損失慘重。

就防雷歷史而言，我國建國初期大多是按照日本的45°～60°保護角確定避雷針的保護范圍，用三叉小針銅避雷針、銅引下線和1m×1m銅板作為接地裝置。50年代初期，引進蘇聯技術，采用拋物線或折線計算法，用鐵管或鍍鋅元鋼做避雷針，用鍍鋅元鋼做引下線，地下打入3～5m長的鍍鋅鐵管或鋼材作接地極，以致現在的避雷帶和避雷網均采用鍍鋅鋼筋或扁鋼。

80年代以前，我國沒有建筑物防雷規范，建筑電氣設計人員只能憑自己的認識設計避雷針。自1957年北京市兩大雷擊事故發生以后，我國大量的古建筑物和群眾集中的公共場所才開始安裝避雷裝置。1957年7月6日明十三陵長陵棱恩殿遭受雷擊，劈掉西部吻獸，劈裂兩根直徑1.17m，高14.3m的大楠木柱子，死一人，傷三人；1957年7月8日中山公園內的一棵大樹落雷，雷電流感應至附近的配電線路，然后傳到中山公園音樂堂，燒毀了配電室、舞臺和觀眾廳大頂棚。為此，北京市領導召開了緊急會議，決定對北京市重要古建筑物和人員眾多的影劇院安裝避雷針并指定由筆者負責設計。此后，從天安門開始，到勞動人民文化宮三大殿、景山萬春亭、北海公園白塔，以至鼓樓、天壇祈年殿、頤和園排云殿、智慧海、十三陵長陵棱恩殿、明樓、戒臺寺等30多處古建筑物和中山公園音樂堂等重要影劇院都相繼安裝了避雷裝置。

1957年，筆者將過去積累的雷擊事故調查和設計經驗進行了總結，寫出了“民用建筑物防雷保護”研究報告并且于1958年9月在建工部設計局于武漢召開的“全國電氣設計人員交流大會”上，作了報告，發表了防雷觀點和設計方法。報告中提出的雷擊規律、防雷標準、保護方式、設計要點、屋頂板內鋼筋作接閃裝置的理論以及詳細的設計實例和數十種做法大樣得到了與會代表的一致贊同，以后被廣泛采用。

1958年底，北京市建筑設計院研究室、中國科學院電工研究所和清華大學高壓教研室共同成立了“北京建筑物防雷研究小組”。1962年5月出版的《民用建筑物防雷保護》和1980年9月出版的《建筑物防雷設計》就是在筆者1957年研究報告和小組研究成果的基礎上寫出來的。書中突出的觀點是建筑物防雷設計的六項重要因素，即接閃功能、分流影響、屏蔽作用、均衡電位、接地效果和合理布線。現在看來，國內外的標準和規范都離不開這六要素，有的單位還把它們作為設計原則。籠式避雷網和等電位連接早在1958年就在人民大會堂的設計和工作實踐中采用了，而國際上戈爾德（G.H.Golde）于1997年才在《雷電》一書（國際名著）中談到等電位連接的做法，所以我國的防雷研究和實踐并不落后。

筆者主審的我國第一部《建筑物防雷設計規范》（GBJ57－83）于1983年11月7日公布。第二部《建筑物防雷設計規范》（GB50057－94）（機械工業部設計研究院林維勇先生主筆）于1994年4月18日公布。該部規范吸收了許多國外先進的東西，將接閃器保護范圍的計算方法改為滾球法并結合我國防雷設計的實際經驗增加了許多新條款。這兩部規范對指導我國建筑物防雷設計起了很大的作用。

70年代以前，人們聽到的雷擊事故多是擊中建筑物或大樹，嚴重的造成了建筑物燒毀或人員傷亡。那時被雷擊的建筑物絕大多數是沒有安裝防雷裝置（避雷針、避雷帶或避雷網）。現在聽到的雷擊事故相對少了，其原因是，六層以上的多層建筑物和高層建筑物都安裝了防雷裝置。有時，接閃器接閃后，即使是微電子設備因雷電電磁脈沖感應受損，局外人也不知道，本單位做些局部修理也就完事了。其實，現在的雷擊事故并不算少。雷擊建筑物對某一棟樓而言可能是百年不遇的事，但防雷裝置接閃則是較常見的，這也是正常的。

接閃裝置接閃后，建筑物引下線附近的設備會受到雷電流的感應，這就是雷電電磁脈沖干擾。90年代以前，國際和國內的規范都沒有關于雷電電磁脈沖的規定。1992年國際電工委員會建筑物防雷專委會（IEC－TC/81）才開始討論這個問題。1995年2月，該機構了國際標準《雷電電磁脈沖的防護》（IEC1312－1.2.3）。目前我國尚沒有類似的規定，這是近年來的問題。

隨著電子技術的飛速發展，電子計算機早已步入社會的各行各業。建筑物內幾乎無不設有復雜程度不同的微電子設備和計算機系統，民用建筑也不例外。雷電電磁脈沖干擾日益成為頻發事故。面對這種挑戰，設計人必須轉變觀念，把雷電電磁脈沖防護當作防雷設計的重點。這不只是電氣一個專業的事，因為它涉及到電子設備的位置和管線的布置等問題。各個專業應充分協商，從整體上解決防雷設計上的問題。否則，建筑物設計得再好，也無法正常使用。

研究建筑物防雷應從雷擊事故調查入手，找出雷擊規律，然后，利用雷擊模擬實驗，對所總結的規律和所提出的解決方案予以驗證。研究人員應根據科技的發展，不斷吸收新東西對滿足不斷變化的社會需要，如計算機的發展導致的對雷電電磁脈沖防擴的需要。

下面將對防雷設計的基本原則、雷擊規律、近年來國際上提出的新概念以及隨著科技發展出現的新問題分別予以論述。

1．雷電電磁脈沖

雷電電磁脈沖（LightningElectromagneticPulse），簡稱LEMP，是天空打雷時產生的作為干擾源的強大閃電流及其電磁場。它的感應范圍很大，對建筑物、人身和各種電氣設備及管線都會有不同程度的危害。這種危害就是雷電電磁脈沖所產生的干擾。

建筑物內的雷電電磁脈沖干擾指以下三種情況：

（1）天空中雷電波的電磁輻射對建筑物內電力線路和電子設備的電磁干擾；

（2）建筑物的防雷裝置接閃時，強大的瞬間雷電流對建筑物內電力線路和電子設備的干擾；

（3）由外部各種強、弱電架空線路或電纜線路傳來的電磁波對建筑物內電子設備的干擾。

現代電子技術日益向高精度、高靈敏度、高頻率和高可靠性方向發展。這些電子設備非常靈敏，但耐壓很低，一般電子設備都承受不了正負5伏的電壓波動。以各種微機為例，當雷電電磁脈沖的磁場強度超過0.07高斯時，就會引起微機的誤動作，當磁場強度超過2.4高斯時，就會造成微機的永久性損壞。因此，我們必須對雷電電磁脈沖采取必要的防護措施，以便在先進的建筑物內實現良好的電磁兼容性（ElectromagneticCompatibility）。

防御雷電電磁脈沖干擾的理想防雷設計方案是籠式避雷網，它利用的是法拉第籠原理。建筑物的金屬結構物遍及各處，不用很多鋼材就可很容易連接起來形成法拉第籠，從而建筑物內的電子設備得到很好的屏蔽。屏蔽做得好，不僅能防御空間電磁波的輻射，而且還可使建筑物內部的分流和均壓達到最佳效果。這里要說明，屏蔽的做法應根據建筑物內電子設備的要求決定。由于設備的性質不同，因此，有的要求僅對設備本身做屏蔽，有的要求在設備與設備之間做屏蔽，還有的要求在機房做屏蔽。正因為這個問題的重要，所以1995年國際電工委員會建筑物防雷分委會（IEC/TC-81）在《雷電電磁脈沖的防護》的標準中提出了防雷保護區（LPZ）的概念，國際上剛開始實行這種規定，而我們國家還沒有提出。筆者認為，設計人員可以按照微電子設備的多少、繁簡、重要程度、擺放位置及進出管線的具體情況自行劃分防雷區以取得良好的屏蔽、等電位和接地效果。

因此，防御雷電電磁脈沖對室內布線的要求非常嚴格。由于用作引下線的鋼筋混凝土柱內的鋼筋和整個建筑物的屏蔽網都在外墻處，雷電流需經此處的鋼筋分流到接地裝置上，所以外墻處的電流密度大，電磁場強。因此，建筑物中的電源和通信等線路的主干線不應靠近外墻，最好設置在建筑物的中心部位，如電梯井在中心部位，可設置在電梯井的近旁。建筑物內的各種電氣饋線都要穿金屬管保護或采用雙層屏蔽電纜（或同軸電纜）。在一些有特殊要求的線路電源側，還應加裝電涌保護器、隔離變壓器、穩頻、穩壓以及濾波等裝置。

防御雷電電磁脈沖對接地的要求也很嚴格。電子系統的低頻信號工作接地應采用單點接地系統，在整個建筑物內應為樹干式結線布置。各層或各段的低頻信號工作接地均應直接接到單點接地板上，不得形成環路。單點接地系統不應與用作防雷引下線的柱子平行，以防強磁場干擾。由于是利用建筑物結構鋼筋作屏蔽，因此必須采用綜合共同接地方式，即將防雷接地、電源的工作接地、各種裝置的外殼、鐵管外皮和高頻電子設備的信號接地都統一接到建筑物的基礎上或室外接地裝置上。為避免雜散電流，單點接地系統必須采用絕緣線，其主接地板必須置于建筑物的最底層且直接與基礎或室外接地裝置連接。各層單點接地系統的區域接地板或終端接地板如需要與綜合共用接地系統的裝置接地板連接，應在它們之間加裝不大于直流300V的放電管或壓敏電阻。綜合共用接地的電阻一般應在1歐姆以下，對于特殊的電子設備，可在0.5歐姆以下。確定接地電阻時，應考慮各種設備對接地電阻值的要求，在所要求的各種阻值下，應取最低值。

在低壓220/380V供電系統中，應采用三相五線（TN－S）系統，以便于裝置接地（PE）線和中性（N）線分開，PE線應接到各層或各段裝置接地的終端地板上。為了防御雷電電磁脈沖，建筑物的電源、電話、廣播等線路最好采用埋地電纜引入，所用電纜應為鎧裝電纜或同軸電纜且外皮兩端均要接地。

2外部防雷裝置與內部防雷裝置

國際電工委員會編制的標準（IEC1024－1）將建筑物的防雷裝置分為兩大部分：外部防雷裝置和內部防雷裝置。筆者認為，這樣劃分很有必要，建筑物的防雷設計必須將外部防雷裝置和內部防雷裝置作為整體統一考慮。

外部防雷裝置（即傳統的常規避雷裝置）由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器（也叫接閃裝置）有三種形式：避雷針、避雷帶和避雷網，它位于建筑物的頂部，其作用是引雷或叫截獲閃電，即把雷電流引下。引下線，上與接閃器連接，下與接地裝置連接，它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。接地裝置位于地下一定深度之處，它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。

內部防雷裝置的作用是減少建筑物內的雷電流和所產生的電磁效應以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。除外部防雷裝置外，所有為達到此目的所采用的設施、手段和措施均為內部防雷裝置，它包括等電位連接設施（物）、屏蔽設施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。

隨著電子設備的廣泛使用，雷電電磁脈沖的危害也相對嚴重起來。1992年6月22日國家氣象局中心大樓發生雷擊事故，北京－東京的同步線路的調制解調器被擊壞，致使線路中斷46小時，另一主機的一塊異步板被擊壞，導致8條線路中斷，影響了國際通訊。其他地點因雷電電磁脈沖干擾而導致電子設備損壞的例子還有不少。這類例子說明，只設計外部防雷裝置而不配之內部防雷手段，接閃器再好，也無法獲得好的防雷效果。

防雷工程是一種系統工程。筆者早在1960年作人民大會堂工程總結及寫作《建筑物防雷設計》一書時就提出了建筑物防雷設計的六項重要因素，目的是提醒人們要整體地、全面地考慮建筑物防雷設計。這六項要素是：

（1）接閃功能：指實現接閃功能所應具備的條件，包括接閃器的形式（避雷針、避雷帶和避雷網）、耐流耐壓能力、連續接閃效果、造價以及接閃器與建筑物的美學統一性等。

（2）分流影響：指引下線對分流效果的影響。引下線的粗細和數量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，其感應范圍就小。引下線相互之間的距離不應小于規范中的規定。當建筑物很高，引下線很長時，應在建筑物的中間部位增加均壓環，以減小引下線的電感電壓降。這不僅可以分流，而且還可以降低反擊電壓。

（3）均衡電位：指使建筑物內的各個部位都形成一個相等的電位，即等電位。若建筑物內的結構鋼筋與各種金屬設置及金屬管線都能連接成統一的導電體，建筑物內當然就不會產生不同的電位，這樣就可保證建筑物內不會產生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對防止雷電電磁脈沖干擾微電子設備也有很大的好處。鋼筋混凝土結構的建筑物最具備實現等電位的條件，因為其內部結構鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。為滿足防雷裝置的要求，應有目的地把接閃裝置與梁、板、柱和基礎可靠地焊接、綁扎或搭接在一起，同時再把各種金屬設備和金屬管線與之焊接或卡接在一起，這就使整個建筑物成為良好的等電位體。

（4）屏蔽作用：屏蔽的主要目的是使建筑物內的通信設備、電子計算機、精密儀器以及自動控制系統免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內的這些設施，不僅在防雷裝置接閃時會受到電磁干擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，有時附近打雷或接閃時，也會受到雷電波的電磁輻射的影響，甚至在其他建筑物接閃時，還會受到從該處傳來的電磁波的影響。因此，我們應盡量利用鋼筋混凝土結構內的鋼筋，即建筑物內地板、頂板、墻面、及梁、柱內的鋼筋，使其構成一個六面體的網籠，即籠式避雷網，從而實現屏蔽。由于結構構造的不同，墻內和樓板內的鋼筋有疏有密，鋼筋密度不夠時，設計人應按各種設備的不同需要增加網格的密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個問題迎刃而解，而且對防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施。此外，建筑物的整體屏蔽還能防球雷、側擊和繞擊雷的襲擊。

（5）接地效果：指接地效果的好壞。良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。每個建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經濟。筆者認為，當鋼筋混凝土結構的建筑物符合規范條件時，應利用基礎內的鋼筋作為接地裝置。當達不到規范中規定的條件或基礎包在防水卷材層內時，可做周圈式接地裝置，但應將周圈式接地裝置預先埋在基礎槽的最外邊（不必離開建筑物3m以外）。接地體靠近基礎內的鋼筋有利于均衡電位，同時還可節省為挖深溝所花費的人力和物力。在基礎完工后再挖深溝則易影響基礎的穩定性。

對木結構和磚混結構建筑物，必須做獨立引下線并采用獨立接地方式。當土壤電阻率大，使用接地極較多時，也可做周圍式接地裝置。因為周圈式接地裝置的沖擊阻抗小于獨立接地裝置的沖擊阻抗，而且有利于改善建筑物內的地電位分布，減小跨步電壓。采用獨立式接地方式時，以鉆孔深埋接地極（約4~12m）的效果為最好，深孔接地極容易達到地下水位，且能減少接地極的用鋼量。

（6）合理布線：指如何布線才能獲得最好的綜合效果。現代化的建筑物都離不開照明、動力、電話、電視和計算機等設備的管線，在防雷設計中，必須考慮防雷系統與這些管線的關系。為了保證在防雷裝置接閃時這些管線不受影響，首先，應該將這些電線穿于金屬管內，以實現可靠的屏蔽；其次，應該把這些線路的主干線的垂直部分設置在高層建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以盡量縮小被感應的范圍。在管線較長或橋架等設施較長的路線上，還需要兩端接地；第三，應該注意電源線、天線和屋頂高處的彩燈及航空障礙燈等線路的引入做法，防止雷電波侵入。除考慮布線的部位和屏蔽外，還應在需要的線路上加裝避雷器、壓敏電阻等浪涌保護器。因此，設計室內各種管線時，必須與防雷系統統一考慮。

3安全隔離距離與等電位連接

在建筑物內部，就總體來說，防雷措施可分為安全隔離距離和等電位連接兩大類。安全隔離距離指在需要防雷的空間內，兩導電物體之間不會發生危險的火花放電的最小距離，即不會發生反擊的最小距離。等電位連接的目的是減小或消除內部防雷裝置各個部位上所產生的電位差，包括靠近進戶點的外來導體上的電位差。

筆者主張，若采用安全距離法就應嚴格按照《建筑物防雷設計規范》（GB50057－94）規定的各類防雷措施去計算；若采用等電位連接法，就應徹底實現等電位。木結構和磚混結構結構應采用安全距離措施，鋼筋混凝土結構和鋼結構應采用等電位連接措施。

1957年首次為天安門（木結構建筑物）補做防雷裝置時，在其上部設置了明裝避雷帶和避雷網；在其內部采用了安全距離措施。由于是補裝，難度相當大，對內部達不到安全距離的管線都做了改裝或加強了絕緣并把進戶處的各種架空電源線、電話線和廣播線一律拆除，改為地下電纜。為確保木結構建筑物的安全，工程人員每年都在結構上稍有變形的部位加固，到1986年，在天安門大頂內加固總共用了60噸鋼材。此時，再也不能給建筑物增加荷重了，因此中央決定將天安門城樓上的建筑物全部拆掉，徹底翻建。這給我們的防雷設計帶來了有利條件。所以，1969年第二次設計天安門防雷裝置時，就采用了等電位連接措施（外部防雷裝置仍用原方案），在城臺上的地面（包括屋內地面）下的“金磚”下面鋪設了一層鋼筋網（即等電位面）并將各種金屬管線（包括屋頂彩燈管線）、斗拱上的防鳥鐵絲網、檢閱臺前的鐵欄桿和鐵旗桿等物體統一連接到等電位面上，此外，又增加了引下線的根數，使之達到等電位的條件。

1958年，人民大會堂工程采用了徹底的等電位防雷設計，這是我國首次將等電位避雷網應用于工程。人民大會堂是鋼筋混凝土框架結構和鋼結構相結合的建筑物，又是現澆施工做法，對防雷裝置的設計十分有利。其防雷方案是：在各建筑段的屋頂上分別采用明裝避雷網、暗裝避雷網和四周避雷帶相結合的方式，接閃裝置均與樓板內的鋼筋連接成一體；柱子內的鋼筋用作引下線；基礎內的鋼筋用作接地裝置。從基礎到梁、板、柱到屋頂的避雷帶和避雷網的全部連接點（包括各種管線的連接點）都是焊接的，從而構成一個籠式避雷網，所以我們說它是最徹底的等電位連接工程。1963年，瑞士的波哥（K.Berger）提出，利用建筑物內的結構鋼筋作防雷系統時，鋼筋之間如有多點綁扎，則不必焊接就可以構成電氣導通系統，他還做了試驗。所以，我們以后就不全部焊接了，但作為引下線的柱內鋼筋，仍必須焊接兩根主筋。1974年審查《建筑物防雷設計規范》時，規定為：可以綁扎或焊接。人民大會堂工程是全國最重要的工程，當時是不敢不焊接的。

就防火而言，等電位連接和安全隔離距離至關重要。火災多屬不易預防的事故，對多數建筑物，能采取等電位連接措施的，應做徹底的等電位連接；不能采取等電位連接措施的，應盡量保證安全隔離距離，以防發生火災。

4常規防雷裝置與非常規防雷裝置

常規防雷裝置即傳統上所使用的防雷裝置，包括避雷針、避雷帶、避雷線和避雷網。它是繼1759富蘭克林發明避雷針后各國防雷專家經200多年研究和實踐的成果，有充分的理論根據、實驗數據和長期的實際運行經驗。

非常規防雷裝置指某些廠商近年推出的所謂的新式防雷裝置。本文所指的所謂新式防雷裝置是半導體消雷器、導體消雷器、優化避雷針和流注提前發射接閃器等（本文這里不指激光引雷裝置、火箭引雷裝置和水柱引雷裝置等）。各種消雷器的設計思想是企圖中和雷云電荷，把雷電荷消滅掉或限制放電電流；各種提前發射接閃器的設計思想是企圖把避雷針的接閃效果提高，即擴大保護范圍。這幾種防雷產品到目前為止都沒有被國際防雷組織所承認。

其實，從1996年起到現在，北京的學術界和工程技術界圍繞消雷器進行過多次討論并發表了許多文章。許多專家都認為消雷器的“中和”理論和“限流”理論站不住腳。1997年9月18~23日中國電機工程學會高電壓專委會過電壓與絕緣配合分專委會在合肥舉行了學術討論會。論題之一就是半導體消雷器，與會者進行了熱烈的討論。特別值得一提的是一位高工為驗證半導體消雷器的通流能力而做的一次實驗。該實驗充分表明，半導體消雷器的通流能力極低。會議《紀要》曰：“與會代表認為，迄今為止，理論和實踐未能證明此類非常規防直擊雷產品具有產品說明書所表述的性能，實踐也未顯示出此類產品具有比常規防防直擊雷裝置更優越的性能，還有許多問題尚待研究和解決，因此此類非常規防直擊雷產品不再在工程中采用。還有少數代表對此尚有不同意見。”

實際上，消雷器廠商所賣的只不過是接閃器。其引下線、接地裝置及內部防雷裝置還得靠設計人按常規方法去設計，而這些都是建筑設計中的環節，賣接閃器的廠商也參與不了設計。另外，非常規防雷裝置的價格極高，以半導體消雷器為例，其價格比常規避雷針高幾十倍至幾百倍（見表1）

由表1可以看出非常規防雷裝置比常規防雷裝置貴得多，而且非常規防雷裝置還有很多問題有待解決。因此防雷設計人員和使用單位應認清這種情況，必須選擇優質而經濟的產品。

5球雷

在國際建筑物防雷標準（IEC/TC－81）和我國的《建筑物防雷設計規范》中，均沒有對球雷的防護作出規定。在筆者的調查中，北京地區的球雷事故還是不少的，球狀閃電約占閃電統計總數的13.7％。盡管國內外科技人員對球狀閃電的形成機理尚無一致的觀點，但對其性質、狀態和危害還是比較清楚的。

球雷（即球狀閃電）是一種橙色或紅色的類似火焰的發光球體，偶爾也有黃色、藍色或綠色的。大多數火球的直徑在10～100cm左右。球雷多在強雷暴時空中普通閃電最頻繁的時候出現。球雷通常沿水平方向以1～2m/s的速度上下滾動，有時距地面0.5～1m，有時升起2～3m。它在空中漂游的時間可由幾秒到幾分鐘。球雷常由建筑物的孔洞、煙囪或開著的門窗進入室內，有時也通過不接地的門窗鐵絲網進入室內。最常見的是沿大樹滾下進入建筑物并伴有嘶嘶聲。球雷有時自然爆炸，有時遇到金屬管線而爆炸。球雷遇到易燃物質（如木材、紙張、衣物、被褥等）則造成燃燒，遇到可爆炸的氣體或液體則造成更大的爆炸。有的球雷會不留痕跡地無聲消失，但大多數均伴有爆炸聲且響聲震耳。爆炸后偶爾有硫磺、臭氧或二氧化碳氣味。球雷火球可輻射出大量的熱能，因此它的燒傷力比破壞力要大。

下面是一個典型的球雷實例：1982年8月16日，釣魚臺迎賓館兩處同時落球雷，均為沿大樹滾下的球雷。一處在迎賓館的東墻邊，一名警衛戰士當即被擊倒，該戰士站在2.5m高的警衛室前，距落雷的大樹約3m，樹高20多米。球雷落下的瞬間，他只感到一個火球距身體很近，隨后眼前一黑就倒了。醒來后，除耳聾外并無其他損傷。但該警衛室的混凝土頂板外檐和磚墻墻面被擊出幾個小洞，室內電燈被打掉，電燈的拉線開關被打壞，電話線被打斷，估計均為電磁感應的電動力所致。另一處在迎賓館院內的東南區，距警衛室約100m，也是沿大樹滾下。距樹2m處有個木板房（倉庫），該房在三棵14～16m高大槐樹包圍之中，球雷沿東側的大樹滾下后鉆窗進屋，窗玻璃外有較密的鐵絲網，但沒有接地，鐵絲網被擊穿8個小洞，窗玻璃被擊穿兩個小洞。球雷燒焦了東側木板墻和東南房角，燒毀了室內墻上掛的兩條自行車內胎，燒壞了該室的膠蓋閘，室內的電燈線也被燒斷。落雷大樹下放有十多盤鋼筋、8輛鐵推車和6個空汽油桶。這此金屬物都是招引雷電的條件。

防護球雷并不困難，應該在規范或標準中規定相應的措施。就防護球雷措施而言，最好是籠式避雷網，如果達不到籠式避雷網條件，就在建筑物的門窗上安裝金屬紗網并接地；堵好建筑物墻面上不必要的孔洞；煙囪與出氣管上口均要加裝鐵絲網并接地；儲存或損傷易燃易爆物體的倉庫和廠房的煙囪和放氣管應加裝阻火器并接地。對高大樹木下的重要建筑物尤其要采取防護球雷的措施。

6雷擊規律

認識雷擊事故的規律非常重要，只有掌握了規律，防雷設計才能取得良好的效果。在雷雨天，天空的雷云與地面上的物體各帶不同的電荷，當電荷積累到一定的程度，就會產生電場畸變而發生落地雷擊。但如果地上某處沒有足夠強大的上行先導，則雷電是不會打到該處的。

北京紫禁城內的建筑物落較多，其原因在于：紫禁城周圍是護城河，河內現在仍有水；通往護城河的古河道有4條：一條是玉河，它流入護城河的西北角；一條是潮白河的支流，它流入護河的東北角；一條是大通河，它流入護城河的正東部；另一條是潞河的支流，它流入護城河的東南角。故宮內各棟建筑物下的基礎均潮濕，過去東南部的水位較高，地下不到2m就能見水，可見故宮院內地下的土壤電阻率相對較低；另外院內又有高大的古樹。這些即為易發生雷擊的內因，這些內因決定著該地區電場易產生電場畸變，瞬間發生的上行先導容易與雷云的下行階段先導會合，從而形成落地雷。這就是紫禁城范圍內的明顯雷擊規律。

筆者自1954年到1988年在北京地區調查過的建筑物雷擊事故共有170多處，其中，因雷擊引起火災的占37.7%，導致人員死亡的占6.9%，致傷的占15.4%，球雷雷擊事故占13.7%。現將分析總結得出的北京地區總的雷擊規律歸納如下：

（1）河、湖、池、沼旁邊的建筑物易受雷擊。如1961年6月21日頤和園昆明湖東邊的文昌閣被雷擊掉西房角及坡頂瓦，內部電線被感應燒斷；1988年8月6日通縣永樂店草廠鄉黃廠村北部湖力的茅草房落球雷，擊死一人。

（2）古河道上的建筑物和河流橋上的構筑物易受雷擊。如紫禁城內自1954年至1992年共落雷16次（據文獻記載，明、清兩代共發生過25次火災，其中寫明為雷擊所致的5次，未說明原因的也可能是雷擊所致）；1988年8月30日盧溝橋中部北側石獅子的頭被擊掉。

（3）在潮濕地區以及過去是葦塘或坑洼地帶的區域上建造的建筑物易受雷擊。如1957年7月31日陶然亭地區建工局一公司工棚（該處過去是葦塘）的收音機天線落雷，墻內鐵絲被熔化；1965年7月22日北郊土冷庫（即幾十棟內裝冰塊以貯藏食物的平房）的老虎窗被雷電擊中起火。

（4）在四周大片土壤電阻率高，中間局部土壤電阻率低的環境中或在高、低電阻率分界之處建造的建筑物易受雷擊。如1981年8月2日八里莊善家墳公安局倉庫西墻外大樹落雷，雷電入室打碎5個電警棍盒，盒內33根電警棍被感應燒壞（該倉庫的西南兩面為稻田）。

（5）局部漏雨或局部房角新修繕且十分潮濕的建筑物易受雷擊。如十三陵長陵棱恩殿落雷（當時該殿西部房角剛剛修繕且很潮濕）。

（6）突出高或孤立的建筑物易受雷擊。如1957年7月29日原朝陽門北部的吻獸被雷擊掉；據十三陵當地老農說，十三陵大多數的明樓或正殿均被雷擊過（明樓和正殿都屬高而孤立的建筑物）。

（7）曾經遭受過雷擊的地區和建筑物容易再落雷。如1956年×月×日、1957年7月8日和1957年8月16日北京鼓樓東部吻獸曾三次被雷擊。

（8）金屬屋頂易受雷擊。如1957年7月8日原民航局禮堂的鐵皮屋頂被雷擊裂3處，頂內明配線被感應燒成3段，1988年8月6日北京火車站東北角出租汽車站的鋁合金房頂落雷。

（9）收音機天線、電視共用天線易受雷擊。如1986年10月13日左家莊柳芳東里的居民樓電視共用天線遭受雷擊，1992年8月3日和平里民旺胡同的居民樓電視共用天線也遭受雷擊。

（10）地下管線多或管線交叉處易落雷。如1963年8月4日天安門廣場大旗桿西側（現人行過街地道的西南出口）一位賣冰棍的老太太被雷擊倒（該處地下敷設的管線較多且是轉角處）。

（11）鐵路沿線和終端易受雷擊。如1965年7月22日東郊百子灣棉花倉庫室外堆場靠近鐵道終端的一個棉花垛被雷擊中燃燒；1984年8月6日東郊百子灣物資局儲運公司水泥庫鐵路西側站臺上的水泥袋落雷，燒焦約20個水泥袋的紙邊。

（12）山區泉眼、風口或地下有金屬礦床的地方易受雷擊。如1985年6月18日西山下馬嶺水電站室外變電構架進出線的主線落雷，燒焦母線2處，每處約長1～3m。

（13）高大的煙囪和工廠的排氣管最易接閃。如1957年8月16日朝外門診部的煙囪被雷擊裂；1979年4月8日東郊宋家莊化工三廠南北兩廠的室外化工設備構架上的兩個排氣管同時接閃并點燃。

（14）高大的樹木和屋頂旗桿容易落雷。如1967年6月11日前門勸業場屋頂木旗桿被雷擊壞；1993年8月19日日壇公園西北角一棵大樹被雷劈掉樹叉，樹干也被劈裂。

北京地區總的落雷走向是：西山八里莊紫村城朝陽門宋家莊百子灣通縣。這些地方多數是古河道或地下水線，其建筑物下的土壤電阻率小，潮濕或水位高。

筆者認為，以上這些雷擊規律雖是北京地區的，但頗具普遍性，因而對防雷、防火很有價值（因篇幅有限，以上各種規律只各舉2個例子）。

7.建筑物防雷設計的整體觀念

所謂整體觀念是指設計和安裝防雷裝置時，對建筑物的內外都要有整體觀念。這里的建筑內外不單是指內部防雷裝置和外部防雷裝置。建筑物內的整體觀念是指設計和安裝時，要對內部防雷裝置和外部防雷裝置做整體的統一的考慮；建筑物外的整體觀念是指對一個院落、一個小區以及附近的環境要做全面的防雷規劃，同時還不能違反小區規劃的要求例如：所安裝的避雷針桿塔是否影響小區的美觀，所用的避雷針、避雷帶或避雷網是否與建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大煙囪上的避雷裝置所保護等等。對接地裝置也要綜合統一考慮，例如，相距較近的建筑物能否共用接地體，地下管網能否用接地體的一部分，以及能否在一個大院或小區內為將來綜合共用接地創造等電位連接的條件等等。

值得指出，利用建筑物附近的大樹作為避雷針桿塔是一個較好的做法。大樹最易接閃且越長越高，有時比建筑物還高。因此，避雷針應安裝在樹頂，引下線應沿樹干設置而且應與建筑物的防雷裝置相結合。這樣既節約又美觀，同時還保護了名貴的樹木。利用大樹安裝避雷針不僅能防直擊雷，而且能防球雷、繞擊雷和側擊雷。例如，北京北海公園團城內在大樹上安裝的避雷針已運行了20多年，效果很好，但必須采取保護樹干生長的措施。

現在各個城市的綠化越搞越好，高大的樹木也越來越多。有的建筑物雖然安裝了避雷針，但大樹距建筑物很近并且比建筑物還高，在這種情況下，建筑物上的避雷裝置實際上等于虛設。因為大樹接閃的機會多，易引來直擊雷和球雷，對鄰近的建筑物威脅更大。所以說建筑物的防雷設計和安裝應將外部防雷裝置、內部防雷裝置、建筑物外的環境及至全小區的防雷裝置進行整體統一的考慮。不僅電氣專業的設計者要有整體觀念，建筑專業的設計者對防雷也要有整體觀念。這是現代防雷設計觀念轉變的重要問題之一。

參考文獻

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2．R.H.Golde.雷電.水利電力出版社，1983年12月

3．林維勇.介紹IEC/TC81澳大利亞霍巴特92年會議和防閃電電磁脈沖標準的編制.1993年機械部設計研究院印

篇2

在建筑物防雷設計中，設計人員對一、二級防雷建筑物的防雷設計比較重視，疏漏差錯很少，但對大量的三級防雷建筑物的防雷設計卻常有忽視。由于設計質量管理規定：對于一般工程的電氣設計允許可以不要計算書，因此許多設計人員對三級防雷建筑物的防雷設計，不再進行設計計算，僅憑經驗而設計。對于防雷設施的是否設置及防雷設施的各種安全間距未進行計算、驗算，因此造成大量的三級防雷的建筑物的防雷設計、施工存在較大的的盲目性，使有些工程提高了防雷級別，增加了工程造價，而有些工程卻未按規范設計、施工，造成漏錯，帶來很大隱患和不應有的損失。

二、建筑物防雷規范的概述及比較

現今建筑物防雷標準有1993年8月1日起實施的《民用建筑電氣設計規范》?JGJ/T16－92?推薦性行業標準，1994年11月1日起實施的《建筑物防雷設計規范》?GB50057－94?強制性國家標準。GB50057－94使建筑物的防雷設計、施工逐步與國際電工委員會?IEC?防雷標準接軌，設計施工更加規范化、標準化。

GB50057－94將民用建筑分為兩類，而JCJ/T16－92將民用建筑防雷設計分為三級，分得更加具體、細致、避免造成使某些民用建筑物失去應有的安全，而有些建筑物可能出現不必要的浪費。為更好的掌握IEC、GB50057－94、JCJ/T16－92三者的實質，特擇其主要條款列于表1。且后面的分析、計算均引自JCJ/T16－92中的規定。

三、預計的年雷擊次數確定設置防雷設施

除少量的一、二級防雷建筑物外，數量眾多的還是三級防雷及等級以外的建筑物防雷，而對此類建筑物大多設計人員不計算年預計雷擊次數N，使許多不需設計防雷的建筑物而設計了防雷措施，設計保守，浪費了人、材、物。現計算舉例說明：

例1：在地勢平坦的住宅小區內部設計一棟住宅樓：6層高?層數不含地下室，地下室高2.2m?，三個單元，其中：長L=60m，寬W=13m，高H=20m，當地年平均雷暴日Td=33.2d/a，由于住宅樓處在小區內部，則校正系數K=1。

據JCJ/T16－92中公式?D?2－1?、?D?2－2?、?D?2－3?、?D?2－4?得：與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積?km2?：Ae=?L?W＋2?L＋W?H?200－H?＋πH?200－H??×10－6=?60×13＋2（60＋13）20（200－20）＋3.14×20（200－20）?×10－6=0.02084?km2?

建筑物所處當地的雷擊大地的年平均密度：

Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?

建筑物年預計雷擊次數：

N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?

據JCJ/T16－92第12.3.1條，只有在N≥0.05?GB50057－94中：N≥0.06?才設置三級防雷，而本例中：N=0.0475<0.05，且該住宅樓在住宅樓群中不是最高的也不在樓群邊緣，故該住宅樓不需做防雷設施。

根據以上計算步驟，現以L=60m，W=13m，分別以H=7m、10m、15m、20m四種不同的高度，K值分別取1，1.5，1.7，2，Ng=2.28?km2?a?進行計算N值，計算結果見表2。

從表2中的數據可知，在本區內：①當K=1時，舉例中的建筑物均N<0.05，不需設置防雷設施。②當K=1.5時，即建筑物在河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風口等處的或特別潮濕的建筑物，在高度達15m或以上者，必須設置三級防雷措施。③當K=1.7時，即金屬的磚木結構的建筑物，高度達7m及以上者，必須設置三級防雷措施。④當K=2時，即建筑物位于曠野孤立的位置，高度達7m?兩層以上者，均設置三級防雷措施。

可見，有的建筑物在20m的高度，卻不需設置防雷措施，而有的建筑物高度在7m，就必須設置三級防雷措施。關鍵因素在于建筑所處的地理位置、環境、土質和雷電活動情況所決定。

同時在峻工的工程中，我們也看到，例1中的民用建筑物，有許多類似的工程不該設置防雷卻按三級防雷設計施工了，施工后的防雷接地裝置如圖1所示。

其中8組引下線均利用結構中的構造柱的4?12主筋，水平環路接地體埋深1m，距樓外墻1m。以上鋼材均為鍍鋅件，則共需鍍鋅鋼材0.192t，人工費2950元，定額預算工程直接費約0.75萬元。類似這種三級防雷以外的住宅樓、辦公樓及其他民用建筑，在我們地區1998年約竣工600～800棟，僅增設的防雷設施其工程直接費約為450～600萬元。以此類推，在全省、全國因提高防雷等級而提高工程造價?浪費?的數字是巨大的。因此，設計人員對民用建筑物的防雷設計必須對建筑物年預計雷擊次數進行計算，根據計算結果，結合具體條件，確定是否設置防雷設施。

四、防雷設施與人、金屬管道等的安全距離

1.雷電流反擊電壓與引下線間距的關系

當建筑物遭受雷擊時，雷擊電流通過敷設在樓頂的避雷網，經接地引下線至接地裝置流入地下，在接地裝置上升高的電位等于電流與電阻的乘積，在接地引下線上某點?離地面的高度為h?的對地電位則為

Uo=UR＋UL=IkRq＋L?1?

式中Ik―雷電流幅值?kA?

Rq―防雷裝置的接地電阻?Ω?

L―避雷引下線上某點?離地面的高度的為h?到接地裝置的電感?μH?

雷電流的波頭陡度?kA/μH?

?1?式中右邊第一項?UR即IkRq?為電位的電阻分量，第二項?UL?即?為電位的電感分量，據GB50057－94有關規定，三類?級?防雷建筑物中，可取雷電流Ik=100kA，波頭形狀為斜角形，波頭長度為10μs，則雷電流波頭陡度==10kA/μs，取引下線單位長度電感Lo=1.4μH/m，則由?1?式可得出

Uo=100Rq＋1.4×h×10=100Rq＋14h?kV??2?

根據?2?式，在不同的接地電阻Rq及高度h時，可求出相應的Uo值，但引下線數量不同，則Uo的數值有較大差異。下面以例1中引下線分別為4、8根?假定每根引下線均流過相同幅度的雷擊電流，且忽略雷電流在水平避雷上的電阻及電感壓降?，計算出的UR/UL值列于表3。

由表3中可知，接地電阻?Rq?即使為零，在不同高度的接地引下線由于電感產生的電位?電感分量?也是相當高的，同樣會產生反擊閃絡。

2.引下線與人體之間的安全間距

雷擊電流流過引下線及接地體上產生的雷擊電壓，其電阻分量存在于雷電波的持續時間?數十μs?內，而電感分量只存在于波頭時間5μs內，因此兩者對空氣絕緣作用有所不同，可取空氣擊穿強度：電感UL=700kV/m，電阻ER=500kV/m。混凝土墻的擊穿強度等于空氣擊穿強度，磚墻的擊穿強度為空氣擊穿強度的一半。

據表3計算的數據，下面計算引下線與人體之間的安全距離。因每組引下線利用構造柱中的4?12鋼筋，可以認為引下線與人體、金屬管道、金屬物體之間為空氣間隔，且認為引下線與空氣之間間隔層為抹灰層，可忽略不計。

?1?當引下線為4組時，人站在一層，h1=3m，Rq=30Ω，則URI=750kV?UL1=10.5kV?人體與引下線之間安全距離L安全1>

?方可產生的反擊。人站在5層，h2=15m，Rq=30Ω，則：UR2=750kV?U12=52.5kV?則安全距離L安全2>

1.575m<1.83m。在上述兩個房間內，保持如此的距離是很難做到的，因此存在很危險的雷電壓反擊。

（2）當引下線為8組時，當站在一層房間內，h1=3m，Rq=30Ω，則UL1=5.25kV?UR1=3.75kV?則安全間距L安全1>

0.757m。人站在5層時，h2=15m?則UL2=26.25kV?UR2=375kV?則安全間距L安全2>

可見，引下線數量增加一倍，安全間距則減小一半。因此設置了防雷設施后，應嚴格按照規范設置引下線的數量及間距。同時建議可縮短規范內規定的引下線間距，多設一定數量的引下線，可減少雷電壓反擊現象。這樣處理，對增加工程造價微乎其微。

3.引下線與室內金屬管道、金屬物體的距離

?1?當防雷接地裝置未與金屬管道的埋地部分連接時，按例一中數據：樓頂的引下線高度h=Lx=20m，Rq=30Ω時，據JCJ/T16－92第12.5.7條規定，Lx<5Rq=5×30=150m，則

Sal≥0.2Kc?Ri＋0.1Lx?

式中Kc―分流系數，因多根引下線，取0.44

Ri―防雷接地裝置的沖擊電阻，因是環路接地體，Ri=Rq=30Ω

Sal―引下線與金屬物體之間的安全距離/m

則

Sal≥0.2×0.44×?30＋0.1×20?=2.816m。

?2?當防雷接地體與金屬管道的埋地部分連接時，按式?12.3.6－3?，Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66

由以上計算的Sal≥2.816m，Sa2≥0.66m，在實際施工時，均很難保證以上距離，因為金屬管道靠墻0.1m左右安裝，又由于Sa2≤Sal，因此可將防雷接地裝置與金屬管道的埋地部分連接起來，同時，在樓層內應將引下線與金屬管道?物體?連接起來，防止雷電反擊。

4.引下線接地裝置與地下多種金屬管道及其它接地裝置的距離Sed

據JCJ/T16－92第12.5.7條及公式?12.3.6－4?：Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m，而在實際施工中，地下水暖管道交錯縱橫，先于防雷及電氣接地裝置施工，等施工后者時，已經很難保證Sed≥3.96m了，也難于保證不應小于2m的規定，因此可將防雷接地裝置與各種接地裝置共用，即實行一棟建筑一個接地體。將接地裝置與地下進出建筑物的各種金屬管道連接起來，實行總等電位聯結。

綜上所述，在實行一棟建筑一個總帶電位聯結、一個共用接地體的措施后，在樓頂部應將避雷帶?針?與伸出屋面的金屬管道金屬物體連接起來，在每層內的建筑物內應實行輔助等電位聯結，即引下線在經過各個樓層時，將它與該樓層內的鋼筋、金屬構架全部聯結起來，于是不論引下線的電位升到多高，同樓層建筑物內的所有金屬物?包括地面內鋼筋、金屬管道、電氣設備的安全接地?都同時升到相同電位，方可消除雷電壓反擊。

五、跨步電壓與接地裝置埋地深度

跨步電壓是指人的兩腳接觸地面間兩點的電位差，一般取人的跨距0.8m內的電位差。跨步電壓的大小與接地體埋地深度、土壤電阻率、雷電位幅值等諸多因素。當接地體為水平接地帶時，

?3?

式中ρ―土壤電阻率/?Ω.m?

L―水平接地體長度m

Ik―雷電流幅值kA

K―接地裝置埋深關系系數，見表4

Ukmax―跨步電壓最大值?kV?

按例一中的接地裝置計算，接地體長度L=146m，取Ik=150k，土質為砂粘土，ρ=300Ω.m，則按埋深深度0.3m，0.5m，0.8m，1m時相應的K值取2.2，1.46，0.97.0.78。按?3?式計算：

其Ukmax值分別為107.97，71.66，47.61，38.28/kV。

世界各國根據發生的人身沖擊觸電事故分析，認為相當于雷電流持續時間內人體能承受的跨步電壓為90～110kV。從計算結果可知，該工程的防雷接地體埋深0.8m時，跨步電壓已在安全范圍內。JCJ/T16－92第12.9.4規定接地體埋設深度不宜小于0.6m，第12.9.7條規定：防擊雷的人工接接地體距建筑物入口處及人行道不應小于3m，當小于3m時，接地體局部埋深不應小于1m，或水平接地體局部包以絕緣物。包以絕緣物易增大其接地電阻，因此還是以埋深大于1m時為好。這樣處理，只增加少量工程造價，卻將接地裝置處理得更加安全可靠，起到事半功倍的效果。

若采用基礎和圈梁內鋼筋作為環形接地體，但由于三級防雷的建筑物大多為毛石基礎，毛石基礎上的圈梁埋地一般為0.3m左右，較淺根本達不到防止危險的跨步電壓需將接地裝置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做為環形接地體?指三級防雷建筑物?。

六、區別工頻、沖擊接地電阻

工頻、沖擊接地電阻兩者的區別及關系，許多施工技術人員不能區別與明晰，使部分工程的防雷裝置接地電阻已達到設計值，而仍然盲目采用降阻措施，增加了工程造價。

工頻接地電阻是按通過接地體流入地中工頻電流求得的電阻。可以認為是接地體20m以內土壤的流散電阻，距接地體20m以外的大地是電氣上的零電位點。用接地電阻測量儀測量的電阻，即為工頻接地電阻。

篇3

均壓環的檢測工作，應分為首層均壓環檢測和標準層（高層建筑中空間位置布置相同的層）均壓環檢測。根據查閱圖紙環節記錄的相關內容，嚴格對照現場實際施工情況檢查和測量。均壓環起始層設置應符合GB50057－2010《建筑物防雷設計規范》中的要求，即第一類防雷建筑物不高于30m，第二類防雷建筑物不高于45m，第三類防雷建筑物不高于60m。鑒于防雷工程中的均壓環實際上與土建工程中的建筑外圈梁為同一項工程，所以起始層均壓環建議從建筑物的首層做起。實際檢測判定結果應以符合規范及設計要求為準。標準層均壓環應利用建筑物外圈梁中兩根主筋通長連接，再與本層的所有引下線分別可靠連接，路徑設置應符合雷電流泄放的最短路徑原則，且應形成有效的閉合回路。均壓環中的主筋數量及尺寸應滿足規范及設計要求，要求使用不小于48mm鋼筋或截面積不小于48mm2的鍍鋅扁鋼焊接成閉合環路。利用建筑物圈梁內主筋作為均壓環時，現場應主要檢查主筋的焊接質量，不應有漏焊、夾渣、咬肉、焊渣未清理現象，搭接長度及轉角處的跨接鋼筋曲率應滿足規范要求。鋼筋焊接部分應做好防腐處理。實際檢測判定結果應以符合規范及設計要求為準。現場還應檢查均壓環與金屬門窗及外墻大型金屬物連接的預留接地，每層設均壓環的建筑物，應在上下兩層均壓環各自引出接地預留。隔層設均壓環的，應在每個門窗洞口設置不少于2點的接地預留。本層衛生間等電位預留，應就近從本層或最近層的均壓環引出，滿足雷電流泄放的最短路徑原則，且應根據圖紙中等電位箱的實際高度，留出足夠長度的預留鋼筋或扁鐵。均壓環接地電阻應在按照規范要求的前提下滿足設計要求。隨工檢測時應在均壓環鋼筋綁扎、焊接工作完成后，混凝土澆筑施工前進行。測點選擇應均勻分布在均壓環各個方向。均壓環轉角處及均壓環與引下線連接處也應進行測試，并測試過渡電阻。套管連接的主鋼筋，在套管兩側也應測試過渡電阻。過渡電阻的阻值應滿足規范要求。

篇4

建筑幕墻一般應用在人群密集的、大型的公共建筑，重要的高層、超高層建筑物的外墻上。幕墻建筑的火災危險性大，因為玻璃、石材是脆性材料，其抗火性差，溫度達到250度時玻璃即會炸裂。一般幕墻的玻璃、石材、復合鋁板均不耐火，當受熱或遇火燒時易變形、破碎毀壞而造成幕墻大面積掉落，火焰就從幕墻破碎洞口的外側卷進上層室內。另外，垂直幕墻與建筑物各樓層樓板、房間間墻的縫隙未經處理或處理不恰當，且消防系統不完善情況下，濃煙也可通過縫隙向上層擴散彌漫，造成人員窒息，而火苗則通過縫隙往上層竄。這些縫隙和幕墻破裂的洞口就成了引火通道，串煙串火，釀成更大的火災。國內外都有這樣不少慘痛的例子。此外，室內的大火可將石材幕墻掛石板的不銹鋼板和鋼材軟化而失去強度致使石板剝離從天而降，威脅行人安全。可見，幕墻的防火不當不但嚴重影響建筑物的使用安全性，還嚴重危害人民生命財產安全和其他公眾利益，所以幕墻的防火是一項非常重要的工作，建設主體各方都不可掉以輕心。

《建設工程質量管理條例》明確了建設主體各方的質量責任和義務，尤其明確了設計單位必須按照工程建設標準進行設計，并對其設計質量負責;施工單位對建設工程的施工質量負責。也就是說，設計單位，施工單位，對質量行為負終身責任。筆者以過去設計的經驗及現在監督的個案例子，結合《工程建設標準強制性條文》和一些相關規范著重在設計、施工方面對建筑幕培防火、防雷措施提出一些技術處理要點。

一、幕墻的防火設計

幕墻的防火，設計要先行，設計是前提是基礎。所以防火設計應做到：

(1)明確設計責任。建筑設計單位主要應考慮幕墻工程的防火、防雷、光環境污染和連接預埋件的結構安全等因素，并對建筑幕墻工程提出具體設計要求并負相應的設計責任。幕墻設計單位應具備相應的專業設計資質，嚴格按照有關規范和相關標準及制度對幕墻防火方面的選材、節點、細部構造進行設計。

(2)建筑幕墻的設置、層數、長度、面積和防火分區、防火間距及建筑幕墻的防火節點的耐火極限要求等應符合《建筑設計防火規范》和高層民用建筑設計防火規范》。

(3)建筑幕墻作為護構件要求密封性好，尤其是玻璃幕墻其開啟部分面積要求不宜大于幕培墻面面積的15%:且開啟部分宜采用上懸結構，開啟角度不宜大于45度。所以，以建筑幕墻為護結構的建筑物基本上是屬于封閉性建筑物，防火設計應遵循預防為主、防消結合的工作方針，采取可靠的防火措施立足自防自救，幕墻防火措施要與建筑主體的消防系統結合考慮。

(4)設計幕墻分格時要力求桿件與柱、梁、墻、樓板位置一致，避免交叉。一般地，幕墻立挺與柱要重合，幕墻橫梁與建筑物樓板或主框梁、防火墻裙要吻合，避免一玻璃跨越兩個防火分區，這樣幕墻的主桿件才可以與建筑物主體可靠連接，防火區才得以封閉。

(5)個別情況下，幕墻橫梁與樓面標高不一致時，應在樓面外沿設置水平放置的鋁型材填充，鋁型材用透明結構膠與玻璃粘結。

(6)窗間墻、窗檻墻的填充材料應采用不燃燒材料。當其外墻面采用耐火極限不低于lh的不燃燒體時，其墻內填充材料可采用難燃燒材料。

(7)無窗間墻和窗檻墻的玻璃幕墻，應在每層樓板外沿設置耐火極限不低于lh,高度不低于0.8m的不燃燒實體裙樓；或在幕墻內側每層設間距<=2m的自動噴水噴頭。

(8)玻璃幕墻與每層樓板、隔培處的縫隙，應采用不燃燒材料嚴密填實，樓板和隔墻處形成水平或垂直防火帶。

(9)防火層的厚度和寬度應根據防火材料的耐火極限來決定。防火層應采用隔離措施。防火層的板應采用經防腐處理且厚度不小于1.5mm的耐熱鋼板，不得采用鋁板。防火層的密封材料應采用防火密封膠，防火密封膠應有法定檢機構的防火檢驗報告。

(10)幕墻使用的防火、保溫材料應采用不燃燒性或難燃性材料，其品種、材質、耐火等級、鋪設厚度、燃燒性能必須達到規范要求，其表面應有防潮措施。

(11)裝修材料的使用嚴格按《建筑內部裝修設計防火規范》要求采用燃燒性能等級為A或B1級的材料，當材料的防火等級不明確時，應取樣進行檢測。

(12)目前，幕墻工程多由施工企業自行設計，其設計文件圖紙必須由原設計單位審核，審核單位不能僅從總體方案、立面效果、平立面分格方面粗審，要真正起到技術審核把關的作用。

(13)原設計單位在設計建筑主體消防系統時，要同時結合考慮幕墻的防火措施，避免出現消防盲區而留下火災隱患。幕墻四周天花處，可設煙感探測器及消防噴淋加以保護，當火苗初起，煙感探測器馬上報警，噴水設備啟動，將火災消滅在萌芽狀態中。

二、幕墻防火施工

幕墻防火的施工是幕墻防火有效的關鍵和保證。

(1)承包幕墻施工的單位必須具備相應的資質。建筑幕墻工程施工企業應根據設計要求提出有關施工安裝的技術要求并對幕墻材料、幕墻結構設計和加工制作部件等的工程質量負責。

(2)建筑幕墻工程施工企業必須嚴格按照經有資質的審核單位審定的設計文件和施工圖進行施工，不得擅自修改。

(3)防火材料的安裝應有固定措施，確保安裝牢固，做到不松懈不遺漏，拼縫不留縫隙。防火棉厚度不能少于60mm,鋪設要飽滿均勻無遺漏，且不能與玻璃有直接接觸。

(4)防火材料不得與幕墻玻璃直接接觸，防火材料朝玻璃面處宜用裝修材料覆蓋。

(5)擱置玻璃幕

設要飽滿均勻無遺漏，且不能與玻璃有直接接觸。

(4)防火材料不得與幕墻玻璃直接接觸，防火材料朝玻璃面處宜用裝修材料覆蓋

(5)擱置玻璃幕墻防火棉的金屬板應為厚度不小于1.2mm的鍍鋅鋼板，而金屬和石材幕墻的防火層必

必須采用經防腐處理且厚度不小于1.5mm的耐熱鋼板，兩者均不得采用鋁板。

(6)鍍鋅鋼襯板不得與鋁合金型材直接接觸，襯板就位后應進行密封處理。

(7)幕墻四周與主體結構之間的縫隙應采用防火保溫材料填塞，不得采用水泥砂漿等干硬性材料填塞，內外表面應采用密封膠連續封閉，接縫要嚴密，做到不滲漏不漏氣。

(8)雙面膠帶、泡沫棒硅酮密封膠的填充棒)、復合鋁板等易燃、可燃材料，在實際的工程應用中，大量使用時要有相當的防火措施，使用鋁板時，盡量使用單層鋁板。

(9)在施工過程中，幕墻防火構造、防火節點應作隱蔽驗收。防火材料應有產品合格證或材料耐火檢驗報告。

(10)施工完畢，必須檢查所有的防火節點、防火隔斷是否都密封嚴密，各層間防火隔斷是否都按要求用防潮材料將礦棉等不燃燒材料包裹進行填塞，其防火隔斷能否滿足防火規范要求。其檢驗手段一般采用觀察和觸摸方法，必要時可在防火節點處用火苗試試是否漏氣、串煙，是否真正達到既防火又防煙的作用。

三、幕墻的防雷

建筑幕墻的金屬骨架是良導體，幕墻的防雷措施不當，可能會遭到雷電的側擊破壞，嚴重的可能招至火災，所以幕墻的防雷必須嚴格按照有關規范進行設計和施工。

(1)墻的防重設士人應迷細3解建坦主生的防重裝置和幕墻、門窗洞口的防雷裝置引出線，要充分利用幕墻、門窗型材的金屬導電特性，確定一個合理、安全、經濟的防雷設計方案。

(2)幕墻應形成自身的防雷網，并與主體結構的防雷體系有可靠的連接。幕墻自身的防雷網不宜大于100平方米。

(3)建筑物每隔三層要裝設均壓環，環間垂直距離不應大于12m，均壓環內的縱向鋼筋必須采用焊接連接并與接地裝置連通。所有引下線、建筑物的金屬結構和金屬設備均應連到環上。

(4)根據《建筑物防雷設計規范》，幕場防側擊措施如下:一類防雷建筑物從30m起每隔不少于6m沿建筑物四周設水平避雷帶并與引下線相連30m以上幕墻的金屬物與防雷裝置連接。應將二類防雷建筑物45m以上，三類防雷建筑物60m以上幕墻的金屬物與防雷裝置連接。

(5)對設有許多較重要的敏感電子系統，如通信設備、電子計算機、電子控制系統等現代化設備的建筑物，為了增加屏蔽作用，可將防側擊雷和等電位措施從地面首層做起，即將首層以上的外墻上的建筑幕墻、鋁和金門窗、金屬欄桿等較大金屬物與防雷裝置連接。

(6)幕墻防側雷做法:幕墻位于均壓環處的預埋件的錨筋必須與均壓環處的梁的縱向鋼筋連通，固定在設均壓環樓層上的立柱必須與均壓環連通，位于均壓環處與梁縱筋連通的立柱上的橫梁必須與立柱連通。

(7)幕墻立面上，水平方向每8m以內位于未設均壓環樓層的立柱，必須與固定在設均壓環樓層的立柱連通。

(8)幕墻頂的防雷可用避雷帶或避雷針，由建筑物防雷系統統一考慮。建筑幕墻位于女兒墻外側時可沿屋頂周邊設避雷帶，其安裝位置略為突出女兒墻頂部；也可用屋頂其他明設金屬物作為接閃器；也有直接利用建筑幕墻與女兒墻之間的封頂金屬板作接閃器，這時要求金屬板厚度大于0.5mm,板與板之間的搭接長度大于100mm,金屬板無絕緣覆蓋層，金屬板與女兒墻內的鋼筋連接成電器通路。在女兒墻部位幕墻構架與避雷帶裝置的連接節點應明露。

(9)幕墻避雷導線與鋁合金材料連接時應滿足等電位要求。當用銅質材料與鋁合金材料連接時，銅質材料外表面應經熱鍍鋅處理。導線連接接觸面應緊密可靠不松動。

(10)金屬和石材幕墻的還規定導線應在材料表面的保護膜除掉部位進行連接。

(11)鋁板幕墻在選材上注意宜選用單層鋁板而不要選用鋁塑復合板，因為復合板中間夾有的聚己烯塑料是不能導電而致使復合板幕墻無法接地，無法預防雷電對建筑物幕墻的危害，且用該料做成的幕墻不耐用。單層鋁板不僅幾十年不變形、壽命長，更重要的是其導電性能好，易和幕墻一起接地預防雷擊。

(12)幕墻防雷處的接地電阻應小于10歐。

四、結束語

隨著《建設工程質量管理條例》和《建設工程標準強制性條文》的頒布實施，我國的建設活動走向了規范化和法規化道路，邁進了法制化管理軌道，不僅明確了建設主體各方的質量責任、義務及刑法法律責任，而且還確立了凡涉及人民生命財產、人身健康、環境質量和其他公眾利益的為必須嚴格執行的強制性標準條文，為參與建設活動各方執行標準規范質量行為保證工程質量和建筑物的安全性及使用功能提供了法律和技術依據。建設主體各方要明確自己的職責，按建設程序辦事，嚴格按規范設計和施工。

參考文獻：

[1]JGJ133-2001金屬與石材幕墻工程技術規范[S].

[2]建設部加強建筑幕墻工程管理的暫行規定[Z][建建（1997）167號]。

[3]JGJ102-96玻璃幕墻工程技術規范[S].

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建筑內部裝修工程相對建筑工程具有工期短，施工快的特點，如不及時發現，就會出現疏漏。因此，要有效控制建筑內部裝修工程違法行為的出現，就要求監督員全面、準確的掌握轄區情況，充分發揮公安派出所三級管理的職能，建立健全多警聯動機制，加大監督檢查的頻次和范圍。對發現的違法違章行為嚴肅處理，絕不姑息。同時，廣泛發動群眾對進行違法裝修的場所進行舉報投訴，使違法違章的工程無處藏身。

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正文

一、引言

隨著經濟的發展和城市人口的增多，高層建筑如雨后春筍般拔地而起，遭受雷擊的案例也越來越多。據不完全統計，進入21世界以來的十幾年間，全國因雷擊造成直接經濟損失在百萬元以上的事故就有近400多起，每年因雷電災害造成人員傷亡數千人。高層建筑在社會中起到很重要的作用，許多商業寫字樓往往將銀行、公司、酒店等多種功能的場所集中在一起，人員密集，電子通訊設備繁多，電力系統復雜，一旦遭受雷擊將會造成巨大的經濟損失。

雷電防護是一種保護建筑物及人身安全、電力系統及其他一些裝置和設施免遭雷電損害的技術措施，也是近年來愈發重要的一門學科，其保護內容涉及建筑物、發射塔、輸電線路、加油站、航空、軍事等重要領域及工作生活場所。

一、雷擊對高層建筑的常見侵襲途徑

1、 直接雷擊

對一般高層建筑外部來說，所屬建筑物、建筑物天面設備和電力線及傳輸線都有可能遭受直接雷擊，即使在避雷針保護范圍之內的設備也有被雷電繞擊的可能。直擊雷的特點是能量大，電力線發生直接雷擊，容易發生火花放電，引起火災，同時，雷電流通過電力線進入機房，也可能擊中電源及設備。傳輸線發生直接雷擊，可能導致線路焦化、短路、致使傳輸中斷。

2、側擊雷

對于高層建筑來說，不僅屋頂容易遭受直擊雷的雷擊，在滾球半徑以上的側面，外墻的電線、金屬門窗、外掛空調機、節日彩燈和輪廓燈都容易遭受側擊雷的侵襲，損壞設備、燒毀線路甚至危害人身安全。因此高層建筑要做好相應的側擊雷防護措施。

3、電磁感應

當雷擊發生時，將在雷擊點附近產生電磁場。當雷電流沿著高層建筑的引下線和內部鋼筋向下泄放時，由于電磁感應原理，整個建筑物會處在一個強大且變化的電磁場中，這個電磁場很容易使正在工作的電子設備產生過電壓或浪涌故障，即使是一些與外界沒有聯系的系統，也可能在雷響過后發生癱瘓。研究建筑物內部的

雷擊電磁脈沖是非常必要的。

4、雷電波侵入

架空高壓輸電線路和金屬管道在進入高層建筑物時，線路管道附近有可能被雷電擊中而產生過電壓和靜電感應，通過供電線路進入設備使設備造成損壞。

5、地電位反擊

地電位反擊是雷電流入地瞬間，由于地電位不同而產生的電位差，沿接地線到達設備的外殼、電力線的中性線以及直流地的基準電位點。

二、防雷設計原則、依據、標準及規范

設計原則 :

(1）保障高層建筑內的人身安全；

(2）保護高層建筑主體以及各處電子設備不受直擊雷影響和破壞；

( 3）保護高層設備不受側擊雷的破壞；

(4）盡可能保護建筑內設備和電力系統不受雷擊各項效應破壞；

設計依據:

根據高層的建筑結構、防雷等級、當地年平均雷暴日、樓高、建筑材料、土壤電阻率、以及測量的數據等資料，結合相關技術指標以及GB50057－94 《建筑物防雷設計規范》以及其他相關行業規范標準等綜合考慮制定。

設計標準、規范:

GB50057－94 《建筑物防雷設計規范》 02D502-2 《等電位連接圖集》

GB/T 21431－2008 《建筑物防雷裝置檢測技術規范》 03D501-4 《接地裝置安裝圖集》

99D562（原99D501-1）《建筑物防雷設施安裝圖集》 JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》

IEC61643-12 《低壓配電系統的電涌保護器選擇和使用導則》

IECI312《雷電電磁脈沖的防護 》

DL/T 620―1997 《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》

三、 防雷檢測

對高層建筑的防雷設計比較科學的方法是首先進行雷電風險評估。雷電風險評估綜合了建筑物所處的地理、土壤、氣象以及建筑物使用、設備等情況，進行高層建筑防雷設計時，不能單純的從建筑物使用性質來確定防雷類別。全面執行防雷管理辦法，提高產品和工程質量。

四、防雷措施

1、 接地網

當發生雷電時，雷電流通過引下線向自然接地體周圍大地泄流外散，土壤呈現的電阻稱為接地電阻，接地電阻公式：Rd=p*ε/c，我們從公式可以得出一個結論：當增大接地網的面積，接地電阻將減小。接地網是指水平方向由鋼筋綁扎或焊接成的網格，水平鋼筋組成的接地網可以近似看成一塊獨立的平板，它的電容主要由它的面積決定的。在設計利用底板接地網做自然接地體時，不應認為自然接地體埋得越深，接地電阻就越小，應通過地質勘探報告了解周圍的土質情況。

2、引下線

引下線的作用是將避雷帶與自然接地體連接在一起，使雷電流構成通路。在高層建筑中利用其柱或剪力墻中的主筋做為引下線，隨主體結構逐層串聯焊接至屋頂與避雷線連接。為了安全起見每條引下線不應少于兩根主筋，主筋的截面不應小于Φ16mm。 在高層建筑的設計、施工中，利用其結構主筋做引下線，這樣做具有經濟、實用、易于操作的特點，由于現澆混凝土內的引下線不易氧化，所以具有使用壽命長的特點。按建筑物的防雷類別適當減小引下線的間距，這樣做可以迅速分流，降低反擊電壓。

3、避雷帶

避雷帶由避雷線和支持卡子組成，避雷帶應設置在建筑物易受雷擊的層檐、女兒墻等處，其作用是引雷效應，雷電流通過引下線向大地泄流，避免高層建筑物雷擊。

4、均壓環

在高層建筑的設計和施工中，除了防止雷電的直擊外，還應防止側向雷擊，超過30米高的建筑物，應在30米及其以下每隔三層圍繞建筑物外廓的墻內做均壓環，并與引下線連接。保證建筑物接構圈梁的各點電位相同，防止出現電位差。

5、內部防雷接地裝置

高層建筑除了采用外部防雷措施外，還應采用內部防雷措施。

籠式避雷網利用建筑物柱、剪力墻內的豎向鋼筋迅速分流并疏導雷電流，與板內水平鋼筋形成籠網狀，在一定程度上屏蔽雷電流產生的電磁感應，還可以達到良好的均壓環及等電位作用。現代高層建筑物內重要的強、弱電機房多采用籠式避雷網，因此建議在高層建筑的防雷接地系統的設計和施工中，將內部防雷接地裝置與外部防雷接地裝置結合起來，構成統一的防雷接地系統，防雷效果將是最理想、安全和可靠的。

四、總結

目前隨著計算機、通訊、控制(3C)技術的發展，對防雷接地系統提出了更高的要求，以保證建筑物內的各種設備的正常工作。高層建筑的雷電災害必須引起我們的高度重視，必須加強對防雷設計進行研究、審核、檢測和驗收等一系列規范化管理，從而達到高層建筑防雷的真正安全。

參考文獻：

[1] GB50057―1994，建筑物防雷設計規范［S］.

[2] 孫景梅．高層建筑的防雷[J]．設計建筑電氣，2001

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消防部分主要報警系統、聯動系統的設計等。

本次設計完成圖紙共18幅，繪圖采用AUTOCAD軟件繪制。

本電氣設計為畢業設計，其目的是通過設計實踐，綜合運用所學知識，理論聯系實際，鍛煉獨立分析和解決建筑電氣設計問題的能力，為未來的工作奠定堅實的基礎。

Abstract ：This thesis mainly explains the electrical design basis ,principle, methods and the conclusion of the design choice in each system in the design of certain office building. The thesis includes six Chapters. previous four Chapters are mostly about the design of the forceful electric power Part ；Chapter 5 and 6 are mostly about the design of the light current and fire-fighting.

The part of the forceful electric power mainly including: the distribution system of the low voltage, lighting system and rounding for lightening systematical compose ，among others include load calculation, illumination calculation .

The part of the light current mainly including: CATV, Public Broadcasting System, Closed Circuit Monitoring TV and Premises Distribution System and so on.

The part of the fire-fighting mainly including:the design of the warning system and linked system etc.

The design adds up to 34 electric charts. Including 17 graphics for the forceful electric power parts ,9 graphics for the light current parts and 7 graphics for the fire-fighting parts. All drawn by AUTOCAD.

This electrical design of the office building is a graduation design，The purpose of this design is to give us a chance of synthetical usage of the knowledge we have learned. Besides, it can train our ability to analyze and solve practical problems in Construct electricity in dependently so that the theory is connected with practice and a solid base is made in favor of future work.

目 錄

一．緒論 6

1.1．建筑電氣概況 6 1.3設計內容 6

二．配電系統設計 9

2.1負荷分級 9

2.1.1一級負荷 9 2.1.3三級負荷 9

2.2負荷的供電要求 9

2.2.1一級負荷的供電要求 9

2.2.2二級負荷的供電要求 9

2.2.3三級負荷的供電要求 10

2.3本工程的負荷分級及供電要求 10

2.3.1本工程的負荷分級 10

2.3.2本工程負荷的供電要求 10

2.4負荷計算 10

2.4.1負荷計算的內容 10

2.4.2負荷計算的方法 10

2.4.3負荷計算的公式 11

2.4.4負荷計算表 11

2.5變（配）電所所址選擇,結構型式 11

2.5.1變（配）電所所址選擇 11

2.5.2變（配）電所結構型式 12

2.6變壓器類型,臺數,容量選擇 12 2.6.2變壓器臺數選擇 12

2.6.3變壓器容量選擇 12

2.7配電方式 12 2.7.2低壓配電方式 12

2.8電纜選擇及敷設 13

2.8.1電纜選擇的原則 13

2.8.2電纜選擇的結果 13

三．照明系統設計 14

3.1總則 14

3.2照明光源選擇 14

3.3照明燈具選擇 14

3.4照度和照明方式選擇 15

3.5一般照明 15

3.6應急照明 16

3.7照度計算 17

四．建筑物防雷，接地系統設計 18

4.1建筑物的防雷分類 19

4.2建筑物的防雷措施 20

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一、防雷設計審核常見問題

（一）設計防雷類別不清，甚至沒有防雷設計。由于阿拉善盟屬于少雷區，年平均雷暴日數僅為9.6天，許多小高層以通過計算年預計雷擊次數，達不到0.06次/年，設計人員認為“不屬于三類防雷建筑物，不用進行防雷保護”，這是對防雷措施認識不清的結果，防雷措施不僅包括外屋面的避雷針、避雷帶（網）待防直擊雷的措施，還包括室內的等電位連接、電子信息系統的防雷措施等。不能簡單的認為，只有樓頂的避雷針才屬于防雷防雷裝置。

（二）引用防雷設計依據欠缺。在電氣設計說明中，有的沒有將國家強制標準《建筑物防雷設計規范》GB50057-94（2000年版）和《建筑物電子信息系統防雷技術規范》GB50343-2004作為設計依據，這種情況防雷設計大多不規范。

（三）接地電阻要求不明確，或者設計說明或設計圖紙存在矛盾。如設計說明中接地電阻要求不大于1Ω，而屋面防雷平面圖或基礎接地平面圖中要求接地電阻不大于4歐姆。若采用共用接地方式，接地電阻按接入設計要求中的最小值確定。一般淺基，接地電阻應不于4歐姆，深基，接地電阻應不大于1Ω。若防雷地單獨設置，接地電阻則應滿足《建筑物防雷設計規范》GB50057-94規范中一、二、三類防雷接地電阻的規定。

（四）避雷帶暗敷的問題。《建筑物防雷設計規范》GB50057-94沒有不允許利用建筑物屋頂結構鋼筋時，造成鋼筋表面的小塊混凝土墜地面，可能造成地面人員、設施被擊中的危險。故不推薦利用建筑屋頂周邊混凝土內的鋼筋作為接閃器。避吉帶應盡量明敷，安裝在女兒墻的外側。

（五）避雷引下線分布位置不合理，間距不符合規范等。引F線應利用外墻所有的柱內主筋，建筑物陽角位的柱子必須利用。非框架結構建筑物的引下線也應敷設在建筑物角位。

（六）對于架空入戶的強、弱電管線有的沒有強調穿接地的金屬管入戶、對管線的金屬外皮沒有強調接地及線路安裝電源SPD。

（七）等電位措施不完善，對弱電系統配電箱、配線架未說明需要接地。設計說明中應補充：“正常不帶電、而當絕緣破壞，有可能呈現電堆的一切電氣設備的金屬外殼應可靠接地”。建筑物內用電設備、進入建筑物的各種金屬管道，電源線路、通信纜線屏蔽層、光纜接頭加強芯等的等電譬連矗。電氣豎井內設置接地干線、計算機、通信、消防監擰等弱點機房，設備問預留等電位磐譬扳!零蘭形成等電位連接網絡。建筑物室外的節日彩燈、航空障礙燈、廣告牌等設施的電源線路也應穿金屬管道或使用屏蔽電纜，作接地處理。大型金屬構件如電梯軌道等也應與接地線作等電位連接。

（八）設計中往往缺少電源SPD的標稱放電電流參數，或者第一級SPD和第二級SPD選用了相同的產品，達不到將雷電流逐級瀉放的目的。在建筑物總配電箱、各樓層配電箱及重要設備前端宜安裝電源SPD。不同的雷電防護區界面處對電源SPD的標稱放電電流的要求是不同的。

（九）遺漏屋面用電設備配電箱的電源SPD，或配置不合理，建筑物室外的節日彩燈、航空障礙燈、廣告牌等用電設施的電源線路應加裝一級電源SPD，其標稱放電電流應≥40KA（8/20μS）。

（十）電子信息系統的各種線路防雷措施不完善。計算機網絡、程控電話、火災自動報警及消防聯動控制、樓宇自控系統、衛星接收和有線電視系統等信號線路應安裝適配的信號SPD。消防控制室配電箱、有線電視前端箱應裝設電源SPD。

（十一）部分設計單位以低壓配電柜中的用于功率補償的電源SPD代替進線上的電源SPD。

二、出具設計審核意見書應注意的問題

防雷裝置設計審核結束后，對于設計合格的應及時出具《防雷裝置設計審查意見書》，用戶憑此審查合格意見書，到氣象主管機構領取《防雷裝置設計核準書》。對于設計不合格的，出具《防雷裝置設計修改意見書》，用廣到設計單位進行變更后重審。防雷技術服務機構出具審查意見時，應注意以下幾點：

（一）正確填寫申請單位及項目名稱，名稱應符合圖紙中圖標的內容。

（二）每條審查修改意見，應說明所依據的規范名稱、條款，做到有理有據。

（三）修改意見應符合規范用詞，不能將規范中的“宜”做擅自改為“必須或應”做。

（四）若設計中所提要求高于圖紙設計說明上所標規范的要求，除非存在明顯不合理之處，原則上評價時不對此提出修正意見。

（五）若設計中所提要求低于規范的要求，則應要求設計方修正。

（六）若經過兒方面因素綜合考慮，出現可高可低兩種選擇均不違反原則情況時，一般應按高標準要求。

（七）對涉及規范中用詞表示要求嚴格程度為“必須”和“應”的條文要求，均應嚴格按規范執行，只有在條文用詞表示“允許稍有選擇”時才能適度放寬，但應以建議的形式提出。

（八）盡量明確提出修改方法。

三、結束語

防雷設計是新建建筑物的防雷裝置旌工的依據，必須嚴格按照相關防雷規范設計。不僅要做好直擊雷的防護，還要做好防雷電波的侵入、防雷電感應、防地電位反擊等方面全方位的防護措施。防雷設計審核應當從“接閃、分流、均壓、屏蔽、接地和過電壓保護”六大要素，逐個環節進行分析審核，以發現設計不合理或漏設計環節，及時提出修改設計內容，使建筑物的防雷設計做到“安全可靠、技術先進、經濟合理”。

以上提到的均是防雷設計審核中常見的問題，防雷設計中存在的問題遠遠不止這些，由于本人理論水平有限，不足之處還望同行指正。

[參考文獻]

[1]王吉進；淺析防雷裝置的設計審核和竣工驗收[A]；第七屆中國國際防雷論壇論文摘編[C]；2008年

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【Keywords】heavy current design； problem； method

【中圖分類號】S611 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0183-02

1 電氣強電部分設計的有關概念

電氣強電設計隸屬于建筑設計，可具體歸類到電路設計一類，它是整個建筑工程中最核心的部分之一，直接關乎建筑工程的使用安全問題。它的設計原則是安全第一，使用便捷，操作可靠。它主要包括了高電壓設計與低電壓設計。高電壓設計是整個電氣強電部分設計配電的重點部分。因此要保證電氣強電部分設計的質量必須得首先保證高電壓設計的功能能發揮到位。電氣強電部分設計的具體內容又可細分為：照明系統的電路設計，洗浴等功能性系統的電路設計以及插線板所需的電路設計，電路保險系統的電路設計，還包括建筑防雷與接地系統的設置。當然，隨著時代與科技的進步，強電系統的內容會越發增多，以滿足人們的生活需要以及對居住安全的要求。

2 我國電氣強電部分設計中存有的問題

當前我國電氣強電部分設計中主要存有三個問題。第一，對建筑的總體用電負荷標準預測不準，導致經常出現用電負荷超標而引起的事故。隨著電子產品的大量出現以及人民生活水平的提高，我國當前的生產生活用電量不斷增加，某知名大學的研究調查數據顯示，當前我國普通居民建筑的基礎年用電量以戶為單位，都達到了六千瓦以上，而各類公共建筑以及企業工廠的用電負荷量更是呈現出一路飆升的勢頭。但是與之相反的是在進行建筑工程的強電部分設計的過程中，大多數設計人員對工程整體把握度過低，對用電量的估計仍停留在幾年前的水平或者不與用電方進行有效溝通，一意孤行，導致對用電量的預測不準，主要是預估偏低。而用電量預測過低會對工程使用安全帶來極大的安全隱患。比如，在2016年8月湖北省某一居民小區半夜突然發生火宅，造成了重大的財產損失以及兩死一傷的嚴重后果。事故過后，經消防部門調查，這場事故發生的原因便是這棟居民樓的用電負荷大大超過了電路設計時預設的最大值，造成電路的瞬時崩潰而引發了火宅，這便是因為設計人員對用電量的預測過低而造成的慘劇。第二，照明系統的設置不合理。第一個不合理的表現就是供電能源的選擇，我國建筑電路設計的過程中，還多是使用傳統能源，比如傳統的火力發電。第二個表現就是照明系統的設計與安裝沒有嚴格遵循國家標準，這樣的后果就是給建筑電路埋下了安全隱患，因照明系統短路產生的問題數不勝數，比如影響正常的生活，更甚者會給企業帶來巨額的損失。第三，建筑防雷系統的安裝不當。在我國，大部分設計人員都缺乏專業的建筑防雷知識，對建筑防雷知識缺少足夠的認知，也沒有做到因物而異，沒有分析不同建筑所需要的不同等級的防雷系統，所以造成相應的防護措施不合理，從而給日常的生產生活帶來極大的安全隱患。建筑物防雷系統是建筑必不可少的一部分。2011年海南省就曾發生過建筑物因防雷系統設計不合理，建筑被雷電擊中后造成重大的財產損失與人員傷亡的事故。所以，合理的防雷系統電路強電設計是非常有必要的。

3 解決我國電氣強電部分設計相關問題的方法

要加快建筑業的發展，解決建筑電氣強電部分設計中存在的問題是關鍵步驟。論文針對上文提到的三個問題提出了三個針對措施。

3.1 對用電負荷標準的合理預測

在進行建筑用電負荷標準的預測時，有關設計人員應該做到與時俱進，多多了解最新的平均用電量，進行合理設置，同時應加強與用電方的溝通，了解他們的需求和用電方向。從核心來保證建筑電氣強電部分設計的質量與后續運行安全。當然，設計人員也要了解新技術的運用，增強自身的創新能力，加強建筑電氣強電部分設計的規范性，提升可靠性。

3.2 對新能源在照明系統中的應用

照明系統是建筑電氣強電設計部分中不可缺少的一部分。優秀的照明系統設計會給人們的生活帶來極大的便利，也會極大地減少家庭與企業的電力費用開支。在進行照明系統的設計時，相關設置人員應該充分了解新能源知識，將節能與綠色的環保理念融入設計中。在電力能源的選擇上，改變選擇傳統的火力發電與水力發電的方式，將太陽能、風能等新能源增加到發電系統中，并嚴格按照國家標準選擇燈具，結合當下最先進的科技產品，設計出智能化的照明系統。

3.3 對防雷系統的設計

在進行防雷系統的設計時，設計人員應對不同建筑物的防雷特性進行分析，進行嚴格的防雷等級的評估及確定，選擇合適的防雷裝置。應注意的是，防雷裝置的選擇應嚴格按照國家標準，從而真正達到建立高效的防雷系統的目的。在2014年小區建造到了需要安裝防雷裝置的時候，白云區某承包方負責人本打算按照慣例，使用某一型號的防雷系統。但是項目建造負責人堅持要做到因地制宜，進行這個地區的雷電等級的檢測，這個小區是這么多年來這個承包公司第一次做了詳細防雷等級的項目。

4 結語

我國建筑設計從業人員應提高對建筑電氣強電部分設計的重視度，提高我國建筑電氣強電部分設計的質量，以此來促進建筑業的發展。

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key wordsrural lightning protection;situation;countermeasure;zaozhuang shandong

棗莊是雷電活動和雷擊災害比較頻繁的地區,且具有雷電活動頻繁、活動期長、季節性強等特點,雷擊主要集中春季和夏季,雷暴日數一般在23.5 d左右,雷暴初日一般在3月20日前后出現,終日一般在9月20日前后,屬于多雷暴區。近幾年,雷擊災害事故發生在農村的機率約占總雷電災害數的3/4,雷擊傷亡事故4/5以上發生在農村。因此,結合棗莊農村防雷實際,研究分析雷電災害的成因及預防措施具有重大的意義。

1農村防雷現狀

1.1農村防雷現狀的調查和分析

農村防雷意識淡薄,防雷知識缺乏,房屋缺少防雷裝置。有些農戶在屋頂上放置了不銹鋼水箱、太陽能熱水器、普通電視天線、衛星天線等金屬物,大部分沒有作接地處理,這些金屬成為雷電放電的對象,存在嚴重的雷擊隱患。大部分房屋無防直擊雷裝置;電源線路、有線電視線路、電話線路等無防雷裝置。

1.2農村學校防雷現狀

對農村中小學校進行了一次大規模建筑物防雷設施現狀調查,大部分學校沒有防雷設施,特別是偏遠農村小學,無任何設施的比例達95%以上,城區學校雖然有防雷設施,但防雷設施達不到要求,存在很多問題。近年來大多數學校師生的避雷意識正逐年提高,但經費不足,部分建筑物雖然有直擊雷防護裝置,但防雷裝置倒伏、斷裂、銹蝕、脫焊現象普遍存在。有避雷設施的學校,也只不過在主教學樓頂立了避雷針,大部分教學樓、圖書樓、宿舍樓、食堂等都沒有安裝避雷設施,部分建筑物上安裝的防雷裝置材料規格或安裝位置、引下線間距、保護范圍等不符合規范要求,校內無避雷帶,計算機機房未安裝防靜電地板,幾乎全部電教設備無任何防雷電電磁脈沖措施,一旦建筑物遭受雷擊或學校附近有雷擊現象發生,勢必在電源線路上有雷電感應發生,將會對學校整個電教設備及微機造成損壞。

2農村雷電防御措施

2.1 加強農村防雷科普的宣傳和雷電知識的普及教育

農村防雷宣傳和雷電知識普及是農村雷電災害防御工作的關鍵,其開展的好壞直接關系到農村雷電災害防御工作的成敗。只有提高群眾防雷意識,增強群眾安裝防雷裝置的自覺性和主動性,才能夠真正做好農村的雷電災害防御工作。應采取防雷宣傳畫、防雷公益圖片、雷電災害警示圖片、防雷宣傳幻燈片、防雷公益廣告等形式,利用手機短信、電視、報紙、網絡等媒體進行防雷宣傳,以及在農村宣傳車巡回宣傳等方式開展大規模的防雷科普宣傳,提高廣大農民群眾科學預防雷電災害知識[1]。

2.2建立嚴密的制度體系

農村防雷減災是一項長期性的工作,需要制定一套適應農村特點切實可行的防雷工作制度體系來保證農村防雷工作的健康發展[2]。應建立雷電災情收集、調查和評估制度,建立農村防雷裝置的檢查制度,建立農村防雷工作人員定期培訓制度,建立縣、鄉2級防雷安全聯席會議制度,建立防雷裝置設計審核、施工監督和竣工驗收制度。

2.3加大對農村建筑物防雷建設的監管力度

對農村企業和個人新建擴建建筑物,要安裝避雷設施,定期進行防雷檢測。從源頭上減少雷電災害的發生,政府可以對農村避雷設施建設進行一定程度的扶植,減少農民的負擔,從而減少雷電傷亡的發生[3]。

2.4規范電力、電話、電視天線等線路的防雷措施

由于農村都是架空線路,雷擊到線路上和線路上感應上雷電流的時候較多,直接安裝浪涌保護器,浪涌保護器難以承受。一般情況下,線路在人戶前套15 m長的鋼管埋地引入或改15 m長的屏蔽線入戶,并把屏蔽線兩頭接地,這樣可以把線路感應的雷電流的大部分通過屏蔽層和鋼管傳入大地。電話線路入戶時應將其絕緣子(例如通信蝶式絕緣子)的鐵腳接地,電話線路也不宜采用木桿架設。需要架設電視天線時,一定要在它的旁邊架設金屬避雷針并保持3 m以上的安全距離,用避雷針來保護天線。否則當天線遭雷擊時,不僅電視機將受損,還有可能傷及室內人員。

2.5做好雷電災害的預警預報

山東省已初步建立由衛星、多普勒雷達、閃電定位儀、大氣電場儀、自動氣象站組成的立體雷電監測網,可以提前數小時預測到雷電的落區[4]。要加強雷電災害的監測、預警預報工作,提高預報的準確率和提前預警時間,并借助現代化的通信手段,及時通知農民,讓農民有針對性地提前作好雷電防御工作,從而有效地避免雷電災害事故發生。

3結論

農村防雷減災工作是一項系統工程,要引起社會各界的高度重視,只有全社會動員起來,采取多種措施,多管齊下,形成合力,加大防雷減災的宣傳力度,以預防為主,排除防雷隱患,嚴格按照防雷安全規范去做,才能將農村雷電災害降低到最小

4參考文獻

[1] 劉 輝,鄭細華,馬強,等.龍川縣農村防雷現狀及預防對策[j].廣東科技,2010(4):109.

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住宅小區；建筑；電氣工程；設計技術；要點

引言

中國社會經濟快速發展，人們對生活質量越來越高要求，對住宅小區的建筑質量倍加關注。電氣工程屬于是建筑施工中的基礎性工程，隨著住宅環境的不同，就需要對電氣工程不斷完善。面對目前住宅小區建筑的電氣工程中所存在的問題，就需要對設計技術以高度重視，以提高住宅小區的建筑使用質量。

1住宅小區配電系統的設計

1.1配電系統中變壓器的設計

目前的住宅小區運行中的一個明顯特點就是用電負荷在不斷增加，這是由于城市居民的經濟水平提高，生活質量也相應地提高，各種電氣設備的使用量增加，就必然會增加用電負荷。這就需要住宅小區在電氣工程設計的過程中，要對小區居民的用電負荷充分考慮，對科學合理地設計變壓器［1］。特別是中國在近年來倡導節約能源，促進環境保護，在對住宅小區的電氣工程進行設計的時候，考慮到用電負荷問題的同時，還要考慮到節約能源問題，對變壓器的型號、安裝數量都要從建筑的運行實際出發進行配置，以使配電系統安全穩定地運行，同時還降低了能源消耗量，住宅小區居民的用電也不會受到影響。

1.2配電系統中的其它設計

住宅小區的配電系統設計中，需要重點解決的問題就是滿足建筑用戶不斷增加的用電需求。面對用電負荷不斷增加的問題，就需要做好節約能源的工作。在具體工作中，可以對居民的電能使用情況進行了解，對電能的使用做好分類，使得所采用的節約能源措施更具有針對性，發揮時效性，配電系統設計也更為科學合理。在為建筑配置低電壓設備時，要安裝繼電保護裝置，以使低電壓設備處于良性運行狀態，保證為住宅小區居民持續穩定地供電。小區的配電系統設計中，為了保證供電長時間持續供電，特別是維持機房供電的持續穩定，機房供電往往是一級消防動力負荷，居民的家庭用電會采用三級負荷。通過對負荷劃定級別控制用電負荷，就可以達到節約能源的作用。

2住宅小區監控系統的設計

2.1監控系統中消防監控系統的設計

住宅小區是人口集中的區域，也是各種電氣設計集中安裝的區域，因此，保證消防安全是至關重要的，這也是住宅小區建設的關鍵。要提高消防安全質量，很多的城市住宅小區都安裝了消防監控系統，對火災發揮有效的控制作用。從目前的住宅小區消防監控系統的設計情況來看，是將系統劃分為局部監控區域和中央監控區域，在消防控制模塊中設置有消防指揮運行流程，如果住宅小區中有火災發生，在消防監控系統中的警報裝置就會對火災隱患進行檢測，同時發出消防警報［2］。在火災現場，消防監控系統的控制模塊還會以手動操作的方式或者自動操作的方式指揮火災現場，對火災起到了有效的控制作用。在對消防監控系統進行安裝中，為了保證監控系統在火災發生的過程中安全運行而不會遭到破壞，就要對系統予以電磁干擾，并做好防護工作。對于系統中的線路材料，要求具有良好的耐火性能，以使得消防監控系統的功能得以充分發揮。

2.2監控系統中消防探側器的設計

在城市住宅小區中，消防探測器是重要的裝置，不僅可以對火災予以探測，而且還能夠及時地啟動報警裝置，隨之火災監控模塊啟動。安裝消防探側器的過程中，要根據實際工作需要選擇消防探側器的型號，還要考慮到安裝的位置以及運行環境，保證消防探側器的功能得以充分發揮［3］。雖然現行的住宅小區中所安裝的消防探側器對環境具有較強的適應性，而且不會受到安裝位置的局限，具有良好的火災報警效果，但也要從其應用范圍出發對其安裝區域加以明確。

3住宅小區防雷設施的設計

住宅小區的建筑安裝有各種電氣設備，就要做好防雷涉及工作。通常而言，住宅小區會安裝基礎性的防雷裝置，這對于建筑電氣工程而言是遠遠不夠的。要強化防雷設計，就要將電氣防雷系統構建起來，保證防雷系統有效運行。這就需要在安裝防雷裝置的過程中，要對住宅小區的規模以及防雷裝置所安裝的位置充分考慮。在安裝直擊防雷裝置的過程中，要考慮到其所發揮的作用是避免直擊雷對住宅小區的配電系統以及監控系統造成破壞。這就需要從住宅小區的實際情況出發做好接地工作，之后根據需要安裝各種避雷設施，諸如避雷針等等，以避免建筑被雷擊。對于住宅小區的建筑，其高度國家都有明確規定。如果建筑高度超過了規定范圍，就要每間隔5米至8米的高度就要設置避雷帶，還要連接地下線，以防止金屬構件被雷擊。當雷電的強度較高，防雷裝置就會對電氣設備的絕緣層造成破壞，這就需要安裝雷電反擊設置［4］。防雷裝置接閃器會影響到建筑物中的金屬物，兩者要保持一定的距離。另外，建筑物中的鋼筋和其他的金屬物之間的距離都要符合規定，還要與防雷引下線進行連接。建筑中所安裝的各種電氣設備都要做好接地工作，還要連接防雷接地，以避免電氣設備遭到雷擊。住宅小區建筑安裝有大量的電氣設備，有必要將綜合布線系統構建起來，合理設計通訊網絡，以保證各項信息有效傳輸而不會受到雷電的影響。

4結束語

綜上所述，中國城市居民的生活水平逐漸提高，對住宅小區的建筑質量提出了更高的要求。對電氣工程設計工作予以高度重視，是為小區居民塑造舒居住環境的重要條件。建筑電氣工程作為建筑工程中的基礎部分，直接關乎到建筑的使用功能。特別是目前各種新的電氣技術在電氣工程中得以應用，就更需要針對建筑電氣設計工作積極探索，提高設計質量，以確保建筑電氣運行穩定，更好地滿足住宅小區居民的電氣使用需求。

作者：余翔 單位：湖北工業大學

引用：

[1]田建紅.智能小區建筑電氣工程設計與實踐[D].西安交通大學碩士學位論文，2012.

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在領導和同事的指導與幫助下，__于20__年評為__市551人才，20__年擔任省局法規處主持的《__省雷擊風險評估技術規范》的主要編寫人，20__年__市氣象局考核優秀，同年編寫了科普資料《雷電防護手冊》、在__各縣（市）區發行，20__年參與編寫了《__省防雷裝置檢測實施細則》，并獲得“__市氣象宣傳信息先進個人”稱號，積極參與全省防雷服務管理年活動，協助輔導__市代表隊參加全省防雷技能大比武取得了好成績。在國際會議、核心期刊、專業期刊上發表約20篇論文，其中第一作者論文為17篇，多篇論文在國際會議和全國會議上進行了大會交流；《__市雷電災害特征分析》等3篇論文獲得優秀論文獎勵。先后主持開展和參與了《__市雷電災害重點防御區研究》等3個科研項目。