高层建筑中的建筑防雷系统设计

高层建筑物综合防雷设计探讨

1 雷电防护概述

自然界中雷的发生是雷雨云对大地和建筑物之间发生的一种猛烈的放电现象。雷电的危害十分巨大，破坏力严重，造成损失无法估计，为联合国公布的10种最严重的自然灾害之一，也是目前中国十大自然灾害之一。近年来，社会经济、信息技术特别是计算机网络技术发展迅速，城市高层建筑日益增多，雷电危害造成的损失也越来越大，据不完全统计，每年因雷击造成的损失高达数十亿元，因此对雷电灾害的防御迫在眉睫。雷电分为直击雷和感应雷两大类，直击雷主要是它能以冲击电流、冲击波和电磁辐射的方式造成人身伤害、建筑物毁损、电气设备不能正常运行。感应雷的产生是雷雨云之间和雷雨云与大地之间放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场作用于各种传输线路上，感应产生过电压、过电流，经各种传输线路进入设备系统而引起的。这种感应雷对建筑物内的电子设备造成干扰、破坏，又或者使周围的金属构件产生感应电流，从而产生大量的热而引起火灾。

雷电防护理论主要是从雷电危害建筑物的途径进行防护，主要分为外部防雷和内部防雷。外部防雷主要包括建筑物安装的接闪杆、接闪带、引下线、接地装置等，通过直接接闪把直击雷的能量引入大地来保护建筑物免受直击雷的损坏。内部防雷通过等电位和安装SPD限制过电压和释放雷电流，来保护建筑物内部的设备和人员安全。

2 高层建筑物防雷设计原则

2.1 可靠性原则

建筑物的防雷设计最应考虑的问题就是可靠性。建筑物安装防雷装置后，并非就万无一失了，按照规范设计安装了防雷装置的防雷安全度也不能达到100%，因此这就要求我们在防雷设计中首先考虑产品和技术的安全可靠性，必须符合国际标准、国家标准和行业标准。雷电防护技术是不断发展的，在实际的雷电防护工程设计中，应当去应用那些经过实践验证的安全可靠的产品和技术，而不一味追求技术和产品的先进性。

2.2 实用性原则

建筑物的防雷设计应该从用户的实际出发。在保证防雷设计符合相关标准的情况下，尽量做到对建筑物雷电防护系统的实用性，根据用户实际的角度选择性能好、可靠性强、价格合理的防雷产品和技术，既考虑了安全又兼顾成本，为客户设计好实实在在的雷电防护系统。

工作探索　

给高层建筑幕墙防雷系统设计和施工的几点建议　

张　弘　（厦门市思明区建设工程安全质量监督站，福建厦门　３６１０００）　摘要：在工程监督中发现我国现行的防雷设计、施工验收规范，对玻璃幕墙系列的防雷要求阐述不太明确，设计单位对玻璃幕墙防　雷施工方法说明也不够具体详细。本文根据《建筑物防雷设计规范》《玻璃幕墙工程技术规范》等，结合玻璃幕墙的特性及质量检验　标准，对高层建筑玻璃幕墙的设计和施工提出了个人看法和建议。　关键词：建筑幕墙；防雷系统设计；施工；建议　

建筑幕墙是近代科学发展的产物，是现代高层建筑时代的显　著特征，是现代高科技发展在建筑上的标记，被建筑师们广泛采　用。建筑幕墙的类型繁多，主要的类型有玻璃幕墙，石材幕墙，金　属幕墙，组合幕墙等，其中的玻璃幕墙又分为全玻璃幕墙，铝合金　明框玻璃幕墙，铝合金隐框玻璃幕墙，铝合金半隐框玻璃幕墙等。　为防止或减少建筑幕墙在雷击发生时所产生人身伤害和财产的损　失，做到技术先进、安全可靠、经济合理，一个良好建筑幕墙防雷系　统的设计和施工方法是当今重要问题。　１　我国雷电的发生次数逐年增加　雷暴已成为气象灾害中的第三灾害，紧随台风、暴雨之后。但　雷电是怎样产生？和幕墙之间的关系是怎样？　雷电是一种大气中放电现象，是气流在对流过程中因磨擦而　带电形成带电云，它的某些部分积聚起正电荷，另一部分积聚起负　电荷，当这些电荷积聚到一定程度时，就产生放电现象。这种放电　有的是在云层与云层之间进行，有的是在云层与大地之间进行。　后一种放电也就是落雷，它会破坏建筑物，电气设备，伤害人畜。　这种放电时间短促，一般约５０～１００微秒，但电流则异常强大，能　达到数万安培到数十万安培。放电时产生强烈的光。这就是闪电。　闪电时，将释放出大量热能，瞬间能使空气温度升高１～２万度，空　气的压强可达７Ｏ个大气压，这样大的能量，具有极大的破坏力，往　往会造成火灾和人畜的伤亡。　２雷电对建筑幕墙的危害　建筑幕墙一般应用在人群密集的、大型的公共建筑，重要的高　层、超高层建筑物的外墙上。是由金属构架与板材组成，不承担主　体结构的荷载是附属于主体建筑的围护结构。由于建筑幕墙的美　观特点，它成为建筑外墙装饰的主流，它超过主体建筑高度，甚至　将主体建筑包裹起来，成为主体建筑引雷的主要组成部分。雷电　流是一种强度极大，作用时间极短的瞬变过程。　（１）由于雷电的主要特点是：ａ冲击电流大。其电流高达几　万～几十万安培；ｂ．时间短。一般雷击分为三个阶段，即先导放　电、主放电、余光放电。整个过程一般不会超过６０微秒；ｃ．频率　高。雷电流变化梯度大，有的可达ｌ０千安／微秒；ｄ冲击电压高，　强大的电流产生的交变磁场，其感应电压可高达上亿伏。当雷电　击中建筑物时，通常会产生电效应、热效应和机械力，瞬间释放出　的巨大能量，会把被击中金属熔化，产生强大的机械力。使物体受　热膨胀或产生爆炸，使建筑物遭到破坏，甚至雷电的高温引起建筑　物燃烧构成火灾和引起触电。　（２）金属幕墙易使地表的电场分布发生了严重的畸变，其电场　７　强度比一般建筑物大得多，加上距离放电云层近，易遭受雷击。由　于雷电的效应，将会产生静电感应作用。当天空雷云和大地形成　电场时，幕墙的金属体就会积聚与雷云极性相反的大量感应电荷，　当雷云瞬间放电后，云与大地的电场忽然消失，将会产生高达万伏　以上的对地电位，这对人和设备将会产生危害。所以应做好建筑　幕墙防雷设计和施工，以防范雷电对建筑幕墙的损害。　３　目前建筑防雷规范对幕墙防雷的要求　根据国家标准《建筑物防雷设计规范》ＧＢ５００５７的规定，建筑　物的防雷共分三类，其中第一类主要是属于具有爆炸危险环境的　建筑物等，而现阶段我们民用的建筑幕墙的防雷分类主要是属于　第二类或第三类。（我们在此只讨论第二类建筑幕墙的防雷问题）　（１）《玻璃幕墙工程技术规范》ＪＧ．１『１０２—２００３—４．４．１３规定：　“玻璃幕墙的防雷设计应符合国家现行标准《建筑物防雷设计规　范ＧＢ５００５７和《民用建筑电气设计规范｝ＪＧＪ／Ｔ１６的有关规定。”　“幕墙的金属框架应与主体结构的防雷体系可靠连接，连接部位应　清除非导电保护层。”技术规范４．４．１３条文说明“玻璃幕墙是附属　于主体建筑的围护结构，幕墙的金属框架一般不单独作防雷接地，　而是利用主体结构的防雷体系，与建筑本身的防雷设计相结合，因　此要求应与主体结构的防雷体系可靠连接；　（２）《金属与石材幕墙工程技术规范》ＪＧＪ１３３—２００１—４．４．１　规定：金属与石材幕墙的防雷设计除应符合现行国家标准《建筑　物防雷设计规范ＧＢ５００５７的有关规定外，还应符合下列规定：ａ、　在幕墙结构中应自上而下地安装防雷装置，并应与主体结构的防　雷装置可靠连接－ｂ、导线应将材料表面的保护膜除掉再进行连接。　由于我国建筑幕墙设计、施工规范、工程验收等方面内容对建　筑幕墙防雷的阐述十分有限，对建筑幂墙防雷施工方法不同的建　筑幕墙设计单位，设计要求也各不同，从而给从事建筑幕墙施工的　技术人员把握质量要求带来一定的难度。因此统一详细的建筑幕　墙防雷系统设计就显得十分重要。　４　目前建筑幕墙防雷施工现场的做法和缺陷　建筑物防雷设计规范规定对于第二类防雷建筑物应采取防直　击雷外还需防侧向直击雷和雷电波侵入的措施。　（１）建筑幕墙防顶层直击雷的措施是将处于建筑幕墙的顶部女　儿墙上的３ｍｍ厚铝单板盖板部分，当成幕墙接闪器，因为铝板是一　种良好的导体，其电场强度很大，当它沿建筑物女儿墙的顶部分布　时，雷电很自然地被吸引过来，是雷击率最大的部位，从而起到接闪　器的作用。这样，幕墙接闪器接受到的雷电流，就可以通过幕墙、女　儿墙上的避雷均压环和防雷引下线，安全地把雷电流引到建筑物的　

建筑结构　

高层建筑防雷设计及施工研究　雹口囝圈　

林小永　

茂名市宇顺防雷工程有限公司　

１．引言　摘要：近年来，我国的建筑有向高层发展的趋势，建筑物高度的增加就容易使其受到雷击的影响，如何科学合理设计防雷设备及　

施工是亟待讨论的话题。本文针对这一问题分析了雷电给建筑物造成的危害、外部防雷和内部防雷设计及防雷施工应考虑的因素。　

关键词：高层建筑；防雷设计；防雷施工；安装　

近年来由于我国人地矛盾的不断尖锐，高层建筑就应运而生了。高层建　

筑的不断出现就要求其较好的防雷设计，并且新建的高层建筑物内都安装了　

各种信息电子、电气设备，这些设备的耐压能力相当有限，发生雷击事故的可　

能性比较高，建筑物一旦遭受雷击所带来的损失是无法估量的。因此，对高层　

建筑防雷设计与施Ｔ进行研究是非常必要的。　

２．雷电给建筑物造成的危害概述　

雷电给建筑物带来的危害不仅会危害建筑物本身，而且会造成人员伤亡、　

电力和电讯设备的损坏。总之而言，雷电的破坏作用主要有以下两种：第一是　

雷电直接击在建筑物ｆ：产生热效和电动作用；第二是雷电流产生的静电作用　

会对电磁等产生侵入作用。当今社会经济的不断发展，随之带来的是建筑物的　

规模和高度的增加，极易受到雷电的影响，加之现代家用电器的日益增加，电　

子设备更容易受到雷电的影响，一旦受到损害带来的损失极其严重。同时这些　

现代化的电子设备也给防雷１二作带来了一定的嗣难，我国每年都有大量建筑　

物遭受雷击的事件发生，因而对防雷设计及施工提出了更高的要求。　

３．防雷设计应该注意的因素　

建筑物的防雷设计主要分为外部防雷和内部防雷，外部防雷主要是为了　

预防直击雷和侧击雷对建筑物的危害；内部防雷设计主要是为了防止静流电　

的影响。　

３１外部防雷设计分析　

外部防雷设计主要应该做好以下几方面的工作。　

首先，接闪器的设计。外部防雷设计主要是在建筑物的顶部装置避雷针、　

避雷带、避雷线、避雷网等作为接闪器，这些装置主要起的作用是把雷击所引　

高层建筑防雷接地设计及施工

摘要：随着高层建筑及智能化的发展，建筑防雷系统对高层建筑物内的电子系统与人身财产安全等方面的保护显得越来越重要，若设计或施工安装不当，反而可能更易导入雷电。因此，探索新的高层建筑防雷保护成为当前至关重要的课题。本文首先介绍了高层建筑物防雷装置的组成部分，接着分析了高层建筑防雷接地设计要点，最后就高层建筑防雷接地施工要点进行了探讨。

关键词：高层建筑，防雷接地，设计要点，施工要点

abstract: with the development of high building and

intelligent, building lightningproof system within the

building to top the electronic system and personal property

safety protection seems more and more important, if design

or construction installation is undeserved, be more easily

import instead of lightning. therefore, exploring new

high-rise building lightning protection become the very

important topic. this paper first introduced the high-rise

buildings lightning protection equipment component, and then

analyse the high-rise building lightningproof grounding

design points, finally the high-rise building lightningproof