智能建筑防雷保护设计浅析

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

常君德1 初雨1 陈琦1 王子陶1

(锦州市气象局,辽宁锦州,121000)

摘要

智能建筑的出现,有效地解决了传统的房屋设计和防雷问题,同时,智能建筑的普及,也为我国的城市现代化建设有着重要意义。但是,在实际的应用过程中,由于缺乏科学的理论指导,以及设计人员的专业知识不足,导致在进行智能建筑的防雷设计时,无法满足住户的需求,甚至存在着安全隐患。


关键词

智能建筑 防雷保护 防雷设计

正文


引言雷电是一种自然现象其产生的原因是地球与大气之间的相互作用力比较弱当遇到强大的磁场或者受到电磁干扰的时候就会引起感应电流的增大进而造成导体中的电荷被释放从而引发过电压的情况。本文主要针对当前的防雷接地系统进行分析并结合相关的案例对如何提高防雷接地系统的可靠性提出建议希望能够为未来的防雷接地技术的发展提供一定的参考。

一、智能建筑遭受雷击的主要途径

在智能建筑中雷电是一种常见且普遍存在的自然现象但是由于其具有高强度、大电流等特点所以在对其进行防雷设计时需要对其具体的工作原理以及相关的技术要点等做详细分析并结合实际的情况来选择最为合理的避雷措施。首先从接闪器的类型来看可以将避雷针分为两种即内置式和外置式。内置式避雷器是指利用了内部的金属氧化物或者合金材料作为引下线从而实现了接闪功能。外置式避震器则是指通过安装在建筑物的外墙或屋檐上的钢筋混凝土结构构成的装置进而达到保护的目的。而对于室外的变电站而言通常会采用外置的方式也就是将室内的变电所的电能直接引入到大地然后再由引到地下这样就能够有效地避免因线路老化而造成的二次事故。

1.1直击雷

在直击雷的时候建筑物会受到雷电的反击这种情况一般是由于建筑物的金属体遭受直接雷击或者是设备遭到间接的损坏。在一些高层建筑中因为其高度比较高所以会设置一定的避雷网但是也有部分的避闪器和接地装置被安装到了屋顶这就导致了直击雷的发生。1高压线避闪器 当建筑内的电缆线路上出现了故障时就需要使用低压的线进行接地并且可以将其两端的电压降低到0V。当架空的电线遭遇雷电击中的时候便会对其他的导线造成阻吓作用这样一来就能够有效避免事故的进一步发展。2感应引来的电涌保护设施 在建筑中如果遇到的电流比较大的地方那么必须采取相应的措施以此来防止电涌的产生。通常来说我们采用的感应源就是中性点不接地、零序阻抗的电阻值大于10Ω的方式来实现。

1.2雷电感应

雷电是一种大气中的电荷在地面上的强大电场力的结果当其通过物体的电流超过一定值时就会产生过电压这种现象被称为感应。在建筑物上安装的避雷网主要是为了防止直击雷和反击。由于雷电直接击中电线杆、设备等造成的破坏有两种形式一是导线的机械损伤二是高阻带的冲击波。当这些物质进入大地时会导致电弧的形成使电弧熄灭从而引起火灾。而在一些特殊的地方比如说车站附近的机场、码头等因为雷暴天气多发生的地区多位于飞机场所以更容易出现雷击事故。因此对于高层建筑的防雷设计,必须充分考虑到雷电的影响。

1.3地电位还击

地电位反击是指利用建筑物的金属构件或者其他导体等物质作为接闪器的保护当雷电流通过避雷针和地面之间的电阻时会产生感应电流从而对地电位进行改变达到保护的目的。在一些地区由于地电位较高所以发生的闪电袭击事件也比比皆是。在我国的南方尤其是上海、广州等城市因为经济的发展人们的生活水平的提高对于居住环境的要求也越来越高因此高层建筑的建设正在逐渐成为主流而在这些区域中地下的电气设备的数量不断增多并且其中的电子设备很多如果没有有效的防雷措施就可能会造成很大的损失甚至有的还会出现倒塌的现象。而传统的避雷针和架空线路的避险线相比其抗折的能力要强得多而且容易被破坏但是它的成本比较低且维护简单可以应用的范围非常广泛。

二、智能建筑防雷系统的建立

2.1针对直击雷的防护设计

1在建筑物的外部还应该安装避雷针它能够有效将雷电引走同时也可以将感应过电压控制在一定的范围内对一些重要的建筑进行防雷保护。2对于直击雷的防护主要是设置避闪网它的作用是当发生直击的时候就会产生一个冲击波这个冲击波会对整个建筑造成很大的破坏所以我们要采取措施把这些能量吸收从而避免因为反击而导致的损坏。3在建筑物的内部还应当加装接地线这样不仅仅能减少接地电阻而且还能提高其稳定性防止由于金属氧化物或者导体与其他物体的接触而出现问题。

2.2针对感应雷击

在对建筑物进行接地系统设计时要注意接地电阻的大小因为接地网的面积越大雷电流流经的路径越多就会产生的感应电动势就会越强当电流通过的时候电晕放电现象也会随之增强从而达到防雷的目的。在对建筑实施避雷的过程中要充分考虑到建筑的实际情况根据具体的情况来选择合适的避雷措施。对于一些重要的建筑比如大型商场、写字楼等可以适当降低这些地方的直接高度这样能够有效减少不必要的损失。而对于那些不经常发生的或者是比较危险的区域则应该采取一定的防直击的方式以防止造成人员的伤亡。在对感应型的高层建筑的建设中必须严格按照相关的规定加强安全意识做好相应的防护工作避免意外的出现。

2.3针对直击雷的防护设计

在对直击雷的防护设计中主要是针对建筑物的直接防雷以及对建筑的间接防雷进行分析对于直击的防护设计中需要根据建筑物的实际情况选择合适的避雷网的类型并在其基础上增加相应的保护设施以达到有效的防止直击雷电的目的。在建筑物的外部可以使用避闪器来作为引下线但是也不能完全的利用因为其本身的抗压能力比较差所以,要尽量地尽量避免其与被保护物之间的连接并且还要尽可能的将避闪器的接地电阻控制到最小从而保证建筑的安全。

三、智能建筑内信息网络系统的防雷保护

智能建筑的防雷系统主要是由建筑物中的接地装置、接地网以及其他的一些相关的设备所构成的在实际的工作当中这些都是智能建筑的防雷的重要组成部分。而在智能建筑的防雷设计的过程中最为主要的就是要对整个建筑物的外部环境和内部的安全防护进行一定的研究同时还需要对其内部的雷电活动的规律等因素进行进一步的分析从而制定出科学合理的方案这样才能有效防止意外事故的发生。在对建筑物的外边角角等处的避雷措施上首先应该从整体上把握将避直接法和牺牲小利的原则相结合使避险的效果最大化。其次对于那些容易产生闪络的地方可以使用多重的方法来减少闪络的出现比如利用屏蔽层或者是埋设的方式来降低其影响。

结束语智能建筑作为现代化城市的标志自然成为现代都市的主要特征。而在其中,雷电灾害是非常常见的因此我们必须采取相应的防雷措施以避免发生触电事故从而为居民提供一个安全舒适的环境。本文针对智能建筑的特点结合目前国内外相关技术的研究现状对其进行了深入的分析和探讨并提出一些应对方案希望能够为我国的智能建筑的建设带来一定的参考作用。

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