梅曉

（1.廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司；2.廣東省建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測(cè)總站有限公司，廣東 廣州 510500）

現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)不斷向前發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及綜合布線技術(shù)更加廣泛地應(yīng)用在我國社會(huì)以及生產(chǎn)生活中，更加現(xiàn)代化的電子信息系統(tǒng)能夠使智能現(xiàn)代化建筑不斷向前發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前智能化現(xiàn)代建筑物中使用以及安裝的各種各樣的電子設(shè)備存在電壓低以及不耐受等問題，有一些電子設(shè)備如果短時(shí)間內(nèi)過大量電壓，特別是當(dāng)受到雷擊時(shí)，安全性以及穩(wěn)定性會(huì)大幅度下降，電子設(shè)備容易被破壞。并且，這些電子設(shè)備在防雷電部件工作時(shí)，還會(huì)存在電子干擾，這些設(shè)備本身就具有非常高的靈敏度，因此，即使在很遠(yuǎn)的距離外有雷電，設(shè)備都會(huì)受到輻射導(dǎo)致穩(wěn)定性降低，甚至其他建筑物也會(huì)對(duì)設(shè)備造成電磁干擾。為了切實(shí)解決這一問題，在智能建設(shè)工程項(xiàng)目中，要對(duì)電子設(shè)備開展防護(hù)管理工作。

大多數(shù)時(shí)候，智能建筑工程項(xiàng)目都會(huì)在建筑頂端安裝防雷電設(shè)備，比如，避雷針以及避雷網(wǎng)等，采用共同接地的手段使建筑物具有防雷電性能，這樣做防雷電的效果較差，雖然看上去滿足了基礎(chǔ)防雷電性能，可以對(duì)電子波干擾起到阻斷作用，但是在具體應(yīng)用階段，仍然會(huì)出現(xiàn)非常大的缺陷問題。比如，距離建筑物500m 處的山林里有一個(gè)通訊基地，該基地的電纜搭建辦法為架空，架空高度大約為10m，當(dāng)起落雷電流幅值超過95Ka時(shí)，通過相關(guān)計(jì)算公式能夠求得該線纜瞬間電壓需要保持在30kV 左右，感應(yīng)電壓沿著電纜傳遞到電力線的兩側(cè)，雖然雷電在傳遞過程中電壓以及電流會(huì)逐漸減弱，但是因?yàn)橥ㄓ嵒睾吐淅纂娭g的距離不大，因此不能不考慮感應(yīng)電壓，感應(yīng)電壓以及感應(yīng)電流會(huì)進(jìn)入基地，對(duì)基地中的通訊設(shè)備造成破壞，并導(dǎo)致通訊信號(hào)終斷。為了解決該問題，相關(guān)技術(shù)工作人員必須對(duì)其予以深入分析，采用各種各樣的防護(hù)辦法，防止雷電對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生損害。

1 智能建筑工程項(xiàng)目對(duì)雷電防護(hù)的具體要求

智能建筑工程項(xiàng)目類型不一，因此需要采用的雷電防護(hù)技術(shù)也各不相同。比如，用于建筑物外部的防雷設(shè)備主要是直接對(duì)雷電進(jìn)行預(yù)防，但是安裝在建筑物內(nèi)部的防雷設(shè)備主要的功能是預(yù)防閃電電涌。并且，當(dāng)建設(shè)工程項(xiàng)目在建設(shè)施工階段，如果有一些非常重要的設(shè)施或者該設(shè)施存放的環(huán)境受磁場(chǎng)電涌影響而不能滿足雷電防護(hù)的實(shí)際要求時(shí)，就需要選擇電磁手段保護(hù)電子設(shè)備，可以選用接地手段或者選用電位連接手段防電磁干擾。

從現(xiàn)有試驗(yàn)結(jié)果能夠得出，智能建筑項(xiàng)目防雷手段有兩種，一種為內(nèi)部防雷，另一種為外部防雷。具體來說，外部防雷需要按照固定的辦法將防雷步驟細(xì)致劃分成接地設(shè)備以及影像線等，主要應(yīng)對(duì)作用在建筑物上的直擊雷。內(nèi)部防雷需要按照固定的辦法將防雷步驟細(xì)致劃分成科學(xué)布線、電位連接以及雷電屏蔽等多個(gè)步驟以及方法，切實(shí)防止雷電以及電磁干擾。隨著社會(huì)不斷發(fā)展，建筑工程項(xiàng)目防雷電設(shè)計(jì)工作也必須嚴(yán)格滿足國家相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)以及要求，不僅需要發(fā)揮出外部防雷的效果，還要起到內(nèi)部防雷的作用，切實(shí)防止閃電電涌進(jìn)入建筑物內(nèi)部。換句話說，在建設(shè)工程施工階段，相關(guān)技術(shù)工作人員需要將建筑物內(nèi)部防雷裝置的等電位與金屬裝置以及電信系統(tǒng)相連接，使其能夠滿足施工間距的硬性標(biāo)準(zhǔn)。

2 智能建筑工程項(xiàng)目里電子設(shè)備防雷的實(shí)際特點(diǎn)

從某種角度來說，我國現(xiàn)在有很多行政辦公樓都安裝了多元化電子信息裝置，比如，互聯(lián)網(wǎng)專線、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)以及衛(wèi)星接收系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)構(gòu)成了弱電集體。特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市，在智能化工程建設(shè)中，均采用我國建筑行業(yè)的最高標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用更加現(xiàn)代化的智能設(shè)備，切實(shí)提高建筑項(xiàng)目防雷質(zhì)量。不管是靜電還是強(qiáng)電，都會(huì)對(duì)電子設(shè)備、電路電壓傳輸信號(hào)線以及交直流電系統(tǒng)造成干擾，過電壓也會(huì)因此破壞電子系統(tǒng)，因此，相關(guān)放雷電技術(shù)工作人員需要采取多種手段防止過電壓入侵建筑物。

3 智能建筑工程項(xiàng)目雷電防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用情況

智能建筑物類型不同，需要采用的雷電防護(hù)措施也不同。所以，在建設(shè)施工過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑物的實(shí)際情況和智能化集成系統(tǒng)的類型以及發(fā)生雷擊造成的后果嚴(yán)重程度大小，選擇合適的雷電防護(hù)措施。

3.1 天線系統(tǒng)

大多數(shù)建筑物中，都會(huì)在建筑物頂端或者屋面上安裝衛(wèi)星天線裝置，并把該裝置連接到防雷接電裝置上。需要特別注意的是，在將兩種裝置進(jìn)行連接時(shí)，交互點(diǎn)需要高于兩處，當(dāng)天線比避雷針高時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑實(shí)際情況另外加設(shè)避雷針，將避雷針同天線系統(tǒng)連接起來，通過這種手段切實(shí)發(fā)揮天線裝置的雷電防護(hù)效果。并且，當(dāng)建筑物內(nèi)部需要引入天線時(shí)，必須在建筑物內(nèi)部安裝天饋SQR。

3.2 進(jìn)出管線和防雷電纜

在項(xiàng)目工程建設(shè)施工階段，金屬進(jìn)出管線以及電纜都需要在進(jìn)口以及出口處同防雷接地設(shè)施相連接，大多數(shù)設(shè)計(jì)工作都會(huì)把該裝置同總等電位予以連接。具體來說，進(jìn)口以及出口位置安裝的電纜金屬外皮應(yīng)當(dāng)連接到防雷電接地裝置中，一旦選用架空的方式對(duì)電纜進(jìn)行搭建，在轉(zhuǎn)口位置就必須設(shè)置天饋SQR。從調(diào)查結(jié)果能夠得出，一旦架空線受到雷擊，則大概率會(huì)產(chǎn)生故障，且故障率占總故障率的45%，就算發(fā)生雷擊的位置離電纜有非常遠(yuǎn)的距離，依舊會(huì)有電流流入電纜，所以，在鋪設(shè)電纜時(shí)，需要選用有屏蔽雷電功能的電纜，或者選擇在線纜外面套一個(gè)鋼管的方式鋪設(shè)電纜，這樣通過鋼管將電氣同外界予以聯(lián)通避免電磁產(chǎn)生干擾。鋼管具有的屏蔽功能和雷電電流產(chǎn)生的極負(fù)效應(yīng)都能夠?qū)鬏旊娎|起到保護(hù)作用，防止傳輸電纜受到外界干擾。

3.3 電源系統(tǒng)

按照目前雷電新?lián)Q設(shè)備的實(shí)際使用情況能夠分析出，約有超過65%的雷電事故是因?yàn)楣╇婋娐分写嬖诶纂妼?dǎo)致的。因此，相關(guān)雷電防控技術(shù)工作人員必須開展電源系統(tǒng)雷電防護(hù)工作，使用多種多樣的方式防止雷電事故的發(fā)生。在電源供電系統(tǒng)中，電涌保護(hù)器發(fā)揮著非常重要的作用，大多數(shù)時(shí)候，我們會(huì)把電涌保護(hù)器安裝在防雷區(qū)域邊緣，確保各個(gè)等電位之間能夠有效連接起來，切實(shí)發(fā)揮出保護(hù)作用，同其他防雷裝置以及方法共同開展。電源系統(tǒng)會(huì)結(jié)合自身耐能量情況接收能夠允許范圍內(nèi)的閃電威脅值，并盡可能地將其降低，一直到滿足要求。在保護(hù)階段，電涌保護(hù)器需要在LPCDF/LPDE位置將雷電流分流，并把其引入地表，然后通過電涌保護(hù)器對(duì)交界位置剩下的閃電威脅值通過電磁場(chǎng)發(fā)生感受效應(yīng)。

信息設(shè)備種類不同、耐受性不同，受到?jīng)_擊后產(chǎn)生的電壓額定值也不同。因此，要結(jié)合建筑物的實(shí)際特點(diǎn)，科學(xué)、合理地選用低壓信息設(shè)備開展電涌保護(hù)工作，突出電源系統(tǒng)的重要地位，結(jié)合建筑物的規(guī)模大小、所處磁場(chǎng)環(huán)境等多種因素，確定電涌防護(hù)的具體等級(jí)和防護(hù)方式。

對(duì)于智能建筑物來說，為了提高電子設(shè)備的穩(wěn)定性以及安全性，大多時(shí)候會(huì)在建筑上安裝三級(jí)保護(hù)。第一層防護(hù)是在建筑內(nèi)部入戶線接線電源位置安裝能夠循環(huán)接地的保護(hù)系統(tǒng)，并選擇能夠承受電流量較大的三相避雷器；第二層防護(hù)主要利用動(dòng)力室內(nèi)部的電源線以及配電盤，搭配并聯(lián)式避雷器達(dá)到防雷目的；第三層防護(hù)是在配電柜進(jìn)線位置安裝并聯(lián)式避雷器，達(dá)到三層防護(hù)的目的。需要注意，在布置電源控制室內(nèi)的電纜時(shí)，不能沿著墻體鋪設(shè)電纜。當(dāng)有雷電擊向建筑物時(shí)，建筑物內(nèi)部的鋼筋會(huì)將強(qiáng)電流傳導(dǎo)，在瞬間建筑物內(nèi)部磁場(chǎng)即會(huì)產(chǎn)生改變，受高脈沖浪涌影響，控制室內(nèi)部線路會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)電壓電流，對(duì)電子設(shè)備造成損壞。并且對(duì)于數(shù)據(jù)傳送線以及信號(hào)控制線來說，在連接位置處或者電流流向控制室電路前，應(yīng)當(dāng)安裝接地設(shè)備，電阻要小于5Ω，綜合接地網(wǎng)電阻需要小于2Ω。

3.4 弱電系統(tǒng)

按照實(shí)踐調(diào)查情況，我們能夠把智能建筑物電力系統(tǒng)中的弱電分成兩個(gè)不同模塊：第一種模塊為：達(dá)到我國建筑行業(yè)要求的安全電壓等級(jí)并符合控制電壓電能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其中有12V 直流電源、緊急狀態(tài)備用電源以及特殊情況照明等；第二種模塊為：能夠?qū)π畔⒃剡M(jìn)行傳導(dǎo)的信息源，比如，手機(jī)以及電腦等。對(duì)于智能建筑來說，弱電技術(shù)也可以發(fā)揮非常重要的作用。智能弱電技術(shù)重要載體以及主要內(nèi)容為信息技術(shù)，信息技術(shù)是智能建筑發(fā)揮其基本功能的主要渠道和方式。由此能夠得出，對(duì)于弱電系統(tǒng)來說，雷電防護(hù)工作屬于系統(tǒng)性工程，該工程涉及的領(lǐng)域以及專業(yè)知識(shí)非常多，其中有宏觀知識(shí)以及微觀知識(shí)、建筑內(nèi)防雷措施以及建筑外防雷措施、天線以及地線、弱電以及強(qiáng)電等，每個(gè)項(xiàng)目都需要科學(xué)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)。具體來說，經(jīng)常容易受到雷電入侵的地線屏蔽過電壓需要使用科學(xué)的防護(hù)方式，有效對(duì)其進(jìn)行管理以及完善，比如，信號(hào)傳輸系統(tǒng)以及電源系統(tǒng)等，切實(shí)對(duì)信號(hào)設(shè)備發(fā)揮出屏蔽作用，科學(xué)增設(shè)避雷設(shè)施，最大程度降低雷電過電壓，切實(shí)做到防護(hù)全覆蓋并保證經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 傳輸網(wǎng)絡(luò)

電子設(shè)備種類不同，傳輸網(wǎng)絡(luò)路徑也存在不同，所以在開展雷電防護(hù)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用電磁脈沖對(duì)雷電在電子設(shè)備中的傳輸路徑開展防護(hù)管理工作。具體來說，當(dāng)出現(xiàn)雷電天氣時(shí)，電能直接傳遞到電子設(shè)備內(nèi)部的導(dǎo)線中，并產(chǎn)生非常巨大的感應(yīng)過電壓，并通過天線以及電源線等直接流入到設(shè)備里。當(dāng)電壓作用于元器件時(shí)，會(huì)導(dǎo)致元器件損壞；并且雷電會(huì)由于電位反擊對(duì)導(dǎo)線絕緣材料造成破壞。因此，雷電防護(hù)工作人員應(yīng)當(dāng)采取多種多樣的方式對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。（1）把智能建筑內(nèi)部的各種系統(tǒng)設(shè)備同等電位予以連接；（2）選擇金屬管鋪設(shè)電纜辦法優(yōu)化信號(hào)傳輸線防雷功能，降低感應(yīng)效應(yīng)，最大程度發(fā)揮屏蔽作用；（3）屏蔽電子設(shè)備機(jī)房；（4）按照雷電防護(hù)具體需要加裝天饋SQR，限制電子設(shè)備中的過電壓值。

4 先進(jìn)雷電防護(hù)技術(shù)在建設(shè)階段的注意事項(xiàng)

由上文能夠得出，在對(duì)雷電防護(hù)系統(tǒng)設(shè)置時(shí)，要根據(jù)各個(gè)管線的實(shí)際位置和各個(gè)管線同防護(hù)系統(tǒng)關(guān)系進(jìn)行判斷。建筑物內(nèi)部不能缺少照明、通訊設(shè)備、動(dòng)力裝置以及電視線路，在建筑物內(nèi)安裝雷電裝置的過程中，需※要保證這些線路不受干擾，所以在實(shí)際施工階段，應(yīng)當(dāng)使用金屬管直接對(duì)這些線路開展穿線工作，確保能夠切實(shí)發(fā)揮出其屏蔽功能，應(yīng)當(dāng)選擇鍍鋅鋼管結(jié)合建筑物實(shí)際情況予以跨接，確保全部電氣管線相聯(lián)通。

動(dòng)力裝置、照明設(shè)備、電視線路以及通訊設(shè)備需要安裝在建筑物中心位置，但在安裝過程中，需要注意必須將同引下線主筋之間的距離控制在最小，當(dāng)有雷電天氣時(shí)，電子設(shè)備會(huì)由于發(fā)生感應(yīng)效應(yīng)而受到損害，所以在施工過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員需要統(tǒng)一進(jìn)行安排，考慮到所有情況，不斷優(yōu)化弱點(diǎn)系統(tǒng)管線，最大程度降低感應(yīng)范圍。

在安裝建筑物外部電源線以及通訊線路時(shí)，不單要保證布線的安全性以及隱秘性，還需要在入戶位置設(shè)置避雷器以及防雷器等，以便發(fā)生過載情況時(shí)能起到保護(hù)作用。

在對(duì)智能建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要妥善地進(jìn)行處理，以保證雷電能夠直接傳到地表，保護(hù)電子設(shè)備和人身安全。大多數(shù)情況下，建筑物會(huì)安裝地網(wǎng)電源地，同時(shí)防雷以及安全保護(hù)地需要能夠不受其他干擾獨(dú)立運(yùn)行，有足夠的安全距離防止發(fā)生反擊事故危害。因此，必須結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)合理地對(duì)各個(gè)接地系統(tǒng)間距離進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保建筑物能夠符合我國相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，將其予以有效連接。當(dāng)建設(shè)工程現(xiàn)場(chǎng)或者建設(shè)工程項(xiàng)目不能直接進(jìn)行連接時(shí)，也能夠選擇地電位連接辦法。

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市規(guī)模也不斷擴(kuò)大，很多智能建筑工程項(xiàng)目誕生，相關(guān)施工水平以及施工工藝水平不斷提高，在這種大環(huán)境下，為了切實(shí)提升工程的施工質(zhì)量和施工效率，需要根據(jù)更加先進(jìn)的雷電防護(hù)技術(shù)，不斷優(yōu)化以及革新雷電防護(hù)系統(tǒng)，切實(shí)發(fā)揮出雷電防護(hù)技術(shù)的效果。