高層建筑防雷設計與施工技術研究

【摘要】高層建筑的防雷工程十分重要。文章探討了高層建筑防雷設計問題，并分析了高層建筑防雷的施工與技術。

【關鍵詞】高層建筑；防雷；設計；施工

建筑的高層化和智能化已成為城市發展的一種趨勢。高層建筑比一般建筑遭受雷擊的概率要大得多，而一旦遭雷擊，損失將非常嚴重。普通建筑物防雷保護的防雷裝置把強大的

雷電流通過引下線泄入大地，在附近空間產生了強大的電磁場變化，會在相鄰的導線上感應

出雷電過電壓，因此普通建筑物防雷系統不但不能保護高層建筑物內的電子設備與計算機系

統，反而可能會引入雷電。因此，高層建筑的防雷保護成為一個越來越重要的課題。

一、高層建筑防雷設計

高層建筑綜合防雷設計要點，應將外部防雷設計和內部防雷設計進行整體統一的考慮，

只有這樣才能使建筑物防雷更加安全、可靠。

1、外部防雷設計（1）接閃器的設計。

外部防雷都是采用避雷針、避雷帶、避雷線、避雷網作為接閃器，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，然后通過良好的接地裝置迅速而安全把它泄入大地，其設計通常采用滾球法和網格法。在設計時，用一40×4鍍鋅扁鋼在建筑物頂部，沿女兒墻、樓梯間、電梯機房屋頂四周暗敷，并焊接連通成環狀作為避雷連接線，避雷短針（用Φ12鍍鋅圓鋼高600mm，間距3m）與避雷連接線焊接連通作防雷接閃器。

（2）引下線的設計。

引下線應上與接閃器連接，下與接地裝置連接，中間與各層均壓環均

相互焊接連通，它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。在設計時要注意引下線盡

可能短，并盡可能地利用建筑物內四個角的主筋作為引下線；在30 m以上部位，每隔兩層，

沿建筑物四周敷設一道水平避雷帶與各根引下線相焊接；當引下線很長時，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；高層建筑30m以上部分的金屬欄桿、金屬門窗、金屬構件和較大的金屬裝飾件均應與防雷裝置連接，具體施工時，將引下線和樓層的主梁連接，由圈梁與主梁的鋼筋引出至預埋件，然后將預埋件焊一條與金屬門窗相連接。

（3）接地裝置的設計。

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。每種建筑物的接地裝置并不一樣，鋼筋混凝土結構的建筑物符合規定的，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（必須離開建筑物3m以外）；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，也可做周圈式接地裝置，減少接地裝置的沖擊阻抗，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，接地極可采用0.25m左右，2～3mm厚的銅板，再用編織扁銅線將各接地極相連；在樓群間進出，相互聯接的線路，也需穿鋼管或鎧裝或雙金屬屏蔽層，并兩端接地，以杜絕過電壓自芯線引入。

2、內部防雷設計

（1）等電位聯接。

在做等電位連接時，每層外墻的金屬欄桿、門窗等與均壓環連通（每一構件不少于兩處）；玻璃幕墻的支架、鋼龍骨等（每層、多點）與均壓環連通成等電位，以防側擊雷；架空或埋地進出建筑物的所有金屬管道、金屬構件、電纜金屬外皮及其保護鋼管等，在進出建筑物處（通過與由基礎接地主鋼筋網焊接引出的200×200×6預埋鋼板相連通）與防雷接地裝置作等電位聯結；各管道井及各電梯井所在處，均由基礎接地主鋼筋網焊接引出一40×4鍍鋅扁鋼與金屬管道及電梯導軌作等電位聯結；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，使整個建筑物成為良好的等電位體。

（2）屏蔽設施。

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?？衫娩摻罨炷两Y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；當鋼筋密度不夠時，可按各種設備的不同需要增加網格的密度，從而實現屏蔽。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。

二、高層建筑防雷施工技術策略

1、基礎接地與人工接地裝置

（1）建筑物基礎

基礎接地焊接是接地施工中的第一環節。特別是在設計接地電阻值比較小、技術要求比

較高的情況下，就更加要嚴格按照設計要求和施工規范要求施工，以保證質量。除了認真按

設計圖紙施工外還要認真檢查施工質量，創新和改進施工方法，采取有效的技術措施，以達

到設計圖紙要求的目標。

（2）室外人工接地體

室外接地體由接地極和接地線組成。接地極有鍍鋅角鋼、鍍鋅圓鋼、鍍鋅鋼管等。接地

線有鍍鋅扁鋼、鍍鋅圓鋼等。

2、引下線

引下線是連接防雷接閃裝置和接地裝置的一段導線。其作用是將雷電流引入接地裝

置。引下線可以是由若干并聯的電流通路，其電流通路的長度應是最短的。

3、接地電阻測試

檢測接地電阻的工作要擺脫單純檢測建筑物的接地電阻值，還要注意均壓措施是否符

合規范要求。由于接地體屬于隱蔽工程，地下部分的檢測難度很大，因此要認真查看露出地

面部分的施工工藝，做好隱蔽工程施工記錄，確保用戶使用安全。測量鋁門窗接地電阻值時應該注意按測量儀器使用說明書有關事項進行。另外還要注意陰雨天地面潮濕使測量值不準時，盡量不測量；土建基礎周圍水泥砂漿地面較多，測量時有關探針必須插入土壤中，且間距合適；測量時測試導線與鋁門窗夾層處應輕輕打磨掉氧化層或噴涂層，位置應選在與防雷引線連接一側邊框的較隱蔽處；由于接觸不良，土壤潮濕不同，搖表轉速不同和其他人為與自然因素，每次測量同一門窗讀數都不會完全相同，但只要電阻值在設計值范圍內都屬合格。

參考文獻：

[1]關潤培. 論高層建筑采用防雷保護技術及綜合布線的分析[J].建材與裝飾（下旬刊），2008，（05）.

[2]楊偉強.淺談建筑防雷設計[J].硅谷，2008，（9）

作者簡介：

賀小康、男、1981年5月、助理工程師、工作于安陽市屹峰園林綠化工程有限公司