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篇1
在人类生存的环境中有许多自然灾害，如地震、暴雨、冰雹、水灾、旱灾、火灾、雷击等等。对此，人们总是想方设法进行防御，或减轻它们所造成的损失。雷击就是严重的自然灾害之一。但就我国而言，过去防雷设计在整个建筑设计中所占的比重很小。电气设计人员不重视，其他专业的设计人员更不重视，但雷击所造成的损失却无法轻视。如1989年山东黄岛油库遭受雷击并引起大火，损失惨重。
就防雷历史而言，我国建国初期大多是按照日本的45°～60°保护角确定避雷针的保护范围，用三叉小针铜避雷针、铜引下线和1m×1m铜板作为接地装置。50年代初期，引进苏联技术，采用抛物线或折线计算法，用铁管或镀锌元钢做避雷针，用镀锌元钢做引下线，地下打入3～5m长的镀锌铁管或钢材作接地极，以致现在的避雷带和避雷网均采用镀锌钢筋或扁钢。
80年代以前，我国没有建筑物防雷规范，建筑电气设计人员只能凭自己的认识设计避雷针。自1957年北京市两大雷击事故发生以后，我国大量的古建筑物和群众集中的公共场所才开始安装避雷装置。1957年7月6日明十三陵长陵棱恩殿遭受雷击，劈掉西部吻兽，劈裂两根直径1.17m，高14.3m的大楠木柱子，死一人，伤三人；1957年7月8日中山公园内的一棵大树落雷，雷电流感应至附近的配电线路，然后传到中山公园音乐堂，烧毁了配电室、舞台和观众厅大顶棚。为此，北京市领导召开了紧急会议，决定对北京市重要古建筑物和人员众多的影剧院安装避雷针并指定由笔者负责设计。此后，从天安门开始，到劳动人民文化宫三大殿、景山万春亭、北海公园白塔，以至鼓楼、天坛祈年殿、颐和园排云殿、智慧海、十三陵长陵棱恩殿、明楼、戒台寺等30多处古建筑物和中山公园音乐堂等重要影剧院都相继安装了避雷装置。
1957年，笔者将过去积累的雷击事故调查和设计经验进行了总结，写出了“民用建筑物防雷保护”研究报告并且于1958年9月在建工部设计局于武汉召开的“全国电气设计人员交流大会”上，作了报告，发表了防雷观点和设计方法。报告中提出的雷击规律、防雷标准、保护方式、设计要点、屋顶板内钢筋作接闪装置的理论以及详细的设计实例和数十种做法大样得到了与会代表的一致赞同，以后被广泛采用。
1958年底，北京市建筑设计院研究室、中国科学院电工研究所和清华大学高压教研室共同成立了“北京建筑物防雷研究小组”。1962年5月出版的《民用建筑物防雷保护》和1980年9月出版的《建筑物防雷设计》就是在笔者1957年研究报告和小组研究成果的基础上写出来的。书中突出的观点是建筑物防雷设计的六项重要因素，即接闪功能、分流影响、屏蔽作用、均衡电位、接地效果和合理布线。现在看来，国内外的标准和规范都离不开这六要素，有的单位还把它们作为设计原则。笼式避雷网和等电位连接早在1958年就在人民大会堂的设计和工作实践中采用了，而国际上戈尔德（G.H.Golde）于1997年才在《雷电》一书（国际名著）中谈到等电位连接的做法，所以我国的防雷研究和实践并不落后。
笔者主审的我国第一部《建筑物防雷设计规范》（GBJ57－83）于1983年11月7日公布。第二部《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）（机械工业部设计研究院林维勇先生主笔）于1994年4月18日公布。该部规范吸收了许多国外先进的东西，将接闪器保护范围的计算方法改为滚球法并结合我国防雷设计的实际经验增加了许多新条款。这两部规范对指导我国建筑物防雷设计起了很大的作用。
70年代以前，人们听到的雷击事故多是击中建筑物或大树，严重的造成了建筑物烧毁或人员伤亡。那时被雷击的建筑物绝大多数是没有安装防雷装置（避雷针、避雷带或避雷网）。现在听到的雷击事故相对少了，其原因是，六层以上的多层建筑物和高层建筑物都安装了防雷装置。有时，接闪器接闪后，即使是微电子设备因雷电电磁脉冲感应受损，局外人也不知道，本单位做些局部修理也就完事了。其实，现在的雷击事故并不算少。雷击建筑物对某一栋楼而言可能是百年不遇的事，但防雷装置接闪则是较常见的，这也是正常的。
接闪装置接闪后，建筑物引下线附近的设备会受到雷电流的感应，这就是雷电电磁脉冲干扰。90年代以前，国际和国内的规范都没有关于雷电电磁脉冲的规定。1992年国际电工委员会建筑物防雷专委会（IEC－TC/81）才开始讨论这个问题。1995年2月，该机构了国际标准《雷电电磁脉冲的防护》（IEC1312－1.2.3）。目前我国尚没有类似的规定，这是近年来的问题。
随着电子技术的飞速发展，电子计算机早已步入社会的各行各业。建筑物内几乎无不设有复杂程度不同的微电子设备和计算机系统，民用建筑也不例外。雷电电磁脉冲干扰日益成为频发事故。面对这种挑战，设计人必须转变观念，把雷电电磁脉冲防护当作防雷设计的重点。这不只是电气一个专业的事，因为它涉及到电子设备的位置和管线的布置等问题。各个专业应充分协商，从整体上解决防雷设计上的问题。否则，建筑物设计得再好，也无法正常使用。
研究建筑物防雷应从雷击事故调查入手，找出雷击规律，然后，利用雷击模拟实验，对所总结的规律和所提出的解决方案予以验证。研究人员应根据科技的发展，不断吸收新东西对满足不断变化的社会需要，如计算机的发展导致的对雷电电磁脉冲防扩的需要。
下面将对防雷设计的基本原则、雷击规律、近年来国际上提出的新概念以及随着科技发展出现的新问题分别予以论述。
1．雷电电磁脉冲
雷电电磁脉冲（LightningElectromagneticPulse），简称LEMP，是天空打雷时产生的作为干扰源的强大闪电流及其电磁场。它的感应范围很大，对建筑物、人身和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害。这种危害就是雷电电磁脉冲所产生的干扰。
建筑物内的雷电电磁脉冲干扰指以下三种情况：
（1）天空中雷电波的电磁辐射对建筑物内电力线路和电子设备的电磁干扰；
（2）建筑物的防雷装置接闪时，强大的瞬间雷电流对建筑物内电力线路和电子设备的干扰；
（3）由外部各种强、弱电架空线路或电缆线路传来的电磁波对建筑物内电子设备的干扰。
现代电子技术日益向高精度、高灵敏度、高频率和高可靠性方向发展。这些电子设备非常灵敏，但耐压很低，一般电子设备都承受不了正负5伏的电压波动。以各种微机为例，当雷电电磁脉冲的磁场强度超过0.07高斯时，就会引起微机的误动作，当磁场强度超过2.4高斯时，就会造成微机的永久性损坏。因此，我们必须对雷电电磁脉冲采取必要的防护措施，以便在先进的建筑物内实现良好的电磁兼容性（ElectromagneticCompatibility）。
防御雷电电磁脉冲干扰的理想防雷设计方案是笼式避雷网，它利用的是法拉第笼原理。建筑物的金属结构物遍及各处，不用很多钢材就可很容易连接起来形成法拉第笼，从而建筑物内的电子设备得到很好的屏蔽。屏蔽做得好，不仅能防御空间电磁波的辐射，而且还可使建筑物内部的分流和均压达到最佳效果。这里要说明，屏蔽的做法应根据建筑物内电子设备的要求决定。由于设备的性质不同，因此，有的要求仅对设备本身做屏蔽，有的要求在设备与设备之间做屏蔽，还有的要求在机房做屏蔽。正因为这个问题的重要，所以1995年国际电工委员会建筑物防雷分委会（IEC/TC-81）在《雷电电磁脉冲的防护》的标准中提出了防雷保护区（LPZ）的概念，国际上刚开始实行这种规定，而我们国家还没有提出。笔者认为，设计人员可以按照微电子设备的多少、繁简、重要程度、摆放位置及进出管线的具体情况自行划分防雷区以取得良好的屏蔽、等电位和接地效果。
因此，防御雷电电磁脉冲对室内布线的要求非常严格。由于用作引下线的钢筋混凝土柱内的钢筋和整个建筑物的屏蔽网都在外墙处，雷电流需经此处的钢筋分流到接地装置上，所以外墙处的电流密度大，电磁场强。因此，建筑物中的电源和通信等线路的主干线不应靠近外墙，最好设置在建筑物的中心部位，如电梯井在中心部位，可设置在电梯井的近旁。建筑物内的各种电气馈线都要穿金属管保护或采用双层屏蔽电缆（或同轴电缆）。在一些有特殊要求的线路电源侧，还应加装电涌保护器、隔离变压器、稳频、稳压以及滤波等装置。
防御雷电电磁脉冲对接地的要求也很严格。电子系统的低频信号工作接地应采用单点接地系统，在整个建筑物内应为树干式结线布置。各层或各段的低频信号工作接地均应直接接到单点接地板上，不得形成环路。单点接地系统不应与用作防雷引下线的柱子平行，以防强磁场干扰。由于是利用建筑物结构钢筋作屏蔽，因此必须采用综合共同接地方式，即将防雷接地、电源的工作接地、各种装置的外壳、铁管外皮和高频电子设备的信号接地都统一接到建筑物的基础上或室外接地装置上。为避免杂散电流，单点接地系统必须采用绝缘线，其主接地板必须置于建筑物的最底层且直接与基础或室外接地装置连接。各层单点接地系统的区域接地板或终端接地板如需要与综合共用接地系统的装置接地板连接，应在它们之间加装不大于直流300V的放电管或压敏电阻。综合共用接地的电阻一般应在1欧姆以下，对于特殊的电子设备，可在0.5欧姆以下。确定接地电阻时，应考虑各种设备对接地电阻值的要求，在所要求的各种阻值下，应取最低值。
在低压220/380V供电系统中，应采用三相五线（TN－S）系统，以便于装置接地（PE）线和中性（N）线分开，PE线应接到各层或各段装置接地的终端地板上。为了防御雷电电磁脉冲，建筑物的电源、电话、广播等线路最好采用埋地电缆引入，所用电缆应为铠装电缆或同轴电缆且外皮两端均要接地。
2外部防雷装置与内部防雷装置
国际电工委员会编制的标准（IEC1024－1）将建筑物的防雷装置分为两大部分：外部防雷装置和内部防雷装置。笔者认为，这样划分很有必要，建筑物的防雷设计必须将外部防雷装置和内部防雷装置作为整体统一考虑。
外部防雷装置（即传统的常规避雷装置）由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器（也叫接闪装置）有三种形式：避雷针、避雷带和避雷网，它位于建筑物的顶部，其作用是引雷或叫截获闪电，即把雷电流引下。引下线，上与接闪器连接，下与接地装置连接，它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置位于地下一定深度之处，它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。
内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外，所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置，它包括等电位连接设施（物）、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。
随着电子设备的广泛使用，雷电电磁脉冲的危害也相对严重起来。1992年6月22日国家气象局中心大楼发生雷击事故，北京－东京的同步线路的调制解调器被击坏，致使线路中断46小时，另一主机的一块异步板被击坏，导致8条线路中断，影响了国际通讯。其他地点因雷电电磁脉冲干扰而导致电子设备损坏的例子还有不少。这类例子说明，只设计外部防雷装置而不配之内部防雷手段，接闪器再好，也无法获得好的防雷效果。
防雷工程是一种系统工程。笔者早在1960年作人民大会堂工程总结及写作《建筑物防雷设计》一书时就提出了建筑物防雷设计的六项重要因素，目的是提醒人们要整体地、全面地考虑建筑物防雷设计。这六项要素是：
（1）接闪功能：指实现接闪功能所应具备的条件，包括接闪器的形式（避雷针、避雷带和避雷网）、耐流耐压能力、连续接闪效果、造价以及接闪器与建筑物的美学统一性等。
（2）分流影响：指引下线对分流效果的影响。引下线的粗细和数量直接影响分流效果，引下线多，每根引下线通过的雷电流就小，其感应范围就小。引下线相互之间的距离不应小于规范中的规定。当建筑物很高，引下线很长时，应在建筑物的中间部位增加均压环，以减小引下线的电感电压降。这不仅可以分流，而且还可以降低反击电压。
（3）均衡电位：指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体，建筑物内当然就不会产生不同的电位，这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件，因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。为满足防雷装置的要求，应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起，同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起，这就使整个建筑物成为良好的等电位体。
（4）屏蔽作用：屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。建筑物内的这些设施，不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰，而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低，有时附近打雷或接闪时，也会受到雷电波的电磁辐射的影响，甚至在其他建筑物接闪时，还会受到从该处传来的电磁波的影响。因此，我们应尽量利用钢筋混凝土结构内的钢筋，即建筑物内地板、顶板、墙面、及梁、柱内的钢筋，使其构成一个六面体的网笼，即笼式避雷网，从而实现屏蔽。由于结构构造的不同，墙内和楼板内的钢筋有疏有密，钢筋密度不够时，设计人应按各种设备的不同需要增加网格的密度。良好的屏蔽不仅使等电位和分流这两个问题迎刃而解，而且对防御雷电电磁脉冲也是最有效的措施。此外，建筑物的整体屏蔽还能防球雷、侧击和绕击雷的袭击。
（5）接地效果：指接地效果的好坏。良好的接地效果也是防雷成功的重要保证之一。每个建筑物都要考虑哪种接地方式的效果最好和最经济。笔者认为，当钢筋混凝土结构的建筑物符合规范条件时，应利用基础内的钢筋作为接地装置。当达不到规范中规定的条件或基础包在防水卷材层内时，可做周圈式接地装置，但应将周圈式接地装置预先埋在基础槽的最外边（不必离开建筑物3m以外）。接地体靠近基础内的钢筋有利于均衡电位，同时还可节省为挖深沟所花费的人力和物力。在基础完工后再挖深沟则易影响基础的稳定性。
对木结构和砖混结构建筑物，必须做独立引下线并采用独立接地方式。当土壤电阻率大，使用接地极较多时，也可做周围式接地装置。因为周圈式接地装置的冲击阻抗小于独立接地装置的冲击阻抗，而且有利于改善建筑物内的地电位分布，减小跨步电压。采用独立式接地方式时，以钻孔深埋接地极（约4~12m）的效果为最好，深孔接地极容易达到地下水位，且能减少接地极的用钢量。
（6）合理布线：指如何布线才能获得最好的综合效果。现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线，在防雷设计中，必须考虑防雷系统与这些管线的关系。为了保证在防雷装置接闪时这些管线不受影响，首先，应该将这些电线穿于金属管内，以实现可靠的屏蔽；其次，应该把这些线路的主干线的垂直部分设置在高层建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下线的柱筋，以尽量缩小被感应的范围。在管线较长或桥架等设施较长的路线上，还需要两端接地；第三，应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法，防止雷电波侵入。除考虑布线的部位和屏蔽外，还应在需要的线路上加装避雷器、压敏电阻等浪涌保护器。因此，设计室内各种管线时，必须与防雷系统统一考虑。
3安全隔离距离与等电位连接
在建筑物内部，就总体来说，防雷措施可分为安全隔离距离和等电位连接两大类。安全隔离距离指在需要防雷的空间内，两导电物体之间不会发生危险的火花放电的最小距离，即不会发生反击的最小距离。等电位连接的目的是减小或消除内部防雷装置各个部位上所产生的电位差，包括靠近进户点的外来导体上的电位差。
笔者主张，若采用安全距离法就应严格按照《建筑物防雷设计规范》（GB50057－94）规定的各类防雷措施去计算；若采用等电位连接法，就应彻底实现等电位。木结构和砖混结构结构应采用安全距离措施，钢筋混凝土结构和钢结构应采用等电位连接措施。
1957年首次为天安门（木结构建筑物）补做防雷装置时，在其上部设置了明装避雷带和避雷网；在其内部采用了安全距离措施。由于是补装，难度相当大，对内部达不到安全距离的管线都做了改装或加强了绝缘并把进户处的各种架空电源线、电话线和广播线一律拆除，改为地下电缆。为确保木结构建筑物的安全，工程人员每年都在结构上稍有变形的部位加固，到1986年，在天安门大顶内加固总共用了60吨钢材。此时，再也不能给建筑物增加荷重了，因此中央决定将天安门城楼上的建筑物全部拆掉，彻底翻建。这给我们的防雷设计带来了有利条件。所以，1969年第二次设计天安门防雷装置时，就采用了等电位连接措施（外部防雷装置仍用原方案），在城台上的地面（包括屋内地面）下的“金砖”下面铺设了一层钢筋网（即等电位面）并将各种金属管线（包括屋顶彩灯管线）、斗拱上的防鸟铁丝网、检阅台前的铁栏杆和铁旗杆等物体统一连接到等电位面上，此外，又增加了引下线的根数，使之达到等电位的条件。
1958年，人民大会堂工程采用了彻底的等电位防雷设计，这是我国首次将等电位避雷网应用于工程。人民大会堂是钢筋混凝土框架结构和钢结构相结合的建筑物，又是现浇施工做法，对防雷装置的设计十分有利。其防雷方案是：在各建筑段的屋顶上分别采用明装避雷网、暗装避雷网和四周避雷带相结合的方式，接闪装置均与楼板内的钢筋连接成一体；柱子内的钢筋用作引下线；基础内的钢筋用作接地装置。从基础到梁、板、柱到屋顶的避雷带和避雷网的全部连接点（包括各种管线的连接点）都是焊接的，从而构成一个笼式避雷网，所以我们说它是最彻底的等电位连接工程。1963年，瑞士的波哥（K.Berger）提出，利用建筑物内的结构钢筋作防雷系统时，钢筋之间如有多点绑扎，则不必焊接就可以构成电气导通系统，他还做了试验。所以，我们以后就不全部焊接了，但作为引下线的柱内钢筋，仍必须焊接两根主筋。1974年审查《建筑物防雷设计规范》时，规定为：可以绑扎或焊接。人民大会堂工程是全国最重要的工程，当时是不敢不焊接的。
就防火而言，等电位连接和安全隔离距离至关重要。火灾多属不易预防的事故，对多数建筑物，能采取等电位连接措施的，应做彻底的等电位连接；不能采取等电位连接措施的，应尽量保证安全隔离距离，以防发生火灾。
4常规防雷装置与非常规防雷装置
常规防雷装置即传统上所使用的防雷装置，包括避雷针、避雷带、避雷线和避雷网。它是继1759富兰克林发明避雷针后各国防雷专家经200多年研究和实践的成果，有充分的理论根据、实验数据和长期的实际运行经验。
非常规防雷装置指某些厂商近年推出的所谓的新式防雷装置。本文所指的所谓新式防雷装置是半导体消雷器、导体消雷器、优化避雷针和流注提前发射接闪器等（本文这里不指激光引雷装置、火箭引雷装置和水柱引雷装置等）。各种消雷器的设计思想是企图中和雷云电荷，把雷电荷消灭掉或限制放电电流；各种提前发射接闪器的设计思想是企图把避雷针的接闪效果提高，即扩大保护范围。这几种防雷产品到目前为止都没有被国际防雷组织所承认。
其实，从1996年起到现在，北京的学术界和工程技术界围绕消雷器进行过多次讨论并发表了许多文章。许多专家都认为消雷器的“中和”理论和“限流”理论站不住脚。1997年9月18~23日中国电机工程学会高电压专委会过电压与绝缘配合分专委会在合肥举行了学术讨论会。论题之一就是半导体消雷器，与会者进行了热烈的讨论。特别值得一提的是一位高工为验证半导体消雷器的通流能力而做的一次实验。该实验充分表明，半导体消雷器的通流能力极低。会议《纪要》曰：“与会代表认为，迄今为止，理论和实践未能证明此类非常规防直击雷产品具有产品说明书所表述的性能，实践也未显示出此类产品具有比常规防防直击雷装置更优越的性能，还有许多问题尚待研究和解决，因此此类非常规防直击雷产品不再在工程中采用。还有少数代表对此尚有不同意见。”
实际上，消雷器厂商所卖的只不过是接闪器。其引下线、接地装置及内部防雷装置还得靠设计人按常规方法去设计，而这些都是建筑设计中的环节，卖接闪器的厂商也参与不了设计。另外，非常规防雷装置的价格极高，以半导体消雷器为例，其价格比常规避雷针高几十倍至几百倍（见表1）
由表1可以看出非常规防雷装置比常规防雷装置贵得多，而且非常规防雷装置还有很多问题有待解决。因此防雷设计人员和使用单位应认清这种情况，必须选择优质而经济的产品。
5球雷
在国际建筑物防雷标准（IEC/TC－81）和我国的《建筑物防雷设计规范》中，均没有对球雷的防护作出规定。在笔者的调查中，北京地区的球雷事故还是不少的，球状闪电约占闪电统计总数的13.7％。尽管国内外科技人员对球状闪电的形成机理尚无一致的观点，但对其性质、状态和危害还是比较清楚的。
球雷（即球状闪电）是一种橙色或红色的类似火焰的发光球体，偶尔也有黄色、蓝色或绿色的。大多数火球的直径在10～100cm左右。球雷多在强雷暴时空中普通闪电最频繁的时候出现。球雷通常沿水平方向以1～2m/s的速度上下滚动，有时距地面0.5～1m，有时升起2～3m。它在空中漂游的时间可由几秒到几分钟。球雷常由建筑物的孔洞、烟囱或开着的门窗进入室内，有时也通过不接地的门窗铁丝网进入室内。最常见的是沿大树滚下进入建筑物并伴有嘶嘶声。球雷有时自然爆炸，有时遇到金属管线而爆炸。球雷遇到易燃物质（如木材、纸张、衣物、被褥等）则造成燃烧，遇到可爆炸的气体或液体则造成更大的爆炸。有的球雷会不留痕迹地无声消失，但大多数均伴有爆炸声且响声震耳。爆炸后偶尔有硫磺、臭氧或二氧化碳气味。球雷火球可辐射出大量的热能，因此它的烧伤力比破坏力要大。
下面是一个典型的球雷实例：1982年8月16日，钓鱼台迎宾馆两处同时落球雷，均为沿大树滚下的球雷。一处在迎宾馆的东墙边，一名警卫战士当即被击倒，该战士站在2.5m高的警卫室前，距落雷的大树约3m，树高20多米。球雷落下的瞬间，他只感到一个火球距身体很近，随后眼前一黑就倒了。醒来后，除耳聋外并无其他损伤。但该警卫室的混凝土顶板外檐和砖墙墙面被击出几个小洞，室内电灯被打掉，电灯的拉线开关被打坏，电话线被打断，估计均为电磁感应的电动力所致。另一处在迎宾馆院内的东南区，距警卫室约100m，也是沿大树滚下。距树2m处有个木板房（仓库），该房在三棵14～16m高大槐树包围之中，球雷沿东侧的大树滚下后钻窗进屋，窗玻璃外有较密的铁丝网，但没有接地，铁丝网被击穿8个小洞，窗玻璃被击穿两个小洞。球雷烧焦了东侧木板墙和东南房角，烧毁了室内墙上挂的两条自行车内胎，烧坏了该室的胶盖闸，室内的电灯线也被烧断。落雷大树下放有十多盘钢筋、8辆铁推车和6个空汽油桶。这此金属物都是招引雷电的条件。
防护球雷并不困难，应该在规范或标准中规定相应的措施。就防护球雷措施而言，最好是笼式避雷网，如果达不到笼式避雷网条件，就在建筑物的门窗上安装金属纱网并接地；堵好建筑物墙面上不必要的孔洞；烟囱与出气管上口均要加装铁丝网并接地；储存或损伤易燃易爆物体的仓库和厂房的烟囱和放气管应加装阻火器并接地。对高大树木下的重要建筑物尤其要采取防护球雷的措施。
6雷击规律
认识雷击事故的规律非常重要，只有掌握了规律，防雷设计才能取得良好的效果。在雷雨天，天空的雷云与地面上的物体各带不同的电荷，当电荷积累到一定的程度，就会产生电场畸变而发生落地雷击。但如果地上某处没有足够强大的上行先导，则雷电是不会打到该处的。
北京紫禁城内的建筑物落较多，其原因在于：紫禁城周围是护城河，河内现在仍有水；通往护城河的古河道有4条：一条是玉河，它流入护城河的西北角；一条是潮白河的支流，它流入护河的东北角；一条是大通河，它流入护城河的正东部；另一条是潞河的支流，它流入护城河的东南角。故宫内各栋建筑物下的基础均潮湿，过去东南部的水位较高，地下不到2m就能见水，可见故宫院内地下的土壤电阻率相对较低；另外院内又有高大的古树。这些即为易发生雷击的内因，这些内因决定着该地区电场易产生电场畸变，瞬间发生的上行先导容易与雷云的下行阶段先导会合，从而形成落地雷。这就是紫禁城范围内的明显雷击规律。
笔者自1954年到1988年在北京地区调查过的建筑物雷击事故共有170多处，其中，因雷击引起火灾的占37.7%，导致人员死亡的占6.9%，致伤的占15.4%，球雷雷击事故占13.7%。现将分析总结得出的北京地区总的雷击规律归纳如下：
（1）河、湖、池、沼旁边的建筑物易受雷击。如1961年6月21日颐和园昆明湖东边的文昌阁被雷击掉西房角及坡顶瓦，内部电线被感应烧断；1988年8月6日通县永乐店草厂乡黄厂村北部湖力的茅草房落球雷，击死一人。
（2）古河道上的建筑物和河流桥上的构筑物易受雷击。如紫禁城内自1954年至1992年共落雷16次（据文献记载，明、清两代共发生过25次火灾，其中写明为雷击所致的5次，未说明原因的也可能是雷击所致）；1988年8月30日卢沟桥中部北侧石狮子的头被击掉。
（3）在潮湿地区以及过去是苇塘或坑洼地带的区域上建造的建筑物易受雷击。如1957年7月31日陶然亭地区建工局一公司工棚（该处过去是苇塘）的收音机天线落雷，墙内铁丝被熔化；1965年7月22日北郊土冷库（即几十栋内装冰块以贮藏食物的平房）的老虎窗被雷电击中起火。
（4）在四周大片土壤电阻率高，中间局部土壤电阻率低的环境中或在高、低电阻率分界之处建造的建筑物易受雷击。如1981年8月2日八里庄善家坟公安局仓库西墙外大树落雷，雷电入室打碎5个电警棍盒，盒内33根电警棍被感应烧坏（该仓库的西南两面为稻田）。
（5）局部漏雨或局部房角新修缮且十分潮湿的建筑物易受雷击。如十三陵长陵棱恩殿落雷（当时该殿西部房角刚刚修缮且很潮湿）。
（6）突出高或孤立的建筑物易受雷击。如1957年7月29日原朝阳门北部的吻兽被雷击掉；据十三陵当地老农说，十三陵大多数的明楼或正殿均被雷击过（明楼和正殿都属高而孤立的建筑物）。
（7）曾经遭受过雷击的地区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日北京鼓楼东部吻兽曾三次被雷击。
（8）金属屋顶易受雷击。如1957年7月8日原民航局礼堂的铁皮屋顶被雷击裂3处，顶内明配线被感应烧成3段，1988年8月6日北京火车站东北角出租汽车站的铝合金房顶落雷。
（9）收音机天线、电视共用天线易受雷击。如1986年10月13日左家庄柳芳东里的居民楼电视共用天线遭受雷击，1992年8月3日和平里民旺胡同的居民楼电视共用天线也遭受雷击。
（10）地下管线多或管线交叉处易落雷。如1963年8月4日天安门广场大旗杆西侧（现人行过街地道的西南出口）一位卖冰棍的老太太被雷击倒（该处地下敷设的管线较多且是转角处）。
（11）铁路沿线和终端易受雷击。如1965年7月22日东郊百子湾棉花仓库室外堆场靠近铁道终端的一个棉花垛被雷击中燃烧；1984年8月6日东郊百子湾物资局储运公司水泥库铁路西侧站台上的水泥袋落雷，烧焦约20个水泥袋的纸边。
（12）山区泉眼、风口或地下有金属矿床的地方易受雷击。如1985年6月18日西山下马岭水电站室外变电构架进出线的主线落雷，烧焦母线2处，每处约长1～3m。
（13）高大的烟囱和工厂的排气管最易接闪。如1957年8月16日朝外门诊部的烟囱被雷击裂；1979年4月8日东郊宋家庄化工三厂南北两厂的室外化工设备构架上的两个排气管同时接闪并点燃。
（14）高大的树木和屋顶旗杆容易落雷。如1967年6月11日前门劝业场屋顶木旗杆被雷击坏；1993年8月19日日坛公园西北角一棵大树被雷劈掉树叉，树干也被劈裂。
北京地区总的落雷走向是：西山八里庄紫村城朝阳门宋家庄百子湾通县。这些地方多数是古河道或地下水线，其建筑物下的土壤电阻率小，潮湿或水位高。
笔者认为，以上这些雷击规律虽是北京地区的，但颇具普遍性，因而对防雷、防火很有价值（因篇幅有限，以上各种规律只各举2个例子）。
7.建筑物防雷设计的整体观念
所谓整体观念是指设计和安装防雷装置时，对建筑物的内外都要有整体观念。这里的建筑内外不单是指内部防雷装置和外部防雷装置。建筑物内的整体观念是指设计和安装时，要对内部防雷装置和外部防雷装置做整体的统一的考虑；建筑物外的整体观念是指对一个院落、一个小区以及附近的环境要做全面的防雷规划，同时还不能违反小区规划的要求例如：所安装的避雷针杆塔是否影响小区的美观，所用的避雷针、避雷带或避雷网是否与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烟囱上的避雷装置所保护等等。对接地装置也要综合统一考虑，例如，相距较近的建筑物能否共用接地体，地下管网能否用接地体的一部分，以及能否在一个大院或小区内为将来综合共用接地创造等电位连接的条件等等。
值得指出，利用建筑物附近的大树作为避雷针杆塔是一个较好的做法。大树最易接闪且越长越高，有时比建筑物还高。因此，避雷针应安装在树顶，引下线应沿树干设置而且应与建筑物的防雷装置相结合。这样既节约又美观，同时还保护了名贵的树木。利用大树安装避雷针不仅能防直击雷，而且能防球雷、绕击雷和侧击雷。例如，北京北海公园团城内在大树上安装的避雷针已运行了20多年，效果很好，但必须采取保护树干生长的措施。
现在各个城市的绿化越搞越好，高大的树木也越来越多。有的建筑物虽然安装了避雷针，但大树距建筑物很近并且比建筑物还高，在这种情况下，建筑物上的避雷装置实际上等于虚设。因为大树接闪的机会多，易引来直击雷和球雷，对邻近的建筑物威胁更大。所以说建筑物的防雷设计和安装应将外部防雷装置、内部防雷装置、建筑物外的环境及至全小区的防雷装置进行整体统一的考虑。不仅电气专业的设计者要有整体观念，建筑专业的设计者对防雷也要有整体观念。这是现代防雷设计观念转变的重要问题之一。
参考文献
1．王时煦等.建筑物防雷设计.中国建筑工业出版社1980年9月第一版，1985年11月第二版
2．R.H.Golde.雷电.水利电力出版社，1983年12月
3．林维勇.介绍IEC/TC81澳大利亚霍巴特92年会议和防闪电电磁脉冲标准的编制.1993年机械部设计研究院印
篇2
在建筑物防雷设计中，设计人员对一、二级防雷建筑物的防雷设计比较重视，疏漏差错很少，但对大量的三级防雷建筑物的防雷设计却常有忽视。由于设计质量管理规定：对于一般工程的电气设计允许可以不要计算书，因此许多设计人员对三级防雷建筑物的防雷设计，不再进行设计计算，仅凭经验而设计。对于防雷设施的是否设置及防雷设施的各种安全间距未进行计算、验算，因此造成大量的三级防雷的建筑物的防雷设计、施工存在较大的的盲目性，使有些工程提高了防雷级别，增加了工程造价，而有些工程却未按规范设计、施工，造成漏错，带来很大隐患和不应有的损失。
二、建筑物防雷规范的概述及比较
现今建筑物防雷标准有1993年8月1日起实施的《民用建筑电气设计规范》?JGJ/T16－92?推荐性行业标准，1994年11月1日起实施的《建筑物防雷设计规范》?GB50057－94?强制性国家标准。GB50057－94使建筑物的防雷设计、施工逐步与国际电工委员会?IEC?防雷标准接轨，设计施工更加规范化、标准化。
GB50057－94将民用建筑分为两类，而JCJ/T16－92将民用建筑防雷设计分为三级，分得更加具体、细致、避免造成使某些民用建筑物失去应有的安全，而有些建筑物可能出现不必要的浪费。为更好的掌握IEC、GB50057－94、JCJ/T16－92三者的实质，特择其主要条款列于表1。且后面的分析、计算均引自JCJ/T16－92中的规定。
三、预计的年雷击次数确定设置防雷设施
除少量的一、二级防雷建筑物外，数量众多的还是三级防雷及等级以外的建筑物防雷，而对此类建筑物大多设计人员不计算年预计雷击次数N，使许多不需设计防雷的建筑物而设计了防雷措施，设计保守，浪费了人、材、物。现计算举例说明：
例1：在地势平坦的住宅小区内部设计一栋住宅楼：6层高?层数不含地下室，地下室高2.2m?，三个单元，其中：长L=60m，宽W=13m，高H=20m，当地年平均雷暴日Td=33.2d/a，由于住宅楼处在小区内部，则校正系数K=1。
据JCJ/T16－92中公式?D?2－1?、?D?2－2?、?D?2－3?、?D?2－4?得：与建筑物截收相同雷击次数的等效面积?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?
建筑物所处当地的雷击大地的年平均密度：
Ng=0.024Td1.3=0.024×33.21.3=2.28次/?km2?a?
建筑物年预计雷击次数：
N=KNgAe=1×2.28×0.02084=0.0475?次/a?
据JCJ/T16－92第12.3.1条，只有在N≥0.05?GB50057－94中：N≥0.06?才设置三级防雷，而本例中：N=0.0475<0.05，且该住宅楼在住宅楼群中不是最高的也不在楼群边缘，故该住宅楼不需做防雷设施。
根据以上计算步骤，现以L=60m，W=13m，分别以H=7m、10m、15m、20m四种不同的高度，K值分别取1，1.5，1.7，2，Ng=2.28?km2?a?进行计算N值，计算结果见表2。
从表2中的数据可知，在本区内：①当K=1时，举例中的建筑物均N<0.05，不需设置防雷设施。②当K=1.5时，即建筑物在河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的或特别潮湿的建筑物，在高度达15m或以上者，必须设置三级防雷措施。③当K=1.7时，即金属的砖木结构的建筑物，高度达7m及以上者，必须设置三级防雷措施。④当K=2时，即建筑物位于旷野孤立的位置，高度达7m?两层以上者，均设置三级防雷措施。
可见，有的建筑物在20m的高度，却不需设置防雷措施，而有的建筑物高度在7m，就必须设置三级防雷措施。关键因素在于建筑所处的地理位置、环境、土质和雷电活动情况所决定。
同时在峻工的工程中，我们也看到，例1中的民用建筑物，有许多类似的工程不该设置防雷却按三级防雷设计施工了，施工后的防雷接地装置如图1所示。
其中8组引下线均利用结构中的构造柱的4?12主筋，水平环路接地体埋深1m，距楼外墙1m。以上钢材均为镀锌件，则共需镀锌钢材0.192t，人工费2950元，定额预算工程直接费约0.75万元。类似这种三级防雷以外的住宅楼、办公楼及其他民用建筑，在我们地区1998年约竣工600～800栋，仅增设的防雷设施其工程直接费约为450～600万元。以此类推，在全省、全国因提高防雷等级而提高工程造价?浪费?的数字是巨大的。因此，设计人员对民用建筑物的防雷设计必须对建筑物年预计雷击次数进行计算，根据计算结果，结合具体条件，确定是否设置防雷设施。
四、防雷设施与人、金属管道等的安全距离
1.雷电流反击电压与引下线间距的关系
当建筑物遭受雷击时，雷击电流通过敷设在楼顶的避雷网，经接地引下线至接地装置流入地下，在接地装置上升高的电位等于电流与电阻的乘积，在接地引下线上某点?离地面的高度为h?的对地电位则为
Uo=UR＋UL=IkRq＋L?1?
式中Ik―雷电流幅值?kA?
Rq―防雷装置的接地电阻?Ω?
L―避雷引下线上某点?离地面的高度的为h?到接地装置的电感?μH?
雷电流的波头陡度?kA/μH?
?1?式中右边第一项?UR即IkRq?为电位的电阻分量，第二项?UL?即?为电位的电感分量，据GB50057－94有关规定，三类?级?防雷建筑物中，可取雷电流Ik=100kA，波头形状为斜角形，波头长度为10μs，则雷电流波头陡度==10kA/μs，取引下线单位长度电感Lo=1.4μH/m，则由?1?式可得出
Uo=100Rq＋1.4×h×10=100Rq＋14h?kV??2?
根据?2?式，在不同的接地电阻Rq及高度h时，可求出相应的Uo值，但引下线数量不同，则Uo的数值有较大差异。下面以例1中引下线分别为4、8根?假定每根引下线均流过相同幅度的雷击电流，且忽略雷电流在水平避雷上的电阻及电感压降?，计算出的UR/UL值列于表3。
由表3中可知，接地电阻?Rq?即使为零，在不同高度的接地引下线由于电感产生的电位?电感分量?也是相当高的，同样会产生反击闪络。
2.引下线与人体之间的安全间距
雷击电流流过引下线及接地体上产生的雷击电压，其电阻分量存在于雷电波的持续时间?数十μs?内，而电感分量只存在于波头时间5μs内，因此两者对空气绝缘作用有所不同，可取空气击穿强度：电感UL=700kV/m，电阻ER=500kV/m。混凝土墙的击穿强度等于空气击穿强度，砖墙的击穿强度为空气击穿强度的一半。
据表3计算的数据，下面计算引下线与人体之间的安全距离。因每组引下线利用构造柱中的4?12钢筋，可以认为引下线与人体、金属管道、金属物体之间为空气间隔，且认为引下线与空气之间间隔层为抹灰层，可忽略不计。
?1?当引下线为4组时，人站在一层，h1=3m，Rq=30Ω，则URI=750kV?UL1=10.5kV?人体与引下线之间安全距离L安全1>
?方可产生的反击。人站在5层，h2=15m，Rq=30Ω，则：UR2=750kV?U12=52.5kV?则安全距离L安全2>
1.575m<1.83m。在上述两个房间内，保持如此的距离是很难做到的，因此存在很危险的雷电压反击。
（2）当引下线为8组时，当站在一层房间内，h1=3m，Rq=30Ω，则UL1=5.25kV?UR1=3.75kV?则安全间距L安全1>
0.757m。人站在5层时，h2=15m?则UL2=26.25kV?UR2=375kV?则安全间距L安全2>
可见，引下线数量增加一倍，安全间距则减小一半。因此设置了防雷设施后，应严格按照规范设置引下线的数量及间距。同时建议可缩短规范内规定的引下线间距，多设一定数量的引下线，可减少雷电压反击现象。这样处理，对增加工程造价微乎其微。
3.引下线与室内金属管道、金属物体的距离
?1?当防雷接地装置未与金属管道的埋地部分连接时，按例一中数据：楼顶的引下线高度h=Lx=20m，Rq=30Ω时，据JCJ/T16－92第12.5.7条规定，Lx<5Rq=5×30=150m，则
Sal≥0.2Kc?Ri＋0.1Lx?
式中Kc―分流系数，因多根引下线，取0.44
Ri―防雷接地装置的冲击电阻，因是环路接地体，Ri=Rq=30Ω
Sal―引下线与金属物体之间的安全距离/m
则
Sal≥0.2×0.44×?30＋0.1×20?=2.816m。
?2?当防雷接地体与金属管道的埋地部分连接时，按式?12.3.6－3?，Sa2≥0.075KcLx=0.075×0.44×20=0.66
由以上计算的Sal≥2.816m，Sa2≥0.66m，在实际施工时，均很难保证以上距离，因为金属管道靠墙0.1m左右安装，又由于Sa2≤Sal，因此可将防雷接地装置与金属管道的埋地部分连接起来，同时，在楼层内应将引下线与金属管道?物体?连接起来，防止雷电反击。
4.引下线接地装置与地下多种金属管道及其它接地装置的距离Sed
据JCJ/T16－92第12.5.7条及公式?12.3.6－4?：Sed≥0.3KcRi=0.3×0.4×30=3.96m，而在实际施工中，地下水暖管道交错纵横，先于防雷及电气接地装置施工，等施工后者时，已经很难保证Sed≥3.96m了，也难于保证不应小于2m的规定，因此可将防雷接地装置与各种接地装置共用，即实行一栋建筑一个接地体。将接地装置与地下进出建筑物的各种金属管道连接起来，实行总等电位联结。
综上所述，在实行一栋建筑一个总带电位联结、一个共用接地体的措施后，在楼顶部应将避雷带?针?与伸出屋面的金属管道金属物体连接起来，在每层内的建筑物内应实行辅助等电位联结，即引下线在经过各个楼层时，将它与该楼层内的钢筋、金属构架全部联结起来，于是不论引下线的电位升到多高，同楼层建筑物内的所有金属物?包括地面内钢筋、金属管道、电气设备的安全接地?都同时升到相同电位，方可消除雷电压反击。
五、跨步电压与接地装置埋地深度
跨步电压是指人的两脚接触地面间两点的电位差，一般取人的跨距0.8m内的电位差。跨步电压的大小与接地体埋地深度、土壤电阻率、雷电位幅值等诸多因素。当接地体为水平接地带时，
?3?
式中ρ―土壤电阻率/?Ω.m?
L―水平接地体长度m
Ik―雷电流幅值kA
K―接地装置埋深关系系数，见表4
Ukmax―跨步电压最大值?kV?
按例一中的接地装置计算，接地体长度L=146m，取Ik=150k，土质为砂粘土，ρ=300Ω.m，则按埋深深度0.3m，0.5m，0.8m，1m时相应的K值取2.2，1.46，0.97.0.78。按?3?式计算：
其Ukmax值分别为107.97，71.66，47.61，38.28/kV。
世界各国根据发生的人身冲击触电事故分析，认为相当于雷电流持续时间内人体能承受的跨步电压为90～110kV。从计算结果可知，该工程的防雷接地体埋深0.8m时，跨步电压已在安全范围内。JCJ/T16－92第12.9.4规定接地体埋设深度不宜小于0.6m，第12.9.7条规定：防击雷的人工接接地体距建筑物入口处及人行道不应小于3m，当小于3m时，接地体局部埋深不应小于1m，或水平接地体局部包以绝缘物。包以绝缘物易增大其接地电阻，因此还是以埋深大于1m时为好。这样处理，只增加少量工程造价，却将接地装置处理得更加安全可靠，起到事半功倍的效果。
若采用基础和圈梁内钢筋作为环形接地体，但由于三级防雷的建筑物大多为毛石基础，毛石基础上的圈梁埋地一般为0.3m左右，较浅根本达不到防止危险的跨步电压需将接地装置埋深1m的要求，因此不宜采用圈梁做为环形接地体?指三级防雷建筑物?。
六、区别工频、冲击接地电阻
工频、冲击接地电阻两者的区别及关系，许多施工技术人员不能区别与明晰，使部分工程的防雷装置接地电阻已达到设计值，而仍然盲目采用降阻措施，增加了工程造价。
工频接地电阻是按通过接地体流入地中工频电流求得的电阻。可以认为是接地体20m以内土壤的流散电阻，距接地体20m以外的大地是电气上的零电位点。用接地电阻测量仪测量的电阻，即为工频接地电阻。
篇3
2.智能防雷新技术
一种新的技术的要求，必然催生出相应的处理技术，随着我国智能建筑物各项电气设备的日益复杂化，以及智能建筑物中电气设备的种类的繁杂化，大量的科研技术人员投入到了智能防雷技术的研发中去，目前已经研发出一种应用效果比较合理的新型防雷技术。该技术彻底克服了传统避雷技术中被动接闪、二次雷击效应严重的缺点，因此，受到广大建筑施工单位和群众的喜爱，发展前景非常好。它的基本原理是，发生闪电前的地面和云层之间有一个电势差可以作为避雷针的能源，在雷击即将发生的时候提前产生一个向上先导，形成一个雷电优先通路，克服了传统避雷针被动的迎接闪电的不足，从而大幅度的提高了防雷保护的范围。在智能建筑中的电子设备大部分采用了超大规模的集成电路，因此其本身很容易在高电压、高电流的情况下被烧毁。因此以前的避雷针防雷、电源防雷等方法已经不能适应当前社会建筑领域智能楼宇防雷的需求。当雷击发生的时候将会产生较大的电场，进而导致这个区域内的电位快速升高，大大高于其它区域，而作为电的良导体，很容易在电位不相等时对雷电产生影响形成感应，从而遭遇雷害。
篇4
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。幕墙建筑的火灾危险性大，因为玻璃、石材是脆性材料，其抗火性差，温度达到250度时玻璃即会炸裂。一般幕墙的玻璃、石材、复合铝板均不耐火，当受热或遇火烧时易变形、破碎毁坏而造成幕墙大面积掉落，火焰就从幕墙破碎洞口的外侧卷进上层室内。另外，垂直幕墙与建筑物各楼层楼板、房间间墙的缝隙未经处理或处理不恰当，且消防系统不完善情况下，浓烟也可通过缝隙向上层扩散弥漫，造成人员窒息，而火苗则通过缝隙往上层窜。这些缝隙和幕墙破裂的洞口就成了引火通道，串烟串火，酿成更大的火灾。国内外都有这样不少惨痛的例子。此外，室内的大火可将石材幕墙挂石板的不锈钢板和钢材软化而失去强度致使石板剥离从天而降，威胁行人安全。可见，幕墙的防火不当不但严重影响建筑物的使用安全性，还严重危害人民生命财产安全和其他公众利益，所以幕墙的防火是一项非常重要的工作，建设主体各方都不可掉以轻心。
《建设工程质量管理条例》明确了建设主体各方的质量责任和义务，尤其明确了设计单位必须按照工程建设标准进行设计，并对其设计质量负责;施工单位对建设工程的施工质量负责。也就是说，设计单位，施工单位，对质量行为负终身责任。笔者以过去设计的经验及现在监督的个案例子，结合《工程建设标准强制性条文》和一些相关规范着重在设计、施工方面对建筑幕培防火、防雷措施提出一些技术处理要点。
一、幕墙的防火设计
幕墙的防火，设计要先行，设计是前提是基础。所以防火设计应做到：
(1)明确设计责任。建筑设计单位主要应考虑幕墙工程的防火、防雷、光环境污染和连接预埋件的结构安全等因素，并对建筑幕墙工程提出具体设计要求并负相应的设计责任。幕墙设计单位应具备相应的专业设计资质，严格按照有关规范和相关标准及制度对幕墙防火方面的选材、节点、细部构造进行设计。
(2)建筑幕墙的设置、层数、长度、面积和防火分区、防火间距及建筑幕墙的防火节点的耐火极限要求等应符合《建筑设计防火规范》和高层民用建筑设计防火规范》。
(3)建筑幕墙作为护构件要求密封性好，尤其是玻璃幕墙其开启部分面积要求不宜大于幕培墙面面积的15%:且开启部分宜采用上悬结构，开启角度不宜大于45度。所以，以建筑幕墙为护结构的建筑物基本上是属于封闭性建筑物，防火设计应遵循预防为主、防消结合的工作方针，采取可靠的防火措施立足自防自救，幕墙防火措施要与建筑主体的消防系统结合考虑。
(4)设计幕墙分格时要力求杆件与柱、梁、墙、楼板位置一致，避免交叉。一般地，幕墙立挺与柱要重合，幕墙横梁与建筑物楼板或主框梁、防火墙裙要吻合，避免一玻璃跨越两个防火分区，这样幕墙的主杆件才可以与建筑物主体可靠连接，防火区才得以封闭。
(5)个别情况下，幕墙横梁与楼面标高不一致时，应在楼面外沿设置水平放置的铝型材填充，铝型材用透明结构胶与玻璃粘结。
(6)窗间墙、窗槛墙的填充材料应采用不燃烧材料。当其外墙面采用耐火极限不低于lh的不燃烧体时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料。
(7)无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙，应在每层楼板外沿设置耐火极限不低于lh,高度不低于0.8m的不燃烧实体裙楼；或在幕墙内侧每层设间距<=2m的自动喷水喷头。
(8)玻璃幕墙与每层楼板、隔培处的缝隙，应采用不燃烧材料严密填实，楼板和隔墙处形成水平或垂直防火带。
(9)防火层的厚度和宽度应根据防火材料的耐火极限来决定。防火层应采用隔离措施。防火层的板应采用经防腐处理且厚度不小于1.5mm的耐热钢板，不得采用铝板。防火层的密封材料应采用防火密封胶，防火密封胶应有法定检机构的防火检验报告。
(10)幕墙使用的防火、保温材料应采用不燃烧性或难燃性材料，其品种、材质、耐火等级、铺设厚度、燃烧性能必须达到规范要求，其表面应有防潮措施。
(11)装修材料的使用严格按《建筑内部装修设计防火规范》要求采用燃烧性能等级为A或B1级的材料，当材料的防火等级不明确时，应取样进行检测。
(12)目前，幕墙工程多由施工企业自行设计，其设计文件图纸必须由原设计单位审核，审核单位不能仅从总体方案、立面效果、平立面分格方面粗审，要真正起到技术审核把关的作用。
(13)原设计单位在设计建筑主体消防系统时，要同时结合考虑幕墙的防火措施，避免出现消防盲区而留下火灾隐患。幕墙四周天花处，可设烟感探测器及消防喷淋加以保护，当火苗初起，烟感探测器马上报警，喷水设备启动，将火灾消灭在萌芽状态中。
二、幕墙防火施工
幕墙防火的施工是幕墙防火有效的关键和保证。
(1)承包幕墙施工的单位必须具备相应的资质。建筑幕墙工程施工企业应根据设计要求提出有关施工安装的技术要求并对幕墙材料、幕墙结构设计和加工制作部件等的工程质量负责。
(2)建筑幕墙工程施工企业必须严格按照经有资质的审核单位审定的设计文件和施工图进行施工，不得擅自修改。
(3)防火材料的安装应有固定措施，确保安装牢固，做到不松懈不遗漏，拼缝不留缝隙。防火棉厚度不能少于60mm,铺设要饱满均匀无遗漏，且不能与玻璃有直接接触。
(4)防火材料不得与幕墙玻璃直接接触，防火材料朝玻璃面处宜用装修材料覆盖。
(5)搁置玻璃幕
设要饱满均匀无遗漏，且不能与玻璃有直接接触。
(4)防火材料不得与幕墙玻璃直接接触，防火材料朝玻璃面处宜用装修材料覆盖
(5)搁置玻璃幕墙防火棉的金属板应为厚度不小于1.2mm的镀锌钢板，而金属和石材幕墙的防火层必
必须采用经防腐处理且厚度不小于1.5mm的耐热钢板，两者均不得采用铝板。
(6)镀锌钢衬板不得与铝合金型材直接接触，衬板就位后应进行密封处理。
(7)幕墙四周与主体结构之间的缝隙应采用防火保温材料填塞，不得采用水泥砂浆等干硬性材料填塞，内外表面应采用密封胶连续封闭，接缝要严密，做到不渗漏不漏气。
(8)双面胶带、泡沫棒硅酮密封胶的填充棒)、复合铝板等易燃、可燃材料，在实际的工程应用中，大量使用时要有相当的防火措施，使用铝板时，尽量使用单层铝板。
(9)在施工过程中，幕墙防火构造、防火节点应作隐蔽验收。防火材料应有产品合格证或材料耐火检验报告。
(10)施工完毕，必须检查所有的防火节点、防火隔断是否都密封严密，各层间防火隔断是否都按要求用防潮材料将矿棉等不燃烧材料包裹进行填塞，其防火隔断能否满足防火规范要求。其检验手段一般采用观察和触摸方法，必要时可在防火节点处用火苗试试是否漏气、串烟，是否真正达到既防火又防烟的作用。
三、幕墙的防雷
建筑幕墙的金属骨架是良导体，幕墙的防雷措施不当，可能会遭到雷电的侧击破坏，严重的可能招至火灾，所以幕墙的防雷必须严格按照有关规范进行设计和施工。
(1)墙的防重设士人应迷细3解建坦主生的防重装置和幕墙、门窗洞口的防雷装置引出线，要充分利用幕墙、门窗型材的金属导电特性，确定一个合理、安全、经济的防雷设计方案。
(2)幕墙应形成自身的防雷网，并与主体结构的防雷体系有可靠的连接。幕墙自身的防雷网不宜大于100平方米。
(3)建筑物每隔三层要装设均压环，环间垂直距离不应大于12m，均压环内的纵向钢筋必须采用焊接连接并与接地装置连通。所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上。
(4)根据《建筑物防雷设计规范》，幕场防侧击措施如下:一类防雷建筑物从30m起每隔不少于6m沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连30m以上幕墙的金属物与防雷装置连接。应将二类防雷建筑物45m以上，三类防雷建筑物60m以上幕墙的金属物与防雷装置连接。
(5)对设有许多较重要的敏感电子系统，如通信设备、电子计算机、电子控制系统等现代化设备的建筑物，为了增加屏蔽作用，可将防侧击雷和等电位措施从地面首层做起，即将首层以上的外墙上的建筑幕墙、铝和金门窗、金属栏杆等较大金属物与防雷装置连接。
(6)幕墙防侧雷做法:幕墙位于均压环处的预埋件的锚筋必须与均压环处的梁的纵向钢筋连通，固定在设均压环楼层上的立柱必须与均压环连通，位于均压环处与梁纵筋连通的立柱上的横梁必须与立柱连通。
(7)幕墙立面上，水平方向每8m以内位于未设均压环楼层的立柱，必须与固定在设均压环楼层的立柱连通。
(8)幕墙顶的防雷可用避雷带或避雷针，由建筑物防雷系统统一考虑。建筑幕墙位于女儿墙外侧时可沿屋顶周边设避雷带，其安装位置略为突出女儿墙顶部；也可用屋顶其他明设金属物作为接闪器；也有直接利用建筑幕墙与女儿墙之间的封顶金属板作接闪器，这时要求金属板厚度大于0.5mm,板与板之间的搭接长度大于100mm,金属板无绝缘覆盖层，金属板与女儿墙内的钢筋连接成电器通路。在女儿墙部位幕墙构架与避雷带装置的连接节点应明露。
(9)幕墙避雷导线与铝合金材料连接时应满足等电位要求。当用铜质材料与铝合金材料连接时，铜质材料外表面应经热镀锌处理。导线连接接触面应紧密可靠不松动。
(10)金属和石材幕墙的还规定导线应在材料表面的保护膜除掉部位进行连接。
(11)铝板幕墙在选材上注意宜选用单层铝板而不要选用铝塑复合板，因为复合板中间夹有的聚己烯塑料是不能导电而致使复合板幕墙无法接地，无法预防雷电对建筑物幕墙的危害，且用该料做成的幕墙不耐用。单层铝板不仅几十年不变形、寿命长，更重要的是其导电性能好，易和幕墙一起接地预防雷击。
(12)幕墙防雷处的接地电阻应小于10欧。
四、结束语
随着《建设工程质量管理条例》和《建设工程标准强制性条文》的颁布实施，我国的建设活动走向了规范化和法规化道路，迈进了法制化管理轨道，不仅明确了建设主体各方的质量责任、义务及刑法法律责任，而且还确立了凡涉及人民生命财产、人身健康、环境质量和其他公众利益的为必须严格执行的强制性标准条文，为参与建设活动各方执行标准规范质量行为保证工程质量和建筑物的安全性及使用功能提供了法律和技术依据。建设主体各方要明确自己的职责，按建设程序办事，严格按规范设计和施工。
参考文献：
[1]JGJ133-2001金属与石材幕墙工程技术规范[S].
[2]建设部加强建筑幕墙工程管理的暂行规定[Z][建建（1997）167号]。
[3]JGJ102-96玻璃幕墙工程技术规范[S].
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建筑内部装修工程相对建筑工程具有工期短，施工快的特点，如不及时发现，就会出现疏漏。因此，要有效控制建筑内部装修工程违法行为的出现，就要求监督员全面、准确的掌握辖区情况，充分发挥公安派出所三级管理的职能，建立健全多警联动机制，加大监督检查的频次和范围。对发现的违法违章行为严肃处理，绝不姑息。同时，广泛发动群众对进行违法装修的场所进行举报投诉，使违法违章的工程无处藏身。
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正文
一、引言
随着经济的发展和城市人口的增多，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，遭受雷击的案例也越来越多。据不完全统计，进入21世界以来的十几年间，全国因雷击造成直接经济损失在百万元以上的事故就有近400多起，每年因雷电灾害造成人员伤亡数千人。高层建筑在社会中起到很重要的作用，许多商业写字楼往往将银行、公司、酒店等多种功能的场所集中在一起，人员密集，电子通讯设备繁多，电力系统复杂，一旦遭受雷击将会造成巨大的经济损失。
雷电防护是一种保护建筑物及人身安全、电力系统及其他一些装置和设施免遭雷电损害的技术措施，也是近年来愈发重要的一门学科，其保护内容涉及建筑物、发射塔、输电线路、加油站、航空、军事等重要领域及工作生活场所。
一、雷击对高层建筑的常见侵袭途径
1、 直接雷击
对一般高层建筑外部来说，所属建筑物、建筑物天面设备和电力线及传输线都有可能遭受直接雷击，即使在避雷针保护范围之内的设备也有被雷电绕击的可能。直击雷的特点是能量大，电力线发生直接雷击，容易发生火花放电，引起火灾，同时，雷电流通过电力线进入机房，也可能击中电源及设备。传输线发生直接雷击，可能导致线路焦化、短路、致使传输中断。
2、侧击雷
对于高层建筑来说，不仅屋顶容易遭受直击雷的雷击，在滚球半径以上的侧面，外墙的电线、金属门窗、外挂空调机、节日彩灯和轮廓灯都容易遭受侧击雷的侵袭，损坏设备、烧毁线路甚至危害人身安全。因此高层建筑要做好相应的侧击雷防护措施。
3、电磁感应
当雷击发生时，将在雷击点附近产生电磁场。当雷电流沿着高层建筑的引下线和内部钢筋向下泄放时，由于电磁感应原理，整个建筑物会处在一个强大且变化的电磁场中，这个电磁场很容易使正在工作的电子设备产生过电压或浪涌故障，即使是一些与外界没有联系的系统，也可能在雷响过后发生瘫痪。研究建筑物内部的
雷击电磁脉冲是非常必要的。
4、雷电波侵入
架空高压输电线路和金属管道在进入高层建筑物时，线路管道附近有可能被雷电击中而产生过电压和静电感应，通过供电线路进入设备使设备造成损坏。
5、地电位反击
地电位反击是雷电流入地瞬间，由于地电位不同而产生的电位差，沿接地线到达设备的外壳、电力线的中性线以及直流地的基准电位点。
二、防雷设计原则、依据、标准及规范
设计原则 :
(1）保障高层建筑内的人身安全；
(2）保护高层建筑主体以及各处电子设备不受直击雷影响和破坏；
( 3）保护高层设备不受侧击雷的破坏；
(4）尽可能保护建筑内设备和电力系统不受雷击各项效应破坏；
设计依据:
根据高层的建筑结构、防雷等级、当地年平均雷暴日、楼高、建筑材料、土壤电阻率、以及测量的数据等资料，结合相关技术指标以及GB50057－94 《建筑物防雷设计规范》以及其他相关行业规范标准等综合考虑制定。
设计标准、规范:
GB50057－94 《建筑物防雷设计规范》 02D502-2 《等电位连接图集》
GB/T 21431－2008 《建筑物防雷装置检测技术规范》 03D501-4 《接地装置安装图集》
99D562（原99D501-1）《建筑物防雷设施安装图集》 JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
IEC61643-12 《低压配电系统的电涌保护器选择和使用导则》
IECI312《雷电电磁脉冲的防护 》
DL/T 620―1997 《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》
三、 防雷检测
对高层建筑的防雷设计比较科学的方法是首先进行雷电风险评估。雷电风险评估综合了建筑物所处的地理、土壤、气象以及建筑物使用、设备等情况，进行高层建筑防雷设计时，不能单纯的从建筑物使用性质来确定防雷类别。全面执行防雷管理办法，提高产品和工程质量。
四、防雷措施
1、 接地网
当发生雷电时，雷电流通过引下线向自然接地体周围大地泄流外散，土壤呈现的电阻称为接地电阻，接地电阻公式：Rd=p*ε/c，我们从公式可以得出一个结论：当增大接地网的面积，接地电阻将减小。接地网是指水平方向由钢筋绑扎或焊接成的网格，水平钢筋组成的接地网可以近似看成一块独立的平板，它的电容主要由它的面积决定的。在设计利用底板接地网做自然接地体时，不应认为自然接地体埋得越深，接地电阻就越小，应通过地质勘探报告了解周围的土质情况。
2、引下线
引下线的作用是将避雷带与自然接地体连接在一起，使雷电流构成通路。在高层建筑中利用其柱或剪力墙中的主筋做为引下线，随主体结构逐层串联焊接至屋顶与避雷线连接。为了安全起见每条引下线不应少于两根主筋，主筋的截面不应小于Φ16mm。 在高层建筑的设计、施工中，利用其结构主筋做引下线，这样做具有经济、实用、易于操作的特点，由于现浇混凝土内的引下线不易氧化，所以具有使用寿命长的特点。按建筑物的防雷类别适当减小引下线的间距，这样做可以迅速分流，降低反击电压。
3、避雷带
避雷带由避雷线和支持卡子组成，避雷带应设置在建筑物易受雷击的层檐、女儿墙等处，其作用是引雷效应，雷电流通过引下线向大地泄流，避免高层建筑物雷击。
4、均压环
在高层建筑的设计和施工中，除了防止雷电的直击外，还应防止侧向雷击，超过30米高的建筑物，应在30米及其以下每隔三层围绕建筑物外廓的墙内做均压环，并与引下线连接。保证建筑物接构圈梁的各点电位相同，防止出现电位差。
5、内部防雷接地装置
高层建筑除了采用外部防雷措施外，还应采用内部防雷措施。
笼式避雷网利用建筑物柱、剪力墙内的竖向钢筋迅速分流并疏导雷电流，与板内水平钢筋形成笼网状，在一定程度上屏蔽雷电流产生的电磁感应，还可以达到良好的均压环及等电位作用。现代高层建筑物内重要的强、弱电机房多采用笼式避雷网，因此建议在高层建筑的防雷接地系统的设计和施工中，将内部防雷接地装置与外部防雷接地装置结合起来，构成统一的防雷接地系统，防雷效果将是最理想、安全和可靠的。
四、总结
目前随着计算机、通讯、控制(3C)技术的发展，对防雷接地系统提出了更高的要求，以保证建筑物内的各种设备的正常工作。高层建筑的雷电灾害必须引起我们的高度重视，必须加强对防雷设计进行研究、审核、检测和验收等一系列规范化管理，从而达到高层建筑防雷的真正安全。
参考文献：
[1] GB50057―1994，建筑物防雷设计规范［S］.
[2] 孙景梅．高层建筑的防雷[J]．设计建筑电气，2001
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消防部分主要报警系统、联动系统的设计等。
本次设计完成图纸共18幅，绘图采用AUTOCAD软件绘制。
本电气设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。
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 录
一．绪论 6
1.1．建筑电气概况 6 1.3设计内容 6
二．配电系统设计 9
2.1负荷分级 9
2.1.1一级负荷 9 2.1.3三级负荷 9
2.2负荷的供电要求 9
2.2.1一级负荷的供电要求 9
2.2.2二级负荷的供电要求 9
2.2.3三级负荷的供电要求 10
2.3本工程的负荷分级及供电要求 10
2.3.1本工程的负荷分级 10
2.3.2本工程负荷的供电要求 10
2.4负荷计算 10
2.4.1负荷计算的内容 10
2.4.2负荷计算的方法 10
2.4.3负荷计算的公式 11
2.4.4负荷计算表 11
2.5变（配）电所所址选择,结构型式 11
2.5.1变（配）电所所址选择 11
2.5.2变（配）电所结构型式 12
2.6变压器类型,台数,容量选择 12 2.6.2变压器台数选择 12
2.6.3变压器容量选择 12
2.7配电方式 12 2.7.2低压配电方式 12
2.8电缆选择及敷设 13
2.8.1电缆选择的原则 13
2.8.2电缆选择的结果 13
三．照明系统设计 14
3.1总则 14
3.2照明光源选择 14
3.3照明灯具选择 14
3.4照度和照明方式选择 15
3.5一般照明 15
3.6应急照明 16
3.7照度计算 17
四．建筑物防雷，接地系统设计 18
4.1建筑物的防雷分类 19
4.2建筑物的防雷措施 20
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一、防雷设计审核常见问题
（一）设计防雷类别不清，甚至没有防雷设计。由于阿拉善盟属于少雷区，年平均雷暴日数仅为9.6天，许多小高层以通过计算年预计雷击次数，达不到0.06次/年，设计人员认为“不属于三类防雷建筑物，不用进行防雷保护”，这是对防雷措施认识不清的结果，防雷措施不仅包括外屋面的避雷针、避雷带（网）待防直击雷的措施，还包括室内的等电位连接、电子信息系统的防雷措施等。不能简单的认为，只有楼顶的避雷针才属于防雷防雷装置。
（二）引用防雷设计依据欠缺。在电气设计说明中，有的没有将国家强制标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）和《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004作为设计依据，这种情况防雷设计大多不规范。
（三）接地电阻要求不明确，或者设计说明或设计图纸存在矛盾。如设计说明中接地电阻要求不大于1Ω，而屋面防雷平面图或基础接地平面图中要求接地电阻不大于4欧姆。若采用共用接地方式，接地电阻按接入设计要求中的最小值确定。一般浅基，接地电阻应不于4欧姆，深基，接地电阻应不大于1Ω。若防雷地单独设置，接地电阻则应满足《建筑物防雷设计规范》GB50057-94规范中一、二、三类防雷接地电阻的规定。
（四）避雷带暗敷的问题。《建筑物防雷设计规范》GB50057-94没有不允许利用建筑物屋顶结构钢筋时，造成钢筋表面的小块混凝土坠地面，可能造成地面人员、设施被击中的危险。故不推荐利用建筑屋顶周边混凝土内的钢筋作为接闪器。避吉带应尽量明敷，安装在女儿墙的外侧。
（五）避雷引下线分布位置不合理，间距不符合规范等。引F线应利用外墙所有的柱内主筋，建筑物阳角位的柱子必须利用。非框架结构建筑物的引下线也应敷设在建筑物角位。
（六）对于架空入户的强、弱电管线有的没有强调穿接地的金属管入户、对管线的金属外皮没有强调接地及线路安装电源SPD。
（七）等电位措施不完善，对弱电系统配电箱、配线架未说明需要接地。设计说明中应补充：“正常不带电、而当绝缘破坏，有可能呈现电堆的一切电气设备的金属外壳应可靠接地”。建筑物内用电设备、进入建筑物的各种金属管道，电源线路、通信缆线屏蔽层、光缆接头加强芯等的等电譬连矗。电气竖井内设置接地干线、计算机、通信、消防监拧等弱点机房，设备问预留等电位磐譬扳!零兰形成等电位连接网络。建筑物室外的节日彩灯、航空障碍灯、广告牌等设施的电源线路也应穿金属管道或使用屏蔽电缆，作接地处理。大型金属构件如电梯轨道等也应与接地线作等电位连接。
（八）设计中往往缺少电源SPD的标称放电电流参数，或者第一级SPD和第二级SPD选用了相同的产品，达不到将雷电流逐级泻放的目的。在建筑物总配电箱、各楼层配电箱及重要设备前端宜安装电源SPD。不同的雷电防护区界面处对电源SPD的标称放电电流的要求是不同的。
（九）遗漏屋面用电设备配电箱的电源SPD，或配置不合理，建筑物室外的节日彩灯、航空障碍灯、广告牌等用电设施的电源线路应加装一级电源SPD，其标称放电电流应≥40KA（8/20μS）。
（十）电子信息系统的各种线路防雷措施不完善。计算机网络、程控电话、火灾自动报警及消防联动控制、楼宇自控系统、卫星接收和有线电视系统等信号线路应安装适配的信号SPD。消防控制室配电箱、有线电视前端箱应装设电源SPD。
（十一）部分设计单位以低压配电柜中的用于功率补偿的电源SPD代替进线上的电源SPD。
二、出具设计审核意见书应注意的问题
防雷装置设计审核结束后，对于设计合格的应及时出具《防雷装置设计审查意见书》，用户凭此审查合格意见书，到气象主管机构领取《防雷装置设计核准书》。对于设计不合格的，出具《防雷装置设计修改意见书》，用广到设计单位进行变更后重审。防雷技术服务机构出具审查意见时，应注意以下几点：
（一）正确填写申请单位及项目名称，名称应符合图纸中图标的内容。
（二）每条审查修改意见，应说明所依据的规范名称、条款，做到有理有据。
（三）修改意见应符合规范用词，不能将规范中的“宜”做擅自改为“必须或应”做。
（四）若设计中所提要求高于图纸设计说明上所标规范的要求，除非存在明显不合理之处，原则上评价时不对此提出修正意见。
（五）若设计中所提要求低于规范的要求，则应要求设计方修正。
（六）若经过儿方面因素综合考虑，出现可高可低两种选择均不违反原则情况时，一般应按高标准要求。
（七）对涉及规范中用词表示要求严格程度为“必须”和“应”的条文要求，均应严格按规范执行，只有在条文用词表示“允许稍有选择”时才能适度放宽，但应以建议的形式提出。
（八）尽量明确提出修改方法。
三、结束语
防雷设计是新建建筑物的防雷装置旌工的依据，必须严格按照相关防雷规范设计。不仅要做好直击雷的防护，还要做好防雷电波的侵入、防雷电感应、防地电位反击等方面全方位的防护措施。防雷设计审核应当从“接闪、分流、均压、屏蔽、接地和过电压保护”六大要素，逐个环节进行分析审核，以发现设计不合理或漏设计环节，及时提出修改设计内容，使建筑物的防雷设计做到“安全可靠、技术先进、经济合理”。
以上提到的均是防雷设计审核中常见的问题，防雷设计中存在的问题远远不止这些，由于本人理论水平有限，不足之处还望同行指正。
[参考文献]
[1]王吉进；浅析防雷装置的设计审核和竣工验收[A]；第七届中国国际防雷论坛论文摘编[C]；2008年
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【Keywords】heavy current design； problem； method
【中图分类号】S611 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0183-02
1 电气强电部分设计的有关概念
电气强电设计隶属于建筑设计，可具体归类到电路设计一类，它是整个建筑工程中最核心的部分之一，直接关乎建筑工程的使用安全问题。它的设计原则是安全第一，使用便捷，操作可靠。它主要包括了高电压设计与低电压设计。高电压设计是整个电气强电部分设计配电的重点部分。因此要保证电气强电部分设计的质量必须得首先保证高电压设计的功能能发挥到位。电气强电部分设计的具体内容又可细分为：照明系统的电路设计，洗浴等功能性系统的电路设计以及插线板所需的电路设计，电路保险系统的电路设计，还包括建筑防雷与接地系统的设置。当然，随着时代与科技的进步，强电系统的内容会越发增多，以满足人们的生活需要以及对居住安全的要求。
2 我国电气强电部分设计中存有的问题
当前我国电气强电部分设计中主要存有三个问题。第一，对建筑的总体用电负荷标准预测不准，导致经常出现用电负荷超标而引起的事故。随着电子产品的大量出现以及人民生活水平的提高，我国当前的生产生活用电量不断增加，某知名大学的研究调查数据显示，当前我国普通居民建筑的基础年用电量以户为单位，都达到了六千瓦以上，而各类公共建筑以及企业工厂的用电负荷量更是呈现出一路飙升的势头。但是与之相反的是在进行建筑工程的强电部分设计的过程中，大多数设计人员对工程整体把握度过低，对用电量的估计仍停留在几年前的水平或者不与用电方进行有效沟通，一意孤行，导致对用电量的预测不准，主要是预估偏低。而用电量预测过低会对工程使用安全带来极大的安全隐患。比如，在2016年8月湖北省某一居民小区半夜突然发生火宅，造成了重大的财产损失以及两死一伤的严重后果。事故过后，经消防部门调查，这场事故发生的原因便是这栋居民楼的用电负荷大大超过了电路设计时预设的最大值，造成电路的瞬时崩溃而引发了火宅，这便是因为设计人员对用电量的预测过低而造成的惨剧。第二，照明系统的设置不合理。第一个不合理的表现就是供电能源的选择，我国建筑电路设计的过程中，还多是使用传统能源，比如传统的火力发电。第二个表现就是照明系统的设计与安装没有严格遵循国家标准，这样的后果就是给建筑电路埋下了安全隐患，因照明系统短路产生的问题数不胜数，比如影响正常的生活，更甚者会给企业带来巨额的损失。第三，建筑防雷系统的安装不当。在我国，大部分设计人员都缺乏专业的建筑防雷知识，对建筑防雷知识缺少足够的认知，也没有做到因物而异，没有分析不同建筑所需要的不同等级的防雷系统，所以造成相应的防护措施不合理，从而给日常的生产生活带来极大的安全隐患。建筑物防雷系统是建筑必不可少的一部分。2011年海南省就曾发生过建筑物因防雷系统设计不合理，建筑被雷电击中后造成重大的财产损失与人员伤亡的事故。所以，合理的防雷系统电路强电设计是非常有必要的。
3 解决我国电气强电部分设计相关问题的方法
要加快建筑业的发展，解决建筑电气强电部分设计中存在的问题是关键步骤。论文针对上文提到的三个问题提出了三个针对措施。
3.1 对用电负荷标准的合理预测
在进行建筑用电负荷标准的预测时，有关设计人员应该做到与时俱进，多多了解最新的平均用电量，进行合理设置，同时应加强与用电方的沟通，了解他们的需求和用电方向。从核心来保证建筑电气强电部分设计的质量与后续运行安全。当然，设计人员也要了解新技术的运用，增强自身的创新能力，加强建筑电气强电部分设计的规范性，提升可靠性。
3.2 对新能源在照明系统中的应用
照明系统是建筑电气强电设计部分中不可缺少的一部分。优秀的照明系统设计会给人们的生活带来极大的便利，也会极大地减少家庭与企业的电力费用开支。在进行照明系统的设计时，相关设置人员应该充分了解新能源知识，将节能与绿色的环保理念融入设计中。在电力能源的选择上，改变选择传统的火力发电与水力发电的方式，将太阳能、风能等新能源增加到发电系统中，并严格按照国家标准选择灯具，结合当下最先进的科技产品，设计出智能化的照明系统。
3.3 对防雷系统的设计
在进行防雷系统的设计时，设计人员应对不同建筑物的防雷特性进行分析，进行严格的防雷等级的评估及确定，选择合适的防雷装置。应注意的是，防雷装置的选择应严格按照国家标准，从而真正达到建立高效的防雷系统的目的。在2014年小区建造到了需要安装防雷装置的时候，白云区某承包方负责人本打算按照惯例，使用某一型号的防雷系统。但是项目建造负责人坚持要做到因地制宜，进行这个地区的雷电等级的检测，这个小区是这么多年来这个承包公司第一次做了详细防雷等级的项目。
4 结语
我国建筑设计从业人员应提高对建筑电气强电部分设计的重视度，提高我国建筑电气强电部分设计的质量，以此来促进建筑业的发展。
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key wordsrural lightning protection;situation;countermeasure;zaozhuang shandong
枣庄是雷电活动和雷击灾害比较频繁的地区,且具有雷电活动频繁、活动期长、季节性强等特点,雷击主要集中春季和夏季,雷暴日数一般在23.5 d左右,雷暴初日一般在3月20日前后出现,终日一般在9月20日前后,属于多雷暴区。近几年,雷击灾害事故发生在农村的机率约占总雷电灾害数的3/4,雷击伤亡事故4/5以上发生在农村。因此,结合枣庄农村防雷实际,研究分析雷电灾害的成因及预防措施具有重大的意义。
1农村防雷现状
1.1农村防雷现状的调查和分析
农村防雷意识淡薄,防雷知识缺乏,房屋缺少防雷装置。有些农户在屋顶上放置了不锈钢水箱、太阳能热水器、普通电视天线、卫星天线等金属物,大部分没有作接地处理,这些金属成为雷电放电的对象,存在严重的雷击隐患。大部分房屋无防直击雷装置;电源线路、有线电视线路、电话线路等无防雷装置。
1.2农村学校防雷现状
对农村中小学校进行了一次大规模建筑物防雷设施现状调查,大部分学校没有防雷设施,特别是偏远农村小学,无任何设施的比例达95%以上,城区学校虽然有防雷设施,但防雷设施达不到要求,存在很多问题。近年来大多数学校师生的避雷意识正逐年提高,但经费不足,部分建筑物虽然有直击雷防护装置,但防雷装置倒伏、断裂、锈蚀、脱焊现象普遍存在。有避雷设施的学校,也只不过在主教学楼顶立了避雷针,大部分教学楼、图书楼、宿舍楼、食堂等都没有安装避雷设施,部分建筑物上安装的防雷装置材料规格或安装位置、引下线间距、保护范围等不符合规范要求,校内无避雷带,计算机机房未安装防静电地板,几乎全部电教设备无任何防雷电电磁脉冲措施,一旦建筑物遭受雷击或学校附近有雷击现象发生,势必在电源线路上有雷电感应发生,将会对学校整个电教设备及微机造成损坏。
2农村雷电防御措施
2.1 加强农村防雷科普的宣传和雷电知识的普及教育
农村防雷宣传和雷电知识普及是农村雷电灾害防御工作的关键,其开展的好坏直接关系到农村雷电灾害防御工作的成败。只有提高群众防雷意识,增强群众安装防雷装置的自觉性和主动性,才能够真正做好农村的雷电灾害防御工作。应采取防雷宣传画、防雷公益图片、雷电灾害警示图片、防雷宣传幻灯片、防雷公益广告等形式,利用手机短信、电视、报纸、网络等媒体进行防雷宣传,以及在农村宣传车巡回宣传等方式开展大规模的防雷科普宣传,提高广大农民群众科学预防雷电灾害知识[1]。
2.2建立严密的制度体系
农村防雷减灾是一项长期性的工作,需要制定一套适应农村特点切实可行的防雷工作制度体系来保证农村防雷工作的健康发展[2]。应建立雷电灾情收集、调查和评估制度,建立农村防雷装置的检查制度,建立农村防雷工作人员定期培训制度,建立县、乡2级防雷安全联席会议制度,建立防雷装置设计审核、施工监督和竣工验收制度。
2.3加大对农村建筑物防雷建设的监管力度
对农村企业和个人新建扩建建筑物,要安装避雷设施,定期进行防雷检测。从源头上减少雷电灾害的发生,政府可以对农村避雷设施建设进行一定程度的扶植,减少农民的负担,从而减少雷电伤亡的发生[3]。
2.4规范电力、电话、电视天线等线路的防雷措施
由于农村都是架空线路,雷击到线路上和线路上感应上雷电流的时候较多,直接安装浪涌保护器,浪涌保护器难以承受。一般情况下,线路在人户前套15 m长的钢管埋地引入或改15 m长的屏蔽线入户,并把屏蔽线两头接地,这样可以把线路感应的雷电流的大部分通过屏蔽层和钢管传入大地。电话线路入户时应将其绝缘子(例如通信蝶式绝缘子)的铁脚接地,电话线路也不宜采用木杆架设。需要架设电视天线时,一定要在它的旁边架设金属避雷针并保持3 m以上的安全距离,用避雷针来保护天线。否则当天线遭雷击时,不仅电视机将受损,还有可能伤及室内人员。
2.5做好雷电灾害的预警预报
山东省已初步建立由卫星、多普勒雷达、闪电定位仪、大气电场仪、自动气象站组成的立体雷电监测网,可以提前数小时预测到雷电的落区[4]。要加强雷电灾害的监测、预警预报工作,提高预报的准确率和提前预警时间,并借助现代化的通信手段,及时通知农民,让农民有针对性地提前作好雷电防御工作,从而有效地避免雷电灾害事故发生。
3结论
农村防雷减灾工作是一项系统工程,要引起社会各界的高度重视,只有全社会动员起来,采取多种措施,多管齐下,形成合力,加大防雷减灾的宣传力度,以预防为主,排除防雷隐患,严格按照防雷安全规范去做,才能将农村雷电灾害降低到最小
4参考文献
[1] 刘 辉,郑细华,马强,等.龙川县农村防雷现状及预防对策[j].广东科技,2010(4):109.
篇12
住宅小区；建筑；电气工程；设计技术；要点
引言
中国社会经济快速发展，人们对生活质量越来越高要求，对住宅小区的建筑质量倍加关注。电气工程属于是建筑施工中的基础性工程，随着住宅环境的不同，就需要对电气工程不断完善。面对目前住宅小区建筑的电气工程中所存在的问题，就需要对设计技术以高度重视，以提高住宅小区的建筑使用质量。
1住宅小区配电系统的设计
1.1配电系统中变压器的设计
目前的住宅小区运行中的一个明显特点就是用电负荷在不断增加，这是由于城市居民的经济水平提高，生活质量也相应地提高，各种电气设备的使用量增加，就必然会增加用电负荷。这就需要住宅小区在电气工程设计的过程中，要对小区居民的用电负荷充分考虑，对科学合理地设计变压器［1］。特别是中国在近年来倡导节约能源，促进环境保护，在对住宅小区的电气工程进行设计的时候，考虑到用电负荷问题的同时，还要考虑到节约能源问题，对变压器的型号、安装数量都要从建筑的运行实际出发进行配置，以使配电系统安全稳定地运行，同时还降低了能源消耗量，住宅小区居民的用电也不会受到影响。
1.2配电系统中的其它设计
住宅小区的配电系统设计中，需要重点解决的问题就是满足建筑用户不断增加的用电需求。面对用电负荷不断增加的问题，就需要做好节约能源的工作。在具体工作中，可以对居民的电能使用情况进行了解，对电能的使用做好分类，使得所采用的节约能源措施更具有针对性，发挥时效性，配电系统设计也更为科学合理。在为建筑配置低电压设备时，要安装继电保护装置，以使低电压设备处于良性运行状态，保证为住宅小区居民持续稳定地供电。小区的配电系统设计中，为了保证供电长时间持续供电，特别是维持机房供电的持续稳定，机房供电往往是一级消防动力负荷，居民的家庭用电会采用三级负荷。通过对负荷划定级别控制用电负荷，就可以达到节约能源的作用。
2住宅小区监控系统的设计
2.1监控系统中消防监控系统的设计
住宅小区是人口集中的区域，也是各种电气设计集中安装的区域，因此，保证消防安全是至关重要的，这也是住宅小区建设的关键。要提高消防安全质量，很多的城市住宅小区都安装了消防监控系统，对火灾发挥有效的控制作用。从目前的住宅小区消防监控系统的设计情况来看，是将系统划分为局部监控区域和中央监控区域，在消防控制模块中设置有消防指挥运行流程，如果住宅小区中有火灾发生，在消防监控系统中的警报装置就会对火灾隐患进行检测，同时发出消防警报［2］。在火灾现场，消防监控系统的控制模块还会以手动操作的方式或者自动操作的方式指挥火灾现场，对火灾起到了有效的控制作用。在对消防监控系统进行安装中，为了保证监控系统在火灾发生的过程中安全运行而不会遭到破坏，就要对系统予以电磁干扰，并做好防护工作。对于系统中的线路材料，要求具有良好的耐火性能，以使得消防监控系统的功能得以充分发挥。
2.2监控系统中消防探侧器的设计
在城市住宅小区中，消防探测器是重要的装置，不仅可以对火灾予以探测，而且还能够及时地启动报警装置，随之火灾监控模块启动。安装消防探侧器的过程中，要根据实际工作需要选择消防探侧器的型号，还要考虑到安装的位置以及运行环境，保证消防探侧器的功能得以充分发挥［3］。虽然现行的住宅小区中所安装的消防探侧器对环境具有较强的适应性，而且不会受到安装位置的局限，具有良好的火灾报警效果，但也要从其应用范围出发对其安装区域加以明确。
3住宅小区防雷设施的设计
住宅小区的建筑安装有各种电气设备，就要做好防雷涉及工作。通常而言，住宅小区会安装基础性的防雷装置，这对于建筑电气工程而言是远远不够的。要强化防雷设计，就要将电气防雷系统构建起来，保证防雷系统有效运行。这就需要在安装防雷装置的过程中，要对住宅小区的规模以及防雷装置所安装的位置充分考虑。在安装直击防雷装置的过程中，要考虑到其所发挥的作用是避免直击雷对住宅小区的配电系统以及监控系统造成破坏。这就需要从住宅小区的实际情况出发做好接地工作，之后根据需要安装各种避雷设施，诸如避雷针等等，以避免建筑被雷击。对于住宅小区的建筑，其高度国家都有明确规定。如果建筑高度超过了规定范围，就要每间隔5米至8米的高度就要设置避雷带，还要连接地下线，以防止金属构件被雷击。当雷电的强度较高，防雷装置就会对电气设备的绝缘层造成破坏，这就需要安装雷电反击设置［4］。防雷装置接闪器会影响到建筑物中的金属物，两者要保持一定的距离。另外，建筑物中的钢筋和其他的金属物之间的距离都要符合规定，还要与防雷引下线进行连接。建筑中所安装的各种电气设备都要做好接地工作，还要连接防雷接地，以避免电气设备遭到雷击。住宅小区建筑安装有大量的电气设备，有必要将综合布线系统构建起来，合理设计通讯网络，以保证各项信息有效传输而不会受到雷电的影响。
4结束语
综上所述，中国城市居民的生活水平逐渐提高，对住宅小区的建筑质量提出了更高的要求。对电气工程设计工作予以高度重视，是为小区居民塑造舒居住环境的重要条件。建筑电气工程作为建筑工程中的基础部分，直接关乎到建筑的使用功能。特别是目前各种新的电气技术在电气工程中得以应用，就更需要针对建筑电气设计工作积极探索，提高设计质量，以确保建筑电气运行稳定，更好地满足住宅小区居民的电气使用需求。
作者：余翔 单位：湖北工业大学
引用：
[1]田建红.智能小区建筑电气工程设计与实践[D].西安交通大学硕士学位论文，2012.
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在领导和同事的指导与帮助下，__于20__年评为__市551人才，20__年担任省局法规处主持的《__省雷击风险评估技术规范》的主要编写人，20__年__市气象局考核优秀，同年编写了科普资料《雷电防护手册》、在__各县（市）区发行，20__年参与编写了《__省防雷装置检测实施细则》，并获得“__市气象宣传信息先进个人”称号，积极参与全省防雷服务管理年活动，协助辅导__市代表队参加全省防雷技能大比武取得了好成绩。在国际会议、核心期刊、专业期刊上发表约20篇论文，其中第一作者论文为17篇，多篇论文在国际会议和全国会议上进行了大会交流；《__市雷电灾害特征分析》等3篇论文获得优秀论文奖励。先后主持开展和参与了《__市雷电灾害重点防御区研究》等3个科研项目。
