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建筑物防雷设计、施工与验收的新规范《建筑物防雷设计规范》GB 50057—2010[1]和《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB 50601—2010[2]已经颁布实施，文献[1] 的相关条文与其旧版本《建筑物防雷设计规范》GB 50057—94（2000年版）[3] 在建筑物防雷分类、防雷措施、等电位连接等方面做了诸多修改。文献[2]是新制定的防雷工程施工验收规范，它与文献[1]一样，是与国际雷电防护新标准体系接轨的国家标准。为了全面地理解掌握新规范，在金属门窗防雷设计、施工与验收的实际工作中正确运用新规范的标准要求，有必要对金属门窗雷电防护措施的有关问题重新进行讨论。
2 金属门窗防雷设计相关技术规范
文献[1]和文献[2]是建筑物防雷设计、施工与验收上位规范的现行版本。这两本标准的修订和制订均参照和采纳了国际电工委员会IEC 62305系列标准，是与国际雷电防护新标准体系接轨、技术水平先进的标准规范。
与金属门窗防雷设计、施工与验收相关的技术规范还有《民用建筑电气设计规范》JGJ 16—2008、《铝合金门窗工程技术规范》JGJ 214—2010和《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB 50210—2001。JGJ 16—2008由于并未采纳国际雷电防护新标准体系，存在一些与文献[1]相抵触的规定。JGJ 214—2010的相关条文未与文献[1]、文献[2]协调，GB 50210—2001未列入金属门窗防雷措施验收的条文。
还有几个推荐性标准，《雷电保护》GB/T 21714—2008，共有4个部分。现行的版本等同采用IEC 62305：2006，但由于IEC 62305目前已更新至2010版，文献[1]已参照IEC 62305：2010进行修订，《雷电保护》GB/T 21714—2008已落后于IEC 62305的现行版本。《防雷装置施工质量监督与验收规范》QX/T 105—2009和《防雷装置设计技术评价规范》QX/T 106—2009，这两个标准主要参照《建筑物防雷设计规范》GB 50057—94（2000版）和IEC 62305：2006，其时效性落后于文献[1]。
因此，笔者认为金属门窗的防雷设计、施工与验收应满足文献[1]和文献[2]的规定。其他相关规范的规定若与文献[1]和文献[2]相抵触，应按文献[1]和文献[2]执行。其他相关规范的要求若高于文献[1]和文献[2]的要求，则可根据具体情况协商确定。同时，其他相关规范在作修订时，应与文献[1]和文献[2]协调一致。
3 建筑物防雷设计、施工与验收新规范的有关规定
3.1 建筑物的防雷分类要求有所提高
文献[1]根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性及后果，把建筑物的防雷要求分为三类：第一类防雷建筑物是指受雷击容易引起爆炸危险，会造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物；第二类防雷建筑物是指国家级建筑物、有爆炸危险场所但受雷击不容易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物、预计雷击次数＞0.05次/a的部省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所、预计雷击次数＞0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物和一般性工业建筑物；第三类防雷建筑物是指省级重点文物保护建筑物及档案馆、预计雷击次数≥0.01次/a且≤0.05次/a的部省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所、预计雷击次数≥0.05次/a且≤0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物和一般性工业建筑物、平均雷暴日＞15d/a且高度≥15m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物、平均雷暴日≤15d/a且高度≥20m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。
应当注意，新规范对建筑物的防雷分类要求有所提高，而且分类更加明确。对第一类防雷建筑物和第二、三类的一部分（如爆炸危险场所、国家级建筑物、重点文物保护建筑物等）仍沿用以往的做法，不考虑以风险作为分类的基础。对以风险作为划分基础的建筑物，只有在以下4种情况下可不设防雷装置：
1）预计雷击次数＜0.01次/a的部省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所；
2）预计雷击次数＜0.05次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物和一般性工业建筑物；
3）平均雷暴日＞15d/a且高度＜15m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；
4）平均雷暴日≤15d/a且高度＜20m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。
在进行某建筑物的金属门窗防雷设计时，应查阅其建筑施工图的建筑设计总说明或建筑防雷装置设计说明，明确建筑物的防雷分类。
3.2 增加了地下室及首层金属体的接地要求
文献[1]4.1.2—1规定：在建筑物的地下室或地面层处，下列物体应与防雷装置做防雷等电位连接：a）建筑物金属体。b）金属装置。c）建筑物内系统。d）进出建筑物的金属管线。
此条为强制性条文。因此，位于建筑物的地下室或地面层处的金属门窗应与建筑物的防雷装置做等电位连接。
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一、高层建筑物防雷系统的构成与防雷分类
1 防雷系统构成
高层建筑物的防雷已经由传统的外部防雷转变为现代综合防雷系统，整个系统由外部防雷系统和内部防雷系统两部分组成，外部防雷系统主要由基础接地体、人工接地体、引下线、均压环（防侧击雷）、接闪器、等电位连接导体等构成，其作用是将雷电流接闪直接引入大地；内部防雷系统主要由基础接地体、人工接地体、引下线、电涌保护器、综合布线系统、屏蔽系统及等电位连接导体等构成，作用是将雷电感应和雷击电磁脉冲拦截在建筑物以外，保护内部设备和人员安全，二者紧密相连不可分割。这些装置的性能直接影响建筑物的整体防雷效果，所以建筑物的防雷工程必须整体考虑其系统性、规范性和可行性。
2 防雷分类
按照现行的国家标准，根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，将防雷类别划分为3 类，一般公共和民用建筑属于第二类、第三类防雷建筑物，以建筑物可能遭受的年预计雷击次数来确定（见表1）。经对2002～2010年防雷图纸审核的10～33层（高度在100m以内的） 新建建筑物防雷类别统计，属于二类防雷建筑的约占60%，三类防雷建筑的约占40%。
表1 年预计雷击次数与防雷类别的关系
二、新建高层建筑物防雷跟踪检测的要点
在确定防雷类别的前提下，根据防雷系统的构成以及各组成部分的功能，从以下几方面对新建高层建筑物防雷性能进行跟踪检测，确定是否达到国家规范和设计要求[2，3，5]。
1 基础接地体的检测
基础接地体是利用建筑物整体基础内的主钢筋作为接地体，以达到良好的整体接地散流效果，所以，基础内主筋的焊接或绑扎质量直接影响接地性能，其是跟踪检测的要点之一。要检测基础主筋的材料规格、焊接或绑扎搭接长度是否符合规范要求；地梁内设的接地短路环关系到整个基础的电位平衡，检测其材料规格、与地梁主筋的焊接搭接长度是否符合规范及设计要求，用接地电阻测试仪测量基础接地电阻一般要求小于2Ω，用回路电阻测试仪实测地梁接地短路环阻值一般不大于0.05Ω。检测基础的同时要检测塔吊、龙门架等架体要与建筑物的基础接地连接在一起，还要分E、S、W、N 四个方向测试土壤电阻率。对雷州地区2008～2010年实施检测的上千幢建筑物基础进行统计，经比较得出基础类型与防雷接地电阻的关系（见表2）。
表2基础类型与防雷接地阻值合散流性能比较
基础类型 接地电阻
独立基础、条形及十字交叉基础、箱形基础/接地电阻偏大，实测一般5～10Ω，稳定性较差
片筏基础、桩基础 /接地电阻最小，实测一般小于2Ω，稳定性最好
2 人工接地体
人工接地体是为降低接地电阻而人工设置的垂直和水平接地体，当基础接地体的接地电阻达不到设计要求时要补设人工接地体，形成联合接地网，此为跟踪检测要点之二。要严格检测垂直和水平接地体的材料规格、垂直接地体的长度、敷设间距、焊接点的搭接长度和焊接质量、埋地深度、防腐处理、联合接地网的接地电阻是否符合规范要求。为了防止地电位反击，要测量联合接地网和其他临近接地设施之间的距离，一般应大于3m，否则要采取隔离或连接措施。
3 引下线
从基础主筋上引出的引下线的材料规格和焊接质量直接影响接闪后雷电流引入大地的通道，此为跟踪检测要点之三。必须检测引下线的间距、柱主筋利用系数、材料规格、焊接质量、标识是否符合规范及设计要求，引下线间距二类防雷建筑小于18m，三类防雷建筑小于25m。柱主筋利用系数是引线下根数与柱主筋数的比值，越接近1越好。二类防雷建筑中，每根引下线在0.5m 处钢筋总面积不得小于0.82m2，三类防雷建筑不得小于0.37m2。如果遇到转换层，上述项目需逐项重复检测。
4 均压环（侧击雷接闪器）
均压环的作用一是防止侧击雷直接击在建筑物上使之遭受破坏，二是使接闪的雷电流在所有引下线上泄放，其是跟踪检测要点之四。应按不同的防雷类别来检测均压环的起始高度、间距、敷设方式、材料规格和引下线的焊接搭接长度是否符合规范及设计要求，二类防雷建筑从45m 起设置，三类防雷建筑从60m 起设置，间距为6m，即每两层设置一次，用回路电阻测试仪实测均压环环阻值不应大于0.05Ω。
5 接闪器（直击雷）
接闪器的类型有针、带、网3种，其作用是直接截收雷击，使雷电流安全泄入大地，避免雷击直接损坏建筑物，这是跟踪检测要点之五。在实际工作中必须检测接闪器的材料规格、敷设方式、敷设高度、网格尺寸、焊接点的搭接长度和焊接质量、抗拉力、防腐处理、敷设工艺、接地电阻是否符合规范及设计要求。网格尺寸为：二类建筑不大于10m×10m或12m×8m，三类防雷建筑不大于20m×20m或24m×16m。根据被保护物的实际情况还应采用滚球法计算接闪器的保护范围是否达到要求[1]。
6 浪涌保护器（surge protective device 简称SPD）
浪涌保护器的作用是将雷电电磁脉冲限制或拦截在用电设备前端，预防和减少电子设备损坏，这是跟踪检测要点之六。实际工作中必须要检查电源部分、信号部分（包括电话、宽带、电视、监控、消防等）SPD 的接入方式以及相线材料规格和长度、接地线的材料规格和长度、安装工艺是否符合规范及设计要求，尤其是接地线的长度不能大于0.5m，同时，还要检查SPD 的最大持续运行电压、通流量、波形、响应时间是否达到要求。
7 等电位连接导体
等电位连接导体可以将分开的其他装置、设备等连接起来，其作用是使产生漏电或接闪时所有装置和设备的电位相等，不至于威胁人身安全和损坏电子设备，这是跟踪检测要点之七。在实际工作中必须检测所有的装置、设备包括各类管道、金属门窗和护栏的等电位连接情况， 其焊接点的过渡电阻应小于0.03Ω。尤其重要的是卫生间的等电位连接板和电源插座安全保护地的接地电阻必须达到设计要求，以防止在使用热水器、洗衣机等用电设备时因雷击或绝缘损坏而漏电，对人身安全造成伤害。
三、新建高层建筑物附属设施的检测
高层新建建筑的主要附属设施有电梯、燃气锅炉、通风设备。
1 电梯的防雷检测
电梯是高层建筑的重要运输设施，一旦遭受雷击会造成人身伤亡。所以，电梯检测也非常重要，检测重点有轨道接地、强弱电井接地、线缆桥架跨接与接地。检测轨道和电井时要首层和顶层分别检测接地电阻，线缆桥架的接地电阻和桥架接头处的跨接接触电阻要逐一检测，接地电阻要达到国家标准和设计要求[5]。
2 燃气锅炉的防雷检测
燃气锅炉是建筑物的取暖设施，属于易燃易爆设备，一旦因雷击发生爆炸，损失不可估量，所以不但要检测其防雷性能，还要检测防静电性能，检测重点有供电系统、燃烧机系统。供电系统主要检查检测供电方式、电源过电压保护器的安装；燃烧机系统主要检测燃烧机接地、楼体接地、楼体表面静电电压、烟囱接地等是否达到国家规范和设计要求[8]，接地电阻要求小于4Ω，表面静电电压要求小于300V。
3 通风设施的防雷检测
通风设施是高层建筑必不可少的设施，一般风机都安装在楼顶，其检测重点是供电系统的SPD 保护情况、风机机壳是否和天面的防雷设施做可靠连接、通风管道接地和管道接头处的跨接接触电阻是否达到国家规范和设计要求[2、4]，通风管道接头间跨接接触电阻不得大于0.03Ω
四、结束语
新建高层建筑物的防雷工程是一个系统工程，是建筑物的重要组成部分。只要了解高层建筑的概念、类别、防雷系统的构成，掌握防雷跟踪检测的要点和附属设施的检测重点，从基础开始跟踪，逐层逐项检测，把握好每个环节直至竣工验收，保证检测设备准确、方法科学、操作规范、资料完整，就可以确保高层建筑的整体防雷性能，为建筑物整体工程验收提供必要的依据。
参考文献：
[1] 国家技术监督局，中华人民共和国建设部. GB50057- 94 建筑
物防雷设计规范[S]. 北京：人民出版社，2001.
[2] 国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T
21431- 2008建筑物防雷装置检测技术规范[S].北京：中国标准出版社，2008.
[3] 中华人民共和国建设部. JGJ16- 2008 民用建筑电气设计规范
[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2008.
[4] 中华人民共和国建设部，国家质量监督检验检疫总局.GB50310
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一般住宅建筑层高为3m，则12层建筑为36m，15层建筑为45m，20层建筑为60m。《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）防雷类别规定，第一类防雷建筑的滚球半径为30m，第二类防雷建筑的滚球半径为45m，第三类防雷建筑的滚球半径为60m，正常高层建筑都属于第二类防雷建筑。
2确定高层建筑防护措施
2.1明确规范条款
第一类建筑一般不属于高层建筑，《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）第二类与第三类防雷建筑的规定基本类同，本文仅以第二类防雷建筑条款作出规定，《建筑物防雷设计规范》4.3.9条规定：高度超过45m的建筑物，除屋顶的外部防雷装置应符合本规范第4.3.1条的规定外，尚应符合下列规定：1.对水平突出外墙的物体，当滚球半径45m球体从屋顶周边接闪带外向地面垂直下降接触到突出外墙的物体时，应采取相应的防雷措施。2.高于60m的建筑物，其上部占高度20%并超过60m的部位应防侧击，防侧击应符合下列规定：1）在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位，各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，应按屋顶的保护措施考虑。2）在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位，布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求，接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上。3）外部金属物，当其最小尺寸符合本规范第5.2.7条第2款的规定时，可利用其作为接闪器，还可利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器。4）符合本规范第4.3.5条规定的钢筋混凝土内钢筋和符合本规范第5.3.5条规定的建筑物金属框架，当作为引下线或与引下线连接时，均可利用其作为接闪器。3.外墙内、外竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端，应与防雷装置等电位连接。
2.2高层建筑物等电位连接措施和作用
防雷装置地上高度hx处的电位：U=UR+UL=IRi+Lo•hx•di/dt。在第二类典型雷电流参数，建筑物电阻取4Ω的情况下，高度为60米的位置，U=150kA•4Ω+1.5uH/m•60m•150kA/10us=600kV+1350kV=1950kV.参考GB50057规范电阻电压降空气中的击穿距离500kV/m，和对应该二类防雷电感电压降空气中的击穿强度660kV/m。那么该建筑在60米时可能的击穿放电距离为s=600/500+1350/660=3.246米。那么该点会对周围3.246米的人或者设备放电，将产生巨大的安全隐患。
3高层建筑检测基本要点
高层建筑物检测，首先是应该在建筑物施工的阶段做好跟踪检测，层层跟踪检测，确保每一个预留的接地点和均压环都与建筑物引下线连接可靠，这些预留接地点包括等电位连接点、综合布线接地点、屏蔽体接地点、防雷区交界处接地点等。其次是在建筑物竣工检测时，应综合把握各个防雷要点，如在不同楼层需安装防雷装置的部位，这些部位是否应按照天面的防雷装置进行安装。安装的防雷装置材料规格是否合格；等电位措施是否完善；防雷区的划分是否合理；综合布线是否符合检测规范要求；屏蔽、接地等措施是否合理。
4高层建筑金属物等电位连接检测要点
高层建筑金属物等电位连接是高层建筑的检测重点，以前经常采用直接从外墙抛线到地面进行检测，这样会产生很大的工作量，也容易引起安全事故。根据高层建筑物的特点和跟踪检测时的记录，可以用环路电阻测试仪（钳表）对同一楼层和不同楼层进行等电位检测。环路电阻表测量同一层，金属门窗与门窗，与等电位连接点。不同层之间。不用放线下去测综合电阻，只需在地面测试点与上面金属物之间用环路电阻测试仪测环路电阻。如图一所示，测量窗A与窗C之间的环路电阻值，如果电阻数据合格，则可以确定窗A与窗C的等电位连接良好，同样测量窗B与等电位连接点的环路电阻值，也可以判断窗B与等电位连接带的连接情况。如果出现窗AC环路电阻符合标准，窗BD测量时环路电阻超过标准值，那么只需要重新测量窗AB、AD或者窗CB、CD就可以精确判断出窗BD的等电位连接情况，如果窗AB电阻合格，窗AD电阻超过标准值，则可以判断D窗的等电位连接出现问题。对于在建筑物上部占高度20%并超过60m的部位的金属门窗应全部采用此类方法测量是否等电位连接可靠。
5结束语
随着城市化的快速发展，高层建筑物在大中小城市都越来越多，高层建筑面临的侧击雷风险也越来越大，只有确实做好高层建筑物的防雷设施，在保证防雷接闪装置综合接地电阻合格的情况下，同样应确保所有高层金属物的等电位连接可靠，才能有效保证高层建筑自身与里面的人员的安全。
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随着世界能源及化工 工业 的 发展 ，电气工程技术人员对爆炸危险环境的接触越来越广泛。由于爆炸危险环境的建筑物遭受雷击后，会引发大功率雷电放电，从而形成电火花引起爆炸，造成巨大的破坏和人身伤亡，这样的例子不少。对这类建筑物采取有效的防雷设施业已成为电气工程技术人员的重要任务。这既是难点，也是重点。
2 相关概念
2．1 爆炸危险环境建筑物的防雷划分
《建筑物防雷设计规范》gb50057－94根据建筑物的重要性、使用性质以及发生雷电事故的可能性和后果把爆炸危险环境的建筑物防雷分为两类。如表1－1所示：
表1-1 爆炸危险环境的建筑物防雷分类
危险区域防雷等级 0区（10区） 1区 2区（11区） 第一类防雷建筑物 是 电火花容易引起爆炸并造成巨大破坏和人身伤亡者 否 第二类防雷建筑物 是 电火花不易引起爆炸或爆炸不致造成巨大破坏和人身伤亡者 是 另外，有爆炸危险的露天钢制封闭气罐属于第二类防雷建筑物。wWW.133229.COM那么，上表中0区（10区）、1区和2区（11区）又是如何划分的呢？
2．2 爆炸危险环境的等级划分
iec79－10标准和我国的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》gb50058－92对爆炸气体环境做了如下的阐述：
（一）在大气条件下，易燃气体、易燃液体的蒸汽或薄雾与空气形成爆炸气体混合物；
（二）闪点低于或等于环境温度的可燃液体的蒸汽或薄雾与空气形成爆炸气体混合物；
（三）在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下，可燃液体可能泄漏时，其蒸汽或薄雾与空气形成爆炸气体混合物。
上述爆炸气体环境根据爆炸气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按照下列规定进行等级分区：
（一）0区：连续出现或长期出现爆炸气体混合物的环境，或者说存在着连续级释放源的区域；
（二）1区：在正常运行时可能出现爆炸气体混合物的环境，或者说存在着第一级释放源的区域；
（三）2区：在正常运行时不可能出现爆炸气体混合物的环境，即使出现也是短时间存在爆炸气体混合物的环境，或者说存在着第二级释放源的区域；
（四）当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级；当通风不良时，应提高爆炸危险区域等级。
我国的《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》对爆炸粉尘环境做了如下的阐述：
在大气条件下，爆炸粉尘、可燃性导电粉尘、可燃性非导电粉尘和可燃纤维与空气形成爆炸气体混合物。同样根据爆炸粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，按照下列规定进行等级分区：
（一）10区：连续出现或长期出现爆炸粉尘混合物的环境；
（二）11区：有时会将积留下来的粉尘扬起而偶然出现爆炸粉尘混合物的环境。
对上述这些爆炸危险环境的一、二类防雷建筑物，其防雷设施应如何选择和布置呢？
3 防雷设施的选择和布置
为简便起见，本章节所列建筑物均为爆炸危险环境建筑物。另外，雷电的危害主要有三种：直击雷、感应雷和雷电波入侵，本章节所阐述的建筑物防雷设施针对前两种，对于雷电波入侵所采取的措施请参见相关的技术 文献 。
3．1接闪器
众所周知，雷电放电有两种，一种为云间或云内放电；另一种为云对地放电，也就是常说的直击雷。直击雷放电主要由雷云负、正先导电荷同地面高耸突出物的正、负先导电荷“中和”而形成，两者之间的电位可高达数千万伏甚至上亿伏。地面的突出物越高，则产生上行先导需要的平均雷云下电场e0越小，相对放电电流il越小。
基于上述原由，如果爆炸危险环境建筑物没有防雷设施，则建筑物以下部位易遭受雷击，如图3－1所示：
为了保护爆炸危险环境建筑物避免雷击放电形成电火花引起爆炸，应设置接闪器，接闪器由下列一种或多种设施组合而成：
（一）独立避雷针；
（二）架空避雷线或架空避雷网；
（三）直接装在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网，且避雷网（带）应沿图3－1所示易受雷击的部位敷设。
避雷针、避雷带、避雷网保护范围 计算 有多种 方法 ，一般来说，我们采用“滚球”计算法，其具体计算过程参见《建筑物防雷设计规范》gb50057－94。
表3-1 爆炸危险环境建筑物防雷设施选择和布置形式表
防雷等级防雷设施 第一类防雷建筑物 （滚球半径30m）
第二类防雷建筑物 （滚球半径45m）
架空避雷网 布置尺寸 ≤5m×5m或6m×4m
不需要 装在建筑物上的避雷网（带）
当建筑物太高或其它原因难以装设独立避雷针、架空避雷线、架空避雷网时可以采用这种措施并同建筑物上的避雷针组成混合接闪器，避雷网格布置尺寸如上。 布置尺寸 ≤10m×10m或12m×8m
相关备注
当排放物达不到爆炸浓工、长期点火燃烧、一排放就点火燃烧以及发生事故时才达到爆炸浓度的通风管、安全阀，接闪器保护范围可仅保护到管帽，无管帽时可以保护到管口。否则，为了防止接闪器在0区或1区接闪以及感应雷在0区或1区放电，无管帽时，接闪器应保护到管口上方5m的半球体；有管帽时，保护范围见表3-2
对装有阻火器的排放爆炸气体蒸气或粉尘的放散管、呼吸阀、排风管等管道，1区、11区和2区爆炸危险环境的 自然 通风管 （一）金属物体可不装接闪器；
（二）在屋面接闪器保护范围之外的非金属物体应装设接闪器，并和屋面防雷设施相联。
其它同第一类防雷建筑物
表3-2 有管帽的管口接闪器的保护范围
装置内的压力与周围空气压 力的压力差（kpa）
排放物的比重 管帽以上的垂直 高度（m）
距管口处的水平 距离
＜5 重于空气 1 2 5～25 重于空气 2.5 5 ≤25 轻于空气 2.5 5 ＞25 重或轻于空气 5 5 布置接闪器时，应该采取表3－1所涉及的措施，使保护范围更加全面、合理。
另外，当直击雷击中接闪器，且接闪器与被保护建筑物、与被保护建筑物附属金属物之间没有等电位措施时，为防止接闪器产生高电位对这些物体发生反击，还应使接闪器与这些物体之间保持一定的安全距离，这一点可以通过图3－2所示的简化模型加以理解。表3－3中则列出了式3－2简化以后应该在工程中采取的接闪器防雷电反击距离。
3．2引下线
当雷电流经过接闪器引流后，将通过引下线进入大地“中和”。引下线布置的合理，会大大降低雷电过电压。在我国的《建筑物防雷设计规范》中，引下线布置应注意以下几点。
对于一类防雷建筑物：
（1）金属屋面周边每隔18～24m应采用引下线接地一次；（2）现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋宜绑扎或焊接成闭合回路，周边每隔18～24m应采用引下线接地一次；（3）建筑物上有接闪器时，其周边引下线间距不大于12m。
对于二类防雷建筑物：
引下线不应少于2根，并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m。
对于一、二类防雷建筑物，没有采取等电位措施时，应满足表3－3所列引下线的防雷电反击距离。
实际上，要保证表3－3所列安全距离，还是有一定困难的。因此，对于装有防雷设施的建筑物，在防雷设施与其它设施及建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位联结。这一点也是在工程实际中经常采取的措施。
引下线的制作及安装参见相关国家标准图集。如99d562等。
3．3防雷接地装置
从图3－2和式3－2可以看出，接地装置的选择和布置可以大大 影响 建筑物的防雷效果，对于独立避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有其独立的防雷接地装置，应满足表3－3的安全距离要求。装在建筑物上的避雷针、避雷网（带），其接地装置可以与电气设备接地、防雷电感应接地合并设置，取其中接地电阻的最小值，不合并时，须满足表3－3的安全距离要求。接地装置工频接地电阻值选择和 计算 应符合《电力装置的接地设计规范》。
表3-3 防雷设施至被保护建筑物,附近金属的安全距离
防雷等级防雷设施 第一类防雷建筑物 第二类防雷建筑 ri:冲击接地电阻ω。 hx:计算点的高度（m）。
h:支柱高度（m）。
t:避雷线的长度
t1:从避雷网中间最低点沿导体至电近支柱的距离（m）。
n:避雷网11的倍数。
kc:分流系数。
架空避雷线sa1、架空避雷网（接闪器）sa2 1.sa1≥0.2ri+0.03(h+1/2)
[(h+1/2)＜5ri]
sa1≥0.05ri+0.06(h+1/2)
[(h+1/2)＜5ri]
2.sa2≥(1/n)[0.4ri+0.03(h+11)]
[(h+11)＜5ri]
sa2≥(1/n)[0.1ri+0.12(h+11)]
[(h+11)≥5ri]
安全距离除满足上述表达式外,还不应小于3m
独立避雷针和架空避雷线、网的支柱或引下线sa3，建筑物防雷的引下线sa4 1.sa3≥0.4(ri+0.1hx)
(hx＜5ri)
sa3≥0.1(ri+0.1hx)
(hx≥5ri)
安全距离除满足上述表达式外,还不应小于3m
1.sa4≥0.3kc(ri+0.1hx)
(hx＜5ri)
sa4≥0.075kc(ri+hx)
(hx＜5ri)
2.sa4≥0.075kchx
当金属物或电气线咱与防雷接地装置汀连时,应满足上述表达式1.相连或通过过电压保护器相连时,应满足上述表达式.
防雷接地装置se1
sel≥0.4ri
安全距离除满足上述表达式外,还不应小于3m
sel≥0.3kcri
安全距离除满足上述表达式外,还不应小于2m.
另外，防直击雷的人工接地体距建筑物出入口或人行道不应小于3m，小于3m时应采取下列措施之一：
（1） 水平接地体局部深埋不应小于1m；（2） 水平接地体局部应包绝缘物，可采用50～ 80mm厚的沥青层，其宽度应超过接地体2m；（3） 采用沥青碎石地面或在接地体上面敷设 50～80mm厚的沥青层，其宽度应超过接地体2m；在防雷接地装置与电气接地装置共用或相连的情况下：当低压电源线路采用全长电缆或架空线换电缆引入时，宜在电源线路引入的总配电箱处加装过电压保护器；当y ,yn0型或d,yn11型接线的配电变压器在本建筑物内或附设于外墙处时，在高压侧和低压侧均应装设避雷器。防雷接地装置可采用环形接地装置网，以降低各种感应过电压。
另外，接至防雷接地装置的各种形式接地，除并列管道外不得串联接地。
接地装置的制作及安装参见相关国家标准图集，如86d563等。
3．4特殊建筑物防雷
有爆炸危险的露天钢制封闭气罐，当其壁厚不小于4mm时，可不装设接闪器，但应接地，且接地点不应少于两处；两接地点间距离不宜大于30m，冲击接地电阻不应大于30m 。放散管和呼吸阀应满足表3－1的要求。
4 相关原则和结论
在现实生活中，由于防雷设施选择和布置不当造成损失的例子很多，如1987年7月，日本茨县取手市一幢三层楼顶上安装的避雷针遭雷击，雷电涌流不能及时通过引下线泻入大地，形成局部电位抬高。室内电器设备全部损坏，如果该建筑物为爆炸危险环境建筑物，后果不堪设想。
可以看出，对爆炸危险环境建筑物必须采取防雷设施，并且要做到安全可靠、技术先进、 经济 合理。这同时也是对爆炸危险环境建筑物采取防雷设施的原则。
通过对爆炸危险环境防雷设施的阐述并结合防雷设施选择的原则，作者认为爆炸危险区域范围的准确划分或者说防雷等级的准确划分是合理选择爆炸危险环境防雷设施的重要出发点。否则，将会选择无端复杂的防雷设施，人为地提高防雷难度和工程投资。
在规范允许的情况下，应多利用建筑物自身布置防雷设施，这样大大可以降低实现表3－3所列安全距离的难度。
另外，从本文中还可以看出，等电位联结是解决表3－3所列安全距离难度有效 方法 ，在布置防雷设施时，应该多想想等电位联结的措施，这对降低防雷难度，提高防雷质量大有裨益。在工程实际中，还应因地制宜，就地取材，尽可能利用钢制支柱做引下线，对孤立的气体放空金属管道，如果装上阻火器，防雷采用管柱直接接地即可，而阻火器的安装对工艺专业来讲也是容易做到的。
作者对这类建筑物的防雷也深感棘手，今天，认真考虑个中原由，争取从中获取点滴经验，并借此机会和同行探讨，恳请各位专家批评指正，心中将不胜感激。
参考 文献
1． 解广润主编，电力系统过电压，水利电力出版社，1985年6月；
2． 徐永根主编， 工业 与民用配电设计手册，水利电力出版社，1994年12月；
篇5
1 引言
在几乎所有涉及过电压保护的建筑防雷设计中，都有这样的设计方案：“第X条：过电压保护：在电源总配电柜内装第一级电涌保护器，在各分配电柜、屋顶风机、室外照明配电箱内装二级电涌保护器。”在一次防雷技术竞赛中，多数参赛选手进行过电压保护设计时，也是运用和上述同样的设计方法。按照这一设计的思路，雷电流或其它过电压只能是从配电线路直接或感应产生，根据分级保护的原则，那么就是在电源总配电柜内装第一级电涌保护器，在各分配电柜、屋顶风机、室外照明配电箱内装二级电涌保护器，以实现对建筑物内电气设备的过电压保护。显然这样设计是不正确的，产生这样普遍错误的原因，一方面是没有深刻领会《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94.2000年版）中第六章第四节中对电涌保护器的要求说明的条文；是只考虑了过电压要采取多级保护措施，而没有考虑为什么要采取多级保护措施，更没有根据设计对象研究采取怎样的多级保护。
随着防雷管理和防雷技术服务工作的深入开展，遇到的疑难技术问题也越来越多，譬如，安装了避雷带，还被雷击掉了楼角，是设计不合理，是施工质量有问题，还是另有原因？很多建筑、设施，按规范要求应视为Ⅲ类防雷建筑，安装的却是Ⅱ类或Ⅰ类才要求的防雷装置，但又不完全满足Ⅱ类或Ⅰ类的某些条款要求，那么这类的防雷装置是合乎规范的合格防雷装置，还是不合格的？问题看上去似乎并不复杂，但回答起来却并不容易，而且一旦出错，就关系到被检测单位整改问题和检测部门的技术水平。
2 检测实例分析
2.1实例介绍
图1为某武警部队枪械库区平面图，abcd为库房建筑，呈凹形布局，高度为3米；a’b’c’d’为库区围墙，围墙西北角设一高6米的警卫岗楼，楼顶设避雷带。在库房两侧各安装独立避雷针一支，针高15米，距库房的水平距离分别为2.5米和1.8米，距围墙根的距离分别为1.5米和1.2米。
图1：某枪械库区平面图 图2：黄土洞库剖面图
根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）（以下简称规范）第2.0.3条第四款之规定，该建筑属于第二类防雷建筑物，但所采取的直击雷防护措施却是只有对第一类防雷建筑物才明确要求的独立避雷针装置。根据《规范》第3.2.1条第五款之规定，独立避雷针和架空避雷线支架及其接地装置距被保护建筑物及与其有联系的管道、电缆等金属物之间的距离应…，但至少不得小于3米。
在该枪械库管理人员提供的2001年检测报告中，指出避雷针距被保护建筑物之间的距离不符合《规范》要求，建议整改，但一直未予实施。
2.2 对规范的理解
理解一：像2001年检测报告中指出的那样，该枪械库所安装的独立避雷针距被保护建筑物之间的距离显然不符合《规范》要求的至少3米，应予整改。
理解二：安装独立避雷针是《规范》要求第一类防雷建筑采取的直击雷防护措施，要求独立避雷针距被保护物保持不小于3米的安全距离，目的是为了防止雷击电流流过防雷装置时所产生的高电位对被保护的建筑物或与其有联系的金属物发生反击。
3设计实例分析
3.1实例介绍
图2 为某煤矿民爆炸药库的位置示意图，库室于30多米高的陡峭三崖根部掘进形成，库房出口对面正对的是15米高的土崖，整个库区范围被两面山崖遮挡。根据建筑设计有关规范，该炸药库在设计时被定性为黄土洞库，其直击雷防护参照覆土库的要求设计，即在距库房5米的适当位置，安装两支独立避雷针加以保护，避雷针的设计高度，根据一类防雷建筑的设计要求，以30 米的滚球半径计算为15米。
3.2对规范的理解
理解一：该炸药库为覆土炸药库，炸药库应按一类防雷设计，根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）和《地下及覆土火药仓库设计安全规范》（GB50154-2009）的有关规定，该建筑应安装独立避雷针加以保护。
理解二：该建筑虽然是一类防雷建筑，但应考虑该建筑所处的实际位置和构成形式，它和一般的覆土炸药库并不相同，其覆土不是一般意义上的人工覆土，而是利用了30米高的山崖，且较近的对面还有足够高度的土崖遮挡。显然，第二种理解更符合防雷技术和规范的要义，跟能有效地实现趋利避害的目的。
防雷是在雷电理论研究和防护工作实践中不断探索、不断进步的一门新兴的边缘学科。到目前为止，还没有形成完全成熟的雷电学理论和十分有效的防雷技术。防雷装置不像其它功能性设备那样，只要设计安装完成，就能基本或完全实现它预想的功能。因此，防雷技术规范只是对最新防雷理论和技术的总结和应用，并不是说只要照规范安装就能确保被保护设施不遭受雷电侵害（在对规范理解应用正确的前提下），更不能生搬硬套规范，以为自己的设计只要满足规范要求就行。因此，在防雷实践中，将对防雷技术规范的理解和应用与当前防雷技术的最新进展以及被保护对象的具体特点相结合的问题就显得特别重要。因地制宜地提出对某一对象的保护方案，使其既符合规范要求，又最大限度地运用当前的防雷理论技术，才能正确地把握规范的要求，合理地解决实际遇到的防雷技术问题。
4 结论
4.1、《规范》是对相应技术领域的最低标准的基本要求，其底线不可以突破，但可以提高设计要求标准。在日常的防雷设计审核业务中遇到的防雷设计对接地电阻的要求一般均是小于1欧姆，但现行的防雷技术标准并没有这样的要求。
4.2、《规范》所述的每一条款均有严格而准确的含义，相联系的条款之间均有着严密的逻辑关系，在实际理解与应用中必须全面考虑，准确把握。
4.3、在日常的检测和审核业务中，并不是所有的设计方案和防雷装置都严格按规范条文设计安装，只要总体设计并不违反《规范》要求即可，大部分情况是设计高于《规范》要求。
4.4、在《规范》的应用中有时并没有现成的条款套用，但可以参照类似的情况分析应用。譬如避雷带的安装位置，《规范》要求应沿屋角、屋脊、屋椽和椽角等易受雷击的部位敷设，但有些建筑因造型需要，屋角、屋脊、屋椽的位置、尺寸范围较大，难以确定避雷带安装的恰当部位。这一问题也是被建筑设计部门一直忽视的细节问题。
4.5、在防雷检测工作中，检测人员的主要精力往往都集中在接地电阻的测量上。《规范》对防雷装置的要求并不仅仅是接地电阻的大小，实际上《规范》对接地电阻的要求只是诸多要求中的一点。检测报告中对某一防雷装置的检测结论也不是单指其接地电阻是否符合规范要求。
参考文献：
篇6
1.接闪器
1 可采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带、接闪杆或由其混合组成的接闪器接闪。
2 宜沿建筑物屋面四周、女儿墙、梯间屋面四周等易受雷击的部位明敷接闪带，同一平面内的接闪带应闭合，不同平面间的接闪带应保持电气导通。
3 接闪带中心线距离屋面或墙面的高度应不小于150㎜，接闪带为扁形导体时，固定支架间距500㎜为宜，接闪带为圆形导体时，固定支架间距1000㎜为宜。
4在屋角、屋脊、檐角等易受雷击处宜设置接闪杆，其规格应符合规范要求。
5宜优先利用屋面结构钢筋构成暗敷接闪网，接闪网和接闪带在屋面构成的网格应满足：第一类防雷建筑物不大于5m×5m或6m×4m，第二类防雷建筑物不大于10m×10m或12m×8m，第三类防雷建筑物不大于20m×20m或24m×16m。（为均衡地电位，防止发生反击，可局部加密网格）
6屋顶上永久性金属物宜作为接闪器，其各部件之间应连成电气贯通且规格尺寸应符合规范要求。
7 玻璃幕墙压顶板为金属板材时，可利用其构成接闪器，其厚度和电气导通性应应符合规范要求。
8鉴于目前国际和国内均无提前放电避雷针的使用标准，也没有权威检测机构出具的能证明该类避雷针保护范围达到制造商宣称的范围，相反，国外有些科研机构对该类避雷针进行了测试，其结论是其保护效果并不优于普通避雷针。因此，不建议安装提前放电避雷针。若确需安装非常规接闪装置的，则其保护范围的计算按照常规接闪装置对待。
第一类防雷建筑物不能用金属屋面作为接闪器，此时金属屋面作为防闪电感应装置的一部分，仍需要做等电位连接和接地处理；第二和第三类防雷建筑可利用金属屋面或屋面上永久性金属物做接闪器，金属物的厚度应满足要求，只要求连接部位电气贯通性，不再要求搭接长度。
直接设置接闪杠的做法基本已经淘汰，因为接闪杠的防雷模型可以看做是伞状防护，它会存在接闪盲区，也不能防侧击雷，但由于其引雷电的功能强大，在一级防雷的地区的建筑物就会采用接闪杠、接闪带加设均压环混合安装做法。通过以上安装施工，我们人为把建筑物构成了钢筋接闪笼子，可以全方位的避免建筑物遭雷击时受到损害。
2.引下线
1宜优先利用建筑物钢筋混凝土柱或剪力墙中对角两条直径不小于φ10的主筋或钢结构柱作引下线。
2 引下线应沿建筑物四周均匀对称布置，主要阳角位应设有引下线，其间距沿周长计算应符合：一类防雷建筑物不大于12m，二类防雷建筑物不大于18m，三类防雷建筑物不大于25m的要求。当建筑物的跨度较大，无法在跨距中间设置引下线时，应在跨距两端设置引下线，并适当减小其他引下线的间距。
3当利用钢筋混凝土柱中钢筋、钢柱作引下线，并采用基础钢筋做接地装置时，引下线可不设断接卡，应在室内、外适当位置设若干与柱内钢筋相连的连接板，供测量、外接人工接地体和等电位连接使用，设置高度不应低于300mm。
4对于含有较多信息系统机房或控制中心的建筑物，为达到良好屏蔽效果，有效减低保护空间的干扰场强，建议将所有结构柱设为引下线，可有效减低分流系数，减小分流到各条引下线的雷电流，减低保护空间的干扰场强，扩大信息系统机房或控制中心的有效使用面积。
防侧击
第一类防雷建筑物（非独立防雷装置）防侧击按照30m以上设置接闪器方式，当建筑物高于30m 时，尚应采取以下防侧击的措施：
1. 从30 m起每隔不大于6m沿建筑物四周设水平接闪带并与引下线相连；
2 .30m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。
滚球半径（第二类滚球半径为45m，第三类滚球半径为60m）高度以下楼层，每三层设置一次均压环；滚球半径高度以上楼层，每两层设置一次均压环。
3.均压环可利用建筑物圈梁两条面筋通长焊接并与本楼层所有引下线电气连通构成。
对于第二、三类防雷建筑物防侧击侧重于超过滚球半径，尤其是对“其上部占高度20%并超过60m的部位”作出明确要求：
1 ) 在这部位各表面上的尖物、墙角、边缘、设备以及显著突出的物体，如阳台、平台等，应按屋顶上的保护措施考虑；
2 ) 在这部位布置接闪器应符合对本类防雷建筑物的要求，接闪器应重点布置在墙角、边缘和显著突出的物体上；
3 ) 外部金属物，如金属覆盖物、金属幕墙，当其最小尺寸符合规范第5.2.7条2款的规定时，可利用其作为接闪器，还可利用布置在建筑物垂直边缘处的外部引下线作为接闪器；
4.接地装置
1 接地装置优先采用闭合环形网状地网，接地装置网格尺寸宜等同于天面避雷网格。第二类防雷建筑物，网格尺寸不大于10m×10m或12m×8m；第三类防雷建筑物，网格尺寸不大于20m×20m或24m×16m。为均衡地电位，防止发生反击，可局部加密网格。
2 宜优先充分利用建筑物桩、承台、基础内的结构钢筋构成自然接地装置。利用钻（挖）孔桩主筋作垂直接地极时，每处引下线宜每桩利用结构主筋中对角不少于2根主筋作为垂直接地体，同时利用箍筋将桩基主筋焊接连通构成钢筋笼。利用预制桩主筋作垂直接地极时，每处引下线宜利用桩结构主筋中对角不少于2根主筋作为垂直接地体，每处引下线多桩承台内桩的利用数不少于2根。选取承台上或下层外圈钢筋焊接连通构成承台环，承台环分别与作为垂直接地体的桩筋和作为引下线的柱内结构主筋焊接连通。构件内有箍筋连接的钢筋或成网状的钢筋，其箍筋与钢筋、钢筋与钢筋应连接成电气通路，优先采用焊接连接。（考虑到电阻问题，为保证接地电阻达到规范要求，优先采用焊接连接；至于捆绑连接方法，只要能达到规范要求电阻也是允许的。）
3采用综合接地系统，交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地、防雷接地应共用接地装置，共用接地装置的工频接地电阻值不大于1Ω，若系统或设备需要更低的接地电阻时，则需满足系统或设备要求。
4 若附近还有其它建（构）筑物的接地装置，要求接地装置之间的地中水平间距应不小于20m，否则应采取等电位连接措施，形成联合接地网。
5.电源系统安装电涌保护器
建议对电源系统安装两级或三级电涌保护器。鉴于广州地区雷电活动频繁，局地雷电流累积概率对应雷电流强度较大，推荐各级电涌保护器通流量为：第一级（LPZ0/LPZ1边界处，如总配电箱、配电柜或变压器低压侧母线上），装设I级试验的电涌保护器，其冲击放电电流宜不小于20kA，第二级（LPZ1/LPZ2边界处，如分配电箱或楼层配电箱），装设Ⅱ级试验的电涌保护器，其标称放电电流宜不小于40kA，第三级（LPZ2及后续防雷区边界处，如设备机房配电箱或特殊要保护的信息设备电源端口），装设Ⅱ级试验或Ⅲ级试验的电涌保护器，其标称放电电流宜不小于20kA。
6.结束语：
雷电对建筑物的损害途径是多方面的。 因此建筑物的防雷保护设计是一项既简单又繁琐的内容，但对建筑物的安全使用、电气设备的正常运行有着至关重要的作用，总之，防雷保护设计应综合考虑，更要结合现实施工条件,才能获得良好的效果。
篇7
0 引言
古建筑是某一地区、某一时代文化发展的标志，历经沧桑的古建筑因为所具有的独特造型和风格以及丰富的历史文化内涵，成为我国历史文化的宝贵遗产。然而古建筑多为木质或砖木结构，若建筑防雷稍有疏忽，就可能成为雷击对象，引发火灾，造成不可挽回的损失。据统计，建国以来，雷击古建筑火灾约占古建筑火灾的15%左右，而未引发火灾的雷击事故就更多了。现存的古建筑中有很多是遭雷击受损后修复或重建的，因此古建筑的防雷安全工作事关重大，加强古建筑物的综合防雷是非常有必要的。
岳飞庙址位于河南省安阳市汤阴县城内西南街，是一处完整的古建筑群。现有面积4 000多m2，殿宇建筑近百间，坐北朝南，外廊呈长方形。临街大门为精忠坊，木结构牌楼。属于国家级重点保护建筑。
通过现场勘察，根据《建筑物防雷设计规范》、《古建筑木结构维护与加固技术规范》、《建筑物防雷设施安装》图籍中“古建筑防雷作法”等标准，对岳飞庙古建筑群进行了综合防雷设计。
1 岳飞庙防雷类别的确定
根据GB50165-92《古建筑木结构维护与加固技术规范》第5.3.1条的规定，古建筑分为三类：第一类：国家级重点保护的古建筑；第二类：省、自治区、直辖市保护的古建筑；第三类：其他古建筑[1]。根据古建筑物的特殊结构和对防雷的要求，将古建筑物防雷标准纳入到建筑物防雷设计规范GB50057-94之中。根据《建筑物防雷设计规范》，建筑物的防雷分类根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果来确定[2]。国家级重点文物保护单位的古建筑物根据其大小至少应划为二类以上防雷建筑物。
2001年，岳飞庙被国务院公布为全国重点文物保护单位，其建筑规模较大，而且整个建筑群以木结构为主，遭受雷击时极易起火燃烧，将造成无法弥补的巨大损失。根据GB50057-94规定，第一类防雷建筑物是指有爆炸危险，因电火花而引起爆炸，会造成巨大损失和人身伤亡者。因此岳飞庙古建筑群应按照第一类防雷建筑物标准进行防护。
2 岳飞庙外部防雷设计
对岳飞庙古建筑群的防直击雷措施主要从接闪器、引下线、接地装置等几个方面进行设计。
2.1 接闪器
根据《建筑物防雷设计规范》，岳飞庙古建筑群按照第一类防雷建筑物级别进行直击雷防护，在各祠宇屋顶上安装尺寸不大于5m×5m或6m×4m的避雷网格。在屋脊、屋檐上暗敷避雷带，为保持古建筑的美观，避雷带应沿古建筑物屋脊的轮廓弯曲，避雷带应高出正脊、斜脊、屋檐瓦当的高度20cm。在脊顶、宝顶、宝顶、尖塔、塑像、兽头、人物、挑檐等处用Φ16以上的铜棒做避雷小针，使整座祠宇建筑最易受雷击的部位均处于接闪器的保护范围内[3]。全部接闪器共需使用紫铜棒Φ16×50cm94根、Φ18×80cm22根、Φ18×100cm的43根、Φ18×120cm的18根和Φ25×50cm的3根。使用紫铜既耐腐蚀，又与古建筑相匹配，不会影响岳飞庙的原貌。
2.2 引下线
防雷引下线根数与雷电流分流的大小成正比，与每根引下线所承受的雷电流成反比，因此在引下线设置不合理时，易产生雷电反击及其二次危害。各祠宇多为砖木结构，应采用明敷，敷设时应注意引下线要对称，为保持各祠宇的外型美观，在间距符合规范的前提下，尽量不要在正面敷设引下线，引下线的间距不应大于12m。岳飞庙内东西厢房、岳云祠、四子祠、岳珂祠、孝娥祠等面积较小，每座祠宇只需对称的引下线两根便满足要求。精忠坊因外形较大，应在其四角设置引下线。
2.3 接地装置
古建筑物接地装置的布设应根据其用途、性质、地理环境和游客多少等情况来选择结构方式和位置。在岳飞庙内做接地装置时应注意游客集中场所与地下管线路的安全距离。对于面积较小的几个祠宇的接地装置应连接成一体，构成均压接地网，使接地网界面以内的电场分布均匀，减少跨步电压对游客的危害，同时减小地面电位梯度大而产生的反击高压危害。为降低雷击跨步电压对游客的危害，当接地体距建筑物出入口或人行道小于3m时，接地体局部应埋深1m以下，若深埋有困难，则应敷设50mm~80mm厚的沥青层，其宽度应超过接地体2m。埋在土壤中的接地装置，其连接应采用焊接，并在焊接处作防腐处理[2]。
3 岳飞庙内部防雷设计
为了加强对古建筑物文化遗产的保护和监管，各文物保护管理单位在古建筑群内设置监控、电话、消防、照明等设施，增强了古建筑物的防雷安全隐患，因此在做好外部防雷的同时，还应做好等电位连接、安装SPD、合理布线、接地等内部防雷。
1）电源系统的防雷：岳飞庙内各祠宇的高度一般较低，电源线不易采用架空线路引入，因此应采用穿钢管埋地敷设的方式引入电源线路，并且在引入端电源箱内安装电源浪涌保护器；
2）把各类金属管包括铠装电缆的金属外皮在相应的防雷交界区处就近与防雷接地或建筑基础地作等电位连接，使沿各类金属管和电缆侵入的雷电流及时泄入地中。各祠宇内防雷电感应的接地干线与接地装置的连接不应少于两处。同时在天馈线、通讯、电话线、信号线路进入各祠宇时安装信号浪涌保护器；
3）岳飞庙古建筑群各祠宇内外安装的监控摄像系统，在保护范围内，金属外壳应接地，并与各祠宇的防雷接地连接；在摄像头端安装三合一避雷器，作为对摄像头电源、信号、控制的雷电防护。在监控主机前安装多端口BNC接口避雷箱，作为对监控主机的防护；
4）沿木质介质敷设的电缆采用阻燃型电缆。
4 结论
通过以上设计，能够对岳飞庙古建筑群内存在防雷安全隐患的部位进行了有效的防护，最大程度的减小了雷电灾害造成的损失。然而根据现行的《建筑物防雷规范》，也不能保证建筑物防雷达到百分百的安全，古建筑物的防雷并不是很完善。因此，各级防雷安全管理部门要加强监管，定期进行安全检测，每年至少检测一次，发现问题及时解决，切实做好古建筑物的防雷安全保护工作。
参考文献
篇8
一、引言
高层建筑是指层数较多、高度较高的建筑物，随着我国社会经济的发展，各地的高层建筑不断增加，以中山市为例，十年前，25层以上的建筑物不到十栋，最近十年，25层以上的建筑如雨后春笋般冒了出来，如今已超过100多栋。普通的住宅、办公楼已逐渐向高层建筑发展，可以预见，今后的高层建筑将越来越多。高层建筑高度高，遭受雷击的概率也随高度的增加而增大，高层建筑内往往有大量的电子设备，这些设备抗干扰能力弱，容易受到雷电流的影响，建筑物受到雷击的时候，如果防雷措施不合理，往往造成巨大的损失，本文根据高层建筑防雷设计普遍存在的问题，提出高层建筑防雷设计的意见和方法。
二、建筑物雷电防护的基本方法
雷击的主要形式有两种：一种称为直击雷，是指雷雨云直接对建筑放电，击毁建筑物并损害其内部的电子设备。二是雷电放电过程中强大的脉冲电流在放电通道周围形成瞬变的电磁场，使邻近的导体产生电磁感应而形成高电压。高电压沿金属管线入侵建筑物以至发生闪击现象，通常称为“感应雷”。根据雷电对建筑物的破坏途径，一般把建筑物的雷电防护分为外部防雷和内部防雷两部分，外部防雷目的是为了防止建筑物及外部设施遭受直接雷电；内部防雷则是为了保护室内人员和设施的安全。
外部防雷通常包括接闪器、引下线和接地装置。接闪器包括接闪杆、接闪带和接闪网等，直接安装在被保护的建筑物上或设置在建筑物上面及近旁。
接闪器的作用是拦截雷电从而保护建筑物，接闪器的保护范围采用滚球法确定，即以给定半径的球体从地面滚过建筑物，球体只能接触地面和接闪器，而不能触及受保护的建筑物或其他受保护的空间（图1）。
图1不同滚球半径的防雷保护
滚球的半径hr根据建筑物不同类别区别对待：第一类防雷建筑物：hr=30m，第二类防雷建筑物：hr=45m，第三类防雷建筑物：hr=60m。可见，高度超过30m的第一类防雷建筑物、高度超过45m的第二类防雷建筑物和高度超过60m第三类防雷建筑物，仅在天面安装接闪器还不能保护整栋建筑物，需要在建筑物增加防侧击雷措施，防止雷电从侧面袭击。
建筑物的防雷引下线的作用是把接闪器拦截到的雷电流引导至接地装置，高层建筑一般利用结构柱内的钢筋作防雷引下线，沿建筑物四周均匀或对称分布，第一类建筑物引下线间距不应大于12m，第二类建筑物引下线间距不应大于18m，第三类建筑物引下线间距不应大于24m。接地装置用于泄放雷电流进入大地，并在引下线之间起等电位的作用，是埋入土壤或混凝土基础中作散流的金属体，现代建筑的接地装置通常采用自然接地体，利用建筑结构中的基础钢筋，包括桩钢筋、承台钢筋、地梁钢筋等焊接连通成一个整体作为接地装置。
内部防雷措施包括屏蔽、等电位连接、安装电涌保护器等。现代防雷技术的一个重要概念是防雷区（LPZ），根据雷电电磁环境的不同，将建筑物划分为不同的防雷区（LPZ），在不同的防雷区的交界面上，电磁环境有明显的变化，LPZ的序号越大，其内部的电磁强度也就越小。（图2）
图2建筑物雷电防护区（LPZ）划分
其中LPZ0A区是建筑物外部的直击雷区域，该区域内的物体可受直接雷击，并传导全部的雷电流，是暴露区域，雷电产生的电磁场没有衰减；LPZ0B区亦在建筑物外部，但区内的各种物体受到接闪器的保护，一般不可能遭受大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，区内的电磁场强度没有得到衰减；LPZ1区内的物体不会遭受直接雷击，雷电电磁场强度得到衰减；LPZ2区是具有比LPZ1区更多屏蔽要求的空间。划分防雷区可以根据不同区内雷电电磁脉冲的强度采取进一步的屏蔽措施，确定等电位连接点的位置，选用和安装不同的电涌保护器，确定电子设备的安全位置。
三、高层建筑防雷工程设计应注意的问题
1、查阅相关建筑施工图，了解项目的基本概况，进行防雷设计前，要对建筑物有一个总体的了解，查阅相关图纸，必要时还要进行现场勘查：
（1）查看总规划平面图，主要了解项目的四置情况和周围的防雷环境；
（2）查阅建筑设计说明，了解项目的使用性质、建设规模和结构；
（3）查看立面图，对建筑物楼层、高度、造型等形成一个基本的整体认识；
（4）对项目所处区域的地理环境、地质条件（土壤电阻率）和雷电活动规律有大概的认识，为设计提供基本的依据。
2、确定建筑物的防雷类别
依据GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》对建筑物的分类标准，计算建筑物年预计雷击次数：
N = kNgAe
式中N——建筑物的预计雷击次数（次/a）；
k——校正系数，一般k取1.0；
Ng——地面年平均雷击次数[次/（km2·a）]；
Ae——与建筑物接受相同雷击次数的等效面积（km2）；
当建筑物的预计雷击次数均大于0.25次/a，应定为第二类防雷建筑物。
3、确定外部防雷措施
外部防雷措施是防止雷电直接袭击建筑物，一般在建筑物顶部设置接闪器拦截雷电，实际工程中往往出现建筑装饰与防雷效果的矛盾，防雷设计规范中有利用屋顶女儿墙压顶钢筋作为接闪器（暗敷），这种做法不适合于高层建筑。近年的雷击调查表明，雷击时暗敷接闪器外的水泥块会被击毁坠落造成危险。某一高层建筑天面四周女儿墙用大理石敷面，宽近80cm，而接闪带紧贴女儿墙中央敷设，外沿不能受到保护，一旦发生雷击，碎石可从200多米高空坠落，危及周围的行人和车辆的安全，这样的设计显然是不合理的，高层建筑的防雷接闪器应能保护建筑物外沿，易受雷击部位可结合使用接闪杆，不可采用暗敷接闪器。
高层建筑的防侧击雷措施一般采用建筑外墙金属门窗、栏杆接地的方法，对突出墙体不受保护的物体，还应设置接闪器进行保护，具体做法可利用建筑物圈梁内钢筋焊接连通，并与所有防雷引下线连通构成均压环，在建筑物金属门窗、护栏等地方预留接地端与之连接，均压环宜每层或每二层设计一道，方便金属门窗、护栏接地。
通过合理设置防雷引下线，把雷电流均匀地分布在建筑物的向大地泄放，引下线的布设应符合规范的要求，并考虑以下因数:
（1）引下线应沿建筑物均匀布设；
（2）建筑物天面转角、易受雷击部位应设置引下线；
（3）引下线应以最短路径引至接地装置；
（4）引下线应避免接近电梯、线井等位置。
建筑物的外部防雷措施对建筑物起到防直接雷击作用外，也是整个综合防雷系统的基础，外部防雷措施布设的接闪器应尽可能捕获击向建筑物的雷电闪击，然后通过分布在建筑物四周的引下线把雷电流引向接地装置，并迅速泄放进入大地，为建筑物内部电子设备的雷电防护提供良好的基础。
4、确定内部防雷措施
闪电击中防雷设施后，接闪器、引下线附近会产生瞬变电磁场，并在金属导线上产生很高的感应电压，对建筑物内的电子设备带来极大的伤害。屏蔽、等电位连接、安装电涌保护器（SPD）是建筑物内部防雷的主要方法。
（1）屏蔽。高层建筑外部防雷措施把楼层和柱子、剪力墙等建筑物结构钢筋连接成“法拉第笼”并进行接地，对建筑物产生一定的屏蔽，但对电子设备而言，这种保护是不够的，还要对设备及线路进行特别的保护：对进出建筑的线路，应采用铠装电缆或把线路放置在金属槽管内，电子设备机房可以采用金属网格或金属板进行屏蔽。雷击时建筑物的中部、底部电磁环境较好，合理布设线路、机房的位置可提高电子设备的安全。
（2）等电位连接。在不同雷电防护区的交界面处应做等电位连接，以防止雷电冲击波穿过雷电防护区的界面进入建筑物内。进出高层建筑的管道一般集中在地下室或地面，进行防雷设计时，应认真考虑等电位连接的需要，预留等电位连接端子，地下室的配电房、电梯井、线井，燃气管、水管进出处等位置应预留接地端子做等电位连接，各楼层的线井、电梯井等也应预留等电位接地端子，供楼层接地用。
（3）电涌保护器（SPD）。电涌保护器应安装在建筑物不同防雷区（LPZ）界面或设备前端等特定的位置，第一级的SPD安装在线路的入口端，电源系统应设在总配电箱，选用Ⅰ级试验电涌保护器，通信等信号系统设在终端配线箱；电源系统一般应在楼层的分配电箱设第二级SPD，选用Ⅱ级试验电涌保护器，并根据设备的耐压水平确定后续的保护措施。
四、结束语
高层建筑的内部通常有大量的电气和电子设备，对防雷措施要求严格，防雷设计应采用综合防护的概念，使用外部防雷和内部防雷的综合防护措施，对建筑物本身，主要是防直击雷，通过装设接闪器拦截击向建筑物的雷电流并使之迅速泄放进入大地；而对建筑物内部的电子设备，重点是防止感应雷的危害，在设计过程中，要充分考虑屏蔽、等电位连接、电涌保护等方法，结合建筑物及其内部的电子设备的特性，才能制定合理完善的设计方案。
参考文献：
虞浩.现代防雷技术基础（第二版）.北京：清华大学出版社，2005
梅卫群.江燕如.建筑防雷工程与设计.北京：气象出版社，2003
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根据我国《建筑物防雷设计规范》中的相关规定，应该根据建筑的重要程度、使用性质以及雷击事故可能的程度等，将建筑的防雷等级分为一、二、三类。对于那些没有在这三类当中的建筑物而言，并没有做出强制性的防雷要求，也没有对这些建筑做出防雷建议。同样，对一些没有达到防雷标准的其他事物，诸如家用电气等都没有做出对应的规定和建议。
1不达防雷等级之外建筑的防雷问题
1.1对不达防雷等级建筑防雷的必要性
不达防雷标准的建筑，诸如绝大多数的农村中小学、农村村社以及相当部分的城镇建筑等，同时还包括城市近郊的地层小户型住宅以及处于旷野中的小型建筑等，这些建筑的预计遭受雷击的次数远远小于《建筑物防雷设计规范》中对第三类防雷的建筑物，可以不进行防雷处理。但是，在现实中却往往存在遭受雷击的现象，造成了一定程度上的损失。
尤其是随着经济社会的不断发展以及人民生活水平的不断提高，在对防雷要求方面也提出了更高的要求，而建造防雷设计过程中也应该体现出这种“以人为本”的基本概念，争取更大限度的保护人民的生命和财产的安全。从这个角度来看，个人以及建造设计单位都应该对自己的防雷观念进行适当的改变，不能认为没有达到强制性的防雷标准就不进行防雷处理和防雷设计，而应该将防雷理念提高到一个新的高度，在强制防雷标准规定之外还应该进行建筑物的防雷设置，尤其是对于一些人员相对集中的建筑应该进行防雷装置的设置，诸如农村小学、宗教场所等，避免群死群伤的现象。
1.2在农村和城市近郊的建筑中设置防雷装置
在农村、城市近郊等新建设的房屋，或者是统一建设的新农村住宅，农村中小学校、乡镇办公楼等，不论其是否达到最低的防雷设置强制标准，都应该采用合适方式来进行防雷设计。因为：其一，可以有效的避免人员以及建筑物遭受到雷击的危害；其二，进行防雷设计之后的建筑在以后进行改造的过程中将更加的方便和简洁；其三，进行防雷装置的安装带来建筑成本的增加较少，尤其是对那些建筑中设置了构造柱、圈梁等的建筑，只需要在合适的位置焊接上钢筋，并连接好地下引线、接地体等，再加上避雷针就完成了，不会带来过大的经济负担。
1.3处于易受雷击地域的建筑应该设置好防雷装置
通常而言，雷击具有一定的选择性，那些电阻率较小的土壤的导电性通常较好，诸如河床、湿地以及大型的盐矿等场所，处于这些区域的建筑物都容易遭受雷击。同时，那些地表土壤的电阻率存在突变的区域也容易遭受雷击，诸如土壤和岩石的交接处、湿地与山坡的交接处等，处于这些区域的建筑都容易受到雷击的危害。还有，那些有利于雷击云层的地方也容易遭受雷击，诸如山地的东、南坡面就比山地的西、北坡容易遭受雷击，山地中峡谷等容易遭受雷击，尤其是靠山且临水的地区，容易构成雷暴走廊而受到雷击。虽然这些地区的建筑没有达到最低的防雷设计强制标准，都应该采用一定的措施来进行防雷设计。
2不达防雷等级家用电气设备防雷
2.1积极的进行防雷知识的普及
通过进行防雷知识的普及可以有效的提高群众的防雷意识。尤其是一些群众对于雷电波侵入的理论以及感应雷击等的了解还较为欠缺，可以通过防雷知识以及雷电知识的普及教育来进行预防。因此，通过各种渠道，诸如媒体或者是小品宣传等方式来进行这方面知识的宣传与普及就显得尤为必要，通过有效提高群众的防雷意识来提高防雷的效果是一种有效的方式。
2.2躲避为主，拦截、分流为辅的防雷手段
处于建筑物当中的电器设备由于有建筑物作为防雷击的第一道屏障，因此一般不会容易的受到雷击，但是依然存在着一定的遭受雷击概率。尤其是当感应雷击、雷电波的侵入而导致的雷击，诸如供电线路、网络数字信号线等的接入，容易造成使用设备或者是设备使用人员的雷击事故。
我国的《建筑物电子信息系统防雷技术规范》中对电子系统的防雷保护一般是采用屏蔽、接地、等电位连接以及设置浪涌保护器等多种措施来进行拦截或者是分流而实现的。这是因为一些设备即是在雷击发生时也不能够通过停止其工作来躲避雷电的
袭击。
而家用电器在进行防雷设计时就不能够按照上述方法进行，这时因为上述方法一般存在着造价较高、设备复杂的问题，有时候防雷装置的成本都会比需要保护的设备自身的成本高。因此，在对家用电器设备进行防雷保护时，一般都可以采用停止该类型设备工作的方式来实现，诸如将电源线、电视信号线、网线和电话线拔除等方式来主动的躲避雷击的危害。
2.3住宅小区防雷装置的检测和设置
随着城市住宅小区的增加以及新农村建设步伐的加快，在小区建筑中接入的电子设备和信息系统迅速的增加，这就使得建筑的防雷设计要求不断的得到提高，其对应的防雷设备和装置的检测就显得更加的重要。
我国在2008年颁布和实施的《建筑物防雷装置检测技术防范》中就做出了明确的规定，对于那些设置有低压电气系统、电子系统的建筑，虽然不属于第一、二、三类防雷建筑物的强制防雷保护范围当中，但是应该将之作为第三类防雷建筑来进行处理。这种对防雷类别的补充在一定程度上有效的减少了在防雷检测的覆盖盲区，保证一些没有达到强制防雷标准的建筑同样能够受到防雷击装置的保护。
在进行住宅小区的防雷击装置的检测工作过程中，应该注意这样两个方面的工作：其一，对于那些新建设的住宅小区，在施工的过程中就应该对防雷进行跟踪检测，尤其是那些隐蔽性工程，在进行竣工验收的过程中尤其要做好防雷设计的验收工作；其二，对于那些已经投入到使用中的住宅小区，要对防雷设备的安全情况进行检测。尤其是在经过雨季之后，要对那些可能受到雷击的或者是环境腐蚀较为严重的地区进行安全检测。这样，才
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能保证这些区域的地下或者是人为损坏而造成的失效概率达到最低，确保建筑中得到有效的防雷保护。尤其是小区中的居民，应该主动的检测和关注防雷设计的标准以及防雷设备的使用情况，对其进行定期的检测和安全检查。
3结束语
除了从建筑、电气等方面来对防雷的强制标准范围盲区进行防雷设计之外，本人认为还应该从法律和相关的章程来对防雷标准来进行完善，尤其是一些技术性文件，应该通过进一步的完善来确定。同时，各个地方政府及相关的功能部门都应该参与到防雷减灾的工作中来，对防雷规范进行更进一步的完善。消防、建筑、安全监察以及教育等多个部门应该联合起来，通过相互配合而形成合力，在地方政府的积极支持下，更进一步的做好防雷减灾工作，争取将雷击危害降到最低。
参考文献
[1]汪顺勤.防雷类别等级覆盖盲区的防雷问题探讨[J].农技服务,2010,27(7):
913-914.
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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11
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＋2L＋WH200－H＋πH200－H×10－6=60×13＋2（60＋13）20（200－20）＋3.14×20（200－20）×10－6=0.02084km2
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≥0.05GB50057－94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=2.28km2·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412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＋L1
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＋14hkV2
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412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=750kVUL1=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=750kVU12=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=5.25kVUR1=3.75kV则安全间距L安全1>
0.757m。人站在5层时，h2=15m则UL2=26.25kVUR2=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≥0.2KcRi＋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12
直击雷和感应雷是雷电入侵建筑物内电气设备的两种主要形式。直击雷是雷电直接击中线路并经过电气设备入地的雷击过电流；感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化与导体感应出的过电压，过电流对电气设备的毁坏。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）规定，建筑物的防雷区划分为LPZOA，LPZOB，LPZ1，LPZn+1等区（各区的具体含义本文不再赘述）。将需要保护的空间划分为不同的防雷分区，是为了规定各部分空间不同的雷击电磁脉冲的严重程度和等电位联结点的位置，从而决定位于各区域内的电子设备采用何种电涌保护器在何处以何种方式实现同联合接地体的等电位联结。
建筑物直击雷防护的保护区域为LPZOB区，其保护设计已为电气设计人员所熟知，根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版），设计由避雷网（带），避雷针或混合组成的接闪器，基础内的钢筋网、柱筋及钢屋架等构成一个整体，避雷网通过全部立柱基础内的钢筋作为接地体，将强大的雷电流入大地。建筑物感应雷的保护区域为LPZOB，LPZ1，LPZn+1区，即不可能直接遭受雷击区域；感应雷是由雷击电磁脉冲感应而产生的，形成感应过电压的机率很高，对建筑物内的电气设备，尤其对低压电子设备威胁更大，所以说对建筑物内部设备的雷电保护的重点是防感应雷入侵。感应雷产生的过电压、过电流主要有以下三个途径：（1）由供电线路入侵；高压电力线路遭直击雷袭击后，经过变压器耦合到各低压0.38KV/0.22KV线路后传送到建筑物内各低压电气设备；另外低压线路也可能被直击雷击中或由于附近雷闪感应出过电压。据测，低压线路上感应的雷电过电压平均可达10KV，完全可以击坏各种电气设备，尤其是电子信息设备。（2）由建筑物内信息线路入侵；可分为三种情况：①当地面突出物遭受直击雷时，强雷电压将邻近土壤击穿，雷电流直接入侵到电缆外皮，进而击穿外皮，使高压入侵线路。②雷云对地面放电时，在线路上感应出上千伏的过电压，击坏与线路相连的电气设备，通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播，涉及面广，危害范围大。③若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时，当某一导线被雷电击中时，会在相邻的导线感应出过电压，击坏低压电气设备。（3）地电位反击电压通过接地体入侵；雷击时强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地，在接地体附近放射型的电位分布，若与有连接电子设备的其他接地体靠近时，即产生高压地电位反击。建筑物防直击雷的避雷装置接受了强大的雷电流通过引下线入地，在附近空间产生强大的电磁场变化，会在相邻的导线（包括电源线和信号线）上感应出雷电过电压，因此建筑物避雷系统不但不能保护计算机，反而可能引入了雷电。计算机网络系统等设备的集成电路芯片耐压能力很弱，通常在100伏以下，因此必须建立多层次的防雷系统，层层设防，确保计算机网络系统的安全。由此可见，对建筑物内各电气设备进行防感应雷保护设计是必不可少的一项内容；设计的合理与否，对电气设备的安全使用与运行有着至关重要的作用。
根据国家标准《建筑物防雷设计规》GB50057-94（2000年版）第6.4.4条规定：电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。
现在，我们根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定的各类防雷建筑物的雷击电流值进行电涌保护器的最大放电电流的选择。
篇13
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＋2L＋WH200－H＋πH200－H×10－6=60×13＋2（60＋13）20（200－20）＋3.14×20（200－20）×10－6=0.02084km2
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≥0.05GB50057－94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=2.28km2·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412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。转
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＋L1
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＋14hkV2
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412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=750kVUL1=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=750kVU12=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=5.25kVUR1=3.75kV则安全间距L安全1>
0.757m。人站在5层时，h2=15m则UL2=26.25kVUR2=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≥0.2KcRi＋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。转综上所述，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。
