小序雷電是一種強度極大、作歷時間極短的瞬變歷程。雷電流擊中建筑物時，通常會產生電效應、熱效應和機器力效應，從而破碎摧毀建筑物和挫傷人體。建筑物的落雷頻率決議于該地區年平均雷暴日及建筑物的等效面積,而建筑物的等效面積決議于建筑物的長、寬、高。也便是說,在同一地區內,建筑物年估量雷擊次數隨著其高度的增高而增多。別的，高層分外是超高層建筑物會使地表的電場散布產生嚴重畸變，其電場強度遠大于一般建筑物，且離放電云層近，更容易形成雷電產生前提而遭到雷擊。是以，高層建筑比一般建筑遭雷擊的幾率要大得多，而一旦遭遇雷災損失無比嚴重，后果將不堪想象。1高層建筑定義在新的《高層建筑混凝土布局技術規程》（jgj3-2002，2010年版）里規定：10層及10層以上或高度超過28m的鋼筋混凝土布局稱為高層建筑布局；當建筑高度超過100m時，稱為超高層建筑。《高層民用建筑方案防火規范》（gb50045-1995，2005年版）將10層及10層以上的寓居建筑和高度超過24m的公眾建筑劃稱為高層建筑。2高層建筑的接閃器憑證新版《建筑物防雷方案規范》（gb50057-2010) （下列簡稱“新方案規范”）第2.0.8條，接閃器（air-termination systerm）：由攔擋閃擊的接閃桿、接閃帶、接閃線、接閃網以及金屬屋面、金屬構件等構成（曩昔接閃桿稱為避雷針，接閃帶稱為避雷帶，接閃線稱為避雷線，接閃網稱為避雷網）。由此可見，接閃器實踐上是主動引雷、攔擋雷擊，從而保護建筑、設備和人員恬適的防雷裝配，而杰出的接閃器體系更是高層建筑直擊雷防護的次要環節和次要包管。3高層建筑直擊雷防護地區對付高層建筑物來講，雷閃除了大部分擊在建筑物頂部外，還有一部分擊在建筑物的正面。以是高層建筑物的防直擊雷，如圖1所示，共分為三部分：第一部分建筑物屋頂，應做好防直擊雷辦法；第二部分建筑物空中以上小于便是滾球半徑的部位，在有水平接閃帶的前提下，可不采用防直擊和側擊的辦法；第三部分是第1、第二部分之間，應采用防側擊雷辦法，側擊雷真實也是直擊雷的一種。針對當代高層建筑這三個部分接閃器的布設和安裝，筆者舉辦了重點探析。圖1 高層建筑物防直擊雷的三個部分
4第一部分接閃器的布設和安裝因為建筑物高，雷閃擊中建筑物屋頂周邊的雷電流也許會很大。而大雷電流對應大的滾球半徑，雷電疏通常從上空接近于垂直向下舉辦。憑證雷電電氣-幾何模型，如150米高的建筑物，取其高度為滾球半徑，其絕對應的雷電流約為（150/9.4）3/2≈63.74 ka。也便是說在距建筑物屋頂周邊150m范疇內大于63.74 ka雷電流的雷擊，將極大也許擊到建筑物屋頂周邊上[5]。是以，頂部的直擊雷防護是極其次要的。而今一般都采用“接閃器攔擋雷擊，把持金屬導體引下,由接地極泄流上天”這一傳統防雷要領警覺直擊雷。憑證“新方案規范”第5.2.12條，高層建筑屋頂布置接閃器時，可采用滾球法，單獨或肆意組合采用接閃桿、接閃帶、接閃網；還可把持金屬屋面和其余金屬構件作為接閃器。具體采用何種形勢應視建筑物的外型、布局、機能和防雷結果要求而定。4.1 接閃帶和接閃網屋頂的接閃帶、接閃網應沿屋角、屋脊、屋檐和檐角等易受雷擊的部位敷設。一般來講，高層建筑物的屋頂防直擊雷，可沿屋頂周邊外墻外表面或屋檐邊垂直面上或其外處布設接閃帶，屋頂中央配置接閃網，同時經過伸縮縫時應有彌補銜接裝配。屋面接閃網網格尺寸應嚴峻憑證建筑物防雷等第配置；如若暗敷，應屬意埋深，憑證教訓，一般為找平層下30-50mm，宜做在防水層上保溫層下，埋設太深則無較好接閃結果。但對付斜屋面蓋瓦的高層室第，其接閃器布置和安裝時就要屬意屋檐、檐腳、屋角等靠建筑物頂外圍處的接閃帶是禁絕許暗敷的；一般來講，高層建筑也不能把持屋頂周邊混凝土內的鋼筋作為接閃器。雖然“新方案規范”沒有明晰提出高層建筑不能暗敷接閃器，但《建筑物防雷裝配檢測技術規范》（gb/t21431-2008）第5.2.2.8條中明晰指出“高層建筑物不應把持建筑物女兒墻內鋼筋作為接閃器”。《建筑物防雷工程施工與品質驗收規范》（gb50601-2010）第6.1.1條第3款也明晰規定“高層建筑物的接閃器應采用明敷”。 因為當接閃帶接閃雷擊時，在膨脹發熱歷程中，頂部周邊瓦片或鋼筋表面的混凝土落到空中的動量將比從多層建筑物落到空中的動量大的多，極易形成人身傷亡危害。當代高層建筑屋頂的機能性日益增強。譬喻青島斥地區國貿中心屋頂的停機坪便是一個很好的例子。憑證行業標準《民用直升機場飛舞場地技術標準》（mh5013-99）中相關規定，在建筑屋頂配置停機坪，屬于高架直升機場，在停機坪內不得配置高出直升機降落和降落的限定面的物體。故屋頂停機坪不可配置接閃桿，只能憑證要求，在屋面易受雷擊的部位裝設接閃帶；且對付該第二類防雷建筑物，屋頂接閃網網格尺寸應不大于10m×10m或12m×8m。憑證“新方案規范”第4.3.2條規定，直升機作為可移動的大型金屬物體，當其在停機坪上停放時，高度突出了屋面，還應和屋面防雷裝配作等電位銜接。一個較好的處置規劃是：在屋頂女兒墻周邊配置接閃帶；中央混凝土屋面上以停機坪中心為圓心，暗敷噴射狀的圓形接閃網，并且擔保網格尺寸不大于10m×10m或12m×8m；同時在屋頂預留接地插座，直升機通過在停機坪上公用的接地線使飛機的機殼穩定接地。這樣，屋頂接閃網（帶）即作了建筑物的接閃器，又作了直升機的接地裝配，一舉兩得均可分身。4.2 接閃桿據“新方案規范”第5.2.2條和第5.2.3條，安裝在高層建筑頂的接閃桿宜采用熱鍍鋅圓鋼或鋼管，接閃端宜做成半球狀，其彎曲勉強半徑為4.8mm-12.7mm。因為時刻會遭到天然界空氣、風力、雨雪、太陽輻射、接閃電流后的電磁力等各類危險影響，接閃桿應重點思索風力、冰雪、雷擊能量等對其荷載的影響，選用防腐抗氧化、高物理強度、耐高能量的材料，擔保構件安裝銜接安穩，縮小裝配能量耗費，并活期對其恬適機能舉辦檢測，使其恒久無效闡揚作用。建筑物頂接閃桿在引雷防護的同時，伴同著許多負面效應（二次效應），次要蘊含：產生認為雷、添加雷擊幾率、地電位還擊等，使得周圍的電子設備和人員極易遭到危害。以是高層建筑物，特別是對當代智能信息體系的高樓，應只管少用接閃桿，多采用接閃帶、接閃網等作為接閃器。狀況不規矩或難以安裝接閃帶的高層建筑，可把持接閃桿舉辦保護。但為縮小lemp（雷擊電磁脈沖）產生次數,應限定接閃桿的高度，采用短桿、多桿的接閃布設規劃，做到既防直擊雷,又不是以而大量添加lemp。為了進步穩定性和安過度，便于雷電流的散流以及減小流經引下線的雷電流，安裝的多根接閃桿要用接閃帶銜接起來。而對付樓頂衛星天線、太陽能水塔等不能作為接閃器的舉措措施宜在建筑物頂安裝接閃桿保護。其余譬喻ese避雷針、消雷器等能否能夠延遲接閃、中和電荷，照舊會引來更多雷電、添加雷擊頻度，這些都是不明晰的題目，國際技術標準也未給以明晰，以是筆者以為應當慎用。4.3 金屬屋面當代高層建筑為了好看，外墻較多采用金屬或玻璃幕墻。幕墻上封口位于女兒墻外側，屬于屋頂周邊，無比容易遭到雷擊，且幕墻與女兒墻之間的封頂金屬板（多為鋁制蓋板）是杰出的導電體，一般面積較大，故可把持作為接閃器。高層建筑要把持屋頂金屬板作為接閃器，須愜心：板間的銜接應是恒久的電氣貫穿；金屬板無絕緣被覆層（氧化保護膜與保護油漆不屬于籠罩層）。參照國際防雷技術標準(iecl024-1.1993)和日本、美國等國的防雷標準，再加之國內外對高層金屬幕墻的實驗教訓，筆者以為高層建筑頂作為接閃器的鋁板厚度應為2.5mm-3mm 對照適合。4.4 其余金屬構件根據“新方案規范”第5.2.8條，當代高層建筑也可把持屋頂上永恒性的金屬構件作為接閃器。譬喻：有著不銹鋼欄桿的上人屋面女兒墻，可在其下暗敷扁鋼與欄桿、支架及引下線焊接安穩；而作為接閃器，金屬欄桿須采用直徑不小于25mm 的厚壁鋼管。憑證“新方案規范”第4.3.2條，高層建筑屋頂的金屬旗桿、廣告牌、金屬爬梯、風帽、透氣管、消防水管、空調等金屬構件應就近與接閃帶、接閃網銜接，但第4.5.7條第1款的小型金屬物可除外。5第二部分接閃器的布設和安裝憑證滾球法保護打算自己的特性，當高層建筑的高度超過其防雷類別的滾球半徑時，其滾球半徑下列地區是徹底不在接閃器保護范疇內的，只要在滾球半徑高度處配置了水平接閃帶，才是高層建筑直擊雷防護地區第二部分沒必要要做防直擊和側擊的辦法的前提，且滾球半徑空中范疇內能夠徹底遭到保護，如圖1所示。6第三部分接閃器的布設和安裝憑證雷擊機理, 有人提出：只要10ka下列的小電流的雷擊才會不受屋頂接閃帶（網）的吸引而打在建筑物正面上；因高層建筑物對照堅挺、耐雷水平高、能經受10ka下列小雷擊電流的破碎摧毀作用，高層建筑物正面不會遭遇雷擊或遭遇雷擊幾率極小，沒必要配置防側擊雷的接閃帶。該定見筆者以為不夠安妥，因為當代高層建筑高度在一向添加，側擊雷雖然幾率極小但不能說沒有。“新方案規范”第4.2.4條、第4.3.1條、第4.4.1條雖然也提出了，當建筑物高度超過其對應的滾球半徑時，出于對高層建筑屋沿和垂直面的側擊雷防護思索，應沿屋頂周邊敷設接閃帶，且接閃帶應設在外墻外表面或屋檐邊垂直面上或其外。可是鑒于雷電流的繞擊作用，雷電徹底有也許穿梭屋頂接閃器擊落在高層建筑物的正面，并且思索到裝在建筑物外墻上的電氣和電子設備甚至被低峰值雷電流側擊擊中也也許毀壞，以是筆者以為在把持屋頂接閃器保護的同時，應偏重處置防側擊雷的保護范疇和外露接閃器題目，才氣使側擊雷危險損失縮小到最小。6.1 正面突出外墻部位的防護憑證“新方案規范”第4.3.9條第1款和第4.4.8條第1款，超過自己滾球半徑的高層建筑對水平突出外墻的物體，如陽臺、平臺等，當對應的滾球半徑的球體從屋頂周邊接閃帶內向空中垂直升高接觸到上述物體時應采用相應的防雷辦法。如圖2所示，與滾球半徑相適應的球體從空中沿屋頂接閃器a外側垂直升高，會接觸到突出外墻的平臺b，此時b的頂部周邊須明設接閃桿或接閃帶等舉辦防護。圖2 外墻水平突出物的防護
6.2 水平接閃帶應辨別于均壓環在高層建筑實踐建樹工程中，常將水平接閃帶混淆于均壓環，但究竟上，兩者有著分明的辨別。6.2.1 兩者素質的不同均壓環，憑證“新方案規范”對第4.2.4條第4款的條則闡明“對付較高的建筑物，引下線很長，雷電流的電感壓降將達到很大的數值，必要在每隔不大于12m的地方，用均壓環將各條引下線在同一高度處銜接起來，并接到同一高度的屋內金屬物體上，以減小此間的電位差，住手產生火花放電”，目的是為了均衡建筑物同一高度上因雷擊形成的電位差，使同樓層空中鋼筋、金屬管道、電氣設備、人員與引下線摒棄類似電位，住手產生雷電還擊，它實踐上是一種等電位銜接環。而水平接閃帶是為了住手雷閃擊中建筑物正面而配置的接閃裝配，它實踐上是一種接閃器。6.2.2 兩者安裝地位的不同從安裝地位來看，均壓環可安裝在建筑物外部也可在建筑物外部，在實踐工程中常把持建筑物圈梁鋼筋作為均壓環，但因為圈梁鋼筋潛在于混凝土及外墻裝璜材料內，暗敷深度對照深，它本人其實不妥算作為接閃器應用。如若將其作為接閃器，正面必將會有外墻碎片，更甚者裝璜材料零落，誘發低空墜物挫傷工作的幾率會大大添加。鑒于此，不可把持暗敷的均壓環作為水平接閃帶，水平接閃帶應只管做在建筑物正面外部。6.2.3 兩者間距的不同憑證“新方案規范”對第4.2.4條第4款的條則闡明，均壓環的最大間距是12m。實踐施工中為了便于上上層金屬門窗、欄桿、扶手等舉措措施的等電位銜接，常要求每隔一層做一道均壓環；而為了便于樓層衛生間部分等電位的銜接，有人提出每層焊接圈梁環通作均壓環。“新方案規范”只要在第4.2.4條第7款提到了第一類防雷建筑物的水平接閃帶間距為不大于6m，第2、三類中并未提到此間距。筆者通過對第4.2.4條第7款的條則闡明的領會，推理出這三類防雷建筑物的水平接閃帶網格間距，如表1所示。防雷類別水平接閃帶縱向最大間距（m）網格橫向最大間距（m）第一類612第二類1018第三類2425表1 水平接閃帶網格間距注：水平接閃帶縱向最大間距，即為接閃網的網格尺寸要求的最大值，網格橫向最大間距即為引下線的最大間距。6.2.4 兩者的接頭均壓環把持圈梁鋼筋沿建筑物左近水平布設，且將悉數引下線與其穩定銜接。外墻金屬門窗、金屬幕墻龍骨、金屬外型框架等內露金屬物可通過銜接至均壓環或引下線接地,并且大部非分特別露金屬物可作為接閃器形成水平接閃帶，這對高層建筑物全部側擊雷防護有較好結果。6.3 垂直面水平接閃帶布設和安裝從“新方案規范”第4.3.9條、第4.4.8條及其條則闡明，可見對付高層建筑的防側擊雷，應重點放在上部占高度20%并超過60m的部位。并且第4.3.9條、第4.4.8條都重點夸張了三點：1、接閃器必要保護的地位；2、可把持建筑外部金屬物做接閃器；三、可把持鋼筋混凝土內鋼筋和建筑物外部金屬框架作接閃器。無非作為側擊雷接閃體系僅把持少數外露金屬物作接閃器是不夠的；徹底把持鋼筋混凝土內鋼筋作接閃器防側擊雷，形成低空墜物工作幾率也將大增；若是高層建筑外部無金屬物、金屬框架可把持，還須單獨配置水平接閃帶。筆者以為，高層建筑物垂直面防側擊雷與頂部防直擊雷可采用相通的思惟要領，即把持接閃帶和建筑的接閃網舉辦防護。只無非頂部和正面遭到的雷電流大小、遭遇雷擊幾率大小不同，規劃略有不同。頂部接閃網格尺寸即為憑證建筑物防雷等第配置的接閃網網格尺寸；正面接閃網網格尺寸可參照表1，個中接閃繞擊到建筑物正面的小電流雷擊能量的是水平接閃帶，而敷設在內的引下柱鋼筋僅起散流、導流作用，故可不計引下線，只要思索外設的水平接閃帶。高層建筑若低于60m，但又高于其自己防雷類別的滾球半徑高度，僅須在滾球半徑高度處配置一圈水平接閃帶；當高層建筑高于60m，憑證“新方案規范”第4.3.9條、第4.4.8條，應憑證自己防雷類別，在上部占高度20%并超過60m的部位這個地區內，以表1所示的水平接閃帶縱向最大間距為隔絕配置水平接閃帶。現舉例闡明布設規劃。如有一棟三類的高為150m的高層建筑，在外墻垂直面無金屬構件的環境下，其側擊雷防護方案下列：1、在滾球半徑60m處配置一條水平接閃帶；2、上部占高度20%并超過60m的部位（30m）地區范疇內，以15m（≤24m）為隔絕，單獨配置兩條水平接閃帶。具體如圖3所示：圖3 側擊雷防護水平接閃帶布設
自力在外墻配置的水平接閃帶應重點布置在墻角、邊緣和鮮明的突出物處，前提準許下，可把持外墻金屬構件沿左近配置一圈。若無，綜合防雷保護與建筑物外觀影響，可把持建筑物圈梁在一個平面上平均間距6m，引出多根0.3m長、直徑為￠12mm的接閃短桿，以這些接閃短桿形成一圈水平接閃帶，如圖4所示，并與周邊幕墻龍骨等立面較大金屬物做等電位銜接。圖4 側擊雷接閃短桿布設仰望圖
7完結語對高層建筑物來講，每一個建筑單體都有不同的接閃器波及須要，本文僅從常見的高層建筑寬泛環境解纜舉辦探索。高層特別是超高層建筑，在做好頂部直擊雷防護的同時，應充實把持建筑物正面金屬構件和防雷接閃器，從全部上建筑 “法拉第籠”布局體系，才氣達到杰出的全部防護結果。因為高層建筑布局模式多種多樣，新型建筑材料一向涌現，技術規范一向更新，接閃器布設和安裝的要求也將產生轉變。只要慎密連絡工程實踐，嚴峻憑證規范要求，充實思索建筑物所處雷電環境，切確打算、具體闡發，對付規范沒有細化到位的處所加以科學思索，采用稀罕辦法處置稀罕題目，才氣讓建筑物的接閃器無效闡揚防護作用，確保建筑物、人員和設備的防雷恬適。本文系作者原創，并經作者授權宣告，轉載請注明來因。更多精采敬請關注我的微信公眾號sushichuangye。
