小瓊摘要：在強對流天氣災(zāi)害中雷電災(zāi)害主要發(fā)生于夏季，根據(jù)雷電災(zāi)害相關(guān)統(tǒng)計信息，獲知我國每年有近21個省市區(qū)域受雷電災(zāi)害威脅，且每年的雷暴日達(dá)到了近60天。近年來隨著我國社會經(jīng)濟水平的快速增長，高層建筑物、智能建筑物逐漸遍布于各個省市區(qū)域，更好的滿足了區(qū)域城市的社會發(fā)展需求。但是從雷電災(zāi)害的角度上看智能建筑物的防雷設(shè)計及安全防御措施是否有效，不僅影響著智能建筑物的應(yīng)用，同時還對人們的生產(chǎn)生活安全問題造成了一定程度的威脅。本文將雷電災(zāi)害的發(fā)生與防御作為研究背景，針對城市智能建筑物圍繞雷暴特點、建筑物特點、雷電防護等展開分析，將提高智能建筑物的安全防御效果，降低智能建筑物遭受雷電災(zāi)害的可能性作為研究目的，期望本文的理論研究能夠助推我國智能建筑物防雷設(shè)計水平的提升。
關(guān)鍵詞：智能建筑物；雷電災(zāi)害；安全防御
引言：雷電災(zāi)害發(fā)生的原理為大氣放電，當(dāng)智能建筑物受到雷電閃擊，其建筑物主體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部設(shè)備設(shè)施都有可能受到嚴(yán)重的損害，雖然我國建筑工程項目施工領(lǐng)域在實際的施工環(huán)節(jié)中在建筑頂部均設(shè)計與布置了相應(yīng)的防雷裝置，但是建筑物內(nèi)部的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也會因感應(yīng)雷擊發(fā)生損壞，在雷電災(zāi)害發(fā)生背景下，電子設(shè)備設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等受雷電災(zāi)害的比例占據(jù)近80%，為人們帶來了直接的、不可預(yù)料的經(jīng)濟損失。所以對智能建筑物雷電災(zāi)害安全防御進行分析具備現(xiàn)實意義。
一、理論綜述
從智能化系統(tǒng)、智能化設(shè)備的角度上看，雷電直擊與雷電災(zāi)害二次效應(yīng)均可直接導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓、設(shè)備報廢，如果將雷電直擊與雷電災(zāi)害二次效應(yīng)相對比，則二次效應(yīng)所產(chǎn)生的雷電波、變電磁場、雷電流等能夠?qū)е轮車慕饘傥镔|(zhì)感應(yīng)電流，在短時間內(nèi)特定的范圍中有線通訊和無線通訊受到嚴(yán)重干擾，同時當(dāng)電子設(shè)備的信號入口侵入了相應(yīng)的雷電流后，電子設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件則存在燒毀、擊穿的威脅，繼而導(dǎo)致電子設(shè)備報廢。高科技、信息技術(shù)為人們的生產(chǎn)生活提供了極大的便利，但是雷電災(zāi)害作為高科技、信息技術(shù)的天敵，對人們的生產(chǎn)生活存在直接的威脅。
（一）雷電災(zāi)害分析
1、雷電與雷云
每年的夏季大氣中發(fā)生隆隆響聲伴有閃光的自然現(xiàn)象就是人們常說的雷電現(xiàn)象，而雷擊現(xiàn)象主要是指大氣中兩片異種電荷的云層相互作用對地面放電，雖然云層放電對人、畜、鳥等并沒有嚴(yán)重的生命威脅，但是對于建筑物、飛行器以及電子設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則具備較為嚴(yán)重的影響。雷擊的形式主要為直擊雷、二次雷或雷電感應(yīng)和雷電反擊。一般情況下雷云中負(fù)電荷在上，正電荷在下，但是更為全面的分析可知雷云中的氣流并不限制與上下移動或左右移動，通過總結(jié)與歸納國內(nèi)外大量文獻，對典型的雷云電荷分布有了更為深刻的認(rèn)知，如下圖1所示，當(dāng)?shù)孛媸艿嚼纂娭睋魰r，大多數(shù)情況都是負(fù)電荷，少數(shù)情況為正電荷，且地面所受到的最后一次雷電直擊通常是正電荷放電。
首先雷電的發(fā)生是否具備一定的破壞作用決絕予雷電的峰值電流和雷電的波形，而雷電流發(fā)生的大小則與區(qū)域地理位置、季節(jié)和氣象存在直接關(guān)系，國內(nèi)眾多學(xué)生將統(tǒng)計學(xué)作為研究基礎(chǔ)尋找雷電流的特性和雷電的分布，發(fā)現(xiàn)不同種類的雷電放電存在較大的差異，正負(fù)閃電值受限于云層的政府電荷，正電荷的雷擊電相較于負(fù)電荷的雷擊閃電更為猛烈，一般在100KA至200KA以上。
3、雷電災(zāi)害
雷電災(zāi)害能夠通過各種途徑威脅人畜生命安全，破壞建筑物、電子設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。雷電災(zāi)害的發(fā)生所造成的經(jīng)濟損失和社會損失難以估量。隨著人力社會進入信息時代人力受雷電災(zāi)害的影響范圍也逐漸擴大，例如從以往的電力和建筑領(lǐng)域逐漸擴展到通信、計算機、石油化工及航天領(lǐng)域。同是雷電災(zāi)害80%發(fā)生于微電子器件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上，本質(zhì)上雷電災(zāi)害并沒有發(fā)生改變，而是人類社會的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步增加了人類社會受雷電災(zāi)害威脅的概率。
（二）智能建筑分析
1、智能建筑的概念
首先對建筑物的基本要素進行分析，明確建筑結(jié)構(gòu)、建筑系統(tǒng)、建筑服務(wù)與建筑管理為建筑物的四項基本要素，且四項要素之間存在著緊密的聯(lián)系。其次對智能建筑的概念進行分析，明確智能建筑是在建筑物四項基本要素的基礎(chǔ)上借助信息技術(shù)，為人們提供智能化服務(wù)，應(yīng)用智能系統(tǒng)進行建筑物的管理，建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為科學(xué)合理，同時能夠使智能建筑物管理者得到最大的經(jīng)濟效益。建筑智能化的目的就是利用4C技術(shù)構(gòu)建智能建筑結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)，集現(xiàn)代服務(wù)管理理念于一身為人類的工作和生活提供更多的可能性。
2、智能建筑的構(gòu)成
智能建筑有IB（建筑平臺）、CNS（通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）、OAS（辦公自動化系統(tǒng)）、BAS（設(shè)備自動化系統(tǒng)）共同組成，其中IB為平臺，CNS、OAS、BAS為系統(tǒng)。
3、智能建筑的發(fā)展方向
目前我國各個省市區(qū)域的智能建筑已經(jīng)不局限于辦公，正在逐步向酒店、商場、公寓方向發(fā)展，同時智能建筑不局限于一棟建筑，正在逐步向智能廣場、智能小區(qū)的方向發(fā)展，隨著時代的進步與發(fā)展智能建筑將逐步發(fā)展成為每一個城市區(qū)域的高端建筑，具備良好的發(fā)展前景。
二、智能建筑雷電災(zāi)害安全防御
（一）外部防雷
1、接閃裝置
智能建筑物外部接閃裝置主要為避雷針、避雷網(wǎng)格、避雷帶設(shè)備，三種設(shè)備能夠任意組合構(gòu)成接閃裝置，具體選擇可以依照智能建筑外觀建設(shè)需求及風(fēng)格要求酌情選擇經(jīng)濟協(xié)調(diào)的組合方式。但是當(dāng)建筑物的高度大于防雷裝置的保護級別時，避雷針防雷設(shè)備不適用于滾球半徑的智能建筑物，而避雷帶設(shè)備適用于外部結(jié)構(gòu)為窄長條形的智能建筑物。此外還可以利用智能建筑物的金屬樓頂面、屋面做接閃裝置，但是必須滿足一下要求：金屬板搭接長度≥100mm；金屬板厚度≥0.5mm（板下無易燃物品）；當(dāng)金屬板下存在易燃物品，那么鐵板厚度≥4mm、銅板厚度≥5mm、鋁板厚度≥7mm。
如果智能建筑物建造獨立的接閃防雷裝置，那么需要滿足式（2-1）要求。其中k i一級為0.075；二級為0.05；三級為0.05。Km空氣1；固體為0.5。
2、引下線
引下線的原理就是將接閃裝置導(dǎo)體進行延續(xù)。引下線的布置主要分為獨立引下線方式、非獨立引下線方式和自然引下線方式。當(dāng)接閃裝置由多個桿塔或一根桿塔組成，或接閃裝置由網(wǎng)格導(dǎo)體組成都需要獨立布置引下線。要求非獨立引下線的數(shù)量≥兩根，智能建筑物引下線間的平均距離為一級≤12m；二級≤18m；三級≤25m。
3、接地體
接地體的布置目的主要是為了將雷電流泄放入大地，不對人畜及建筑物造成損害，一般情況下智能建筑物與周邊建筑物可以共同應(yīng)用一個單一的接地體裝置，既能夠達(dá)到防雷保護的目的，又能夠保證網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的安全。一般情況下接地體可以由建筑本身的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋作為接地體，也可以在智能建筑四周布置環(huán)形的接地體結(jié)構(gòu)。其中環(huán)形接地體結(jié)構(gòu)由兩個方向的結(jié)構(gòu)組成，分別為水平和處置，要求垂直接地體長度范圍在1.5m至2.5m之間，間距為其長度的1.5至2倍。
（二）內(nèi)部防雷
智能建筑內(nèi)部雷電災(zāi)害的防御主要從以下一個方面展開：優(yōu)化智能建筑內(nèi)部電磁環(huán)境；針對智能建筑內(nèi)部的信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及電子設(shè)備在其周圍布置金屬屏蔽網(wǎng)；應(yīng)用等電位連接方式；智能建筑主機房應(yīng)設(shè)置在建筑低層的中心部位并設(shè)置防雷保護區(qū)；光纜接地；必要情況安裝浪涌保護器，如信息系統(tǒng)中心、監(jiān)控中心、應(yīng)急機房等。
結(jié)束語
我國的防雷技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用落后于智能建筑技術(shù)的發(fā)展，而防雷設(shè)計作為一項繁瑣復(fù)雜的電氣設(shè)計工程，要想保證防雷設(shè)計的全面性，本文提倡從氣象學(xué)、電氣工程設(shè)計、建筑學(xué)等多學(xué)科展開研究。智能建筑為人類的工作和生活提供了更高質(zhì)量的服務(wù)，而雷電災(zāi)害安全防御水平的提升是保證智能建筑內(nèi)部各系統(tǒng)設(shè)備得以穩(wěn)定安全運行的必要條件，所以在智能建筑施工建設(shè)期間應(yīng)對雷電災(zāi)害安全防御予以高度重視。
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