防雷与接地接术在高层建筑施工中应注意的问题探讨

　　高层建筑的电气接地系统包含防雷接地、电气设备保护及变压器中性点接地、电气设备工作接地三方面。电气设计中有独立接地系统和统一接地系统两种方法。由于独立接地系统中各系统需独立地建立接地网，且各接地网之间要求有足够的距离以避免出现干扰。试验证明，当使用单根接地极时，距接地极20m处才能看成零电位。对于现代高层建筑，结构复杂，占地面积小，要将各接地系统真正分开在实际设计和施工中是较难做到的。因此，高层建筑通常采用防雷接地、工作接地和保护接地共用接地装置的统一接地系统。高层建筑弱电系统的工作接地与其它各系统共用接地装置应注意抗干扰处理，接地导线敷设时要注意屏蔽和隔离处理。因此，弱电系统的工作接地可采用绝缘单芯电缆穿塑料管暗敷引下，接地线直接与接地装置连接实现单点接地，避免外界电磁场对弱电设备的干扰。

　　1.2PE线

　　现代高层建筑大多为智能建筑，设有通讯等电子和数据处理设备，对供电系统要求较高;建筑物中一般附有10/0.4/0.23KV的高低压变电室，用户设备的接地及变压器中性点的接地都共用建筑物的基础接地装置。因此，其低压配电系统通常采用TN-S系统。当线路发生接地故障时，PE线上带有高电压，由于PE线是连通的，在规定的时限内未能切除故障回路时存在故障电压蔓延的情况，给用户造成危险施工中应特别重视PE线在安全中的作用。

　　1.3接地系统施工技术中应注意的问题

　　(1)施工中应注意PE线与N线严格区别，不能混接。由于施工人员技术水平不高及责任心不强，将PE线和N线混接，PE线流过工作电流，当负荷较大或接地电阻较大时，PE线中产生的压降也较大，整个建筑物用电设备的金属外壳会同样带上危险电压，造成事故。特别在用户装修时，由于无完整施工图纸、导线的使用混乱，经常发生PE线与N线混接的情况。所以，首先一定要保证PE线与接地极可靠连接;其次，PE线应严格按规范采用黄绿相间的塑料铜芯线以防混接。

　　(2)应做好PE干线的等电位联结。建筑物每层强电竖井内预埋接地钢板与竖井内的PE干线相连，同时与柱内或剪力墙内作为引下线的两根主筋做电气连通，作为PE干线的等电位连接。电气竖井内PE干线采用镀锌扁钢时，可以刷黄绿相间的油漆加以标识，同时也提高观感效果。

　　(3)当采用I类灯具和灯具距地面高度小于2.4m时，灯具的可接近裸露导体必须接地(PE)，并应有专用接地螺栓，且有标识。有的设计深度不够，对装高低于2.4m的灯具如壁灯、诱导灯、出口指示灯、吊顶灯等未配出PE线或仅在设计说明中提及，导致楼层走道装饰吊顶高度不足2.4m时，吊顶内灯具未作接地，留下安全隐患。对此，施工队伍在图纸会审时或者在配管穿线时要认真核对装饰吊顶的标高，及时向建设单位和设计人员提出问题并加以解决。

　　(4)要重视各专业系统在接地施工中的协调配合和施工工序的交接手续。现代高层建筑结构复杂、专业齐全，包括电气、综合布线、电梯、消防报警等系统，这些系统的接地都有其严格的要求。由于建设单位往往把这些系统分包给不同的专业队伍，造成各专业在接地系统施工中脱节和遗漏，给工程安全留下隐患。并且应加强接地电阻的测试记录以及接地系统的验收工作，确保全面和可靠地接地。

　　2防雷装置及施工中应注意的问题

　　国际电工委员会标准(IEC1024)和国家标准(GB50057-94)中将建筑物的防雷系统分为外部防雷和内部防雷两个部分。外部防雷措施包括接闪器(避雷针、网、带)、引下线和接地装置等;内部防雷措施包括屏蔽隔离、等电位联结、合理布线和过电压保护等。高层建筑的防雷必须将外部防雷和内部防雷作为整体综合考虑采取措施。接地装置是由接地体和接地线组成。接地体的选择首先考虑利用与大地有可靠连接的自然接地体。高层建筑一般利用桩基主筋作接地极，并与钢筋混凝土基础梁主筋连成闭合的环形接地网。防雷安装施工中应注意的问题：

　　(1)现代智能建筑内有多个弱电系统，对接地电阻的要求较高，要求≤O.5Q～1Q。有的建筑所处的位置地质条件较为恶劣，达不到设计要求的接地电阻值时则应围绕建筑物加设闭合环状的人工接地体，同时在接地体的周围回填低电阻率的土壤或采取其它降阻措施。

　　(2)采用导电性高、耐腐蚀的新型材料作接地体。钢材埋人土壤中易受氧化腐蚀，使用年限短，因此接地体应采用经热镀锌等防腐蚀处理的钢材或其它防腐接地材料，如铜、铝等有色金属复合接地材料或导电性、稳定性较好的非金属接地材料。其中，石墨接地体耐高温、化学稳定性好、导电及导热性高，它的降阻效果和同一尺寸的钢材接地体相同，完全可以取代钢材接地体，从而可以大量节约钢材或有色金属。

　　(3)避雷带是沿建筑物易受雷击的突出部位(如屋檐、女儿墙等处)装设的带形导体，其作用是接受雷电流，设计常采用镀锌圆钢。有的工程为美观把镀锌圆钢避雷带改为不锈钢管，应严格根据《建筑防雷设计规范》的要求采用管壁厚度≥2.5mm的不锈钢管，对接部位应跨接处理以保证不锈钢管作为避雷带的接闪雷电流的能力。

　　(4)建筑物采用屋面避雷带(网)、利用建筑物柱和剪力墙内竖向钢筋作引下线及接地装置三部分联结成一个整体的钢筋大网笼就构成一个笼形避雷网，较好地取得均压和屏蔽的防雷效果。

　　现代高层建筑外墙采用铝合金幕墙装饰后，铝合金幕墙在自身形成连贯的电气通路的同时应与主体结构的防雷装置可靠地连接，使两部分形成一个防雷整体共同保护幕墙和建筑物免遭雷电侵袭。幕墙和电气专业施工队伍应加强连接点处的工序交接，及时做好连接点处接地电阻的测试和记录。

　　(5)实际设计和施工中常忽视屋面配电箱采取防止雷电波侵入的措施，应于配电箱出线端处加装浪涌过电压保护器。

　　3等电位联结及设计与施工中应注意的问题

　　建筑物的等电位联结分为总等电位联结、局部等电位联结和辅助等电位联结。总等电位联结作用于全建筑物，在一定程度上可降低建筑物内间接接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。局部等电位联结是在一局部场所范围内将各可导电部分连通。等电位联结的设计和施工中应注意的问题：

　　(1)总等电位联结和局部等电位联结设计深度不够，仅在设计说明中标注“进行等电位联结”或“参考标准图集02D501-2”，造成施工和验收依据不足，随意施工。设计时应画出等电位联结系统图并标注由等电位箱引出的等电位联结线的根数、使用材料的名称和规格;其次，应在平面图中标注等电位箱的位置，以及由等电位箱至配电箱PE端子、各种金属管道、建筑物钢筋网等联结线的联结部位和敷设方式，为施工和验收提供明确的依据。施工单位对设计深度不够的问题应在图纸会审时提出，加以明确。

　　(2)根据标准图集02D501-2第13页要求应在电源进线处设总等电位端子，进出建筑物的金属管道与总等电位箱的联结采用-4034镀锌扁钢暗埋敷设。对于高层和大型建筑，进出建筑物的金属管道数量多且离配电装置较远，全部采用镀锌扁钢联结的话有一定的施工难度，而且加大工程的成本投入。由于高层建筑基础接地设计一般都要求基础梁主筋焊接成闭合环形通路，完全可以替代镀锌扁钢进行联结，可在金属管道进出建筑物的就近位置从基础接地装置预埋引出线及等电位端子与金属管道联结，这样既可达到等电位效果，又省工省料，节约工程成本。

　　(3)对于计算机房、电脑控制的电梯装置等，可在机房内设置局部等电位联结板，通过引下线与基础接地及本装置配电箱的PE线相连，使各种接地有同一基础点，避免干扰信号引入，并就近与钢筋网相连，同时消除雷击和雷击电流的危险。

　　(4)高层建筑屋面设备布置较多，如景观泛光灯、冷却塔、正压风机、航空障碍灯等，这些设备从配电箱引出的线路所穿钢管的一端与配电箱外壳相连，另一端与用点设备外壳保护罩相连，并应就近与屋顶避雷带(网)、引下线相连以防止雷电波侵入。钢管采用丝扣连接或因连接设备而中间断开时应采用镀锌抱箍及不小于6mm2的黄绿双色铜芯导线进行跨接。注意抱箍连接处不应刷管道面漆以保证接触良好。

　　(5)现时卫生间给水管广泛采用PP-R、PVC等塑料管，排水管采用UPVC管，因塑料管不是可导电物质，不传电位，所以塑料给排水管不需作局部等电位联结。此时局部等电位联结应考虑的是卫生间地面钢筋网、混凝土墙内钢筋网及热水器插座等引入PE线的插座。由于设计深度不够及施工人员对图集、标准理解不透等原因，卫生间内带PE柱插座的局部等电位联结常常被忽视，应予以重视。

　　(6)图集要求“地面内钢筋网及混凝土墙内钢筋网宜与等电位联结线连通”。有同行认为地面钢筋网应按0.6M问距在钢筋网交叉点点焊，有的甚至要求采用圆钢以6倍直径长焊接。个人认为这是没有必要的。图集中并未要求钢筋网必须要焊接，研究试验证明如果采用土建施工的绑扎法连接，钢筋网至少每三点绑扎点就能形成导电性连接.实际上混凝土内的钢筋网是能保证电气连通的。局部等电位端子可采用圆钢或扁钢与地面内钢筋网可靠连接并利用圈梁钢筋与引下线焊通。

　　(7)建设单位特别是商品房开发商常把卫生间给排水支管、插座及洁具安装交由用户自理，局部等电位联结只预埋等电位箱，由于用户专业知识的缺乏，在二次装修时没有再进行等电位联结施工，给安全留下隐患。施工单位在竣工验收时应与建设单位办好交接手续，明确责任。

　　4结束语

　　总之，高层建筑的防雷、接地是一项系统工程，覆盖面广，与各专业系统交叉点多，在设计和施工中应认真、细致、全面地加以综合考虑，以确保建筑物和人身安全。

　　参考文献

　　[1]GB50057建筑物防雷设计规范.

　　[2]JTJ/TI6民用建筑电气设计规范.

　　[3]《工业与民用配电设计手册》，中国航空工业规划设计研究院等编.