防雷環(huán)境要求較高的任何一項(xiàng)建筑工程在做《工程建設(shè)可行性研究報(bào)告》時(shí)，都要考慮防雷系統(tǒng)的建設(shè).應(yīng)將“防雷工程設(shè)計(jì)方案”作為工程建設(shè)設(shè)計(jì)方案的一部分。應(yīng)在新建建筑物的設(shè)計(jì)階段就認(rèn)真研究防雷裝置如何利用建筑物的金屬結(jié)構(gòu)而得到最大的效益.這樣，將使防雷裝置的設(shè)計(jì)和施工與建筑物的設(shè)計(jì)和施工結(jié)合成一體，能以最少的人工和花費(fèi)建造最高效的防雷裝置。

      防雷工程涉及建筑土建、設(shè)備布置、通信方式、供配電系統(tǒng)以及綜合布線等工程，還涉及地理、地質(zhì)、氣候特點(diǎn)以及雷電活動(dòng)規(guī)律.完善的防雷工程包括外部防雷和內(nèi)部防雷.其設(shè)什方案應(yīng)具備系統(tǒng)性和可操作性。并應(yīng)對(duì)防雷設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格審核。

一、防雷設(shè)計(jì)方案主要內(nèi)容

    (1)概述

    ①防雷設(shè)計(jì)方案概述中應(yīng)詳細(xì)地描述擬建建筑物所在地的周邊環(huán)境、地理地貌、地質(zhì)情況。

      這些資料的獲取一般需要到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，要求高的可能需要請(qǐng)專門的地質(zhì)勘察研究部門來(lái)進(jìn)行此項(xiàng)工作。

    周邊環(huán)境一方面是指擬建建筑物與周圍其他建筑物的關(guān)系。比如是否是孤立突出的建筑物，這與計(jì)算該建筑物的年頂計(jì)雷擊次數(shù)，確定建筑物防雷等級(jí)有關(guān)。是否與其他建筑物距離較近，其地上距離和地下距離會(huì)涉及保護(hù)范圍的計(jì)算、地上和地下安全距離的計(jì)算以及由此引起的是否需要考慮防止地電位反擊，是否需要將這些建筑物的接地裝置聯(lián)結(jié)在一起形成一個(gè)聯(lián)合接地裝置等問題.周邊環(huán)境另一方面是指是否有容易引起防雷裝置腐蝕的有害氣體、潮濕的周邊環(huán)境等，據(jù)此可以決定要不要加大防雷裝置的規(guī)格尺寸.

      地理地貌、地質(zhì)情況主要是指擬建建筑物所在地的地形、土壤水分、土壤電阻率、地下水位、地下有否金屬礦藏等。地形是平地還是山地或是湖河邊、土壤電阻率有否突變的地方、地下有否金屬礦藏等因素與雷擊的選擇性有關(guān)，也即與年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)，確定建筑物防雷等級(jí)有關(guān)。此外，土壤水分、土壤電阻率、地下水位等因素在考慮如何充分利用建筑物基礎(chǔ)作為自然接地體，需否加設(shè)人工輔助接地體時(shí)很有用.例如.當(dāng)土壤含水率大約為4%以上時(shí)，就可以利用建筑物基礎(chǔ)中的鋼筋作為自然接地體，否則，需要采取包括填埋化學(xué)降阻劑等方法來(lái)改善接地條件。對(duì)有深樁基礎(chǔ)的商層建筑，若土壤電阻率及土壤含水率不理想，但深樁能夠達(dá)到地下水位時(shí)，也應(yīng)很好地利用樁基礎(chǔ)作為接地體。這種情況在干早的北方經(jīng)常會(huì)遇到。

     淺層土壤水分、不同深度的土壤電阻率的粗略分布情況可以直接通過測(cè)量獲得.更精確的數(shù)據(jù)包括地下水位等需要鉆孔取樣分析才能獲得。防雷工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)獲得這些基本資料。

    ②防雷設(shè)計(jì)方案概述中應(yīng)詳細(xì)地描述擬建建筑物所在地氣候和災(zāi)害性天氣特點(diǎn)以及雷電活動(dòng)規(guī)律。根據(jù)由當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的諸如年平均雷暴日、初雷日、終雷日、發(fā)生雷暴的強(qiáng)度和時(shí)間分布規(guī)律、雷暴移動(dòng)路徑以及風(fēng)速等的統(tǒng)計(jì)資料，可以幫助確定建筑物防雷類別、外部防雷裝置的安裝位置和抗風(fēng)等級(jí)、內(nèi)部防雷裝置尤其是SPD的型式和主要技術(shù)指標(biāo)。

     ③防雷設(shè)計(jì)方案概述中應(yīng)詳細(xì)地描述擬建建筑物的使用性質(zhì)、重要性并闡述對(duì)擬建建筑工程進(jìn)行雷電防護(hù)建設(shè)的必要性。

       ④防雷設(shè)計(jì)方案概述中應(yīng)詳細(xì)地描述建筑物的建筑結(jié)構(gòu)、高度、建筑面積、布局，設(shè)備布置、通信通訊方式、供配電系統(tǒng)(供配電制式、高低壓電力線路的架設(shè)方案、自備油機(jī)發(fā)電機(jī)組、UPS等)以及綜合布線等情況。

 建筑物的建筑結(jié)構(gòu)決定主要的外部防雷裝置能否將其利用.例如，采用澆注樁和承臺(tái)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)可作為自然接地體;框架結(jié)構(gòu)建筑物結(jié)構(gòu)柱中的鋼筋可作為引下線，剪力墻結(jié)構(gòu)的房間是具有較好雷電電磁脈沖防護(hù)能力的空間等.建筑物的高度、建筑面積、布局等也與雷擊的選擇性有關(guān)，在計(jì)算雷擊有效截收面積時(shí)也有用，因而也決定防雷裝置的形式及其布置。

     設(shè)備布置關(guān)系到重要設(shè)備能否放置在防雷的有效安全空間內(nèi)。一般可提出作為設(shè)備布置的防雷參考意見，若無(wú)法采納，則應(yīng)有針對(duì)性地加強(qiáng)防雷技術(shù)措施。

     通信方式主要是有線無(wú)線、工作頻率、帶寬、接口型號(hào)、工作電壓、傳輸電平等參數(shù)，需要防雷設(shè)計(jì)人員搞清楚，這關(guān)系到防雷裝置尤其是SPD的設(shè)計(jì)和選擇.例如，一些雷達(dá)或衛(wèi)星等的微波通訊設(shè)備的波長(zhǎng)為幾厘米，如采用普通的金屬避雷針作為防直擊雷的保護(hù)裝置，其針桿的直徑與工作電磁波波長(zhǎng)同一數(shù)量級(jí).有可能影響設(shè)備的正常工作.這時(shí)，應(yīng)該考慮采用高強(qiáng)度玻璃鋼桿身的避雷針(其引下線用夠一定截面積的銅纜)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬避雷針。

    供配電系統(tǒng)主要是指對(duì)高、低壓電力線路的架設(shè)方案、供配電制式、自備油機(jī)發(fā)電機(jī)組、UPS等的描述。供配電系統(tǒng)的防雷是內(nèi)部防雷裝置中最主要的部分之一高、低壓電力線路的架設(shè)方果直接決定了如何選擇電源系統(tǒng)的第一級(jí)防電涌保護(hù)器，包括不同試驗(yàn)波形下的通流量。例如，是架空進(jìn)線還是埋地電纜引人，會(huì)有較大區(qū)別.一般情況下，防雷技術(shù)人員應(yīng)要求盡可能采用埋地電纜引入方式。

 供配電制式也是必須描述清楚的重要內(nèi)容，因?yàn)獒槍?duì)不同的供電制式，一般要選擇不同型式的防雷設(shè)備，其接線方式也不一樣.例如，對(duì)TT供電制式.其接線方式為相線與中性線間加裝普通模塊，中性線與保護(hù)地之間一般要加裝通流量較大的N-PE模塊。

    對(duì)自備油機(jī)發(fā)電機(jī)組、UPS等設(shè)備的描述有助于確定多級(jí)電源SPD防雷系統(tǒng)中各級(jí)SPD的安裝位置.重要部門重要系統(tǒng)的設(shè)備配置常常采用多套備份的冗余結(jié)構(gòu)，為的是確保系統(tǒng)運(yùn)行不會(huì)中斷。其防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)這種要求。

      綜合布線是雷電防護(hù)更是電磁兼容技術(shù)的基本內(nèi)容，它是防止各種電磁干擾的重要技術(shù)手段.防雷工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)了解建筑物內(nèi)綜合布線情況，相互配合，設(shè)計(jì)出最佳的防雷方案。

(2)設(shè)計(jì)依據(jù)

      防雷設(shè)計(jì)方案應(yīng)清晰地寫明設(shè)計(jì)依據(jù)。由于防雷技術(shù)發(fā)展的歷史并不長(zhǎng)，防雷技術(shù)并不完善，需要應(yīng)對(duì)的電磁環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，所以，防雷技術(shù)不斷在改進(jìn)，防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷在修訂，因而應(yīng)掌握和使用被引用標(biāo)準(zhǔn)的最新版本，以保證引用標(biāo)準(zhǔn)和使用本標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性。一般應(yīng)以現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，鼓勵(lì)采用IEC標(biāo)準(zhǔn)。

      設(shè)計(jì)方案中所采取的技術(shù)措施及施工工藝，一般應(yīng)以相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范為依據(jù)。也就是說(shuō).除了要寫明依據(jù)的雷電防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)外.還應(yīng)寫明引用的其他標(biāo)準(zhǔn).例如，一般電源系統(tǒng)SPD的安裝需要與電氣裝置相互配合，所以必須符合GB50054-1995《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB682-86《剩余電流動(dòng)作保護(hù)器》，以及斷路器、熔斷器、建筑施工等方面標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的要求。

      在做防雷設(shè)計(jì)方案時(shí)，要充分考慮擬安裝設(shè)備對(duì)雷電防護(hù)方面的技術(shù)要求，但不應(yīng)與相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相矛盾，有時(shí)可能需要與設(shè)備廠家協(xié)商.

        (3)防雷設(shè)計(jì)總體說(shuō)明

    設(shè)計(jì)方案總體說(shuō)明中要明確該雷電防護(hù)方案保護(hù)的空間范圍、建(構(gòu))筑物及主要設(shè)備等，應(yīng)列出被保護(hù)的主要設(shè)備清單。在防雷設(shè)計(jì)總體說(shuō)明中應(yīng)對(duì)概述中介紹的詳細(xì)資訊進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而對(duì)建筑物進(jìn)行防雷分類的劃定.必要時(shí)需在進(jìn)行雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后才能確定建筑物的防雷類別。應(yīng)寫出外部、內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)總的原則和總的要求以及一些通用的做法，在建筑工程圖紙中的總體設(shè)計(jì)說(shuō)明、電氣施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖中適當(dāng)?shù)牡胤綉?yīng)有反映這些要求的文字說(shuō)明

    (4)分項(xiàng)防雷設(shè)計(jì)方案

  具體的防雷分項(xiàng)設(shè)計(jì)，可按外部和內(nèi)部防雷的一定順序針對(duì)不同的保護(hù)對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)描述。如:建筑物、建筑物頂天線及到機(jī)房的電纜、傳輸系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、等電位連接系統(tǒng)和接地系統(tǒng)及其他裝置的防雷。具體內(nèi)容可以如下:

    ①外部防雷措施:外部防雷方案的選擇.包括天線(如果有的話)和建筑物的防護(hù)措施，具體保護(hù)范圍的計(jì)算等.通常，建筑設(shè)計(jì)院已經(jīng)考慮了建筑物本身的雷電防護(hù)措施，但對(duì)于諸如天線等高出避雷網(wǎng)帶的金屬設(shè)備或構(gòu)件，并未考慮雷電防護(hù)措施。這就要求防雷工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況選擇或加設(shè)外部防雷方案、計(jì)算具體的保護(hù)范圍、設(shè)計(jì)天線底座以及為此增設(shè)的避雷針支座.此項(xiàng)工作一般都需要與建筑設(shè)什院協(xié)商，以確定安裝位置和載荷等。保護(hù)范圍應(yīng)有多個(gè)視圖直觀的表示。

    ②內(nèi)部防雷措施:包括防止靜電干擾和電磁脈沖干擾的屏蔽措施;天饋系統(tǒng)、傳輸及通信系統(tǒng)的防電涌保護(hù)措施，等電位連接系統(tǒng).接地方法與接地裝置，低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù);專用設(shè)施的雷電保護(hù)等.防雷工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)設(shè)備自身的抗擾度以及雷電保護(hù)區(qū)的劃分要求，提出各種電磁屏蔽技術(shù)方案。在電磁屏蔽措施較為完善的場(chǎng)合，雷電過電壓對(duì)內(nèi)部電子設(shè)備的損害主要是沿線路引人.因而天饋、傳輸、通信系統(tǒng)及電源系統(tǒng)需加強(qiáng)防雷電電涌措施.主要對(duì)策為安裝各種SPD. SPD的選擇和安裝應(yīng)注意多方面，尤其是SPD的安裝應(yīng)有詳細(xì)說(shuō)明并畫出電涌保護(hù)(SPD)電路原理圖和SPD安裝位置示意圖等.等電位連接也是最基本最重要的防雷技術(shù)措施之一，在接地系統(tǒng)的地電阻不易做得較小時(shí)尤為重要。國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《等電位聯(lián)結(jié)安裝》對(duì)建筑物的等電位聯(lián)結(jié)具體做法作了詳細(xì)介紹.許多應(yīng)該預(yù)留的等電位連接端子一定要在圖紙上標(biāo)出其位置和做法.等電位連接網(wǎng)絡(luò)既用于電氣安全的等電位連接，也用于信息系統(tǒng)從直流至高頻的功能等電位連接，但網(wǎng)絡(luò)型式不太‘一樣。通常,Ss或Ms等電位連接網(wǎng)絡(luò)可用于相對(duì)較小、限定于局部的系統(tǒng)，當(dāng)數(shù)字電路的頻率達(dá)MHz級(jí)時(shí)應(yīng)采用Mm型等電位連接網(wǎng)絡(luò).應(yīng)根據(jù)機(jī)房主要設(shè)備的頻率等特性選擇合適的等電位連接網(wǎng)絡(luò)類型。

 (5)相關(guān)的圖紙、資料

    防雷設(shè)計(jì)方案應(yīng)提供的有關(guān)圖紙、資料包括:所屬區(qū)域的年均雷暴日分布圖;近十年來(lái)各種雷暴統(tǒng)計(jì)資料的變化趨勢(shì)分析;雷暴移動(dòng)路徑圖;建筑物平面布局圖、立面圖，如有可能附效果圖，直擊雷防護(hù)的避雷針、避雷帶等接閃器的保護(hù)范圍示意圖;主要設(shè)備分布位置圖;供配電系統(tǒng)圖，電涌保護(hù)(SPD)電路原理圖;SPD安裝位置示憊圖;等電位連接、均壓環(huán)、電力干線及接地平面圖;各層弱電平面圖;配電圖。相應(yīng)的工程施工圖(主要是電施圖);所選主要防雷器件的技術(shù)參數(shù)、性能指標(biāo)(附表說(shuō)明)等。這些圖紙大部分應(yīng)由建筑設(shè)計(jì)單位根據(jù)防雷設(shè)計(jì)方案的防雷要求繪制，其余的由防雷工程設(shè)計(jì)人員提供。所以，在進(jìn)行防雷工程設(shè)計(jì)時(shí)，必須與建筑設(shè)計(jì)單位多次會(huì)審圖紙。

  (6)防雷工程預(yù)算

    防雷工程設(shè)計(jì)方案中工程預(yù)算應(yīng)包括材料費(fèi)(包括主材料費(fèi)和輔助材料費(fèi))、施工費(fèi)、工程管理費(fèi)，以及設(shè)計(jì)費(fèi)、檢測(cè)費(fèi)、稅金等。費(fèi)率比例應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

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