建筑防雷问题论述

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1、建筑防雷问题论述摘要：近年来雷电灾害频繁发生，雷电产生强大电流对人类的生产、生活造成极大伤害。虽然我们现在的建筑都有防雷措施，但随着电子科技的进步智能化建筑的出现，建筑防雷问题也发生了一系列新的变化。本文将从雷电形成及其危害谈起，对建筑防雷问题进行综合论述，重点从防雷的基本机理以及传统建筑防雷问题进行阐述，并且探讨了现代智能建筑中应采取的相应防雷措施。关键词：雷电防雷建筑防雷智能建筑1概述雷电是一种常见的自然现象，由于雷电释放的能量相当大，它所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电磁辐射等物理效应给人们带来了多种危害。现代化的城市中高层建筑日益增多，造成雷

2、电击穿空气的距离缩短，因为雷击的概率与建筑的高度成正比，所以雷击概率加大。同时，由于全球气候变暖，城市热岛现象增多，使城市的大气环流形势出现了新特点，夏季雷暴期延长。传统的建筑中都安装有避雷针、避雷带或避雷网等防雷装置，从而减轻了雷电对建筑物及人员的伤害。进入电子信息时代后，随着现代智能建筑出现，雷电灾害的特点发生了极大的变化，受灾面不仅大大扩大而且从二维空间入侵变为三维空间入侵。从闪电直击和过电压波沿线传输变为空间闪电的脉冲电磁场从三维空间入侵到任何角落，无空不入地造成灾害，因而防雷工程已从防直击雷、感应雷进入防雷电电磁脉冲（LEMP）的新阶段了。2雷电的形成及其危害2.1雷电的

3、形成雷电是一种大气放电现象。当太阳把地面晒得很热时，地面的热空气携带大量的水汽不断地上升到高空，形成大范围的积雨云，积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷，形成雷雨云，而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应，也会带上与云底相反极性的电荷。当云层里的电荷越积越多，达到一定强度时，就会把空气击穿，打开一条狭窄的通道强行放电。当云层放电时，由于云中的电流很强，通道上的空气瞬间被烧得灼热，温度高达6000—20000℃，所以发出耀眼的强光，这就是闪电，而闪道上的高温会使空气急剧膨胀，同时也会使水滴汽化膨胀，从而产生冲击波，这种强烈的冲击波活动形成了雷声。2.2雷电的危害2.2.1直击雷建筑

4、物或设备等对地放电所产生的电击现象，称之为直接雷击。此时雷电的主要破坏力在于电流特性而不在于放电产生的高电位。雷电击中人体、建筑物或设备时，强大的雷电流转变成热能，雷击点的发热量大约500~2000J，该能量可以熔化50~200mm3的钢材。因此雷电流的高温热效应将灼伤人体，引起建筑物燃烧，使设备部件熔化。另外在雷电流流过的通道上，物体水分受热汽化而剧烈膨胀，产生强大的冲击性机械力。该机械力可以达到5000~6000N，因而可使人体组织，建筑物结构、设备部件等断裂破碎，从而导致人员伤亡、建筑物破坏，以及设备毁坏等。2.2.2感应雷　　感应雷是雷电在雷云之间或雷云对地放电时，在附近的

5、户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线产生电磁感应并侵入设备，使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害。感应雷虽然没有直接雷猛烈，但其发生的几率比直击雷高得多。感应雷的破坏也称为二次破坏。雷电流变化梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，这种电流可能向周围物体放电，如附近有可燃物就会引发火灾和爆炸，而感应到正在联机的导线上就会对设备具有强烈的破坏性。2.2.3浪涌雷电浪涌是近年来由于微电子设备的不断应用而引起人们极大重视的一种雷电危害形式。最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。一方面由于电子

6、设备内部结构高度集成化（VLSI芯片），从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电（包括感应雷及操作过电压浪涌）的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入微电子设备设备造成设备损坏等事故。3防雷唐代《炙毂子》一书在记载了这样一件事：汉朝时柏梁殿遭到火灾，一位巫师建议，将一块鱼尾形状的铜瓦放在层顶上，就可以主防止雷电所引起的天火。屋顶上所设置的鱼尾开头的瓦饰，实际上兼作避雷之用，可认为是现代避雷针的雏形。现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。其实，避雷针应叫“引雷针”才合适。在雷雨天气，高的物体上空出现带电云

7、层时，迅雷针和物体顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖（即这个电容器的两极板正对面积很小）电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少。而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体。这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层上的电荷导人大地，使其不对高大物体