高层建筑分体式空调室外机的雷电防护

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1、高层建筑分体式空调室外机的雷电防护摘要文章首先提出了高层建筑分体式空调容易遭受雷击的问题，然后从建筑物自身的特点出发，依据其防雷设计原则，对高层建筑分体式空调避免雷击的方法进行了分析与探讨，并提供了两种有效的解决方案。关键词高层建筑分体式空调雷电防雷设计随着我国经济的飞速发展，高层住宅逐步进入到了人们的生活。分体式空调机由于具有独特的优点，在家用空调机中仍占有较大比例，因此，在一般的高层住宅中，往往安装分体式空调。对于高层建筑的防雷，中华人民共和国《建筑物防雷设计规范》ＧＢ５００５７－９４规定：“一类防雷建筑３０ｍ以上，二类防雷建筑

2、４５ｍ以上，三类防雷建筑６０ｍ以上，要做好防侧击雷保护，外墙上所有金属物均与避雷带可靠连接，避雷带再与引下线可靠连接”。对于防侧击雷，在中华人民共和国推荐性行业标准《民用建筑电气设计规范》ＪＧＪ／Ｔ１６－９２第１２．３．１０条和１２．４．８条中也做出了类似要求。“安装于高层建筑物外墙上的空调外挂机作为金属物按规范要求必须与建筑物的防雷装置连接，若不采取相应措施将会给用户带来潜在危险”。为了保证用户的使用安全，空调外挂机的防雷问题就不可避免地被提了出来。１雷电对空调的危害雷电的产生主要是云层间或云和大地之间以及云和空气间的电位差达到一

3、定程度（２．５×１０３－３．５×１０３Ｖ／ｃｍ）时，所发生的猛烈放电现象。雷击通常有二种形式：直击雷、感应雷。１．１直击雷对空调的危害雷电直接击在建筑物、构架、树木、动植物上，由于电效应、热效应和机械效应等混合力作用，可直接摧毁建筑物、构架以及引起人员伤亡。当建筑物高度超过滚球半径的高度时，建筑物的侧面易遭受雷电侧击，因此高层建筑物应采取措施防侧击雷。通常所说的滚球法是基于以下的雷闪模型（电气—几何模型）：ｈｒ＝２Ｉ＋３０（１－ｅ－Ｉ／６．８）或简化为：ｈｒ＝１０Ｉ０．６５。式中：ｈｒ——滚球半径；Ｉ——与ｈｒ相对应的得到保护的最小

4、雷电流幅值；按照《建筑物防雷设计规范》ＧＢ５００５７－９４的规定可得出以下的数值，如表１所示。当建筑物外墙上空调外挂机等金属物所处的高度超过滚球半径的高度时，该金属物就易遭受雷电侧击（见图１），因此，空调外挂机必须与防雷装置可靠连接。否则，当雷电流超过接闪器所保护的最小雷电流幅值时，就易将空调击穿，同时雷电流还会沿着电源线传输，造成屋内其它电子设备的破坏（见图２）。１．２感应雷对空调的危害雷云之间或雷云对地之间的放电会在附近的架空线路、金属物或类似的传导体上产生感应电压，该电压再通过传导体传送至设备，间接摧毁微电子设备。当建筑物防雷

5、装置接受雷闪时，以ｋＡ／μｓ级的高频雷电流流过防雷装置，使接闪器和引下线的电位很高，同时，在其附近的空调支架及线路上将感应静电过电压（见图３），其值可按下式计算：Ｕｉ＝Ｍ（ｄｉ／ｄｔ）式中：Ｕｉ——线路上的感应电压；Ｍ——与引下线之间的互感系数。由于雷电流变化梯度可达５０ｋＡ／μｓ，放电电流可达３００～４００ｋＡ，此时会产生强大的交变磁场，在空调感应环路中产生的感应电压Ｕｉ将远远超过空调的安全承受电压将其击穿，造成致命的破坏。２高层建筑物的防雷设计原则高层建筑物的防雷设计是一项系统工程。防雷保护措施应作为建筑物的原始设计和施工过程中

6、的一个环节，在已竣工的建筑物上再添补防雷措施肯定要多花一笔原可节省的费用，因此，从建筑物的前期准备阶段就要重视防雷设计工作。这不只是电气专业的事，它还涉及到电子设备的位置和管线的布置等问题。各个专业应充分协商，从整体上解决防雷设计中的问题。否则，建筑物设计得再好，也无法正常使用。通常建筑物采用的防雷措施有：接闪器、引下线、接地网和避雷器。建筑物的防雷设计要从整体出发，充分利用建筑物中的已有结构（见图４）。接闪器除满足功能要求外还要注意与建筑物的美学相统一，且必须与钢筋混凝土柱及剪力墙中的钢筋互相连接。将建筑物内每层的地板、顶板、墙面

7、、梁、柱内的钢筋焊接成一个整体，使其构成一个六面体的网笼，即笼式避雷网，从而实现对建筑物内电子设备的屏蔽。由于结构构造的不同，墙内和楼板内的钢筋有疏有密，钢筋密度不够时，则应按不同需要增加网格的密度，满足建筑物的防雷要求。建筑物防雷设计规范（ＧＢ５００５７－９４）第３．２．４条中规定：高层建筑物从３０ｍ起每隔不大于６ｍ，沿建筑物四周设水平避雷带并与引下线相连；水平避雷带的作用是减小引下线的电感电压降，这不仅可以分流，而且还可以降低反击电压。高层建筑物３０ｍ及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物为防侧雷击，往往多采用预埋钢件，在施工中

8、将预埋钢件与附近的柱筋引下线相焊连，待安装金属物时再由金属与预埋钢件至少焊接２～３处，或利用金属物自带螺丝与预埋件连接。在基础施工中将人工接地体埋入土壤中或利用桩基与大地相连形成接地网，确保将雷电流安全的导入大地。通过以上措施，能有效