防雷環(huán)境要求較高的任何一項建筑工程在做《工程建設(shè)可行性研究報告》時，都要考慮防雷系統(tǒng)的建設(shè).應(yīng)將“防雷工程設(shè)計方案”作為工程建設(shè)設(shè)計方案的一部分。應(yīng)在新建建筑物的設(shè)計階段就認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)計和施工與建筑物的設(shè)計和施工結(jié)合成一體，能以最少的人工和花費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)、氣候特點以及雷電活動規(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)對防雷設(shè)計方案進行嚴格審核。

一、防雷設(shè)計方案主要內(nèi)容

    (1)概述

    ①防雷設(shè)計方案概述中應(yīng)詳細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)場進行實地勘察，要求高的可能需要請專門的地質(zhì)勘察研究部門來進行此項工作。

    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，這與計算該建筑物的年頂計雷擊次數(shù)，確定建筑物防雷等級有關(guān)。是否與其他建筑物距離較近，其地上距離和地下距離會涉及保護范圍的計算、地上和地下安全距離的計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)計雷擊次數(shù)，確定建筑物防雷等級有關(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)人工輔助接地體時很有用.例如.當土壤含水率大約為4%以上時，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)降阻劑等方法來改善接地條件。對有深樁基礎(chǔ)的商層建筑，若土壤電阻率及土壤含水率不理想，但深樁能夠達到地下水位時，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)計人員應(yīng)獲得這些基本資料。

    ②防雷設(shè)計方案概述中應(yīng)詳細地描述擬建建筑物所在地氣候和災(zāi)害性天氣特點以及雷電活動規(guī)律。根據(jù)由當?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)生雷暴的強度和時間分布規(guī)律、雷暴移動路徑以及風(fēng)速等的統(tǒng)計資料，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、內(nèi)部防雷裝置尤其是SPD的型式和主要技術(shù)指標。

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

       ④防雷設(shè)計方案概述中應(yīng)詳細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、自備油機發(fā)電機組、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)，在計算雷擊有效截收面積時也有用，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，若無法采納，則應(yīng)有針對性地加強防雷技術(shù)措施。

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

    供配電系統(tǒng)主要是指對高、低壓電力線路的架設(shè)方案、供配電制式、自備油機發(fā)電機組、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)的第一級防電涌保護器，包括不同試驗波形下的通流量。例如，是架空進線還是埋地電纜引人，會有較大區(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，因為針對不同的供電制式，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，中性線與保護地之間一般要加裝通流量較大的N-PE模塊。

    對自備油機發(fā)電機組、UPS等設(shè)備的描述有助于確定多級電源SPD防雷系統(tǒng)中各級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)運行不會中斷。其防雷系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)適應(yīng)這種要求。

      綜合布線是雷電防護更是電磁兼容技術(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)計人員應(yīng)了解建筑物內(nèi)綜合布線情況，相互配合，設(shè)計出最佳的防雷方案。

(2)設(shè)計依據(jù)

      防雷設(shè)計方案應(yīng)清晰地寫明設(shè)計依據(jù)。由于防雷技術(shù)發(fā)展的歷史并不長，防雷技術(shù)并不完善，需要應(yīng)對的電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，所以，防雷技術(shù)不斷在改進，防雷技術(shù)標準不斷在修訂，因而應(yīng)掌握和使用被引用標準的最新版本，以保證引用標準和使用本標準的先進性。一般應(yīng)以現(xiàn)行國家標準和行業(yè)標準為依據(jù)，鼓勵采用IEC標準。

      設(shè)計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)標準或規(guī)范為依據(jù)。也就是說.除了要寫明依據(jù)的雷電防護標準外.還應(yīng)寫明引用的其他標準.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)計規(guī)范》、GB682-86《剩余電流動作保護器》，以及斷路器、熔斷器、建筑施工等方面標準或規(guī)范的要求。

      在做防雷設(shè)計方案時，要充分考慮擬安裝設(shè)備對雷電防護方面的技術(shù)要求，但不應(yīng)與相應(yīng)的技術(shù)標準相矛盾，有時可能需要與設(shè)備廠家協(xié)商.

        (3)防雷設(shè)計總體說明

    設(shè)計方案總體說明中要明確該雷電防護方案保護的空間范圍、建(構(gòu))筑物及主要設(shè)備等，應(yīng)列出被保護的主要設(shè)備清單。在防雷設(shè)計總體說明中應(yīng)對概述中介紹的詳細資訊進行綜合分析，進而對建筑物進行防雷分類的劃定.必要時需在進行雷擊風(fēng)險評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)計說明、電氣施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖中適當?shù)牡胤綉?yīng)有反映這些要求的文字說明

    (4)分項防雷設(shè)計方案

  具體的防雷分項設(shè)計，可按外部和內(nèi)部防雷的一定順序針對不同的保護對象進行設(shè)計描述。如:建筑物、建筑物頂天線及到機房的電纜、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)和建筑物的防護措施，具體保護范圍的計算等.通常，建筑設(shè)計院已經(jīng)考慮了建筑物本身的雷電防護措施，但對于諸如天線等高出避雷網(wǎng)帶的金屬設(shè)備或構(gòu)件，并未考慮雷電防護措施。這就要求防雷工程設(shè)計人員根據(jù)實際情況選擇或加設(shè)外部防雷方案、計算具體的保護范圍、設(shè)計天線底座以及為此增設(shè)的避雷針支座.此項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。保護范圍應(yīng)有多個視圖直觀的表示。

    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;專用設(shè)施的雷電保護等.防雷工程設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)設(shè)備自身的抗擾度以及雷電保護區(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合，雷電過電壓對內(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)需加強防雷電電涌措施.主要對策為安裝各種SPD. SPD的選擇和安裝應(yīng)注意多方面，尤其是SPD的安裝應(yīng)有詳細說明并畫出電涌保護(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尤為重要。國家建筑標準設(shè)計圖集《等電位聯(lián)結(jié)安裝》對建筑物的等電位聯(lián)結(jié)具體做法作了詳細介紹.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)可用于相對較小、限定于局部的系統(tǒng)，當數(shù)字電路的頻率達MHz級時應(yīng)采用Mm型等電位連接網(wǎng)絡(luò).應(yīng)根據(jù)機房主要設(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;近十年來各種雷暴統(tǒng)計資料的變化趨勢分析;雷暴移動路徑圖;建筑物平面布局圖、立面圖，如有可能附效果圖，直擊雷防護的避雷針、避雷帶等接閃器的保護范圍示意圖;主要設(shè)備分布位置圖;供配電系統(tǒng)圖，電涌保護(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(附表說明)等。這些圖紙大部分應(yīng)由建筑設(shè)計單位根據(jù)防雷設(shè)計方案的防雷要求繪制，其余的由防雷工程設(shè)計人員提供。所以，在進行防雷工程設(shè)計時，必須與建筑設(shè)計單位多次會審圖紙。

  (6)防雷工程預(yù)算

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

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