论文某乡镇学校教学科技楼的防雷改造设计（上）

通过对学校教学科技楼的了解，对其雷电防护方面存在的问题进行了研究、分析，并提出了完整的防雷工程设计方案。...

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内容摘要：通过对学校教学科技楼的了解，对其雷电防护方面存在的问题进行了研究、分析，并提出了完整的防雷工程设计方案。外部和内部雷电防护系统为综合防雷系统，外部防雷主要采用接闪、引流、接地装置等组成；内部防雷包括等电位连接、屏蔽、综合布线、安装SPD和共用接地等现代防雷技术。有效的做好防雷措施能从源头上减少雷电所带来的人身伤亡和财产损失。

关键词：雷电形式、雷电危害、存在问题、设计方案

引言

雷电是雷雨云之间或云地之间产生的放电现象，具有大电流、高电压、强电磁辐射等特征。雷电作为影响人类活动的十大自然灾害之一，不仅会造成人员伤亡，也会造成严重的经济损失。目前，学校不仅是人员高度集中的地方，还随着经济的发展和现代化水平的提高，学校都设有计算机机房、网络监控等电子信息设备，因此，做好学校的防雷安全也显得尤为重要。各类防雷设计要在认真分析被保护物周围的地理、地质、土壤、气象、环境等条件，了解雷电活动规律及其特点的基础上，仔细研究雷电防护的形式及其布置，目标是要防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和财产损失，同时做到安全可靠、技术先进、经济合理。

1 设计原则、依据及设计思路

1.1 设计原则

经济合理、安全可靠、技术先进

1.2 设计依据

1、《建筑物防雷设计规范》GB 50057－2010

2、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343-2012

3、《雷电电磁脉冲的防护》IEC 61312

4、《计算机信息系统雷击电磁脉冲安全防护规范》GA267-2000

5、《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-2010

6、《浙江省防雷装置检测实施细则》等标准要求。

1.3 设计思路

建筑物防雷防护设计是一个系统工程，必须综合设计，即为外部防雷系统和内部防雷系统设计应统一考虑，外部防护是指对建筑物本身的安全防护，可采用设置接闪器、分流、设置屏蔽网、均衡电位以及接地等措施。这些防护措施人们比较重视、也比较常见，相对来说比较完善。内部防护是指建筑物内部的电子设备对浪涌过电压的防护，可采取的措施有等电位连接、屏蔽、合理布线、安装电涌保护器及接地等，主要根据建筑物内部设备的耐压和雷电浪涌的强度情况，采取合理地限制电位差的防护措施。

1、学校教学建筑物多数被确定为第三类防雷建筑物，少数为第二类防雷建筑物。

2、校园内的雷电防护等级应为D级。

3、此防雷项目设计范围为：对已有的防雷装置改造设计，增加设计网络主控机机房和计算机教室的接地及等电位连接、电源电涌防护、网络信号电涌防护等。

2 教学科技楼的概况

2.1 所处地理位置

余姚地处中心地理坐标为东经121°09′、北纬30°30′。地处长江中下游，位于浙江省东部，东面临海，属于雷电多发地区，年平均雷暴日为40天左右。年均气温16.2℃，年平均降水量1547毫米。东西极距58.5公里，南北极距79公里。总面积1526.86平方公里，其中山地、丘陵805.09平方公里，占52.73%，平原432.51平方公里，占28.33%，水域289.26平方公里，占18.94%。地势南高北低，南部四明山山峦起伏，间有盆地、谷地，最高峰芦山乡青虎湾岗，海拔979米；中部姚江平原，有弧山残丘，点缀两岸；北部为滨海冲积平原。

2.2 教学科技楼的现有情况

1、教学科技楼处在余姚市牟山镇牟山湖旁，四周空旷，没有更高的建筑物，并在2005年建造完成；本建筑长度40m、宽度30m，高为15m，主体5层，并在屋顶露天平台上面装设有小灵通信号接收天线一部（如图2.2）。另外，在顶层（即5层）设有计算机房及网络监控机房。电源线路为TN-C系统，电源线路埋地穿管金属护管引入室内，通讯线、信号线及有线电视数据线等架空进入。

图2.2 教学科技楼平面图

2、防雷安装情况：本建筑物按三类防雷建筑要求作了防雷设计。屋面四周檐口及屋脊处采用Φ10mm镀锌圆钢作接闪带进行暗敷防护，并在屋脊两端各设有一支高为0.8m的接闪杆作防护；防雷引下线利用建筑物钢筋混凝土柱子内主筋，各在房屋的四个角处设有防雷引下线，且在与建筑物防雷引下线相对应的1处室外埋深1m处，由被利用作为引下线的钢筋上焊出一根40×4镀锌扁钢伸向室外，距离外墙皮1m作为预留接地体；防雷接地装置利用建筑物基础底梁上的上下两层钢筋中的两根主筋通长焊接形成基础接地网；电源在进户处做重复接地，重复接地与防雷接地共用一个接地装置，共用冲击接地电阻不大于4欧姆。

2.3 教学科技楼防雷方面存在的问题

1、防雷等级确定：依据GB 50057-94（2010年版）《建筑物防雷设计规范》建筑物年预计雷击次数按下式计算：N=K×Ng×Ae[2]；由此得出本教学科技楼的年预计雷击次数为：N=kNgAe≈0.10次/a，此教学科技楼属于年预计雷击次数大于0.05次/a的人员密集的公共建筑物，因此应定为二类防雷建筑物。

2、在屋脊两端设置接闪杆保护范围不满足要求，且生锈严重。

3、按二类防雷要求，防雷引下线设置间距不满足要求，且上下未作可靠焊通；屋面接闪网格未设置。

4、所有电气设备、弱电系统等未作可靠接地，本工程作总等电位联结。

5、各种进出建筑物的线缆、金属管道等未埋地进入建筑物。

6、为防雷电感应保护室内的重要电子设备，应在电源总配电柜、机房配电箱、通讯线（信号线）、有线电视系统及校园多媒体广播系统中加装相应的浪涌保护器（SPD）作多级防护。

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