毕业设计-建筑防雷设计.doc

绪论 自古以来，雷电灾害一直存在，据有关研究统计，地球上任一时刻平均有2000多个雷暴在进行着，平均每秒有100次闪电每个闪电强度可高达10亿伏，足见其能量之大，产生的危害可想而知。200多年前，富兰克林发明避雷针以后，建筑物等设施已得到了一定的保护，人们认为可以防止雷害，对防雷问题有所松懈。但是随着近代高科技的发展，尤其是微电子技术的高速发展，雷电灾害越来越频繁，损失越来越大，原先的避雷针已无法保护建筑物、人和电器设备。握着电话话筒而受雷击致死的人时有所闻，原先许多从来不发生雷电灾害的行业和部门也频频受害。这些雷害是人们意料不到的。现今全球平均每年因雷电灾害造成的直接经济损失就超过10亿美元，死亡人数在三千人以上。我国根据气象部门和劳动部门的估算，每年雷击伤亡人数均超过1万，其中死亡3000多人。例如199年８月1２日，我国青岛市黄岛油库遭雷击失火，燃烧104小时才勉强扑灭。伤亡人员近百名，烧毁原油3.6万吨，整个油库毁坏殆尽，变成一片废墟。某数据中心，集全体技术人员历时三年的研究成果和宝贵数据因一次雷灾而化为乌有。类似的案例不胜枚举。0年代以后，雷灾出现新的特点这主要是因为一些高大建筑的兴起高层智能大厦，吸引落雷，从而使本身所在建筑及附近建筑遭到破坏另外，随着微电子技术高度发展及广泛应用到各个领域，使雷害对象也发生了转移从对建筑物本身的损害转移到对室内的电器、电子设备的损害以至发生人身伤亡事故随之防雷对象也由强电转移到弱电雷电产生的成为主要危害。防雷工作是十分必要的，各行各业有关部门均应给予重视GB50057－94强制性国家标准 1 雷击的危害 通常所谓的雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。当然，云层之间的放电主要对飞行器有危害，对地面上的建筑物和人、畜没有很大影响。然而，云层对大地的放电，则对建筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大，这是电气防雷设计的主要对象。 雷击的危害主要有方面：直击雷当10KA的雷电流通过下导体入地时，假设接电阻为10欧姆,根据欧姆定律,可知在入地点A处电压为100KV。因A点与C、D点相连，所以这几点电压都为100KV。而E点接地，其电压值为0，设备的D点与E点间有100KV的电压差，足以将设备损坏。 图1 以上四方面中雷电对建筑物的危害主要以后雷电波侵入、感应过电压与直击雷的损坏仅占15%，的损坏占85%。我们在着手建筑物防雷设计的第一步，首先是要确定建筑物的防雷等级。《建筑物防雷设计规范》(GB50057－97)中，对建筑物防雷的划分，除了由建筑物的功能定性外，第二、三类防雷建筑，还取决于建筑物的预计年雷击次数N。建筑物的预计年雷击次数建筑物年预计雷击次数应按下式： （3） 式中： L、W、H──分别为建筑物的长、宽、高（m）。 （2）当建筑物的高H等于或大于100m时，建筑物的等效面积按下式计算： Ae ＝[ LW＋2 H（L＋W）＋πH2 ]·10-6　 （4） （3）当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积Ae应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。 （4） 按以上公式计算得到N后就可以确定防雷等级了。一般先把建筑物按其重要性使用性质部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物住宅、办公楼等一般性民用建筑物部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物0.06次/a划为第二类防雷建筑物0.012次/a且小于或等于0.次/a划为第类防雷建筑物住宅、办公楼等一般性民用建筑物0.3次/a划为第二类防雷建筑物0.06次/a且小于或等于0.次/a划为第类防雷建筑物小于0.次/ a小于0.次/ a小于0.次/ a人员密集的公共建筑物接闪分流（3）均指使建筑物内的各个部位都形成一个相等的电位，即等电位。若建筑物内的结构钢筋与各种金属设置及金属管线都能连接成统一的导电体，建筑物内当然就不会产生不同的电位，这样就可保证建筑物内不会产生反击和危及人身安全的接触电压或跨步电压，对防止雷电电磁脉冲干扰微电子设备也有很大的好处。钢筋混凝土结构的建筑物最具备实现等电位的条件，因为其内部结构钢筋的大部分都是自然而然地焊接或绑扎在一起的。为满足防雷装置的要求，应有目的地把接闪装置与梁、板、柱和基础可靠地焊接、绑扎或搭接在一起，同时再把各种金属设备和金属管线与之焊接或卡接在一起，这就使整个建筑物成为良好的等电位体。（4）屏蔽屏蔽的主要目的是使建筑物内的通信设备、电子计算机、精密仪器以及自动控制系统免遭雷电电磁脉冲的危害。建筑物内的这些设施，不仅在防雷装置接闪时会受到电磁干扰，而且由于它们本身灵敏性高且耐压水平低，有时附近打雷或接闪时，也会受到雷电波的电磁辐射的影