智能建筑的防雷接地隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是internet技術(shù)的高速發(fā)展，以及經(jīng)濟快速的發(fā)展，全世界各大城市爭先構(gòu)建數(shù)字化城市，大量的智能化建筑拔地而起，其中采用了大量的電子設(shè)備，如樓宇自控系統(tǒng)（BA）、消防報警系統(tǒng)（FA）、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）、門禁及保安報警系統(tǒng)（SA）、綜合布線及通訊系統(tǒng)（CA）等等，這些設(shè)備的耐壓等級低、抗干擾能力差，另一方面由于信號來源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波的侵入，致使雷電災(zāi)害頻頻發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，雷電對電子設(shè)備的損壞占設(shè)備損壞因素的比例高達26%，防雷過電壓已成為具有時代特點的一項迫切要求。因此在智能建筑的設(shè)計施工中，不僅要重視智能建筑的性能指標(biāo)和設(shè)備的先進性，更要注意做好建筑物的防雷接地。防雷與接地對于智能建筑中的弱電設(shè)備的安全運行和數(shù)據(jù)的可靠傳輸有著重要的影響，并且是抑制電磁干擾、提高電子設(shè)備電磁兼容性的重要手段之一。如果建筑物的防雷接地沒有處理好，不管是雷電的直擊、串擊、反擊，輕則會造成設(shè)備不能有效傳輸數(shù)據(jù)，降低智能建筑設(shè)備的可靠性；重則會損壞設(shè)備的部件，甚至導(dǎo)致設(shè)備癱瘓并危及人員的安全。近年來我國每年因雷擊破壞建筑物內(nèi)電氣設(shè)備的事件時有發(fā)生，所造成的損失非常巨大。因此建筑物的防雷接地設(shè)計就顯得尤為重要。目前一些城市和地方的立法，如從2002年9月1日開始執(zhí)行的《北京市防御雷電災(zāi)害若干規(guī)定》，使人們越來越多的認識到做好建筑物防雷及接地的重要性及迫切性。1．雷擊一般分為直擊雷擊和感應(yīng)雷擊1.1直擊雷擊--指雷電直接擊在建筑物、構(gòu)架、樹木、動植物上，由于電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機械效應(yīng)等混合力作用，直接摧毀建筑物，構(gòu)筑物以及引起人員傷亡等。由于直擊雷的電效應(yīng)，有可能使機房微電子設(shè)備遭受浪涌過電壓的危害。1.2感應(yīng)雷擊（又稱二次雷擊）--指雷云之間或雷云對地之間的放電而在附近的架空線路、埋地線路、金屬管線或類似的傳導(dǎo)上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，該電壓通過傳導(dǎo)體傳送至設(shè)備，間接摧毀微電子設(shè)備。感應(yīng)雷擊對微電子設(shè)備，特別是通訊設(shè)備和電子計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的危害最大，據(jù)資料顯示，微電子設(shè)備遭雷擊損壞，80%以上是由感應(yīng)雷引起的。1.3另外還有操作過電壓，即是指當(dāng)電流在導(dǎo)體上流動時，會產(chǎn)生磁場儲存能量，當(dāng)負載（特別是電感性大的負載）電器設(shè)備開關(guān)時，會產(chǎn)生瞬時過電壓，操作過電壓同感應(yīng)雷擊一樣，可以間接損壞微電子設(shè)備。2．外部防雷措施根據(jù)國家標(biāo)準《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94（2000年版），外部防雷裝置包括接閃器、引下線和接地裝置。2.1接閃器：根據(jù)建筑物的特點和防雷等級選用避雷網(wǎng)、避雷帶或避雷針。在保護范圍以外的突出金屬物，如金屬設(shè)備、金屬管道、金屬欄桿、廣告牌、航空標(biāo)志燈等，均應(yīng)與防雷系統(tǒng)相焊接或卡接，構(gòu)成統(tǒng)一的導(dǎo)電系統(tǒng)。屋頂?shù)慕饘傺b飾物如金屬旗桿或滿足規(guī)范要求壁厚的金屬屋面，均可作為接閃器。2.2引下線：盡量利用建筑物鋼筋混凝土柱內(nèi)的對角主筋作為引下線，建筑物的消防梯、鋼柱等金屬構(gòu)件也可作為引下線，但其各防雷部件之間均應(yīng)連成電器通路。2.3接地裝置：設(shè)計接地裝置時，當(dāng)基礎(chǔ)采用硅酸鹽水泥和周圍土壤的含水量不低于4%，基礎(chǔ)表面無防水層時，可利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置（詳后面的說明），如果基礎(chǔ)被塑料、橡膠、油氈等防水材料包裹或涂有瀝青質(zhì)的防水層時，不得利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置，此時在基礎(chǔ)槽的周圍敷設(shè)環(huán)型接地裝置，并與基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋做可靠連接。3．內(nèi)部防雷措施及防雷擊電磁脈沖3.1防止側(cè)擊雷如果按滾球法計算避雷針的保護范圍確定，避雷針可能接受該空間上方落下的閃電，但側(cè)方襲來的閃電仍能擊在該引雷范圍曲線內(nèi)靠下空域中的各點，也就是說，在避雷針下部的這個空間內(nèi)避雷針的保護率不再是99%，而是50~80%或更低的數(shù)值，所以我們不能完全指望避雷針，還要防止側(cè)擊雷。例如：如果建筑物的防雷等級為第二類，則應(yīng)將45米及以上外墻上的欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接。3.2等電位連接要做好建筑物內(nèi)的等電位連接，等電位連接的目的在于減少需要防雷的空間內(nèi)，各種金屬部件和各種系統(tǒng)之間的電位差。建筑物防直擊雷的避雷引入了強大的雷電流通過引下線入地，在附近空間產(chǎn)生強大的電磁場變化，會在相鄰的導(dǎo)線（包括電源線和信號線）上感應(yīng)出雷電過電壓，因此建筑物避雷系統(tǒng)不但不能保護計算機，反而可能引入了雷電。計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等設(shè)備的集成電路芯片耐壓能力很弱，通常在100伏以下，因此必須建立等電位連接，減小電位差，確保計算機特別是計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等弱電系統(tǒng)的安全。等電位的主要做法：3.2.1用連接導(dǎo)線或過電壓保護器，將處在需要防雷的空間內(nèi)防雷裝置、電氣設(shè)備、金屬門窗、電梯導(dǎo)軌、電纜橋架、各種金屬管線、及弱電系統(tǒng)的金屬部件（箱體、殼體、機架）等，相互焊接或連接起來，構(gòu)成統(tǒng)一的導(dǎo)電系統(tǒng)。形成建筑物的法拉第籠，從而避免各接地線之間存在電位差，以消除感應(yīng)過電壓產(chǎn)生。3.2.2全樓建筑物結(jié)構(gòu)的梁、板、柱、基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋是等電位連接的一部分，應(yīng)焊接或綁扎成統(tǒng)一的導(dǎo)電系統(tǒng)，接到綜合共用接地裝置上。3.2.3從不同方向、地點進入建筑物的照明、動力和弱電系統(tǒng)的管線，應(yīng)就近連接到建筑物的接地連接板或環(huán)型母帶上（室內(nèi)可利用基礎(chǔ)圈梁或承臺梁，或另做若干條等電位連接母帶，室外則為周圈式接地裝置）。3.3弱電設(shè)備的屏蔽應(yīng)將屏蔽作為弱電系統(tǒng)減少干擾的必要措施，屏蔽的主要目的是防雷電電磁脈沖，在電子設(shè)備和信息設(shè)備系統(tǒng)較多的建筑物內(nèi)，應(yīng)根據(jù)防雷分區(qū)和設(shè)備的要求，將建筑物作成全屏蔽（外部屏蔽）、部分屏蔽、局部屏蔽或設(shè)備及管線的屏蔽，使雷擊時的電磁場層層衰減。將建筑外部（外墻）進行全屏蔽構(gòu)成籠式防雷是最安全可靠的防雷設(shè)計方案。因此重要的微電子設(shè)備如弱電機房等的位置宜放在大樓的中心部位、深部或下部樓層。3.4關(guān)于電涌保護器SPD3.4.1SPD在電源系統(tǒng)中的安裝位置（1）在LPZOA區(qū)和LPZOB區(qū)與LPZ1區(qū)交界面處，在從室外引來的線路上安裝第一級SPD（一般為電壓開關(guān)型SPD）。建議安裝位置：總電源進線處，如變壓器低壓側(cè)或總配電柜內(nèi)。（2）當(dāng)上述安裝的SPD電壓保護水平加上其兩端引線的感應(yīng)電壓保護不了后續(xù)配電盤供電的設(shè)備時，應(yīng)在該級配電盤安裝第二級SPD（一般為限壓型），其位置一般設(shè)在LPZ1區(qū)和LPZ2區(qū)交界面處。建議安裝位置：安裝于下端帶有大量弱電、信息系統(tǒng)設(shè)備或需限制暫態(tài)過電壓的設(shè)備的配電箱內(nèi)，如：樓層配電箱、計算機中心、電信機房、電梯控制室、有線電視機房、樓宇自控室、保安監(jiān)控中心、消防中心、工業(yè)自控室、變頻設(shè)備控制室、醫(yī)院手術(shù)室、監(jiān)護室及裝有電子醫(yī)療設(shè)備的場所的配電箱內(nèi)。另外，對所有引至室外照明或動力線路的配電箱，均應(yīng)加裝SPD，SPD在此處的作用主要是為了防止高電位竄入。（3）對于需要將瞬態(tài)過電壓限制到特定水平的設(shè)備（尤其是信息系統(tǒng)設(shè)備），宜考慮在該設(shè)備前安裝具有防操作過電壓和防感應(yīng)雷雙重功能的第三級SPD（一般為浪涌吸收器），其位置一般在LPZ2區(qū)和其后續(xù)防雷區(qū)交界面處。建議安裝位置：計算機設(shè)備、信息設(shè)備、電子設(shè)備及控制設(shè)備前或最近的插座箱內(nèi)。3.4.2SPD在信息系統(tǒng)中的安裝要求除了電源系統(tǒng)線路應(yīng)安裝多級電涌保護器外，信息系統(tǒng)線路也應(yīng)按規(guī)范要求安裝電涌保護器。SPD在信號線路上安裝時，其功率、插入損耗、駐波、頻率、帶寬等參數(shù)應(yīng)符合信息系統(tǒng)的匹配要求。信息系統(tǒng)的信號線主要有：電話線路、計算機網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通訊、有線電視、天線饋線系統(tǒng)、樓宇自控等，應(yīng)根據(jù)要求在其設(shè)備及線纜上加裝粗保護和精細保護，這種保護通常由系統(tǒng)供應(yīng)商負責(zé)安裝，但在電氣設(shè)計中預(yù)留條件，如：在信號線引入建筑物處、弱電小間、弱電機房內(nèi)應(yīng)預(yù)留等電位聯(lián)結(jié)端子箱以供電涌保護器下端就近接地之用。3.4.3SPD安裝的注意事項（1）第一級保護的SPD應(yīng)靠近建筑物的入戶線的總等電位聯(lián)結(jié)端子處，第二、三級保護的SPD應(yīng)盡量靠近被保護設(shè)備安裝。（2）電涌保護器接至等電位聯(lián)結(jié)的導(dǎo)線要盡可能短而直。（3）為滿足信息系統(tǒng)設(shè)備耐受能量要求，SPD的安裝可進行多級配合，在進行多級配合時應(yīng)考慮SPD之間的能量配合，當(dāng)有續(xù)流時應(yīng)在線路中串接退耦裝置，一般情況下在線路上多級安裝且無準確數(shù)據(jù)時，電壓開關(guān)型與限壓型SPD之間的線路長度小于10m時和限壓型SPD之間線路長度小于5m時宜串接退耦裝置。（4）必須考慮退化或壽命終止后可能產(chǎn)生的過電流或接地故障對信息系統(tǒng)設(shè)備運行的影響，因此在SPD的電源側(cè)應(yīng)安裝過電流保護裝置（如熔斷器或空氣斷路器），在TT系統(tǒng)中還應(yīng)安裝剩余電流保護裝置，并宜帶有劣化顯示功能。熔斷器或空氣斷路器的整定值與導(dǎo)線配合關(guān)系見表1(略)。（5）在爆炸危險場所使用的SPD應(yīng)具有防爆功能。（6）在考慮各設(shè)備之間的過電壓保護水平UP時，若線路無屏蔽時尚應(yīng)計入線路的感應(yīng)電壓，在考慮被保護設(shè)備的耐沖擊過電壓水平時宜按其值的80%考慮。（7）在供電電壓超過所規(guī)定的10%及諧波使電壓幅值加大的場所，應(yīng)根據(jù)具體情況對氧化鋅壓敏電阻SPD提高UC值。（8）在設(shè)有信息系統(tǒng)的建筑物需加裝SPD保護時，若該建筑物沒有裝設(shè)防直擊雷裝置和不處于其他建筑物或物體的保護范圍內(nèi)時，宜按第三類防雷采取防直擊雷的措施。在要考慮屏蔽的情況下，防直擊雷接閃器宜采用避雷網(wǎng)。3.5過去有人認定建筑物防雷就是裝避雷針，現(xiàn)在有人認定了SPD。仿佛裝了SPD就放心，SPD的容量越大心里越踏實。其實這是一種錯誤的認識。防雷設(shè)計人員要對建筑物的防雷要求有全面的了解，對雷電的干擾途徑及其解耦辦法有清楚的了解，不可片面地處理防雷工程，若顧此失彼仍然會出事故。要采取措施提高布線的合理性，一是強電電源（包括照明、動力及插座）和弱電系統(tǒng)的管線路走向要合理，二是除原設(shè)備內(nèi)已加裝過電壓保護器或穩(wěn)壓設(shè)備外，各種進戶線處和相近的強弱電之間的線路上加裝過電壓保護器。4．關(guān)于幾種防雷接地做法的看法4.1基礎(chǔ)接地體的應(yīng)用基礎(chǔ)接地體的應(yīng)用存在各種不同的看法：有些人認為，在基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋被混凝土包住，就不可能與大地溝通，這樣怎樣起接地體的作用呢？事實上干燥的混凝土是很好的絕緣體。而含有水分的混凝土卻是另一種情況。在制造鋼筋混凝土基礎(chǔ)的過程，硅酸鹽水泥和水互相作用，干涸后，混凝土中存在許多細小的分支毛細管?；A(chǔ)的混凝土保持與含水分的土壤接觸時，毛細管將水分吸到混凝土里，因而降低了混凝土的電阻率。混凝土的實際電阻率實測值見表2(略)。鋼筋混凝土基礎(chǔ)作為接地裝置是有利的。較大的樓宇采用基礎(chǔ)接地體后的接地電阻一般都能滿足要求。若較小的鋼筋混凝土建筑，使用它的柱梁結(jié)構(gòu)的埋地鋼筋混凝土做接地網(wǎng)，即使它的接地電阻達不到足夠小，需要加埋人工接地體補充，這起碼也能夠起到減少人工接地體的數(shù)量，節(jié)約投資，是一件有益無害的好事。但有些鋼筋混凝土確實不能作為接地裝置，如防水水泥，鋁酸鹽水泥，礬土水泥等，以人造材料水泥做成的鋼筋混凝基礎(chǔ)，不能做接地裝置。4.2專設(shè)接地線過長的壞處4.2.1在高頻下阻抗大信息系統(tǒng)的工作頻率可從直流到數(shù)十兆赫茲，甚至上百兆赫茲。一根25mm2銅導(dǎo)體懸掛在自由大氣中，其在高頻下的電抗如表3所示(略)。一根接地線在高頻下其阻抗z=［R2+（ωL）2］1/2已很大，而在實踐中往往要求其所接的接地體的接地電阻很低，如1Ω，這是不需要的。特別是在采用共用接地系統(tǒng)和等電位連接的情況下更不需要。用通常測量方法測出1Ω或5Ω的接地電阻，它僅適用于直流和工頻，在高頻下其接地電阻是多大，是個未知數(shù)。4.2.2在自諧振條件下阻抗無窮大一根接地導(dǎo)體或等電位連接導(dǎo)體，由于有分布電容和電感，在一定長度和某些頻率下會產(chǎn)生自諧振效應(yīng)，阻抗無窮大，等于開路，無意中成為一根天線，能接收或發(fā)射干擾信號。一導(dǎo)體自諧振發(fā)生于其長度等于外加電壓波波長1/4的奇倍數(shù)。該導(dǎo)體在某特定諧振頻率下停止傳導(dǎo)電流，在其他與諧振頻率差別大的頻率下傳導(dǎo)電流不受影響。4.3獨立接地不利于過電壓保護，應(yīng)采用綜合接地保護。電子設(shè)備采用獨立接地的初衷是希望獲得一個干凈“地”，遠離強電、雷擊等干擾。我們可以從下幾個方面論證電子設(shè)備采用聯(lián)合接地優(yōu)于獨立接地。4.3.1電子設(shè)備采用獨立接地在工程實施和運行維護過程中存著弊端。從安全角度說，希望的獨立接地最終往往與其它的“地”難解難分，存在雷擊時遭受反擊的隱患；維護不方便。4.3.2就電子設(shè)備本身而言，其接地的需求主要是“保護地”、“功率地”、“屏蔽地”和“信號地”。“信號地”又可分為“模擬地”和“數(shù)字地”等?！氨Ｗo地”一般接公共接地網(wǎng)，而“屏蔽地”和“信號地”往往會提出特殊要求，主要原因是它們確實怕干擾。目前數(shù)字信號的傳輸由于采用了光電耦合、平衡雙絞線等硬件技術(shù)和數(shù)碼校驗、數(shù)據(jù)容錯等軟件技術(shù)，其抗干擾能力大大增強；模擬信號的處理也采用了隔離放大器、調(diào)制解調(diào)傳輸、數(shù)碼型傳感器、屏蔽等技術(shù)，然而其抗干擾能力仍很有限。這些都要求我們在設(shè)計和施工中給予高度的重視，但這并不是說給電子設(shè)備設(shè)置獨立接地系統(tǒng)就能保證其能可靠地工作。例：在與美國某公司的商業(yè)合作中，該公司產(chǎn)品要求在我方廠房內(nèi)進行大量的測試工作，要求提供接地設(shè)施，其技術(shù)要求是：從室外接地裝置上專門引入一根接地線，接地線直徑不小于10mm。該廠房原設(shè)計為聯(lián)合接地系統(tǒng)，接地電阻0.68Ω，為滿足美方要求，從室外接地裝置上焊接一40×4鍍鋅扁鋼出地面在室外墻上固定后，采用BV-500V-120銅芯塑料線敷設(shè)至測試間專用接地端子箱。在該廠房內(nèi)美方在不同的季節(jié)完成了多項測試任務(wù)，對接地都非常滿意。從對電子設(shè)備抗干擾機理和設(shè)備運行安全的分析以及對多年工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)，得出的結(jié)論是：電子設(shè)備獨立接地的做法應(yīng)予取消，采用聯(lián)合接地系統(tǒng)是保證電子設(shè)備安全運行的最佳方式?，F(xiàn)在電子設(shè)備獨立接地做法已不被先進的國外標(biāo)準及國際標(biāo)準化組織所推薦。美國國家標(biāo)準IEEEStd-1100-1992中明確指出，不建議采用分開的、獨立的、干凈的、計算機的、電子設(shè)備這類不正確的大地接地體。IEC61312-1：1995中給出了信息系統(tǒng)等電位連接和接地的基本方法。顯然，電子設(shè)備的信號地基準點（REP）并沒有引至室外的獨立接地裝置，而是等電位連接至共用接地系統(tǒng)（Bondingtocommonearth）。美國著名的AT＆T公司在SYSTIMAXPDS建筑物綜合布線系統(tǒng)設(shè)計和工程手冊（8~5頁）中提出：“把供電業(yè)務(wù)地線與通信地線焊接在一起”。中國工程建設(shè)標(biāo)準化協(xié)會標(biāo)準CECS72：97建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范（修訂本）12.2.14條指出：“綜合布線系統(tǒng)有源設(shè)備的正