小琼摘要：在强对流天气灾害中雷电灾害主要发生于夏季，根据雷电灾害相关统计信息，获知我国每年有近21个省市区域受雷电灾害威胁，且每年的雷暴日达到了近60天。近年来随着我国社会经济水平的快速增长，高层建筑物、智能建筑物逐渐遍布于各个省市区域，更好的满足了区域城市的社会发展需求。但是从雷电灾害的角度上看智能建筑物的防雷设计及安全防御措施是否有效，不仅影响着智能建筑物的应用，同时还对人们的生产生活安全问题造成了一定程度的威胁。本文将雷电灾害的发生与防御作为研究背景，针对城市智能建筑物围绕雷暴特点、建筑物特点、雷电防护等展开分析，将提高智能建筑物的安全防御效果，降低智能建筑物遭受雷电灾害的可能性作为研究目的，期望本文的理论研究能够助推我国智能建筑物防雷设计水平的提升。
关键词：智能建筑物；雷电灾害；安全防御
引言：雷电灾害发生的原理为大气放电，当智能建筑物受到雷电闪击，其建筑物主体结构和内部设备设施都有可能受到严重的损害，虽然我国建筑工程项目施工领域在实际的施工环节中在建筑顶部均设计与布置了相应的防雷装置，但是建筑物内部的计算机网络系统也会因感应雷击发生损坏，在雷电灾害发生背景下，电子设备设施、网络系统等受雷电灾害的比例占据近80%，为人们带来了直接的、不可预料的经济损失。所以对智能建筑物雷电灾害安全防御进行分析具备现实意义。
一、理论综述
从智能化系统、智能化设备的角度上看，雷电直击与雷电灾害二次效应均可直接导致整个系统瘫痪、设备报废，如果将雷电直击与雷电灾害二次效应相对比，则二次效应所产生的雷电波、变电磁场、雷电流等能够导致周围的金属物质感应电流，在短时间内特定的范围中有线通讯和无线通讯受到严重干扰，同时当电子设备的信号入口侵入了相应的雷电流后，电子设备内部构件则存在烧毁、击穿的威胁，继而导致电子设备报废。高科技、信息技术为人们的生产生活提供了极大的便利，但是雷电灾害作为高科技、信息技术的天敌，对人们的生产生活存在直接的威胁。
（一）雷电灾害分析
1、雷电与雷云
每年的夏季大气中发生隆隆响声伴有闪光的自然现象就是人们常说的雷电现象，而雷击现象主要是指大气中两片异种电荷的云层相互作用对地面放电，虽然云层放电对人、畜、鸟等并没有严重的生命威胁，但是对于建筑物、飞行器以及电子设备和网络系统则具备较为严重的影响。雷击的形式主要为直击雷、二次雷或雷电感应和雷电反击。一般情况下雷云中负电荷在上，正电荷在下，但是更为全面的分析可知雷云中的气流并不限制与上下移动或左右移动，通过总结与归纳国内外大量文献，对典型的雷云电荷分布有了更为深刻的认知，如下图1所示，当地面受到雷电直击时，大多数情况都是负电荷，少数情况为正电荷，且地面所受到的最后一次雷电直击通常是正电荷放电。
首先雷电的发生是否具备一定的破坏作用决绝予雷电的峰值电流和雷电的波形，而雷电流发生的大小则与区域地理位置、季节和气象存在直接关系，国内众多学生将统计学作为研究基础寻找雷电流的特性和雷电的分布，发现不同种类的雷电放电存在较大的差异，正负闪电值受限于云层的政府电荷，正电荷的雷击电相较于负电荷的雷击闪电更为猛烈，一般在100KA至200KA以上。
3、雷电灾害
雷电灾害能够通过各种途径威胁人畜生命安全，破坏建筑物、电子设备及网络系统。雷电灾害的发生所造成的经济损失和社会损失难以估量。随着人力社会进入信息时代人力受雷电灾害的影响范围也逐渐扩大，例如从以往的电力和建筑领域逐渐扩展到通信、计算机、石油化工及航天领域。同是雷电灾害80%发生于微电子器件和网络系统上，本质上雷电灾害并没有发生改变，而是人类社会的发展和科学技术的进步增加了人类社会受雷电灾害威胁的概率。
（二）智能建筑分析
1、智能建筑的概念
首先对建筑物的基本要素进行分析，明确建筑结构、建筑系统、建筑服务与建筑管理为建筑物的四项基本要素，且四项要素之间存在着紧密的联系。其次对智能建筑的概念进行分析，明确智能建筑是在建筑物四项基本要素的基础上借助信息技术，为人们提供智能化服务，应用智能系统进行建筑物的管理，建筑物内部结构更为科学合理，同时能够使智能建筑物管理者得到最大的经济效益。建筑智能化的目的就是利用4C技术构建智能建筑结构与系统，集现代服务管理理念于一身为人类的工作和生活提供更多的可能性。
2、智能建筑的构成
智能建筑有IB（建筑平台）、CNS（通信网络系统）、OAS（办公自动化系统）、BAS（设备自动化系统）共同组成，其中IB为平台，CNS、OAS、BAS为系统。
3、智能建筑的发展方向
目前我国各个省市区域的智能建筑已经不局限于办公，正在逐步向酒店、商场、公寓方向发展，同时智能建筑不局限于一栋建筑，正在逐步向智能广场、智能小区的方向发展，随着时代的进步与发展智能建筑将逐步发展成为每一个城市区域的高端建筑，具备良好的发展前景。
二、智能建筑雷电灾害安全防御
（一）外部防雷
1、接闪装置
智能建筑物外部接闪装置主要为避雷针、避雷网格、避雷带设备，三种设备能够任意组合构成接闪装置，具体选择可以依照智能建筑外观建设需求及风格要求酌情选择经济协调的组合方式。但是当建筑物的高度大于防雷装置的保护级别时，避雷针防雷设备不适用于滚球半径的智能建筑物，而避雷带设备适用于外部结构为窄长条形的智能建筑物。此外还可以利用智能建筑物的金属楼顶面、屋面做接闪装置，但是必须满足一下要求：金属板搭接长度≥100mm；金属板厚度≥0.5mm（板下无易燃物品）；当金属板下存在易燃物品，那么铁板厚度≥4mm、铜板厚度≥5mm、铝板厚度≥7mm。
如果智能建筑物建造独立的接闪防雷装置，那么需要满足式（2-1）要求。其中k i一级为0.075；二级为0.05；三级为0.05。Km空气1；固体为0.5。
2、引下线
引下线的原理就是将接闪装置导体进行延续。引下线的布置主要分为独立引下线方式、非独立引下线方式和自然引下线方式。当接闪装置由多个杆塔或一根杆塔组成，或接闪装置由网格导体组成都需要独立布置引下线。要求非独立引下线的数量≥两根，智能建筑物引下线间的平均距离为一级≤12m；二级≤18m；三级≤25m。
3、接地体
接地体的布置目的主要是为了将雷电流泄放入大地，不对人畜及建筑物造成损害，一般情况下智能建筑物与周边建筑物可以共同应用一个单一的接地体装置，既能够达到防雷保护的目的，又能够保证网络通信系统的安全。一般情况下接地体可以由建筑本身的钢筋混凝土结构中的钢筋作为接地体，也可以在智能建筑四周布置环形的接地体结构。其中环形接地体结构由两个方向的结构组成，分别为水平和处置，要求垂直接地体长度范围在1.5m至2.5m之间，间距为其长度的1.5至2倍。
（二）内部防雷
智能建筑内部雷电灾害的防御主要从以下一个方面展开：优化智能建筑内部电磁环境；针对智能建筑内部的信息系统、网络系统及电子设备在其周围布置金属屏蔽网；应用等电位连接方式；智能建筑主机房应设置在建筑低层的中心部位并设置防雷保护区；光缆接地；必要情况安装浪涌保护器，如信息系统中心、监控中心、应急机房等。
结束语
我国的防雷技术发展与应用落后于智能建筑技术的发展，而防雷设计作为一项繁琐复杂的电气设计工程，要想保证防雷设计的全面性，本文提倡从气象学、电气工程设计、建筑学等多学科展开研究。智能建筑为人类的工作和生活提供了更高质量的服务，而雷电灾害安全防御水平的提升是保证智能建筑内部各系统设备得以稳定安全运行的必要条件，所以在智能建筑施工建设期间应对雷电灾害安全防御予以高度重视。
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