摘 要 文章首先提出了高層建筑分體式空調(diào)容易遭受雷擊的問題,然后從建筑物自身的特點出發(fā),依據(jù)其防雷設(shè)計原則,對高層建筑分體式空調(diào)避免雷擊的方法進(jìn)行了分析與探討,并提供了兩種有效的解決方案。
??? 關(guān)鍵詞 高層建筑 分體式空調(diào) 雷電 防雷設(shè)計
??? 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,高層住宅逐步進(jìn)入到了人們的生活。分體式空調(diào)機(jī)由于具有獨特的優(yōu)點,在家用空調(diào)機(jī)中仍占有較大比例,因此,在一般的高層住宅中,往往安裝分體式空調(diào)。對于高層建筑的防雷,中華人民共和國《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94規(guī)定:“一類防雷建筑30m以上,二類防雷建筑45m以上,三類防雷建筑60m以上,要做好防側(cè)擊雷保護(hù),外墻上所有金屬物均與避雷帶可靠連接,避雷帶再與引下線可靠連接”。對于防側(cè)擊雷,在中華人民共和國推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T16-92第12.3.10條和12.4.8條中也做出了類似要求?!鞍?br /> 裝于高層建筑物外墻上的空調(diào)外掛機(jī)作為金屬物按規(guī)范要求必須與建筑物的防雷裝置連接,若不采取相應(yīng)措施將會給用戶帶來潛在危險”。為了保證用戶的使用安全,空調(diào)外掛機(jī)的防雷問題就不可避免地被提了出來。
??? 1 雷電對空調(diào)的危害
??? 雷電的產(chǎn)生主要是云層間或云和大地之間以及云和空氣間的電位差達(dá)到一定程度(2.5×103-3.5×103V/cm)時,所發(fā)生的猛烈放電現(xiàn)象。雷擊通常有二種形式:直擊雷、感應(yīng)雷。
??? 1.1 直擊雷對空調(diào)的危害
??? 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(jī)械效應(yīng)等混合力作用,可直接摧毀建筑物、構(gòu)架以及引起人員傷亡。當(dāng)建筑物高度超過滾球半徑的高度時,建筑物的側(cè)面易遭受雷電側(cè)擊,因此高層建筑物應(yīng)采取措施防側(cè)擊雷。通常所說的滾球法是基于以下的雷閃模型(電氣—幾何模型):hr=2I+30(1-e-I/6.8)或簡化為:hr=10I0.65。
??? 式中:
??? hr——滾球半徑;
??? I——與hr相對應(yīng)的得到保護(hù)的最小雷電流幅值;按照《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94的規(guī)定可得出以下的數(shù)值,如表1所示。
??? 當(dāng)建筑物外墻上空調(diào)外掛機(jī)等金屬物所處的高度超過滾球半徑的高度時,該金屬物就易遭受雷電側(cè)擊(見圖1),因此,空調(diào)外掛機(jī)必須與防雷裝置可靠連接。否則,當(dāng)雷電流超過接閃器所保護(hù)的最小雷電流幅值時,就易將空調(diào)擊穿,同時雷電流還會沿著電源線傳輸,造成屋內(nèi)其它電子設(shè)備的破壞(見圖2)。
??? 1.2 感應(yīng)雷對空調(diào)的危害
??? 雷云之間或雷云對地之間的放電會在附近的架空線路、金屬物或類似的傳導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電壓,該電壓再通過傳導(dǎo)體傳送至設(shè)備,間接摧毀微電子設(shè)備。當(dāng)建筑物防雷裝置接受雷閃時,以kA/μs級的高頻雷電流流過防雷裝置,使接閃器和引下線的電位很高,同時,在其附近的空調(diào)支架及線路上將感應(yīng)靜電過電壓(見圖3),其值可按下式計算:
??? Ui=M(di/dt)
??? 式中:
??? Ui——線路上的感應(yīng)電壓;
??? M——與引下線之間的互感系數(shù)。由于雷電流變化梯度可達(dá)50kA/μs,放電電流可達(dá)300~400kA,此時會產(chǎn)生強大的交變磁場,在空調(diào)感應(yīng)環(huán)路中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓Ui將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過空調(diào)的安全承受電壓將其擊穿,造成致命的破壞。