建筑物防雷设计审核中两个值得探讨的问题-苍南

建筑物防雷设计审核中两个值得探讨的问题 林念萍 杨春 （温州市气象局，浙江 温州 325000） 摘 要：为了解决防雷设计审核过程中遇到的一些常见困惑性问题，针对防雷分类、接闪器保护范围两方 面的问题进行分析，提出了结合实际的解决方法。 关键词：防雷分类 风险评估 接闪器 保护范围 引言 防雷技术在不断的更新发展，防雷设计理念也在不断创新，防雷设计规范的要求是明 确的，可是对防雷规范的理解，设计人员和审核人员却存在着不同的见解，往往会造成同 一种类型的建设项目防雷设计存在的实质性的差异，难免会造成设计上的错误或者设计不 到位的情况。而防雷分类、接闪器保护范围又是防雷设计审核过程中经常遇到的问题。下 面就从建筑物防雷分类、接闪器保护范围的计算两个方面分析建筑物防雷设计审核中存在 的一些困惑性问题。 1防雷分类 1.1 防雷分类界限不是很明确 根据建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000 年版) 的要求，建筑物应根据其重要性、 使用性质、发生雷电事故的可能性和后果分为三类。第 2.0.3 条 第八款，预计雷击次数大 于 0.06 次/a 的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物，第九款预计雷击 次数大于 0.3 次/a 的住宅、办公楼等一般性民用建筑物，应划为第二类防雷建筑物。第 2.0.4 条 第二、三款，预计雷击次数大于或等于 0.012 次 /a，且小于或等于 0.06 次/a 的部、 省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。预计雷击次数大于或等于 0.06 次 /a，且小于或等于 0.3 次/a 的住宅、办公楼等一般性民用建筑物，应划为第三类防雷建筑物。 例如：温州一幢 18 层的普通商住楼长度 L 为 45m，宽度 w 为 45m，高度 H 为 61m，T d=51.3， 校正系数 k=1.5，N=kNgAe， ,计算得该建筑物年预计雷击1.3024gdNT 次数 N 为 0.27 次/a，如果校正系数取 1 的情况下，相当于一幢 30 层的普通商住楼长、宽 为 45m，高度为 90m 的情况下，计算建筑物年预计雷击次数 N 为 0.20 次/a，以上两种情况 计算结果均大于 0.06 次/a 小于 0.3 次/a，因此在这些建筑物的防雷分类上有些设计人员将 其定为第二类防雷建筑物，有些设计人员定为第三类防雷建筑物，GB50057-94 对部、省级 办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物和住宅、办公楼等一般性民用建筑物的界 限模糊。此外，有些设计则是不考虑 N 值，只要是高层建筑物就按第二类防雷建筑物进行 设计，这明显是一种防雷设计上的浪费，不经济合理；而有的则认为低层的建筑物，不管 其使用性质和重要性，都不做防雷设计，同样也存在一些防雷设计的先天不足。 1.2 风险评估可协助图纸审核人员确定防雷类别 GB50057-94 的年预计雷击次数只考虑建筑物的风险，并未考虑线路和服务设施的风险， 并且 与 ，风险评估规范 Td 可以取年平均雷暴日，也可以从雷暴1.3024gdNT0.gd 分布图中取得，一个地区的雷暴强度分布也存在着差别，闪电的分布和强度均不相同，以 下是雷击风险评估所用到的一些计算式： ； ；0.1gdT610DgdNAC 6/DagdbtNAC ； ；6LItNARPLBBRPL ；()UDaURPL()VDaV1 11ABCMUWZ注 注 注 注 其中，R A 为雷击建筑物生物伤害风险分量，R B 为雷击建筑物建筑物的物理损害风险 分量，R U 为雷击相连的服务设施生物伤害风险分量，R V 为雷击相边的服务设施建筑物遭 受的物理损害风险分理，N D 为建筑物的雷击次数，N Da 为附近建筑物的雷击次数，N L 为雷 击服务设施的年平均雷击次数，N g 为雷击大地密度（次/ )。注 1： 仅对于具有爆/kma2 炸危险的建筑物或医院或其他内部系统的失效马上会危及人员生命的建筑物。 上述公式表明决定 R1 的因子与 Ng 有很大的关系，并且考虑了服务设施的年平均雷击 次数，因此通过风险评估可以确定建筑物的建筑物人员风险 R1 计算出防雷效率 E=1- RT/R，R 是风险， RT 是允许的风险，依据评估规范要求，当 E0.98 时，定为 A 级，当 0.90E0.98 时，定为 B 级；当 0.80E0.90 时，定为 C 级；当 E0.80 时，定为 D 级， 依据浙江省雷击风险评估规范当防雷效率 E 为 A 级、B 级的建筑物为第二类防雷建筑 物，C 级和 D 级时为第三类防雷建筑物，从而解决了防雷设计审核过程中存在防雷分类上 的争议。 - 3 - 2接闪器保护范围 2.1 裙房不设避雷带 在建筑物防雷设计审核过程中经常会发现设置塔楼的建筑物裙房不设避雷带，假设一 幢二类防雷建筑物高度 H=150m，裙房高度为 10m，裙房宽度为 30m，如图 1 所示，在计 算接闪器滚球保护半径时，一些设计人员往 往会忽视第二类防雷建筑物滚球半径 hr 最大 为 45m，即接闪器在 hx 高度的 xx平面上和 在地面上的保护半径计算式中： ，)2()2(xrxrx hhr 其中，当接闪器的高度 h 大于 hr 时，h 要用 hr 代入，而不能用 150m 代)2(0hrr 入，这说明二类建筑物不是越高保护范围越大，由已知条件求得 rx=16.72m， 也就0=45mr 是说该建筑物在 hx 高度上的保护半径为 16.72m，在地面的滚球保护半径最大值为 45m。 图 1 中所示的避雷针的保护范围保护不到 30m 宽的裙房，因此裙房需增设避雷带或避雷网 才能满足规范的要求。 2.2 暗敷避雷带加短针保护 在温州市的防雷设计审核过程中曾有甲级建筑设计院提出来在一座检察院办公大楼， 楼顶女儿墙高度为 1.2m，女儿墙顶面宽 0.8m，女儿墙顶面中间位置设置两支 0.5m 高的避 雷短针，间隔 5m，屋面设置避雷网格，网格大小不大于 10m10m。其依据为双支等高避 雷针的保护范围的计算，将楼面视为+0.00m ，其计算式如下： ，女儿墙高 ， 。根据公式h=1.2m05=1.7xh=1.2mD=5 ，取 x=0,则最低保护高度 hx=1.63m,以 hx 作为假想避22()(DrhXxr- 雷针，则在女儿墙顶面的保护半径 rx=1.64m,远远大于 0.4m，可以保护的到女儿墙。可是 GB50057-94 附录四 滚球法确定接闪器的保护范围，第 7 条规定可以将位于建筑物上的接 地金属物、其它接闪器视为地面。当接闪器在“地面上保护范围的截面”的外周线触及接 地金属物、其它接闪器时，各图的保护范围均适用于这些接闪器；当接地金属物、其它接 hx hr 闪器是处在外周线之内且位于被保护部位的边沿时，应按以下方法确定所需断面的保护范 围： 以 A、B 为圆心，hr 为半径作弧线相交于 0 点； 以 O 为圆心，h 为半径作弧线 AB，弧线 AB 就是保护范围的上边线如图 2 所示： 注：当接闪器在“地面保护范围的截面”的外周触及的是屋面时，各图的保护范围仍 有效，但外周线触及的屋面及外部得不到保护，内部得到保护。 也就是说 GB50057-94 是规定可以 将做避雷网格的屋面作为地面看待，用 双针等高避雷针计算 50cm 避雷短针的 保护范围，但这仅是对女儿墙靠屋面侧 的保护，内部可以将屋面虚拟为地面， 可女儿墙外侧则是要外加沿长线才能完 全满足 GB50057-94 中规定的虚拟地面 的要求，因此在建筑物防雷设计审核过 程中，笔者认为接闪器保护范围的外侧 滚球法不能同接闪器内侧同等适用，而 这样设置暗敷避雷带加短针的形式也没有做明敷的效果好，而且设置暗敷避雷带是有条件 限制的，尽管 GB50057-94 也没有提出不能设置暗敷避雷带，但是应该对建筑物周围的环 境进行检查，能承受遇雷击时混凝土碎块坠落造成事故的风险，才允许暗敷。而 2008 年 10 月 1 日实施的建筑物防雷装置检测技术规范GB/T 21431-2008 第 5.2.2.8 条规定高层 建筑物不得设置暗敷避雷带，低层或多层不宜设置暗敷避雷带。 3结束语 防雷设计审核过程中存在的困惑性远远不止这些，但对防雷设计审核人员来说必须把 握防雷的宗旨，深入学习和理解规范的内涵，减少和避免防雷设计中存在的不足和浪费， 真正做到安全可靠，技术先进，经济合理。 参考文献： 1 机械工业部. GB50057-94 建筑物防雷设计规范.北京:中国计划出版社， 2000 2 中国气象局.GB/T 21431-2008 建筑物防雷装置检测技术规范.北京:中国标准出版社，2008 3 中国建筑标准设计研究院. GB50343 -2004建筑物电子信息系统防雷技术规范 S. 北京: 中 - 5 - 国建筑工业出版社,2004 4 浙江省气象局.浙江省雷击风险评