DB45∕T 1830-2018 重大建设项目雷电灾害风险评估技术规范

重大建设项目雷电灾害风险评估技术规范Technologyspecificationsoflightningdisasterriskevaluationformajorconstructionprojects广西壮族自治区质量技术监督局发布I前言 1 规范性引用文件 3术语和定义 1 4 6 现场勘测 9评估方法 9 附录A委托方提供资料清单 附录B土壤电阻率测量方法 附录C区域评估因子 附录D损失类型的估算 附录E年预计危险事件次数Nx的估算 附录F损害概率Px的估算 附录G雷电灾害损失Lx的估算 附录H重大建设项目雷电灾害风险评估报告概要 前言本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由广西壮族自治区气象局提出并归口。本标准起草单位：广西壮族自治区防雷中心、广西华茂雷电灾害防御有限公司、广西防雷工程有限责任公司。本标准起草人：何宽、郭媛、罗伟、植耀玲、朱辛华、吴浙、徐源徽、康强、杨召绪、劳炜、阳宏声、韦卓运、杨柏荣、龙振兴、许东莹、陈丹、莫妘捷、唐延丰、周扬天、李姜宏、朱彦。1重大建设项目雷电灾害风险评估技术规范本标准规定了重大建设项目雷电灾害风险评估的术语和定义、评估流程、评估方案、资料收集、现场勘测、资料处理、评估方法、评估报告的编制等。本标准适用于重大建设项目的雷电灾害风险评估。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T21714.2—2015GB50343—2012建筑物电子信息QX/T85-2007雷电灾害风险评估技术规范3术语和定义和定义适用于本文件。3.1雷电灾害风险评估evaluationoflightningdisasterrisk根据雷电及其灾害特征进行分析，对可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面的综合风险计算，为建设工程项目选址和功能分区布局、防雷类别与防雷措施确定等提出建设性意见的一种评价方法。3.2重大建设项目greatconstructionprojects通常指事关国计民生的大型建设项目，一般具有投资规模大、技术复合度高等特点，分国家级重大建设项目和地方重大建设项目。3.3区域雷电灾害风险评估evaluationoflightningdisasterriskfordistrict由多个建筑组成建筑群，根据功能、属性、使用性质等要素划分为不同的子区域，建立区域评估指标体系，分别对各子区域进行雷电灾害风险评估，分析计算得到雷击危险度、雷击损失后果指标，按照风险区划分级标准划分各子区域的风险等级。23.4建筑单体雷电灾害风险评估evaluationoflightningdisasterriskforsinglebuilding对建筑物单体的雷电灾害风险评估。3.5信息系统雷电灾害风险评估evaluationoflightningdisasterriskforinformationsystem综合考虑信息系统所处的环境因素、信息系统设备的重要性和发生雷击的后果严重程度等因素，分析评估信息系统的雷电灾害风险。3.6土壤电阻率earthresistivity表征土壤导电性能的参数，为单位体积土壤的阻抗。3.7雷电防护装置（LPS）lightningprotectionsystem用于减小雷击建筑物造成物理损害的整个系统。3.8雷击建筑物危险事件的预计年平均次数。3.9一次危险事件导致需保护建筑物受损的概率。3.10一次危险事件引起的指定类型损害所产生的平均损失量（人和物）与需保护对象(人和物)的价值的3.11因雷击造成的年平均可能损失量（人和物）与需保护建筑物（人和物）的总价值之比值。33.12按损害成因和损害类型细分的部分风险。3.13风险容许值（RT）tolerablerisk需保护建筑物所能容许的最大风险值。3.14雷电防护等级（LPL）lightningprotectionlevel与一组雷电流参数值有关的序数，该组参数值与在自然界发生雷电时最大和最小设计值不被超出的概率有关。4评估流程4.1重大建设项目雷电灾害风险评估业务流程见图1。图1重大建设项目雷电灾害风险评估业务流程图44.2重大建设项目雷电灾害风险评估技术流程见图2。图2重大建设项目雷电灾害风险评估技术流程图5评估方案5.1一般要求5.1.1雷电灾害风险评估机构接受委托后，成立重大建设项目雷电灾害风险评估组，明确委托需求，进行初步勘查工作，依据项目规划、项目建议书或可行性研究报告等项目相关资料编制评估方案。55.1.2评估方案一般由前引部分、正文部分和可选的补充部分组成：a)前引部分包括以下内容：b)正文部分按下列顺序和内容编写：2)评估依据；3)评估目的；5)技术方案；6)实施计划；7)人力与设备资源配置。c)补充部分主要包括相关附件，如评估机构介绍等。5.2主要内容5.2.1前引部分 封面内容包括项目名称、编订单位和编订日期，并加盖编订单位印章。5.2.1.2编订人员：编写人、批准人。5.2.2正文部分 ——委托方；——地理位置；——工程规模、工程特点等。5.2.2.2评估依据：——雷电的危害：雷电知识、雷电天气、雷电灾害；——法律法规；——技术规范：选择与评估项目相关的现行国家标准、行业标准、地方标准、国际标准等。5.2.2.3评估目的和内容：——项目的建设规划、功能布局、生产工艺流程、线路及管道等；——明确委托方的防雷需求；——按照项目特点和防雷需求划分评估区域；——根据项目信息确定评估目的和内容。5.2.2.4技术方案：——选择相适应的评估方法，并详细说明；——按照评估方法收集项目相对应的基本资料，确定相对应的现场勘测内容和勘测方法；——确定相关资料和土壤电阻率的处理方法。——按照评估方法收集基本资料，确定现场勘测内容和勘测方法；——收集资料时间、勘测时间、评估报告编写时间、评审时间，并列出相关工作量。6 ——工作人员：勘测人员、评估人员、评估报告编写人员；——现场勘测设备：多功能土壤电阻率测试仪、便携式风向风速计、地温仪、数字气压计、电子经纬仪、GPS全球定位仪、便携式激光测距仪、卷尺等。6资料收集6.1委托方基本情况分析委托方项目的行业类别、建设规模、建设规划、功能分区、生产工艺流程、线路及管道、雷电危害性、项目所在区域的雷电风险区划等级等。委托方应提供的相关资料参见附录A。6.2防雷装置设计内容主要包括提取设计文件中评估项目防雷类别、接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器（SPD）、等电位连接、屏蔽等相关资料。6.3评估项目相关信息评估项目建筑物单体和相邻建筑物信息；主要户外设施分布情况信息；电力系统特性及分布情况信息；弱电系统分布情况及其参数信息；各种管道的特性及分布情况信息；建筑物内存物；建筑物经济价值；项目投入使用后建筑物内外人员数量、建筑物内外人员驻留时间、建筑物疏散出口情况；存在生产过程的，了解产品类别、生产工艺、工艺流程。6.4地理环境评估项目所在地地理经纬度、地形地貌、土壤情况、周边地理环境。从当地相关部门或从地质勘查报告获取地理地质信息。6.5气候资料评估项目区域所属气候带、平均温度、最低温度、最高温度、平均降雨量、平均相对湿度等。6.6雷暴资料项目所在区域年平均雷暴日、历史最高值、历史最低值、初雷日、终雷日、月平均雷暴日分布；雷暴高发期、区域雷暴日变化；雷暴区等级；雷电危害等级；分析雷暴活动规律和雷暴产生的危害。6.7闪电监测资料6.8雷灾个例分析项目所在地及附近区域，或者类似行业雷电灾害典型个例。77现场勘测7.1现场勘测内容重大建设项目雷电灾害风险评估现场勘测内容包括：——评估项目所在地经纬度；——评估项目周边环境；——评估项目线路管道情况；——评估项目经济价值及人员密度；——评估项目所在区域地理地质环境；——评估项目现场气象数据；——评估项目所在区域土壤电阻率。7.2现场勘测方法7.2.1评估项目经纬度 7.2.1.2评估项目为单体时，在评估项目中心点及四角处测量；评估项目为区域时，按9.2.1分区，在每个子区域中心点及四角处测量。7.2.1.3将卫星定位仪水平放置于测量点地面上，测量各测点的经纬度和海拔高度。7.2.2评估项目周边环境用地质罗盘仪确定评估项目的东南西北四个方向；用激光测距仪或者卷尺测量邻近建筑物至评估项目边界的距离、建筑物长宽高、树木的高度等；绘制出评估单体及周边环境位置图。记录周边环境（高层建筑、易燃易爆、危害公共安全、提供公共服务、有文物价值的建筑等并拍照留档。7.2.3评估项目线路管道确定评估项目线路管道类型，确定线路管道节点、节点到建（构）筑物的长度、架设方式等。7.2.4评估项目经济价值及人员密度 评估项目投入使用后内部及外部人员密度和人流量，建筑物及内部设施的经济价值。 ...7242对易燃易爆场所还需了解周边住宅区、商业区、医院、学校等人员密集场所及其人流量等情况。7.2.5现场气象数据用风向风速计测量风速风向；用温湿度表测量空气温度和空气湿度；用地温表测量地面表层温度；用气压表测量气压。7.2.6土壤电阻率7...262每个测量点，应采用互为垂直的东西向、南北向分别测量。层结构复杂的项目，宜采用大的桩距。8 8资料处理8.1项目资料处理8.1.1分析项目所在区域气候及气象条件分析项目所在区域气象资料，评价气候及气象条件对评估项目预计会造成的影响。8.1.2分析项目所在地雷电资料统计雷暴和闪电监测资料，形成相关图表，分析项目所在地雷电灾害风险等级、雷电活动规律和雷电对项目的影响。8.1.3分析项目所在区域雷灾资料统计分析项目所在地及附近区域，或者类似行业雷电灾害典型个例。提取致灾因子，历史受灾建筑与本次评估项目的异同，预估可能遭受雷电灾害的途径及受损程度。8.1.4分析项目的相关信息与防雷装置设计内容分析项目的行业类别、建设规模、建设规划、功能分区、生产工艺流程、线路及管道、雷电危害性、方式。8.1.5分析项目周边及地理环境分析项目周边环境及地理环境，确定环境因子CE和位置因子CD的取值。8.1.6分析项目线路管道资料分析项目线路及管道长度、线路环境、接入点、布设方式等，确定评估因子LL、C8.1.7分析项目内存物经济价值及人员密度资料分析项目内部设施、内存物品、日常人员密度及可能遭受的雷击损害等，确定损失率LT、LF、LO的取值。8.2土壤电阻率分析处理8.2.1土壤电阻率数据的处理检查测量数据的有效性，剔除测量过程中产生的无效数据。根据各个方向、各个深度的测量数据求平均值，再依据气候因素对土壤的特性进行修正。8.2.2土壤电阻率的修正分析土壤水含量、地面温度、土壤致密性对土壤电阻率的影响，对土壤电阻率进行季节因素修订，具体方法参见附录B。99评估方法9.1评估类型分为区域雷电灾害风险评估、单体雷电灾害风险评估、信息系统雷电灾害风险评估三种。根据重大建设项目的具体情况进行组合选择。9.2区域雷电灾害风险评估9.2.1评估区域的划分分析项目的建筑类型、使用性质和危险性，将建筑群划分为多个子区域，每个子区域具有一致的特性。从以下几个方面划分：——气象指标（地闪密度——地理环境指标（周边环境影响、建筑密度、土壤电阻率、建筑高度）；——线路管道指标（线路敷设）；——承灾体风险指标（人员活动影响、建构筑物类型、经济密度）；——指标修正系数（建构筑物的雷电防护特性、火灾防护）；——带状的建筑群（例如地铁、铁路、输气管网线路）可按段落划分区域。片状的建筑群（例如大型工厂、机场、火车站、会展及体育场馆）可按使用功能或地理位置划分区域。9.2.2区域评估的方法9.2.2.1对子区域的风险进行识别，从各种风险类型中划分出主要风险类型。分别计算出各主要风险类型R（包括人员伤亡和社会经济的影响）的气象指标G1、地理环境指标G2、承灾体的风险指标G3。9.2.2.2根据G1、G2、G3三项指标的数值差异，进行处理、赋值，各指标参见附录C。9.2.2.3计算综合雷电灾害风险值R，按10.2.3及10.2.4方法对子区域的风险等级进行划分。9.2.3综合雷电灾害风险值R的计算综合雷电灾害风险值R按式（1）计算： 式中：RR2——主要风险类型值(人员伤亡损失风险和经济损失风险)；RR式中：j——第j个指标的作用权重；9.2.4区域风险等级划分9.2.4.1区域风险等级分为四个等级：低风险区、中等风险区、高风险区和极高风险区。区域风险等级划分见表1。表1区域风险等级划分表R≤0.080.08＜R≤0.12 1、经济损失风险R2、综合雷电灾害风险R值确定风险等级。 ...9243根据区域风险等级划分结果进行风险管理，对子区域的雷电防护提出合理、经济、有效的指导意见。9.3单体雷电灾害风险评估9.3.1雷击损害和损失9.3.1.1雷击损害原因：S1——雷击建筑物；S2——雷击建筑物附近；S3——雷击线路；S4——雷击线路附近。 失效。9.3.1.3雷击损失类型：L1——人身伤亡损失；L2——公众服务损失；L3——文化遗产损失；L4——经济价值损失。9.3.2风险分量分析根据建筑物和线路管道的结构、类型、用途、内部物品，以及所采取的防雷措施，分析所存在的各9.3.3风险分量计算年平均损失量LX随损失类型（L1、L2、L3和L4）而异，每一个损失类型又依损害类型（D1、DD3）有不同的损失率，宜对建筑物（或建筑物的各个分区）确定LX。见附D。各雷击风险分量计算按公式（3）计算：式中：NX每年危险事件次数；X——损害概率；X——每一损害产生的损失率。9.3.4各种风险组成包括以下内容：a)R1——人身伤亡损失的风险，见公式（4）：R12——公共服务损失的风险，见公式（5）：Rc)R3——文化遗产损失的风险，见公式（6）：Rd)R4——经济价值损失的风险，见公式（7）：V4e)雷电灾害总风险R计算见公式（8）：9.3.5雷击损害风险分量每类损失风险对应的风险分量在表2中给出。表2雷击损害风险分量----------------9.3.6风险评估建筑物风险容许值T见表3。表3风险容许值RT的典型值9.4信息系统雷电灾害风险评估9.4.1信息系统雷电防护等级计算 ,按公式（9）计算：=k×Ng×Ae（单位：次/年）............................................................(9) 2按公式（10）计算：2＝Ng×A'e0.1Td）×（A'e1＋A'e2次/年）..........................................(10)式中：A'e赋值见表4。表4入户设施的截收面积0.1×ds×L×100 信息系统总年预计雷击次数(N),按公式（11）计算：+N2（次/年）..................................................................(11) C的计算，按公式（12）计算：/C（次/年）................................................................(12)式中：+C6,各类因子之和；C1——信息系统所在建筑物材料结构因子；C2——信息系统的重要程度因子；C3——信息系统设备耐冲击类型和抗冲击过电压能力因子；C4——信息系统设备所在的雷电防护区的因子；C5——信息系统发生雷击事故的后果因子；C6——信息系统所在区域雷暴等级因子。 9.4.1.7确定等级之后，按照不同分类，根据需要保护设备重要性、类型、数量、耐冲击电压额定值及电磁场环境等情况来选择符合规范的浪涌保护器和不同结构的等电位连接和接地系统。9.4.2雷击损害风险R计算雷击损害风险R按公式（14）计算：式中：Rx——雷击损害风险涉及的风险分量RA～9.4.3信息系统雷电灾害评估两种方法的选取根据项目的具体情况，现场数据的分析，选取计算方式。当条件满足防护等级计算，可进行防护等级计算。当条件满足雷电灾害风险评估时，进行雷电灾害风险评估。9.5评估结果按照风险管理的要求，将雷电灾害风险值RX与对应的风险容许值比较。当所有RX均小于或等于对应的风险容许值时，可不增加防雷措施；当RX大于风险容许值，应增加防雷措施减小该风险，使其小于或等于风险容许值，并宜评估雷电防护措施的经济合理性。10.1根据评估结果，编制评估报告。10.2重大建设项目雷电灾害风险评估报告概要参见附录H。10.3评估报告应有勘查人员、评估人员、校核人、批准人签字，并加盖评估机构印章。附录A委托方提供资料清单委托方提供资料清单如下：a)经规划部门批准的规划图、总平面图；b)岩土工程勘察报告一份；c)设计文件（设计说明、立面图、电气图、弱电图、防雷图）；d)预计工程投入额（价值）说明书一份（包括：建（构）筑物的价值、建（构）筑物中系统设备的价值、建（构）筑物内存放物的价值）；e)项目可行性研究报告；f)生产工艺流程、物料存储方式、危险品场所分布及储罐材质、壁厚、储存物形态、储存工作压力数据等资料各一份；g)重要、贵重、关键的生产、检验、控制、安防等电子设备列表及其参数一份（包括接口类型、信号电平、工作电压、耐压水平等）；h)消防设施情况。附录B土壤电阻率测量方法将小电极埋入被测土壤呈一字排列的四个小洞中，埋入深度均为b,直线间隔均为a。测试电流I流入外侧两电极，而内侧两电极间的电位差V可用电位差计或高阻电压表测量。如图B.1所示。设a为两邻近电极间距，则以a,b的单位表示的电阻率ρ按式B.1计算：图B.1电极均匀布置式中：ρ——土壤电阻率；R——所测电阻；a——电极间距；b——电极深度。测试电极入地深度b不超过0.1a,可假定b=0，ρ按B.2式计算：B.2非等距法或施伦贝格－巴莫（Schlumberger－Palmer）法B.2.1主要用于当电极间距增大到40m以上，采用非等距法，其布置方式见图B.2。此时电位极布置在相应的电流极附近，如此可升高所测的电位差值。B.2.2当电极的埋地深度b与其距离d和c相比较甚小时，则所测得电阻率可按（B.3）式计算：图B.2电极非均匀布置ρ=πc(c+d)R/d...................................(B.3)式中：ρ——土壤电阻率；R——所测电阻；d电位极距。B.3土壤电阻率的修正B.3.1水含量的影响土壤中所含导电离子浓度越高，土壤的导电性就越好，ρ就越小；反之就越大。土壤越湿，含水量越多，导电性能就越好，ρ就越小；反之就越大。B.3.2地面温度的影响地面温度对土壤电阻率的影响也较大。一般来说，土壤电阻率随温度的升高而下降。B.3.3土壤致密性的影响土壤的致密与否对土壤电阻率也有一定的影响。试验表明，当粘土的含水量为10温度不变，单B.3.4季节因素的修正土壤电阻率应在干燥季节或天气晴朗多日后进行，此时土壤电阻率应是所测的土壤电阻率数据中最大的值，为此应按公式(B.4)进行季节修正：式中：0——所测土壤电阻率；ψ——季节修正系数，见表B.1。表B.1根据土壤性质决定的季节修正系数表0.5～0.8320.8～32在测量时土壤区域评估因子C.1区域评估的指标区域评估的指标包括气象指标G1、地理环境指标G2、承灾体的风险指标G3和修正系数K，各因子的计算公式和取值见C.2～C.5。C.2.1气象指标G1的赋值参考表C.1。＜6.71C.2.2地闪密度Ng计算按式（C.1）计算：式中：N——雷电监测网监测到的a1年区域年平均地闪次数；Td——人工观测的地区雷暴日；a1使用的雷电监测资料的年限；a2——使用的人工观测资料的年限。C.3地理环境指标G2C.3.1地理环境指标按式（C.2）计算：C.3.2环境指标e1按式（C.3）计算：式中：k0——子区域周边环境影响因子，见表C.2；b——区域内建筑密度因子，为各子区域内建筑物规划用地面积占所在子区域总面积的百分比，见表C.3；h——区域内建筑高度因子,见表C.4。表C.2区域周边环境影响因子k012表C.3区域内建筑密度因子Db11表C.4区域内建筑高度因子h21C.3.3土壤电阻率指标e2按式（C.4）计算：式中：min——各子区域中平均土壤电阻率最小值；ρ——区域平均土壤电阻率值。C.4承灾体的风险指标G3C.4.1计算R1的G3时按式（C.5）计算：C.4.3人员活动影响因子V1按式（C.7）计算：VC.4.4人员活动影响因子V1的赋值参考表C.5。表C.5人员活动影响因子V11C.4.5建构筑物类型因子V2的赋值参考表C.6。表C.6建构筑物类型因子V2筑V1C.4.6线缆敷设因子V3的赋值参考表C.7。表C.7线缆敷设因子V3V1C.4.7经济密度因子V4的赋值参考表C.8。表C.8经济密度因子V4高中低V1C.5修正指标C.5.1建构筑物的雷电防护特性K1建构筑物的雷电防护特性K1的赋值参考表C.9。表C.9建构筑物的雷电防护特性K1K---1------------C.5.2火灾防护因子K2火灾防护因子K2的赋值参考表C.10。表C.10火灾防护K2k赋值1C.6第j个指标的作用权重Qj第j个指标的作用权重Qj的赋值参考表C.11。表C.11作用权重Qj赋值附录D（资料性附录）损失类型的估算损失类型分为L1、L2、L3、L4。L1表D.1损失类型L1：每个分区的损失率×n/n×t/8760×n/n×t/8760×r×h×L×n/n×t/8760×n/n×t/8760/8760表D.2损失类型L2：每个分区的损失率×r×L×n/n×n/n表D.3损失类型L3：每个分区的损失率×r×L×c/c表D.4损失类型L4：每个分区的损失率L=r×L×c/c×L×c/c×r×L×(c+c+c+c)/c×c/c年预计危险事件次数Nx的估算E.1年预计危险事件次数Nx的估算E.1.1如果没有NG分布图，可以作如式(E.1)估算：式中：——年平均雷暴日，可以从雷暴日分布图上得出。E.1.2平坦大地上一座孤立的长方体建筑物，截收面积按（E.2）计算：式中：）；）；E.1.3形状复杂建筑物截收面积按（E.3）：式中：E.1.4建筑物的危险事件次数ND按（E.4）计算：E.1.5毗邻建筑物危险事件次数NDJ按（E.5）：式中：ADJ——毗邻建筑物截收面积；——毗邻建筑物的位置因子。E.1.6雷击建筑物附近的年平均危险事件次数NM按（E.6）计算：式中：AM2×50E.1.7雷击线路的年平均危险事件次数NL按（E.7）计算：式中：AE.1.8雷击线路附近的年平均危险事件次数NI按（E.8）：IET-6...........式中：AE.1.9年预计危险事件次数Nx的参数选择按照表E.1。表E.1年预计危险事件次数Nx的参数选择建筑物相对位置周围有更高的物体0.25周围有相同高度的或更矮的物体0.5孤立建筑物：附近没有其他物体121类型低压供电线路，通信或数据线路1高压输配电线路（具有HV/LV变压器）环境有高层建筑的市区郊区0.5农村1附录F损害概率Px的估算F.1损害概率Px的估算公式参照表F.1表F.1损害概率Px的估算公式雷击建筑物导致人和动物电击伤PP屏蔽、合理布线及设备耐受电压雷击建筑物附近导致内部系统失雷击线路导致人和动物电击伤害雷击相连线路附近造成内部系统CF.2损害概率Px的参数选择参照表F.2。表F.2损害概率Px的参数选择表1外露部分(如引下线)作电气绝缘（至少3mm厚的交链聚乙烯绝缘)有效的地面等电位均衡措施设置遮拦物或建筑物的框架作为引下线0建筑物特性建筑物未安装LPS1建筑物受到LPS保护(不利用柱筋作引下线)建筑物安装有I类LPS接闪器，采用连续的金属框架或钢筋混凝土框架作为自然引下线建筑物以金属屋面作接闪器或安装有接闪器(可能包含其他的自然结构部件)使防雷级别LPL（雷电流强度）没有安装协调配合的SPD系统1Ⅲ-ⅣⅡⅠ~率1表F.2损害概率Px的参数选择表（续）线路类型设备耐冲击电压Uw（kv）与概率P的取值146供电线路10.60.3通信线路10.50.2概率