建筑物防雷分类划分阈值的决定.ppt

1、建筑物防雷分类划 分 阈 值 的 确 定,建筑物防雷设计规范GB50057-2010相关条款,在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物： 预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物： 预计雷击次数大于0.01次/a且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。 预计雷击次数大于0.05次/a且小于或等于0.25次

2、/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。,建筑物的防雷分类相关条款,划分防雷分类的阈值是如何确定的？,依据不同类型的建筑物可承受的最大损坏风险,风险的定义,选择防雷装置的目的，在于将需要防直击雷的建筑物的年损坏风险R值减小到小于或等于可接受的最大损坏风险RT值（即R RT ）。 GB50057-2010中将风险R定义为： 需要防雷的建筑物每年可能遭雷击而损坏的概率 规范计算时取年允许风险RT为10-5，每年十万分之一的损坏概率，即遭十万次雷击允许损坏一次（这个内容很难理解）。 IEC62305-2中风险R的定义： 因雷击造成的年平均可能损失量（人和物）与需保护对象（人和物）的总

3、价值之比值。,比较两定义，IEC的定义内容是合理的，GB50057-2010在引用时有错误 R不是概率，而是一个损失的相对量（即损失率）的概念,风险的计算式,GB50057-2010给出： 基于建筑物年预计雷击次数（N）和防雷装置或建筑物遭雷击一次发生损坏的综合概率（P），对于时间周期t=1年，在NPt1的条件下（所有真实情况都满足这一条件），下面的关系式是适用的： 即R=NP IEC62305-2规定： 风险R=NPL N建筑物的年平均雷击次数 P一次有影响的雷击导致损害的概率 L一次损害造成的损失的平均相对量（即损失率）,等价无穷小,风险的计算式,对比规范的内容，两公式中的P表达了同一个概

4、念（即建筑物遭一次雷击发生损坏的概率），而GB50057-2010的引用中N、P两变量相乘的结果是个概率，而并不是损失率，与R本身的意义（因雷击造成的年平均可能损失量与需保护对象的总价值之比值）不相符； 此外， 由于划分防雷类别是按照建筑物无防雷装置来考虑的，根据IEC62305-2附录B中关于P的估算，无防雷装置的情况下，其损害概率P均取为1，实际的情况即便不是绝对的，但也无法使 NPt的乘积结果远小于1； 因此，由以上分析可以得，GB50057-2010在引用R的计算式时有误，并且根据IEC62305-2附录C关于损失率L的估算，N、P、L三个参量的乘积能满足远小于1的条件。,概率P的计算

5、,建筑物遭雷击一次发生损坏的综合概率P： 式中： Pi防雷装置截收雷击的概率，或防雷装置的截收效率（也 用Ei表示），其值与接闪器的布置有关； Pf闪电穿过防雷装置击到需要保护的建筑物的概率，即防雷装置截收雷击失败的概率，等于（1- Pi ）或（1- Ei ）； Pid防雷装置截收雷击后所选用的尺寸和规格保护失败而发生损坏的概率； Pfd防雷装置没有截到雷击而发生损坏的概率。,概率P的计算,一次雷击后可能同时在不同地点发生n处损坏，每处损坏的分概率为Pk，这些分概率是并联组成的，因此，一次雷击的总概率为： 分损坏概率包括这样一些时间，如爆炸、火灾、生命触电、机械性损坏、敏感电子或电气设备损坏或

6、受到干扰等。 在确定分损坏概率时，应考虑到同时发生两类事件： 引发损坏的事件（如金属烙化、导体炽热、侧向跳击、不容许的接触电 压或跨步电压，等）； 被损坏物体的出现（即人、可燃物、爆炸性混合物等的存在）。,两类事件同时发生才会造成损坏,概率P的计算,两类事件同时发生才会导致损坏事件的发生： 损坏发生的概率= 出现引发损坏的事件的概率，直接或间接与闪击参量的分布概率有关 ，在设计防雷装置和选用其规格尺寸时是依据闪击参量的。 在引发事件的地方出现可能被损坏的周围物体的概率，取决于建筑物的特点、存放物和用途。,引发损坏的事件发生的概率,在引发事件的地方出现可能被损坏物体的概率,概率P的计算,为简化起

7、见，假定： 在引发损坏事件的地方出现可能被损坏的周围物体的概率，对每一类损坏采用相同的值，用共同概率Pr代替； 防雷装置没有截到雷击的情况下，损坏发生的概率Pfd= 没有被截到的雷击导致引发损坏事件的发生是肯定的（概率为1），损坏的出现与可能被损坏的周围物体的出现是同时发生的，Pfd=Pr; 被截到的雷击引发损坏事件发生的总概率，只与防雷装置的尺寸效率Es有关， 假定等于(1Es) 。Es规定为这样一个综合概率，即被截收的雷击在此概率下不应对被保护空间造成损害。Es与确定直击雷防护装置的尺寸和规格的闪击参量值有关。 防雷装置截收雷击后因尺寸和规格保护失败而发生损坏的概率Pid = Pr（被损坏

8、物体出现的概率）被截到的雷击引发损坏的概率（ 1-Es ）,没有被截到的雷击导致引发损坏事件发生的概率,可能被损坏的周围物体出现的概率,Pid=Pr（1-Es）,概率P的计算,将上述假定代入 ，即将前一项用后项代入： Pi Ei； Pf 1-Ei； Pfd Pr； 引入一个附加系数Wr，它是考虑雷击后果的一个系数，后果越严重，Wr值越大，该式转化为： 此处引入的Wr是考虑雷击后果的系数，但雷击后果的严重程度并不会影响雷击建筑物导致损坏的概率P，因此Wr不应乘在P上，而应乘在风险R上，表示建筑物雷击后果的严重程度影响该建筑物因雷击可能造成的风险大小。,定义 为防雷装置的效率,概率P的计算,概率P

9、r应看作一个系数，它表示建筑物自身保护的程度或表示考虑这样的真实情况的一个系数，即不是每一个打到需要防雷的建筑物的雷击和不是每一个使防雷装置所选用的规格和尺寸失败的雷击均造成损坏。 Pr值主要取决于建筑物的特点，它的结构、用途、存放物或设备。,将以上结论代入R=NPL，可得建筑物的年损坏风险 R值采用可接受的年最大损失风险RT=10-5/a，则建筑物可接受的年允许遭雷击次数NT 可得，防雷装置所需要的效率应符合下式： 对应每一类防雷建筑物有相应的效率要求及不同类型建筑物的PrWr值（即NT），将这些参量值代入上式，即可求出对应每类防雷建筑物的年预计雷击次数的划分阈值。,，防雷装置的效率取决于不

10、同防雷类别的建筑物对Ei和Es的要求，GB50057-2010版规定：第三类防雷建筑物所装设的防雷装置的有关标准如下表所示： Ei为防雷装置截收雷击的概率，或防雷装置的截收效率，其值与接闪器的布置有关，第三类防雷建筑物采用60m的滚球半径，其对应的最小雷电流幅值为16KA，由公式 计算得，雷电流大于16KA的概率为0.84； Es与确定接闪器、引下线、接地装置的尺寸和规格的闪击参量值有关，小于第三类防雷建筑物所规定的雷电流最大值100KA的概率为0.97。 但根据公式 计算得雷电流小于100KA的概率为0.95，且IEC62305-1：2010中此参数也更改为0.95。,规范对一般建筑物和公共建筑物所采用的PrWr值见下表（由于校正系数k的改变， PrWr值较原规范有所改大）：,取第三类防雷建筑物的防雷装置的效率为0.81，公共建筑物可接受的年允许雷击次数NT为10-2，将其代入： N0.0530.05 因此，对第三类防雷建筑的防雷措施，只对年预计雷击次数N0.05次/a的建筑物保证RT不大于10-5；当N0.05次/a时， RT大于10-5 。因此当建筑物的年预计雷击次数N0.05次/a时，应提高标准，采用第二类防雷建筑物的要求设防。,预计雷击次数