劉興元

(寶雞市氣象局,陜西寶雞 721006)

關(guān)于年預(yù)計雷擊次數(shù)計算的探討

劉興元

(寶雞市氣象局,陜西寶雞 721006)

針對《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057—2010)中的年預(yù)計雷擊次數(shù)計算公式的結(jié)果對建筑物進行防雷分類時存在不合理情況,分析探討了公式中相關(guān)參數(shù)的修正建議:雷擊次數(shù)校正系數(shù)K的取值除了考慮自然環(huán)境因素,還增加社會環(huán)境因素校正系數(shù),作為K值的補充;用建筑物所在地區(qū)的年最大雷暴日Tdmax和雷擊大地的年最大密度Ngmax來代替年平均雷電日Td和雷擊大地的年平均密度Ng。

雷最風(fēng)險防控;年預(yù)計雷擊次數(shù);雷擊次數(shù)校正系數(shù);建筑物所在地區(qū)的年平均雷電日

防雷工作應(yīng)遵循 “寧可無用時,不可用時無”的安全理念,依據(jù)建筑物預(yù)期最大雷電風(fēng)險進行風(fēng)險防控和風(fēng)險管理,將雷電災(zāi)害損失降至最低。而依據(jù) 《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》 (GB 50057—2010)中的年預(yù)計雷擊次數(shù)計算公式的結(jié)果對建筑物進行防雷分類時,在一些雷電較少的區(qū)域幾乎沒有二類建筑物 (爆炸危險環(huán)境除外),只有一類和三類;一些超百米高的大型高層建筑與二三十米高的小型建筑沒有區(qū)別,甚至與煙囪、水塔等構(gòu)筑物一樣被劃分為三類建筑物。這樣的劃分顯然不合理,因此,針對年預(yù)計雷擊次數(shù)的計算進行了分析探討。

1 建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)計算公式

N為年預(yù)計雷擊次數(shù),K為雷擊次數(shù)校正系數(shù),Ng為建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度(次/(km2·a)),Ae為與建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積(km2)。Ng=0.1·Td, Td為建筑物所在地區(qū)的年平均雷電日。

2 公式修正

2.1 雷擊次數(shù)校正系數(shù)(K)

《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057—2010)規(guī)定K取值:在一般情況下取1;位于河邊、湖邊、山坡下或山地中土壤電阻率較小處、地下水露頭處、土山頂部、山谷風(fēng)口等處的建筑物,以及特別潮濕的建筑物取1.5;金屬屋面沒有接地的磚木結(jié)構(gòu)建筑物取1.7;位于山頂上或曠野的孤立建筑物取2。

校正系數(shù)對公式計算的結(jié)果進行各相關(guān)因素權(quán)重的調(diào)整,規(guī)定僅考慮了建筑物所處的地理位置、環(huán)境特點、建筑特征以及土壤電阻條件等自然環(huán)境因素,而忽略了社會環(huán)境因素 (建筑物的用途、重要性和人群密集程度)。因此,應(yīng)當(dāng)在校正系數(shù)的取值規(guī)定中考慮這一因素,切實體現(xiàn)防雷的價值目標(biāo)。建議對K作出補充規(guī)定。原K值作為K1,定義為自然環(huán)境校正系數(shù),其取值規(guī)定不變。依據(jù)建筑物用途、重要性和人群密集程度,增加校正系數(shù)K2,定義為社會環(huán)境校正系數(shù),取值范圍為1～2,具體為:對于人群密集的民用住宅、辦公建筑物,高度50m以下的,K2取1,即不做校正;50～100m(含50)的,K2取1.5;適度校正;高≥100m的,K2取2;特別校正。

2.2 二級參數(shù)Td的修正

所謂預(yù)防,應(yīng)以可能受到的最大可能風(fēng)險作為對象,而非平均風(fēng)險。平均的概念一般只具有統(tǒng)計學(xué)上的意義,不宜作為風(fēng)險防范、控制和管理的依據(jù)。因此對于建筑物防雷分類,尤其是雷電風(fēng)險評估,在建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)計算中不應(yīng)采用年平均雷電日,而應(yīng)采用最大雷暴日。建議:①概念定義:將Td修改為Tdmax,定義為年最大雷暴日,根據(jù)距離建設(shè)項目最近的氣象臺站歷史觀測資料調(diào)查確定。②調(diào)查期限:我國法律規(guī)定房屋產(chǎn)權(quán)期限為70年,現(xiàn)實生活中一般建筑物至少也有二三十年的使用壽命。實際工作中,由于建站時間短或其他原因無法達到此要求時,調(diào)查期限至少應(yīng)為最近20年以上。

基于Td的修改,相應(yīng)地,將Ng定義為建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年最大密度Ngmax。

2.3 舉例

以寶雞市區(qū)為例,年平均雷電日為19.7d/ a,而年最大雷電日為27d/a(1962、1978年)。位于寶雞市區(qū)的某辦公建筑物(長40m,寬20 m,高60m),一般情況下K值取1,按照規(guī)范計算N為0.0442次/a,為三類建筑物。而按修正后的公式,K1取1,K2取1.5,Td改取Tdmax,計算N為0.0998次/a,為二類建筑物。位于寶雞市區(qū)的某高層住宅樓(長69m,寬52m,高116m),一般情況K值取1,按照規(guī)范計算N為0.0855次/a,為三類建筑物。修正后K1取1,K2取2,Td改取Tdmax,計算N為0.2575次/a,為二類建筑物。

3 結(jié)語

建筑物防雷分類是雷電風(fēng)險評估和防雷設(shè)計的基礎(chǔ),是防雷工程和防雷管理的依據(jù)。考慮社會環(huán)境因素以及最大可能風(fēng)險等因素對公式進行適當(dāng)?shù)男拚呛侠淼?也是符合實際的。本文提出的修正主要是針對建筑物的,對于煙囪、排氣筒、水塔、采風(fēng)塔以及工業(yè)爐窯等構(gòu)筑物,按照規(guī)范規(guī)定的年預(yù)計雷擊次數(shù)計算就可以了,不必修正。

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1006-4354(2013)06-0044-02

2013-06-17

劉興元(1971—),男,陜西鳳縣,漢族,本科,工程師,主要從事防雷檢測工作。