徐思遠(yuǎn)

(紹興市上虞區(qū)氣象局， 浙江紹興 312300)

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建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積計算方法研究

徐思遠(yuǎn)

(紹興市上虞區(qū)氣象局， 浙江紹興 312300)

在對建筑物進(jìn)行防雷設(shè)計技術(shù)評價時，首先需要計算年預(yù)計雷擊次數(shù)，而年預(yù)計雷擊次數(shù)的計算中，需要對建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積進(jìn)行計算，由于建筑物的形狀千變?nèi)f化，截收相同雷擊次數(shù)的等效面積大多用手工計算比較麻煩。文章根據(jù)實際工作中經(jīng)常出現(xiàn)的“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四種建筑物的投影形狀，進(jìn)行研究分析得出相應(yīng)的計算公式，然后編制一個計算程序，就能快速計算建筑物截收相同雷擊次數(shù)的等效面積。

截收雷擊；等效面積；計算研究

本文根據(jù)GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》的要求及建筑物在地平面上的不同投影，分別研究“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四種圖形的計算方法。

本文約定：L為建筑物長度；W為建筑物寬度；H為建筑物高度；

P1為評價建筑物四周2D(或2H)范圍內(nèi)且在hr=100 m(或hr=H)的保護(hù)范圍外的等高或較矮建筑物與評價建筑物平行的邊長長度總和；

P2為評價建筑物四周2D(或2H)范圍內(nèi)比評價建筑物高的建筑物與評價建筑物平行的邊長長度總和；

n1為處于評價建筑物對角2D(或2H)范圍內(nèi)且在hr=100 m(或hr=H)的保護(hù)范圍外的等高或較矮建筑以其在擴展扇形上的投影弧段所對應(yīng)的角度總和；

n2為處于評價建筑物對角2D(或2H)范圍內(nèi)比評價建筑物高的建筑物以其在擴展扇形上的投影弧段所對應(yīng)的角度總和。

1　投影為矩形

投影為矩形時等效面積計算示意見圖1。

圖1　“矩形”等效面積計算

1.1高度小于100 m

當(dāng)建筑物的高度小于 100 m時，其每邊的擴大寬度D按式(1)計算：

(1)

建筑物的等效面積應(yīng)按下式計算：

(2)

1.2高度等于或大于100 m

當(dāng)建筑物的高度等于或大于 100 m時，其每邊的擴大寬度應(yīng)按等于建筑物的高計算；建筑物的等效面積應(yīng)按下式計算：

(3)

2　投影為“L”形

投影為“L”形時等效面積計算示意見圖2。

圖2　“L形”等效面積計算

2.1當(dāng)建筑物的高度小于100 m時

(1)當(dāng)D≤W2≤L2時，建筑物的等效面積應(yīng)按下列公式計算：

Ae=[L1W1-L2W2+(L1+L2+L3+W1+W2+W3)

(2)當(dāng)D>W2上式不適用。

2.2當(dāng)建筑物的高度等于或大于 100 m時

(1)當(dāng)H≤W2≤L2時，建筑物的等效面積應(yīng)按下式計算：

(5)

(2)當(dāng)H>W2上式不適用。

3　投影為“凹”形

投影為“凹”形時等效面積計算示意見圖3。

圖3　“凹”形等效面積計算

3.1當(dāng)建筑物的高度小于 100 m時

Ae=[L1W1-L2W2+(L1+L2+2L3+

(6)

3.2當(dāng)建筑物的高度等于或大于 100 m時

Ae=[L1W1-L2W2+(L1+L2+2L3+2W1+

(7)

4　投影為“回”形

投影為“回”形時等效面積計算示意見圖4。

圖4　“回”形等效面積計算

4.1當(dāng)建筑物的高度小于100 m時

Ae=[L1W1-L2W2+2(L1+ L2+W1+W2)

(8)

4.2當(dāng)建筑物的高度等于或大于 100 m時

Ae=[L1W1-L2W2+2(L1+L2+

(9)

5　結(jié)束語

在實際工作中經(jīng)常用到計算“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四種建筑物的截收相同雷擊次數(shù)的等效面積，研究其計算方法推導(dǎo)出響應(yīng)的計算公式可以提高工作效率。計算公式推導(dǎo)中引進(jìn)了P1、P2、n1、n2四個參數(shù)，考慮了評價建筑物四周2D(或2H)范圍內(nèi)比評價建筑物低或等高(或高)的建筑物對截收相同雷擊次數(shù)等效面積的影響，推導(dǎo)出的計算公式具有普遍適用意義。

[1]GB 50057-2010 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范[S].

[2]梅衛(wèi)群, 江燕如. 建筑防雷工程與設(shè)計[M]. 3版.氣象出版社, 2009.

徐思遠(yuǎn)(1956～)，男，大專，工程師，從事氣象防雷研究。

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[定稿日期]2016-03-20