建筑物雷电灾害风险评估研究.doc

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建筑物雷电灾害风险评估研究
建筑物雷电灾害风险评估研究

摘要:雷电风险评估是设计雷电防护装置的依据，评估的主要目的就是能够对防雷措施的有效性进行迅速合理的判别。雷电作为自然界中发生的一种剧烈的灾害性天气事件，给通讯、化工石油、交通等国民经济的许多部门造成重大经济损失。雷电可使供配电系统、通信设备、计算机信息系统中断，击毁建筑物，造成仓储、炼油厂、油田等燃烧甚至爆炸，危害人民财产和人身安全，本文结合某地区雷电灾害实际情况进行研究，对其雷电灾害易损性进行评估并给出降低雷击风险的科学建议。

关键词:建筑物；雷电灾害；风险评估；保护措施
中图分类号：S761.5文献标识码：A文章编号：

雷电是发生于大气中的一种瞬时高电压、大电流、强电磁辐射的灾害性天气现象。它无孔不入地威胁人类的生命财产安全，照成巨大损失，危害公共服务。面对这种风险，正确的方法是正视并且认识它。努力寻找有效的措施来降低风险或让风险产生效益。为此，防雷设计之前，应进行雷击风险评估，为决定防护对象是否需要提供防护措施。雷电灾害有两类：一类为直接雷击灾害，另一类为感应雷击灾害。前者会直接击死、击伤人畜，击坏输电线、建筑物，甚至引发火灾；后者悄悄发生，不易察觉，主要以电磁感应和过电压波的形式对微电子设备构成危害。两种形式的雷击尽管表现形式不同，但对人民生命财产均构成严重威胁。本文研究的对象是全国多雷暴地区之一，该地区2007―2012年期间年平均雷暴日达25天左右，每年因雷击造成部分人员伤亡和大量经济损失。根据《中华人民共和国气象法》、国务院《气象灾害防御条例》、中国气象局令第20号《防雷减灾管理办法》等法律法规要求，经过大量的分析计算对该项目雷电灾害风险进行了评估，并对该地区的建筑规划、功能区布局和防雷设计提出了合理的建议，为选择适当的防护措施提供技术参考。
1雷击风险评估的几个基本概念
1．1损害成因
雷电流是造成损害的主要原因。通常按雷击点的位置分为以下几种损害成因：
――Sl：雷击建筑物;
――S2：雷击建筑物附近;
――S3：雷击服务设施;
――S4：雷击服务设施附近。
1．2损害类型
雷击可能造成损害取决于需保护对象的特性。其中最重要的特性有：建筑物的结构类型、内部物品、用途、服务设施类型以及所采取的保护措施。在实际的风险评估中将雷击引起的基本损害类型划分为以下三种：
――Dl：人畜伤害;
――D2：物理损害;
――D3：电气和电子系统故障。
雷电对建筑物的损害可能局限于建筑物的某一部分。也可能扩展到整个建筑物，还可能殃及四周的建筑物或环境(例如化学物质泄漏或放射性辐射)。影响服务设施的雷电不但会造成设施上的相关电气和电子系统损坏。而且也会对提供服务的线路或管道本身造成损坏。损坏还可能扩展到与设施相连的内部系统。
1．3损失类型
每类损害。不论单独出现或与其他损害共同作用，会在被保护对象中产生不同的损失。可能出现的损失类型取决于需保护对象本身的特性及其内存物，建筑物中应考虑以下几种类型的损失:
――Ll：人身伤亡损失;
――L2：公众服务损失;
――L3：文化遗产损失;
――L4：经济损失(建筑物及其内存物的损失)。
1．4风险和风险分量
风险是指因雷电造成的年平均可能损失(人和物)与需保护对象(人和物)的总价值之比。对建筑物中可能出现的各类损失，应计算其所对应的风险。建筑物中需估算的风险有：
――Rl：人身伤亡损失风险;
――R2：公众服务损失风险;
――R3：文化遗产损失风险;
――R4：经济损失风险。
计算各种损失风险时。可按损害成因或损害类型确定构成风险的各个风险分量,然后计算出各个风险分量并求和即可得出各类损失风险。
2影响建筑物风险评估的各种因素
建筑物各风险分量受气象条件、建筑物、内部系统及可能采取的保护措施的特性影响。
2．1雷击大地密度的因素
是每年每平方公里雷击被评估对象所在大地的次数(Ng)，在世界上很多地区，这个数值由地闪定位网络系统提供。目前我国大部分地区利用气象台站历史观测资料及闪电定位资料综合计算得出该地区Ng值范围。
2．2截收面积的因素
分为雷击建筑物(及附近)截收面积、雷击服务设施(及附近)截收面积。用于各风险分量计算。
2．3位置因子的因素
一般指评估对象的暴露程度、周围物体的影响程度。可直接理解为与周围物体的高度比较，孤立建筑物的系数最大。对于服务设施，如果周围有高于它的建筑物，此因子取值为0。
2．4土壤类型、地板类型的因素
地面接触电阻越高。其造成的人畜伤害风险越小。常见材质的接触电阻由低至高有混凝土(包括农地)，大理石、陶瓷，沙砾、厚毛毯、一般地毯，沥青、油毡、木头。
2．5变压器因子的因素
主要是针对服务设施中的高低压配电线路。接有变压器的线路。其风险值降低。
2．6环境因子的