雷击风险评估范文
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导语:如何才能写好一篇雷击风险评估,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
Abstract: according to the second affiliated shantou university medical college hospital center medical building project proposed projects of the structure characteristics, from a technical and economical rationality of feasible, according to the area and analyze the characteristics of the lightning disasters, may cause casualties and property losses degree and range of harm and so on comprehensive risk, and the calculation and risk allow value is used in the comparison to make sure the system risk level, and thereafter puts forward elimination, prevent or reduce the risk of the most effective and reasonable protective measures and countermeasures.
Keywords: lightning risk assessment; Class a hospital; Lightning protection
中图分类号: S761.5 文献标识码:A 文章编号:
汕头大学医学院第二附属医院是李嘉诚先生捐资,汕头市政府鼎力支持下兴建的一所集医疗、教学、科研、预防保健为一体的现代化综合性医院。拟建的医疗中心大楼工程即是人员密集的大型场所,又有大量精密医疗电子设备、研究设备,因此,先进行雷击风险评估尤为重要,提高综合防雷能力,使综合风险降低,指导建设工程项目设计完善和具体施工,达到最低事故率,最少损失和最优安全投资效益。
1 评估依据
1.1法律法规:《防雷减灾管理办法》(中国气象局第20号令),第二十七条;《防雷装置设计审核和竣工验收规定》(中国气象局第21号令)第八条;《汕头市防御雷电灾害条例》第五条,第三十六条;明电[2006]28号,《国务院办公厅关于进一步做好防雷减灾工作的通知》。
1.2标准规范:《建筑物防雷设计规范》(2000年版)GB50057-94;《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004;《智能建筑设计规范》GB/T 50314-2000;《雷电防护 第1部分:总则》GB/T 21714.1-2008;《雷电防护 第2部分:风险管理》GB/T 21714.2-2008;《雷电防护 第3部分:建筑物的物理损坏和生命危险》GB/T 21714.3-2008;《雷电灾害风险评估技术规范》 QX/T 85-2007等。
2评估资料
2.1雷电灾害风险评估报告申请表
2.2项目立项批文
2.3建设工程规划许可证
2.4项目场址地质勘察报告
2.5总规划平面图
2.6电气设计总说明和防雷设计图纸
3项目概况和雷电活动规律分析
3.1汕头大学医学院第二附属医院医疗中心大楼中心位置为23°23'45.7"N、116°42'54.3"E,项目工程所在区域位于韩江三角洲冲积平原前缘砂垅地带,经测试计算,平均土壤电阻率为71.39。医疗中心大楼工程总建筑面积约5万平方米,总高度约69米,共18层。本项目拟采用第二类防雷设计。
3.2从广东省雷电监测网提取的,以23°23'45.7"N, 116°42'54.3"E(建设项目中心点)为中心坐标,取半径为3km,作为研究区域,根据过去10年(1999-2008年)的雷电数据进行统计分析该区域的雷电活动规律。
图 1 项目工程3km范围雷电流累积概率曲线 图 2 项目工程3km范围内地闪活动月频变化特
图 3 项目工程3km范围内地闪活动时均分布直方图图4项目工程3km范围内1951年~2007年年雷暴天数
4雷击损害风险评估
4.1根据第二附属医院医疗中心大楼的使用性质,其雷击损害如下:
损害成因:S1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。
损害类型:D1人员伤害;D2物理损害;D3电气和电子系统故障。
损失类型:L1人身伤亡损失;L4经济损失(建筑物及其内存物、服务设施以及业务活动中断的损失)。
4.2风险分量分析
雷击造成医疗中心大楼的危害主要是人身伤亡和设备损害,需估算的风险有:R1:人身伤亡损失风险;R4:经济损失风险。
4.3建筑物风险分量的计算
各个风险分量 RA、RB、RC、RM、RU、RW和RZ,可以用以下通用表达式来表示:
RX = NX × PX× LX
式中:
NX――每年危险事件次数;
PX――建筑物的损害概率;
LX――每一损害产生的损失率。
4.4项目工程有关的数据计算和特性分析
根据工程的具体情况,从建筑物、内部电源以及入户电力电路、内部电信线路以及入户线路三方面进行特性分析和数据计算,为后边的风险分量计算提供相应的资料和数据。
4.5分区及特性取值
考虑到建筑物内外地表类型不同、建筑物内设置多个防火分区、建筑物无空间屏蔽、人员密集程度,确定以下主要区域:
4.6预计年雷击次数
影响本项目的危险事件年平均次数NX取决于项目所处区域的雷暴活动及其物理特性。
NX的计算方法是:将雷击大地密度Ng乘以项目的等效截收面积,再乘以项目物理特性所对应的修正因子。
4.8评估结果和建议
评估的结果显示,总的经济风险损失R4=0.562×10-3,其风险小于容许值1×10-3,雷击电磁脉冲防护措施比较完善。而人身伤亡风险,在Z4区RB=4.17×10-5,Z3区RC=1.67×10-5,高于可接受的容许值RT=1×10-5。损失风险R1主要来源于:一、雷击建筑物导致Z3区(手术室、重症监护室等)精密设备出现内部系统故障而引起的人身伤亡;二、雷击建筑物导致Z4区发生物理损害而引起的人身伤亡。Z3区和Z4区为工程项目的重点防护区域,设备多而且贵重,人员密集,建议通过以下措施减少风险分量RB、RC:(1) 提高直击雷接闪能力;(2)降低消防负荷和火灾风险;(3)室内通信系统加装适配的SPD 。
5结束语
雷电灾害是一种自然灾害,它的产生是目前人类无法控制和阻止的。国际、国内防雷标准和建议均规定了建筑物允许的落雷频度和可接受的最大危险度,但超出标准和建议规定值的雷电损坏是可能存在的,而我们对雷电的防护,只能尽力做到经济与技术结合的最大效益。雷击风险评估将雷电损坏风险进行比较全面、详细地分析、计算,确保了最大效益的实现,是目前比较科学的一种方法,对类似于汕头大学医学院第二附属医院中心医疗大楼这种大型 项目具有重要经济、社会意义,对其它项目亦有借鉴意义。以此为探讨,希望随着雷电研究的深入、雷击风险评估方法和手段的提高,使得雷电防护的技术有所提高。
参考文献:
[1]IEC 61662《Assessment of the risk of damage due to lightning》(雷击损害风险评估).
[2]IEC 62305-2,Ed. 1:Protection against lightning-Part2:Risk management(雷电防护第二部分:风险评估).
[3]徐启腾,金良,高文俊,雷电损害风险评估[J],广东气象,2008年7月(增刊):31.
[4]林奕峰,广东雷电灾害风险评价与管理体系简析[J],广东气象,2009(增刊):85.
篇2
高层建筑通常是指10层及10层以上的住宅建筑(包括底层设置商业服务网点的住宅)和建筑高度超过24m的其他民用建筑。高层民用建筑的防雷类别按照建筑物防雷规范一般可以划分为第二类或第三类防雷建筑物。按要求高层建筑需要设置基本的防雷装置,包括接闪器、引下线、接地装置等外部防雷装置以及电涌保护器、等电位连接等内部防雷装置。通常情况,高层建筑采用装设在建筑物上的接闪网、接闪带等作为接闪器,利用柱内钢筋作为引下线,利用建筑物基础内钢筋网作为接地装置。当部分建筑物高度超过一定高度时,自首层起,每隔一定高度间隔利用四周圈梁外侧主筋焊接环通并且与引下线相连作均压环,建筑物采取总等电位连接措施和局部等电位连接措施。建筑物内设有第一级电涌保护器防雷电电磁脉冲及雷电波侵入。
2.高层建筑风险
《雷电防护第2部分:风险管理》规范中,建筑物风险评估主要的风险为人身伤亡损失风险R1,公众服务损失风险R2,文化遗产损失风险R3以及经济损失风险R4。各风险具有各自的风险分量,风险分量的计算公式为RX=NX×PX×LX。高层建筑的主要风险为人身伤亡损失风险R1以及公众服务损失风险R2。高层建筑多数属于现代建筑,大部分情况下文化遗产风险可不做考虑。而经济损失风险要确定是否需要防雷之后确定,在此之前也不需要考虑。按照《风险管理》所述,风险R1=RA+RB+RC+RM+RU+RV+RW+RZ,风险R2=RB+RC+RM+RV+RW+RZ。
3.高度影响风险值
在风险计算公式RX=NX×PX×LX中,建筑高度主要影响NX,即每年危险事件次数。NX的数值取决于建筑物各截收面积和雷击大地密度以及各种影响因素的乘积。建筑高度的变化影响到建筑物和建筑物附近的截收面积以及雷击服务设施及服务设施附近的截收面积的变化,从而影响到NX以及RX。以一长度为40米,宽度为20米的高层建筑为例,计算建筑高度不同时建筑物的风险值并画出图表。为了便于比较高度变化对风险值变化的影响,计算风险值时,将建筑分区视为单一的一个分区,影响NX数值的位置因子Cd按目前苏州地区建筑物暴露程度及周围物体的普遍情况设为0.5,建筑物的变压器因子Ct设为1,雷暴日引用建筑物防雷规范取28d/a。影响建筑物损害概率PX的各个因子,与建筑物是否设置防雷装置相关的按照建筑物设置基本的防雷装置保护的情况下确定,其他参数均采用均值或是通用值。建筑物各损失概率LX选取典型的平均值以及建筑物普遍采用的其他防护措施对应的取值确定。风险允许值取标准值0.00001。图表一为建筑高度20米起每增加10米时,风险R1、R2及R(R=R1+R2)的变化。从图表一中可以看出,在所选取的参数值情况下,随着高度的增加,建筑物的风险值增加不是线性的,而是以曲线方式增加。高度越高,风险值增加的越大,这个从截面积计算公式也能看出。放大图表一中的部分区域,画出图表二,可以看出风险R1在建筑高度50米时超过了风险允许值,风险R2在80米时超过风险允许值,二两者相加则在30米时高于风险允许值。可知对于高层建筑而言,当建筑物的高度大于一定的高度时,即使采取了基本的防雷措施,建筑物的风险值仍会大于风险允许值。这个高度会因为其他因素的变化而不同,安全风险值临界点高度会集中在一个高度区间,大于这个区间,风险值毋庸置疑都是大于风险容许值的。在高层建筑的风险中,R1、R2所占的比例也有所不同。图表三为建筑高度20米起每增加10米时,R1、R2占总风险的比例变化。从表中可以看出,随着建筑高度的增加,R2的比例逐渐减少,R1的比例逐渐增加,当建筑超过一定的高度时,R1、R2的占比趋于稳定。在高度为30米及以下时,R2/R大于R1/R,即公众服务损失风险占比大于人身伤亡的风险占比,在高度为40米及以上时,R1/R大于R2/R,即人身伤亡的风险占比大于公众服务损失风险占比。对于高层建筑而言,建筑高度较低时,公众服务损失风险较大,更应该着重于公众服务设施的防雷保护。在建筑高度较高时,则应加强预防人身伤亡的防雷保护措施。
4.减少风险值的方法
公式RX=NX×PX×LX中,建筑高度主要影响NX,在建筑高度固定的情况下,要减少NX,则要改变当地的雷暴日天数和建筑物所处位置的外在环境因素等,而改变这些是非常困难的。要减少建筑的风险,需要减少PX和LX。影响建筑物损失概率PX的因素主要为建筑物采取的各种防雷措施,有接触和跨步电压的措施,建筑物采取的防雷装置防雷等级,内部系统采用的SPD等级,建筑物的防电磁脉冲防护等级,内部布线等。减少PX的值,需要加强建筑物外部防雷装置和内部防雷装置措施。影响建筑物各损失概率LX的因素大多不能通过改变建筑防雷装置的设置而减少。但是可以通过改变几种缩减因子,如土壤类型,火宅危险程度及防火措施等来减少LX。其中最有效的是加强建筑物的防火措施,使建筑物火宅危险程度尽可能降至最低。仍以长度40米,宽度20米的高层建筑为例,影响NX的各个取值保持不变,调整PX及LX各影响因子,重新计算高度增加时建筑物的R1、R2以及R。影响建筑物损害概率PX的各个因子,与建筑物是否设置防雷装置相关的按照建筑物设置最高等级的防雷装置保护的情况下确定,其他参数均采用均值或是通用值。由此可知,风险值可以通过改变高层建筑的各个风险影响因子而减少。采取相应的措施有利于风险值的减少。但也可以看到,当建筑物超过一定的高度之后,改变风险因子也无法将风险值控制在允许值之内。所以对某些超高层建筑而言,即便是采取完备的防雷保护,部分建筑仍存在风险。这种情况下只能通过其他方式来减少人身伤亡损失风险和公众服务损失风险。强化防雷基础设施,增强人员安全意识,使高层建筑遭雷击后可能造成人员伤亡和财产损失减至最少。
5.结语
篇3
关键词:区域雷击风险评估;等效截收面积;交线法
中图分类号:P429 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)05-0848-03
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2017.05.013
Sub-region Division of Regional Lightning Risk Assessment
LI Xin,YE Bo,YANG Jing,LI Xiang
(Hubei Provincial Lightning Protection Center,Wuhan 430074,China)
Abstract:When assessing the regional lightning risk for some special places or large projects, the region is to be divided into smaller sections and risk factors are figured out according to the regional lightning risk assessment model within the smaller divisions. Traditionally, the region is divided according to the project planning, which lacks rationality to some extent. As the division of regions is an important part of regional lightning risk assessment. With various factors taken into consideration, the intersection line method was put forward in the division of regions from the perspective of the equivalent intercept area struck by lightening. Finally, the comparison of characteristics between intersection line method and the traditional method was carried out through the case of a petrochemical plant, the results showed that the intersection line method was more reasonable in the division of regions than the traditional method.
Key words: regional lightning risk assessment; equivalent intercept area; intersection line method
^域雷击风险评估是指对评估项目范围内各个子区域中各个风险类型的危险程度、可能造成的损失程度做出的预测性评价。其作为一个比较新的方向,国内外的研究都处在探索和起步阶段,现阶段没有成熟的评估标准可以引用,而子区域划分的传统方法是按照项目内的规划来划分,如陈华晖[1]主要是通过建筑物的规划区间划分子区域;林溪猛等[2]是通过项目的形状、使用性质和功能来划分子区域;扈海波等[3]、张烨方等[4]利用网格法对子区域的雷击风险进行评估。因此有必要结合各种影响因素进行分析,合理地划分子区域,并确定子区域间的分界线。
1 子区域划分的影响因素与方法
在确定雷击风险评估子区域时,一般从区域雷闪分布情况(具体差异指标为雷击大地密度)[5-8]、 区域地域风险因素(具体差异指标为地形、土壤、区域周边环境)[9-11]、区域内建设项目的形态特征(具体差异指标为平均高度)[12-16]、区域内建设项目属性(具体差异指标为使用性质)[17-21]与区域内建设项目的雷电防护能力(具体差异指标为雷电防护水平)[22]5个因素来考虑。
由于新版雷击风险评估规范[23]中对土壤电阻率的要求与之前有所不同,因此在子区域的划分中区域地域风险因素可以忽略,而在一个项目中的子区域划分首先应该按照各建筑物的项目属性和形态特征进行分类,属性相同和类似的建筑物应该划为一个项目区块,而一个项目总体设计实施的过程中,其设计理念和雷电防护水平对于同一属性和形态的建筑物应该是基本相同的,因此,应综合考虑区域雷闪分布情况、区域内建设项目的形态特征因素,而在区域雷击风险评估中,子区域的划分的关键在于各个属性相同的项目区块之间的划分。
在建筑物雷击风险评估的具体计算中发现,区域雷闪分布情况对雷击风险评估计算结果的权重影响比较大,而雷击大地密度由于建筑的避雷针效应与建筑物的高度息息相关,同时建筑物的高度又与建筑物的雷击截收面积密不可分,因此用建筑物的雷击截收面积来划分子区域,并以雷击截收面积的区域交线作为子区域间的分界线是一个比较合理的方法。
2 利用交线法确定项目区块之间的交线
在两区块的项目属性各不相同的情况下,分两种情况确定项目区块的交线位置。
1)两项目区块以区块内建筑物3倍高度所展开的投影面积相交。如图1所示,A和B分别为两个项目区块内的建筑物,h1为较高建筑物的高度,h2为较矮建筑物的高度,两建筑物的外框距离为D,建筑物详细尺寸如图1所示,则O1O2应为两区块之间的交线,即子区域的分界线,同时可以根据计算确定交线的位置,设D1为交线距离较矮建筑物的距离,则:
D1=[D-3(h1-h2)]/2 (1)
2)两项目区块以区块内建筑物3倍高度所展开的投影面积呈现包含关系。建筑物详细尺寸如图2所示,A和B建筑物的投影线相互平行,无交点,由于两区块间的项目属性互不相同,则应该取较高建筑物的最大扩展面积,即矮建筑物的外边线作为两区块的交线,即b1点的建筑物边框线为子区域的分界线。
3 交线法在实际项目子区域划分中的应用
以实际项目为例,用交线法确定子区域的分界线。图3为一个石化工厂的项目图,其中A1为办公楼,A2为研发楼,B1为生产车间,B2为原料仓库,C1为食堂,C2和C3为宿舍楼,图中粗线为规划厂区道路。已根据项目属性和建筑形态将工厂划分为A、B、C 3个区块,再依据交线法画出项目区块的剖面图,如图4所示。由于A1和A2项目高度差异不大,在具体划分中以A1建筑物高度作为A区块整体高度,其他类同。同时利用式1计算交线的具置,最终确定项目各子区域的划分,如图5所示。而按照传统子区域的划分方式,会以规划区域作为子区域的分界线,其子区域的划分如图6所示。
利用CAD软件计算两种方法划分子区域的面积,比较结果如表1所示。
在进行区域雷击风险评估时,子区域的划分对评估结果的影响很大,一方面是由于不同的子区域划分对区域内的雷击大地密度可能会产生较大影响,进而影响雷击风险评估的结果;另一方面是因榻ㄖ物雷击风险会因其高度的增加而增加,由此造成建筑物的避雷针效应。传统方法中没有考虑建筑物高度和项目属性对于子区域的影响,以规划区域来划分子区域较不合理;而交线法考虑了建筑物高度对子区域的影响而对采取的区域划分有一定的针对性,比传统方法更为合理。由此可知,交线法划分子区域的合理性优于传统方法,同时由表1可以看出,两种划分方法的差异显著,可能会对区域雷击风险评估产生较大影响。
4 讨论
在区域雷击风险评估中,应综合考虑多种因素来划分子区域,而利用交线法确定子区域的边界较传统方法更具合理性,应当加以利用。同时对于同一区块内建筑物高度差异较大和建筑物之间存在错位的情况下交线法的确定有待在进一步研究中验证其适用性。
参考文献:
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篇4
【关键词】高层建筑;雷击;风险评估;体系;设计
一、前言
作为高层建筑面临的一项常见问题之一,对雷击的风险评估在近期得到了有关方面的高度重视。该项课题的研究,将会更好地提升高层建筑雷击风险评估的实践水平,从而有效优化高层建筑面对雷击威胁时的可靠性。
二、雷击风险评估体系设计的内容
1.雷击损害风险评估
常常将损害原有的雷击服务的设施还有其附件和雷击的建筑物及其附近。按照不同的保护的对象的特性,雷击能够会引起建筑物的结构类型还有服务设施以及用途和内存物的受损,同时在建筑物中的损失类型主要是包括:L1:人员生命受到的损失;L2:公众服务受到损失;L3:文化遗产受到损失;L4:经济受到损失(建筑物及其内存物的损失)。雷击的基本的损害类型还有:D1:生物上带来的伤害;D2:物理的损害;D3:电气和电子系统的失效。附近的雷击所引起的建筑物的风险分量服务设施中的损失类型包含:L2:公众服务的损失;L4:经济的损失。
2.雷电灾害环境影响评价
按照物质的燃烧条件以及燃烧所产生的热量,去确定燃烧的危害的范围。同时参照有关的计算的方法,去选择合理的参数,对雷击爆炸的危害范围去进行界定――得到工厂外部的建筑物的安全设防的标准,然后作出相关的推理,并且得到一个安全的距离。
3.雷电灾害易损性评估
一个区域内的雷灾害的损害的程度和雷灾害所造成的损失的数量是非常的有关系的,可以理解为损失量越是突出,容易受到损坏的程度就越大。第一点,在一种类型的灾害的容易受到损失的指标之下,要先将这个类型的指标的总值的百分比进行换算,然后在去按照这种总值的百分比的多少去进行二次的划分,所划分出来的这一类型的指标从高到极低分为5个等级间的界定值,然后再算出这个地区的这一类型指标的受到雷灾时的易损的等级,然后其它所在的等级的等级值去代替类型指标值,并且累加各个区域雷电灾害易损指标等级值取其平均值得到评价区域的整体的易损度。
4.大气雷电环境评价
(一)雷电活动时空分布特征。按照项目所处的地区的有关的历史还有气象的资料,惊喜其雷电活动时空分布特征还有雷电主导方向以及次主导方向的确定等。
(二)雷电流散流分布特征。按照项目所在的地形还有土壤的状况以及气候背景等分析雷电流散流分布的特征。
(三)年预计雷击次数。根据项目所在地的环境及建筑物本身的情况,计算建筑物年预计雷击次数。
三、雷击风险评估工作中的应注意问题
1.确定风险评定的标准
建筑物雷击风险评估有一定技术标准,第一便是要确定评估所依据的标准。总的来说,每一个标准对雷击的风险的评定都是有着一致性的。现在,IEC62305的运用其实是比较广泛的,而GB/T21714作为我国初试和国际接轨的防雷标准之一,在未来的运用上面可能会变得更加的广泛。所以,在防雷的风险的评定中,不管是按照哪一种防雷的标准,在雷击灾害的风险计算中都是要关系到局地的雷电参数还有地形特征的。这些参数的科数作为风险评估的基础数据,是更为准确的。
2.要明确雷击风险的概念
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。在雷击风险评估中,需要对建筑物中可能会发生的各种损失,计算出其相对应的风险。建筑物中如果要进行估算的风险主要有人身伤亡的损失风险还有公众的服务的损失风险和文化的遗产的损失风险及经济的损失风险。对各种损失的风险进行估算的时候,是允许损害的原因或者是损害的类型去确定构成风险的风险的分量,然后计再算出每个风险的分量最后求出和然后得出相关的损失风险。
3.要明确建筑物雷击风险评估的内容及流程
建筑物雷击风险评估应包括三个方面的内容:计算建筑物年预计雷击次数确定建筑的防雷分类;爆炸物质与危险环境的划分;建筑内部雷击风险与防护分级。建筑内部雷击风险与防护分级也是防雷风险评估的内容。建筑物内部的雷击风险评估主要考虑其内电子信息系统的雷电防护。
四、高层建筑雷击风险评估方法与应用研究
建设一套完整的高层的建筑防雷击的风险评定的体系能够在很大的程度上去减少雷电灾害对人类生活的影响,同时还能促进社会的安全稳定的向前发展。风险评估体系,首先是需要建全一套完整的系统,关于高层建筑物雷击评定风险的模型,然后去建设基本的雷击风险的评估的方法,最后根据实际的情况去处理雷击的风险的方法。
1.建立完整正确的风险评估体系
高层建筑的雷击风险评定的体系的建设属于雷电灾害的风险评估体系中的关键的问题。在设计并且建立有关的高层建筑物的雷击的风险评估体系的时候需要注重科学性的原则,还有全民性的原则,评价的指标可量化原则和实用性原则,高层建筑物雷击风险评定的体系是属于一个多因素的并且是多层次的一种复杂的体系,在体系中每个组成的部分都是很复杂的,同时相互之间又有着关联。通过对高层建筑的雷击风险的相关的来源进行分析让建立完善的系统的高层建筑的雷击的风险评定的体系。
2.正确对待高层建筑物的雷击风险评估
因为高层建筑的高度是十分的突出的,并且内部的电子的设备也是人员也比较集中所以致使高层的建筑物,如果要遭受雷击后所产生的损失要大于普通的建筑物,也可以说,对于高层建筑去进行雷击的风险评定要选择正确的态度去认识到雷电风险评定的重要性,并且还要使用正确的雷击的风险评定的方法去计算雷电风险,重要的是相应的做好防范措施,安装有效的防雷装置,争取把雷电可能带来的灾害降到最低,可以说降低雷电灾害对人类的生产还有生活以及经济等方面带来的损失和影响。
3,正确建立雷电风险的评估体系
应该怎么样设计高层建筑中的雷电的风险评估来说首先要面对的问题是,准确的预测雷电的灾害发生的可能性,假如发生了不能避免的雷电灾害,那么对于建筑物本身还有建筑物中的电子设备来说可能造成的破坏和伤害就会很大,对于马上面临的风险应该采取什么样的措施。在分析的基础上雷击风险量化处理工作是风险评估的过程中的重点,按照IEC62305-2中所提到的雷击的风险评估公式去进行计算,从雷击风险还有年雷击风险次数以及雷击风险损失,这三方面来定量计算各种损失的风险值。雷电防护的目的就是要降低雷击风险,使其小于或等于雷击风险允许值。
五、结束语
结合以上对高层建筑的雷击风险的评估体系设计的相关研究,我们可以发现,该项工作的顺利开展,有赖于对多项影响环节与因素的充分掌控,有关人员应该从高层建筑应对雷击的客观实际情况出发,研究制定最为符合实际的风险评估方法。
参考文献:
[1] 李洪峰,刘敏.建筑物雷击风险评估问题的探讨[J].浙江气象.2010(03):38-40.
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【关键词】高层建筑,雷击风险评估方法,应用研究
【中图分类号】TU856 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)04-0096-01
随着我国现在的建筑物趋于高层化,雷击事故出现的概率成逐年上升的趋势,建筑物的高度越高,遭到电击的概率就越大,建筑物越高,雷电就会被建筑物的顶端场强所吸引,然后发生雷击事故,而且如果高层建筑物里建有大量的垫子设备也更容易遭到雷击,酿成不可挽回的事故,所以现在高层建筑的雷击风险评估方法显得尤为重要。雷电灾害的防御是政府所管理的一项重要的内容,防雷工作作为涉及社会公共安全和人民生命财产安全的一项基本保障工作,如何做好防雷减灾工作是对公共安全气象的理念的事件,是构件健康和谐社会的重要基础。
一:高层建筑物雷击风险评估的现状
由于我国对于高层建筑的雷电灾害风险的评估处于刚起步不成熟的阶段所以在这方面还存在着大量的问题。目前雷击事故的频发导致在建筑物的施工时仍把如何防雷当做重点,仍然停留在如火更好的设计防雷装置上,从而忽略了对雷击灾害的风险评估,对于由于雷击事故而引起的灾害损失没有安装良好的预警系统,是雷电灾害带来的损失逐年上升,造成损失越来越大。虽然雷电灾害不可预测以及避免,但是还是可以有效的科学降低风险。雷击风险评估是指如何衡量由于雷击损害建筑物而造成的建筑物本身可能出现的损失,首先是缺少对雷电灾害风险评估的全面的认识,而且大多数对高层建筑的雷电灾害风险评估都只停留在某一层面,评估的不够细致完整范围也不够全面。然后对雷电灾害风险评估的办法也是老套陈旧,相关的风险评估方法以及管理体制都尚在探索中还未完善,不够成熟。我国对于雷电灾害的风险评估的流程和技术标准仍不准确,有待完善,风险评估是一个集管理与高标准的技术含量为一体的,需要制定科学的有效的关于雷电风险评估的工作流程以及技术标准。现在中国对于高层建筑的雷电风险评估的技术远远落后于西方先进国家,由于我国对雷电的风险评估不重视导致使雷电灾害的风险评估技术滞后,还有进行高层建筑风险评估的方法不实用,如果想要进行全面的雷击风险评估还是有一定的困难,还有待于近一步的摸索与研讨。
二:高层建筑雷击风险评估方法与应用研究
建立完整的高层建筑雷击风险评估体系可以在最大程度上减少雷电灾害对人类的影响,更好的促进社会的安全安定的发展。
风险评估体系应该具备以下三点。首先应该建立完整的系统的关于高层建筑物雷击评估风险的模型,然后建立基本的雷击风险评估的方法,最后是实际处理雷击风险的方法。
1.建立完整正确的风险评估体系
高层建筑的雷击风险评估体系的建立是雷电灾害风险评估体系的核心问题。在设计建立有关高层建筑物的雷击风险评估体系时应该注重科学性原则,全民性原则,评价指标可量化原则和实用性原则,高层建筑物雷击风险评估体系是一个多因素的多层次的复杂体系,体系内各个组成部分纷繁复杂,彼此间又相互关联。通过对高层建筑雷击风险的各种来源的可能分析建立完整的系统的高层建筑雷击风险评估体系。
2.正确对待高层建筑物的雷击风险评估
因为高层建筑高度突出,内部的电子设备也很多人员也比较集中所以导致高层建筑物的遭受雷击后产生的损失要远远大于普通建筑物,所以对于高层建筑进行雷击风险评估要用正确的态度认识到雷电风险评估的重要性,还要使用正确的雷击风险评估方法计算雷电风险,重要的是相应的做好防范措施,安装有效的防雷装置,争取把雷电可能带来的灾害降到最低,降低雷电灾害对人类的生产以及生活还有经济等方面带来的损失以及影响。关于高层建筑如何进行雷击风险评估就是要正确认识风险,合理的预测风险,采取合理的雷电风险评估,从而有效的实施雷电预测防护措施。雷击风险的评估是为建筑设计防雷工作的工程师们提供的一个评估由于雷电引起的对人类生产生活产生影响损失的方法,为建筑物的防护做出了重要的意见。
3,正确建立雷电风险的评估体系
对于如何设计高层建筑的雷电风险评估来说主要面临的问题是,准确的预测雷电灾害发生的可能性,如果一旦不可避免发生了雷电灾害,对建筑物本身及建筑物内的电子设备可能造成的破坏和伤害有多大,对于即将面临的风险可以能够采取什么措施。在定性分析的基础上雷击风险量化处理工作是整个风险评估过程的重点,依据IEC 62305-2中所提出的雷击风险评估公式来进行计算,从雷击风险,年雷击风险次数,雷击风险损失,三方面来定量计算各种损失的风险值。雷电防护的目的就是要降低雷击风险,使其小于或等于雷击风险允许值。在对高层建筑进行雷电风险评估的时候要根据结果选择恰当的保护措施减低雷电对建筑物以及建筑物内电子设备的损害,在进行防雷风险评估工作的过程中应该做到有法可依,所以加快我国雷电风险评估的管理体系的建立,结合国际标准对我国现有的规范进行修正。雷击风险评估是防雷工作的最新领域,要求非常的高,要求的技术含量也很高,但是我国现在的雷电风险评估的技术尚处于起步的阶段,所以开展雷击风险评估的科普宣传是一项重要的举措。
结束语:对于高层建筑的雷击风险评估是防雷工程走向安全化现代化的必然趋势,高层建筑的雷击风险评估问题也变成了防雷工作的重要组成部分。开展对于高层建筑的风险评估是有效防止和减少雷电灾害带给人们生活的损害的有效手段。如何利用合理有效的评估体系是现在建筑公司急需解决的一大难点,所以现如今,高层建筑的雷电风险评估已经成了焦点并亟待解决的重要问题。如何做好雷电风险评估工作已经变成了涉及社会公共安全和人民生命财产安全的一项基本保障工作,如何做好这项工作是构件健康和谐社会的重要基础。
参考文献:
[1]:黄金铁。电子信息系统的雷击风险评估计算[J]工程设计与研究2004
[2]高文俊基于IEC 62305雷击风险评估计算方法[J]建筑电气,2008
[3]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
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关键词:雷电;灾害;风险评估;防护对策
Abstract: In our society today, the electronic equipment has been widely used, but as more people use electronic equipment there have been an increasing number of disasters and risks, so we use electronic devices at the same time more they should pay attention to the various protective measures to avoid adverse consequences. The following article Take highway control room, for example, through research and calculations, its lightning disaster risk assessment and countermeasures of protection in order to achieve the electronic highway control room equipment is highly resistant to lightning strike capabilities.
Keywords: lightning; disaster; risk assessment; protection measures
中图分类号:TU895 文献标识码:A
在我国的经济社会中,随着科学的不断进步,无论是银行、证券,还是交通、通信及工业自动化中都应用到了计算机通信系统,并且这种技术不仅提高了这些行业的工作效率,同时也为它们的工作自动化程度上升了一个层次。尤其是在高速公路的监控机房中,这种通信系统的基础是电子设备,由于在正常的工作中,这些电子设备所能承受的电压和电流都是有限的,所以用过一段时间后就会降低对外界因素干扰的抵抗力,并且这些电子设备还能完全处在与外界隔离的位置,又会受到有雷电的乘虚而入,这就进一步加强了电子设备的瘫痪,甚至造成计算机通信系统的数据丢失。所以,在高速公路监控机房中,雷电灾害显得越来越重要了。下面,本文就将对高速公路监控机房雷电灾害风险进行评估,并通过计算防雷电等级后,可以正当的分配资源,对其防护对策进行探讨,最后达到电子设备不能被雷电损坏或是雷电灾害风险最低的效果。
对高速公路监控机房雷电灾害风险评估因素进行分析
通过实际调查,我们总结出造成电子设备被损坏的因素有很多,例如,内部着火、爆炸、雷击和闪电所产生的电压或电流过大等原因。但在这些原因中,雷击和闪电是造成电子设备损坏的主要原因。而雷击所造成的电压过大主要是由建筑物附近的电位不断升高,或是建筑物内部中所产生的磁场耦合而引起的。
在实际的调查中,我们也总结出了评估雷电对电子设备损坏的因素,其中主要的因素有以下几点:
对放置设备系统的建筑物所进行的雷电灾害防护措施;
电子设备的种类和具体的摆放问题;
建筑物的进、出口的电线以及整个数据和通信传输的线路布局问题;
对于整个建筑物和电子系统以及整个系统线路的内部所进行的防雷措施问题。
综上所述,我们在对高速公路监控机房雷电灾害风险进行评估和计算时要以上述的因素为基础,这样并能根据相应的损坏情况做出合理的防护工作。
对高速公路监控机房雷电灾害风险评估步骤进行分析
围绕着雷电对电子设备所产生危害的因素,研究人员对电子设备和周围的环境进行了实地考察,并根据高速公路监控机房中雷电灾害防护情况进行了评估和分析。
防雷环境
对于防雷环境,主要包括当地的地理位置、地质状况、气象以及土壤等条件,并最终确定该地区的雷电活动规律,以及它们之间分布情况和影响。比如,在某地区内,周围多少米处有山丘,有多高的建筑物,当地土壤的电阻值是多少,或当地平均的暴雷日,这些都是防雷环境所必须要评估和分析的。
监控机房周围建筑的雷电防护设施和所处环境
在该项的调查中,主要包括避雷针、避雷网或是避雷带的规格和设置情况;这些设备的数量以及之间的距离;它们的接地电阻值和接地情况。例如,在一座办公楼中,该楼的长大约是72米,宽是44.1米,那么在该办公楼中就要设置高为0.15米的避雷带,并且还要每隔12米设一根避雷针,这样就能通过建筑物做好防雷工作了。
电子设备系统的线路布局情况
由于电子设备系统是利用通信和供电线路向外界取得信息的,同时这条路径也是雷电入侵的主选路径。所以,只有详细地布局线路,才能使得雷电的入侵机率降低。例如,在高速公路监控机房中,采用TN—S的供电方式的线路布局。
避雷设备的安装情况
在整个高速公路监控机房中,要对是否安装避雷设备进行了解。比如,在高压和低压侧都是否要安装避雷器,要安装高压避雷器还是电源避雷器,要安装几级的避雷器,并且对于信号避雷器是否也要安装在线路的源头,以及整个避雷器接地的电阻值不能超过多少,这些都是整个雷电灾害风险评估分析中的重点。
社会影响和经济效益
经过实际调查分析可知,如果高速公路监控机房的电子设备系统被雷击后,会对社会产生严重的影响,并且还会影响到其他方面,所造成经济损失也是无法想象的。
因此,对于高速公路监控机房进行正确雷电灾害风险评估,是经济社会中一项极为重要的工程,只有采取正确的防护措施才能使得电子设备系统不受到雷电的损害。
对高速公路监控机房雷电灾害风险的防护对策进行分析
通过上述可知,雷电对电子设备所造成的损害非常大,在做好直接防雷电的同时,还要做好充分的屏蔽防护工作。
对建筑物的防雷电设施进行加强
对于建筑物内部的钢筋,可以用成防雷引下线,这样就能使雷电直接释放到大地内;与此同时,还要在建筑物接地的情况下,增加人工地网,让建筑物和大地之间能进行等电位的连接。
在监控机房内建立金属屏蔽防护系统
在现有的高速公路建筑物中,尤其是钢筋混凝土建筑物,虽然是一个大空间的屏蔽体,但仍然存在着一些不足之处,对雷电的防护力较差,有时还能通过钢筋形成电流侵入电子设备系统,对电子设备造成危害。所以,为了避免这些危害的产生,就要在监控机房内建立一个金属屏蔽防护系统,保证电子设备系统不再受外界因素的干扰,以便进行正常的运行工作。
降低雷电灾害风险
在建筑物之间安装避雷器时,要确定好该避雷器的有效率,进而保证高速公路监控机房内的电子设备不会受到雷电的侵害。例如,在某个监控机房
内,其允许损害值 为,而经过计算可得出间接雷击所引起的损害值
为7.472× ,所以有效率E为1- = 0.987,所以,在本监控机房内,安装有效率大于0.987的A级避雷器就可以得到良好的防雷措施了。
总结:在当今的经济社会,虽然雷电对高速公路监控机房的损害是惨重的,但只要我们先做好相应的雷电灾害风险评估,为防雷工程提供一个有效的依据,并合理地制定防雷策略并加以执行,就可以让雷电灾害风险降到最低,最后取得一个满意的结果。
参考文献:
[1]程琳,裴晓芳,沈刚,周俊弛,钱美﹒江苏高速公路收费站一次雷击事故分析[J]﹒气象科学﹒2011(S1);
[2]罗永祥,陈余兰,谭清波,刘朝英﹒独山县农业银行业务系统雷击灾害风险评估[J]﹒广西气象﹒2006(S3);
[3]吴海,潘家利﹒建筑物雷击风险评估的风险分量及其影响因素[J]﹒气象研究与应用﹒2010(02);
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关键词 雷电灾害;风险评估;现场勘查;气象要素;采集
中图分类号 P42;TU856 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)10-0038-01
1 雷电灾害风险评估现场勘查概述
雷电灾害风险评估是最近几年刚起步并发展迅速的一项新的防雷业务。目前,雷电灾害风险评估大致分为3类:预评估、方案评估和现状评估[1]。无论是对项目进行预评估、方案评估还是现状评估,其中一项不可缺少的环节就是现场勘查,即在评估项目所在地或其拟建地勘查测量其所处的地理位置、周边建筑物的分布、服务设施的引入引出情况、人员密集程度、地质环境、气象环境、土壤导电性等,将这些勘查数据经过换算形成参数并用于该项目评估中风险分量的计算。
2 气象要素采集的项目及使用仪器
评估现场需要采集的气象要素及相应的使用仪器如下。
(1)天空状况。其指天空中云情的特征,依靠人工观测。
(2)气温。其指表征空气冷热程度的物理量,一般指在野外空气流通、测量仪器不受太阳直射情况下测得的空气温度。采用WHM5型温湿度表进行测量。
(3)相对湿度。其指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比。采用WHM5型温湿度表进行测量[2]。
(4)地面温度。其指地表处土壤的温度,这里所指的土壤最好为原状土。采用套管式棒状地面温度表来进行测量。
(5)气压。其指作用在单位面积上的大气压力,即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。采用DYM3型空盒气压表进行测量。
(6)风向风速。其指风吹来的方向及空气水平运动的速度。采用便携式风向风速计进行测量。
3 具体采集步骤及方法
在项目所在地或项目拟建地进行气象要素的采集时,地点应尽量选择空旷、视野范围广、地表土为原状土的地方,尽量远离一些人为、可能造成气象要素失真的建筑或设施。具体测量方法和注意事项如下。
(1)天空状况。其采集主要依靠人工目测,观测当时的天空状况为晴、多云或阴天。可通过观测天空中总云量所占整个可视天空范围的层数来进行判断,当天空中总云量不足或刚好达到整个可视天空的3层时,为晴天;总云量达到整个可视天空的4~8层时,为多云;总云量达到整个可视天空的8层甚至以上时,为阴天。当天空云情反复变化时,可连续观测2~3 min,判断天空状况并记录[3]。
(2)气温。测量气温时,应视勘测现场的具体情况并利用现场条件,将WHM5型温湿度表置于离地面1.5 m左右的小平台上(该平台还可用来放置气压表),条件限制的可适当调整,但距离地面不应超过1.25~2.00 m。注意避免其因直接遭受到阳光直射而造成读数失真(可临时利用一些不会造成气象要素失真的物件进行适当的遮挡),放置后等待5 min左右方可读数并记录观测值,经器差订正后算出修正值。
(3)相对湿度。测量相对湿度使用的仪器、测量要求与气温的测量相同,也是采用WHM5型温湿度表进行测量,同样放置仪器5 min后方可读数并记录,经器差订正后算出修正值。
(4)地面温度。测量时先将要测量的地面原状土进行适当疏松,将套管式棒状地面温度表从仪器箱中取出,感应部分位于下方垂直保持30 s左右,而后将其平放于土壤上,放置时注意先将感应部分接触土壤,而后管身缓慢平躺下来。可受阳光直射,特别注意要将感应部分半埋于疏松过的土壤中,放置5 min后方可读数记录,经器差订正后算出修正值即为该点的地面温度值[4]。
(5)气压。DYM3型空盒气压表可置于前述的WHM5型温湿度表旁,同样应避免受到阳光直射,放置5 min后方可读数,读数时要求同时读取并记录气压值和附温值,气压观测值经器差订正和温度差订正查算后可得出该测量点的气压修正值,器差订正可由仪器附带的器差订正表查出,温度差订正值可从《气压读数温度订正表》中查得,在这里特别注意的是附温值要经过附温表的器差订正后方可用于气压的温度差订正查算。
(6)风向风速。测量时将便携式风向风速计组装好,打开测量开关后高举过头顶,计速稳定后开始观测,观测时长约为2 min,观测人员先默记下这2 min内出现的最多风向和大致平均风速,而后将其分别记录[5]。采集风向风速时,采集点应选取四周较为空旷的地方,以避免建筑物过密导致的大气出现“乱流”现象,从而引起测量数据的失真。
4 结语
气象数据的采集和记录是十分严谨的,在放置气象仪器的时候应尽量避免手部触碰仪器的感应部分,尽量避免对着仪器说话或者哈气(尤其是在寒冷季节)。如果影响感应部分,在放置好仪器后最好能在前述要求时间的基础上多等2~3 min再读数[6]。记录应保证其完整性和真实性,若要进行更改,应注明更改人员的姓名及更改日期,以便日后查证。
在实际勘查中,若受勘查场地条件的影响,无法选取有代表性或条件符合的气象要素采集点,则可以尝试多选几点进行测量并记录,最后将数据进行对比考量,选取有代表性的气象数据采集值使用。
5 参考文献
[1] 广东省防雷中心,中国气象局检测网络司,中国电信集团湖南电信公司,等.GB/T21714.2-2008雷电防护 第2部分:风险管理[S].北京:中国标准出版社,2008.
[2] 中国气象局.地面气象观测规范[M].北京:气象出版社,2003.
[3] 杨仲江.雷电灾害风险评估与管理基础[M].北京:气象出版社,2010.
[4] 朱乾根,林锦瑞,寿绍文.天气学原理和方法[M].北京:气象出版社,2000.
篇8
一、高度重视雷电灾害风险评估工作
雷电灾害风险评估是确保防雷安全的重要基础性工作之一,是运用科学的原理方法,对可能遭受雷电灾害的概率及雷电灾害产生后的严重程度进行分析计算,提出相应技术防范措施。因此,组织开展雷电灾害风险评估工作是依法履行防雷减灾管理职责的重要组成部分,也是防雷工程设计和施工最基本的科学依据。各级政府及有关部门要高度重视雷电灾害风险评估工作,各级气象和安全监管部门应把开展雷电灾害风险评估工作作为日常安全生产检查的重要内容,科学有效地预防和遏制雷击事故的发生。
二、全面做好雷电灾害风险评估工作
雷击风险评估作为社会公共安全保障的一项重要工作,涉及面广、责任重大,各有关部门要按照职责分工,加强协调配合,共同做好相关工作。各级气象主管机构要加强监督管理和指导,依法履行雷击风险评估工作的组织管理职责。各级发展改革、规划建设、安全监管等行政主管部门应当按照各自职责,协同气象主管机构做好雷击风险评估监督管理工作。承担雷电灾害风险评估工作的机构,必须根据委托单位的需要,客观、科学、准确地提供评估结果。评估范围内的业主单位、项目设计单位应主动配合雷电灾害风险评估机构做好雷击风险评估工作。
三、规范实施雷电灾害风险评估工作
在本市行政区域内的大型建设工程、重点工程、危险易燃易爆环境等建设项目,建设单位在项目可行性研究阶段,必须同步做好雷电风险评估工作,设计单位应当把雷电风险评估报告作为施工图的设计依据,根据报告要求、防雷技术规范和标准进行防雷装置设计,切实从源头把好防雷安全关,以确保社会公共安全。
(一)在本行政区域内应进行雷电灾害风险评估的建设项目包括:
1、城市桥梁、燃气、轨道、供水、供热等公共设施;
2、输电线路、变电站、发电厂等电力设施、电气装置;
3、石油、化工、矿山等易燃易爆物资和剧毒物质生产车间与仓储设施等爆炸危险环境;
4、医院、商场、学校、影剧院和体育馆等人员集中的公共场所;
5、城市火车站与铁路枢纽的主体工程;
6、重点建设项目及高层建筑(建筑高度≥米的建(构)筑物),建筑面积万平方米及以上的住宅小区;
7、高速公路的高架桥、Ⅱ类以上的机场;
8、其他应当进行雷击风险评估的重大建设工程。
承担雷电灾害风险评估工作的机构,必须依法取得相应资质证书,并严格执行建设工程雷电灾害风险评估技术规范等相关标准,对评估结论负责。
(二)雷电灾害风险评估工作的机构出具的评估报告应当包括下列内容:
1、建设项目概况;
2、基础资料来源及其代表性、可靠性说明,通过现场探测所取得的资料,还应当对探测仪器、探测方法和探测环境进行说明;
3、评估所依据的标准、规范、规程和方法;
4、建设项目所在区域的气候背景分析;
5、雷击风险性的评估,极端雷电事件出现概率;
6、预防或者减轻影响的对策和建议;
7、评估结论和适用性说明;
8、其他有关内容。
四、切实抓好防御雷电灾害安全责任制落实
各县、区政府要加强对防御雷电灾害工作的组织领导,各级安委会成员单位、行业主管部门,要积极配合气象主管机构督促各单位完善和落实防雷电灾害安全措施,监督有关单位主动做好雷电灾害风险评估工作,认真落实防雷设施安全检测的有关规定,及时排查治理雷击安全隐患。
篇9
关键词 地闪监测;雷电流幅值累积概率;雷击建筑物;物理损害概率;计算方法
中图分类号 TU895 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)02-0223-02
雷电灾害风险评估是自然灾害风险评估的重要组成部分,在现代社会安全领域得到了越来越多的关注。近年来,青海省雷电灾害风险评估工作也已逐步规范,在应用《雷电防护 第2部分:风险管理》(GB/T 21714.2―2015/IEC 62305-2:2008)(以下简称评估规范)规范提供的评估方法进行雷电灾害风险评估时,雷击建筑物导致物理损害的概率因子(以下简称Pb)是一个重要参数,Pb因子的选取直接影响着人身伤亡损失风险(R1)、物理损失风险(R2)和服务设施损失风险(R3)的计算结果[1],从而对评估项目的最终雷电风灾害险总量和评估结论有着决定性作用。
同时,评估规范中指出,雷电损害概率既取决于所采取的保护措施的类型和效能,还取决于建筑物、服务设施以及雷电流的特性[1]。因此,通过对青海省闪电监测网监测数据进行统计、拟合等,计算出针对雷电灾害风险评估的Pb因子取值方法是进行精细化雷电灾害风险评估的重要前提。
1 存在的问题
应用评估规范中给出的典型Pb值进行雷电灾害风险评估时,存在以下2个问题:一是规范中给出的典型值是在全球范围内闪电观测(监测)的基础数据上统计得出的,而特定地区(地域)的闪电观测(监测)数据与其基础闪电观测(监测)数据对存在一定的差异,具体体现为闪电分布特征、闪电活动规律等方面的差异;二是规范中给出的典型值是针对IEC中Ⅰ~Ⅳ类LPS(外部防雷装置)给出的,IEC中Ⅰ~Ⅳ类LPS采取的措施与我国现行国家防雷技术标准(GB 50057―2010)中规定的建筑物防雷类别分类及其外部防雷措施存在一定的差异。
2 综合损坏概率计算方法
根据《建筑物防雷设计规范》,对于时间周期t=1年,在NPt
P=Pi×Pid+Pf×Pfd(1)
式(1)中,Pi为防雷装置截收雷击的概率,也表示为Ei;Pf为防雷装置截收雷击失败的概率,其值等于1-Pi;Pid为防雷装置截收雷击后保护失败而发生损坏的概率;Pfd为防雷装置没有截收到雷击而发生损坏的概率。
《建筑物防雷设计规范》中指出,雷击建筑物引起损坏的概率与雷电闪击参量的分布概率有关。同时,在出现雷击事件的地方出现周围物体可能被损坏的概率取决于建筑物特点、存放物和用途。
《建筑物防雷设计规范》中对上述情况作了如下假定:①在出现雷击事件的地方,其周围物体被损坏的概率对每一类损坏是相同的,用共同概率Pr代替;②没有被防雷装置截收到的雷击所引发的损坏是肯定的,损坏的出现与周围物体可能被损坏的出现是同时发生的,即Pfd=Pr;③被截收到的雷击引发损坏的总概率只与防雷装置的尺寸效率Es有关,并假定其等于1-Es。
将上述假定代入式(1),并引入雷击后果附加系数Wr后,式(1)或转化为式(2):
P=PrWr(1-EiEs)(2)
式(2)中,概率Pr表示建筑物自身保护的程度或雷击建筑物(防雷装置)造成的损坏概率,其主要取决于建筑物的特点、用途、存放物或设备。
3 资料来源与计算方法
3.1 数据资料来源
青海省闪电监测网自运行以来,在2008―2013年间,共监测到省内地闪165 503次,各年度监测地闪次数分别为9 656、9 119、29 717、30 925、32 920、53 166次。
3.2 数据处理方法
对青海省闪电监测网监测的2008―2014年的闪电资料分别进行数据修正、雷电流幅值累积概率统计、应用最小二乘法进行参数拟合、显著性检验和Pb值计算。
3.3 Pb因子计算方法
根据《雷电防护:第1部分 总则》(IEC 62305-1)及《建筑物防雷设计规范》,雷击建筑物导致物理损害的概率因子(Pb)计算式可按式(3)计算:
Pb=PrWr(1-EiEs)(3)
式(3)中,EiEs(η=EiEs)为防雷装置的效率。
4 雷电流幅值累积概率拟合
我国电力行业规程中雷电流累积频率公式一直采用的形式为:
lgPI=-I/c(4)
原水利电力部于1979年1月颁发的《电力设备过电压保护设计技术规程》(SDJ 7―79)给出了雷电流累积频率分布计算式(3)中c值为108[3];《建筑物防雷设计规范》(GB 50057―94)(2000年版)沿用了这一公式。在对SDJ 7―79规范与其他规范合并修订之后,于1997年10月实施的规程中给出了雷电流累积频率分布计算式中的c值为88[4]。
美国IEEE Std 1243―1997推荐的雷电流累积频率分布计算式为[5]:
PI=■(5)
式(5)中,a表示样本中值电流,即电流幅值>a的概率为50%;b反映了曲线的指数变化程度,当b值增大时,50%概率点左右侧曲线陡度绝对值均变大,其中a=31 kA,b=2.6[5]。
根据冯志伟等[5]、陈家宏等[6]的研究发现,美国IEE Std 1243―1997中推荐的雷电流累积频率分布计算式要优于我国电力行业规程中的计算式。因此,利用青海省2008―2014年监测闪电资料和式(4)进行拟合后,其拟合参数为a=25.350和b=2.838,与IEE Std 1243―1997及IEC 62305-1中给出的值略有差异。
5 雷击建筑物导致物理损害概率因子选取
根据《雷电防护第2部分:风险管理》(IEC 62305-2)中关于Pb值的计算方法[1],其在计算Pb值时,将式(3)中PrWr的值取为1,即假定防雷装置截闪失败后,遭受雷击的建筑物均会受到损坏。在实际雷电灾害风险评估中,按照保守原则,将PrWr的值取为1是可取的。因此,式(3)或简化为以下形式:
Pb=1-EiEs(6)
给出的各类LPS接闪最小雷电流、最大雷电流和Pb计算方法,将拟合出的参数(a=25.350,b=2.838)代入式(5),并将第Ⅰ~Ⅲ类防雷措施对应的接闪最小雷电流及最大雷电流分别代入式(5)后,分别求得各类防雷措施对应的Ei和Es各参数见表1。
通过拟合计算发现,拟合出的Pb值与《雷电防护 第2部分:风险管理》(IEC 62305-2)给出的典型Pb值差别明显。
《雷电防护 第2部分:风险管理》(IEC 62305-2)中对于安装有Ⅰ类LPS,并采用连续的金属框架或钢筋混凝土框架作为自然引下线的建筑物,其Pb值为0.01,为仅安装有Ⅰ类LPS建筑物Pb值的1/2。因此,对于分别安装了第Ⅰ~Ⅲ类LPS,并采用连续的金属框架或钢筋混凝土框架作为自然引下线的建筑物的Pb可取以下数值(表2)。
对于以金属屋面作为接闪器或安装有接闪器,使所有屋面装置得到完全的直击雷防护,连续金属框架或钢筋混凝土框架作为自然引下线的建筑物,其Pb值可取安装有Ⅰ类LPS,并采用连续的金属框架或钢筋混凝土框架作为自然引下线的建筑物Pb值的1/2,即0.003 5。
6 结语
通过对青海省闪电监测网O测的雷电流数据的统计、拟合和计算,对GB 50057―2010给出的各类防雷装置对应的接闪效率、接闪失效概率进行了计算,发现拟合值与IEC 62305-2中给出的Pb典型值差别明显。因此,在实际雷电灾害风险评估工作中,应注意以下几点:
(1)应用《雷电防护 第2部分:风险管理》(GB/T 21714.2―2015)规定的方法进行雷电灾害风险评估时,对Pb的取值应根据项目所在地雷电活动情况选取,以体现出被评估项目所在地的雷电活动规律。
(2)利用《雷电防护 第2部分:风险管理》(GB/T 21714.2―2015)对根据《建筑物防雷设计规范》(GB 50057―2010)等国家有关规范要求设计(设置)防雷装置的建筑(构)物进行雷电灾害风险评估时,须对各防雷等级的Pb值进行拟合计算。
(3)对国家级、省级重点项目和大型项目进行雷电灾害风险评估时,对于Pb的取值可按上述方法对项目所在地一定范围内的闪电监测资料进行统计、拟合和计算,从而得出更符合当地雷电活动特征的Pb值,使雷电灾害风险计算结果更加准确。
7 参考文献
[1] 雷电防护 第2部分:风险管理:GB/T21714.2-2015[S].北京:中国标准出版社,2016.
[2] 建筑物防雷设计规范:GB50057-2010[S].北京:中国计划出版社,2010.
[3] 电力设备过电压保护设计技术规程:SDJ 7-1979[S].北京:电力工业出版社,1979.
[4] 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合:DL-T 620-1997[S].北京:中国电力出版社,1997.
篇10
西安市雷电灾害风险评估管理办法完整版第一条 为了规范雷电灾害风险评估活动,防御和减轻雷电灾害,保护人民生命财产和公共安全,依据《气象灾害防御条例》和《陕西省气象灾害防御条例》等法规的规定,结合本市实际,制定本办法。
第二条 本办法所称雷电灾害风险评估,是指以实现系统防雷为目的,根据大气雷电环境、地理地质条件等参数,对防护对象可能遭受雷击的概率及雷击后产生后果的严重程度进行分析计算,为防雷工程设计提供依据的专业技术活动。
第三条 本办法适用于本市行政区域内的雷电灾害风险评估活动。
第四条 市气象主管机构负责本市行政区域内雷电灾害风险评估活动的监督管理。
长安区、临潼区及市辖县气象主管机构在市气象主管机构的指导下具体负责本行政区域内雷电灾害风险评估活动的监督管理。
发展改革、规划、建设、安监、民政、公安等行政管理部门应当按照职责,协同做好雷电灾害风险评估工作。
第五条 气象主管机构应当组织民政等部门,对本行政区域内发生的雷电灾害和造成的损失等情况开展普查,建立雷电灾害基础数据库,编制雷电灾害风险区划,并向社会公布。
第六条 下列建(构)筑物、场所和设施应当在防雷装置设计前,进行雷电灾害风险评估:
(一)国家、省和本市确定的大型建设工程、重点工程和重点文物保护工程;
(二)新建、改建、扩建的危险化学品、民爆物品和易燃物品生产、输送、储存工程;
(三)高度超过50米或者单体建筑面积超过2万平方米或者群体面积超过30万平方米的建(构)筑物;20层(不含20层)以上居住建筑;
(四)大型体育场馆、医院、学校、商场和旅游景点等人员密集场所;
(五)其他需要进行雷电灾害风险评估的建(构)筑物、场所和设施。
第七条 雷电灾害风险评估应当由建设单位委托防雷减灾专业机构(以下简称评估机构)进行,并签订服务协议。
第八条 评估机构应当在接受委托后按照国家、省相关规定和技术标准编制建设工程雷电灾害风险评估报告,并对评估结论负责。
第九条 评估机构进行雷电灾害风险评估,应当使用气象主管机构所属气象台站直接提供的气象资料或者经过当地气象主管机构审查的气象资料。
第十条 雷电灾害风险评估报告应当包括下列内容:
(一)建设工程概况;
(二)评估所依据的标准、规范、规程和方法;
(三)评估所用数据代表性、可靠性说明;
(四)建设工程所在区域的气候背景、雷电环境分析;
(五)雷电灾害风险性分析,极端雷击事件出现概率;
(六)预防或者减轻影响的措施和建议;
(七)其他需要报告的事项。
第十一条 市气象主管机构应当组织专家对雷电灾害风险评估报告进行评审。评审可以采取书面评审或者会议评审的方式进行。
长安区、临潼区及市辖县行政区域内雷电灾害风险评估报告的评审工作,由所在地区县气象主管机构组织实施。
雷电灾害风险评估报告应当经过专家评审后方可使用。经评审通过的雷电灾害风险评估报告不得随意更改。
第十二条 需要进行雷电灾害风险评估的建设项目,建设单位在申请防雷设计审核时应当提供符合规定的雷电灾害风险评估报告。
雷电灾害风险评估报告作为建设工程防雷装置设计审核的依据。不能提供符合规定的雷电灾害风险评估报告的,气象主管机构不予受理防雷设计审核申请。
第十三条 建设单位应当配合气象主管机构和评估机构做好雷电灾害风险评估工作,自觉接受当地气象主管机构的监督管理。
第十四条 建设单位违反本办法规定,应当进行雷电灾害风险评估而拒不评估的,由所在地气象主管机构给予警告并限期责令改正。
第十五条 气象主管机构和评估机构工作人员在雷电灾害风险评估工作中滥用职权、徇私舞弊、玩忽职守的,由所在单位依法给予行政处分;构成犯罪的,依法追究刑事责任。
第十六条 本办法自20xx年2月11日起施行。
雷电灾害风险评估的分类1、项目预评估是根据建设项目初步规划的建筑物参数、选址、总体布局、功能分区分布,结合当地的雷电资料、现场的勘察情况,对雷电灾害的风险量进行计算分析,给出选址、功能布局、重要设备的布设、防雷类别及措施、风险管理、应急方案等建议,为项目的可行性论证、立项、核准、总平规划等提供防雷科学依据。