摘要：本文主要探讨了雷电灾害风险评估中的四个截收面积，从各个截收面积的概念出发，逐一分析了各个截收面积在实际应用中容易忽视的问题，并适当加以实例的计算。从而使雷电灾害风险评估人员能够更深的理解和掌握此方面的内容，在实际运作中更加科学合理。
关键词：截收面积；参数
引言
截收面积是雷电灾害风险评估中的一个基础参数群，在IEC62305中对该参数群的估算限制条件比较多，较为理论化，在实际应用过程中，大都参照规范内容简单对应，而缺少对项目实际情况的具体考量，故笔者就现实情况对于截收面积做出几点探讨。
1截收面积的概念
截收面积包含四个主要的参数：雷击建筑物截收面积Ad，雷击建筑物附近截收面积Am，雷击服务设施截收面积Al及雷击服务设施附近截收面积Ai。
Ad的概念是对于平坦大地上的孤立建筑物，从建筑物上各点，特别是上部各点以斜率为1/3的直线全方位向地面投射，在地面上由所有投射点构成的面积。
2实际问题探讨
2.1雷击建筑物截收面积Ad的实际问题探讨：
对于Ad需要特别注意的是其针对的对象为平坦大地上的孤立建筑物，但对多数项目而言，此类情况是很少存在的。IEC62305对于Ad也有特别注明：当距建筑物3（H+Hs）范围内有其他物体（其高度为Hs）或3H范围内地势不平坦时，需考虑建筑物与其他物体或地面的相对高度作出更精确的估算。
笔者以特定坡地上的孤立建筑物及平坦大地上的非孤立建筑物分别举例分析，探讨具体的分析方法。
2.1.1对于在坡地上的孤立建筑物：
如图1所示：某山坡为高度5m的等腰梯形，上边为10m，下边为20m，建筑物高度为25m，则投影面积应为等腰梯形高度与建筑物高度之和30m的3倍。经画图法得出在坡地上的建筑物截收面积Ad建+坡=29146.90m2，只考虑建筑物本身的截收面积为Ad=20771.46m2，如图2所示：（例如山顶凉亭等。。。。。。。。。）
3h=75m的截收面积是在以高度5m平面的投影面积，而不是在平坦地面上的，这就不符合上述规范特别注明中的要求。显然，雷击该建筑物的截收面积不能只计算建筑物本身的高度，而应该增加其所在坡地的高度来计算更为合理。
2.1.2对于在平坦大地上的非孤立建筑物：
如图3所示，建筑物A及建筑物B均为高度100m，长、宽均为50m，且两栋建筑物经由高度30m，长为50m的裙楼相连。
（2）将建筑物A和建筑物B及裙楼看做一个整体建筑物进行分析，如图5所示，经画图法得出，整体建筑物的截收面积Ad2=410208.58m2。
对两种分析方法相比较，看似合计的截收面积相差很大，但计算建筑的年预计雷击次数是以km2为计量单位，即 。在建筑物高度较高，截收面积较大的前提下，两种计算方式对于实际计算雷击次数的差别仅差0.28km2，而建筑物高度较低的话，这种差距将更小，故对于实际情况中使用比较多的第一种分析方法，仅考虑Cd值的选取已经可以修正该截收面积的细微差别。但这也对于Cd值选取的科学性，也提出了更高的要求。
2.2雷击建筑物附近截收面积Am的实际问题探讨
Am的概念是距建筑物周边250m范围所包围的面积。在实际运用中，有两点需要特别注意。
2.2.1.在高层建筑物中，当计算Ad的3H高度大于250m时，通常会将Am值作为“0”看待，但实际上依然应该按照画图法将Am计算出，再通过公式Am-Ad*Cd计算，当该Am-Ad*Cd≤0时，Nm=0；当Am-Ad*Cd≥0时，Nm>0。下面举例说明：
（1）高度为90m，边长为20m的建筑物C，3H为270m>250m。
画图法计算，雷击该建筑物截收面积Ad=251022.10m2；
按错误的思维方式，雷击该建筑物附近的截收面积Am=0，则按照公式Nm=0（次/年）；
按正确的思维方式，雷击该建筑物附近的截收面积Am=216749.54m2,则按照公式Nm≈0.39（次/年）
（2）高度为80m，边长为20m的建筑物D，雷击该建筑物截收面积Ad=200555.74m2；雷击该建筑物附近的截收面积Am=216749.54m2,则按照公式Nm≈0.50（次/年）。
注：以上Ng取值均采用杭州市雷暴日为43.2天/年计算得出；Cd值采用周围有相同高度或更矮建筑物或树木，取0.5。
在其他条件相同，其他风险因子差距不大的前提下，按照错误的思维方式，80m的建筑物D因为Rm分量>0有可能产生总的风险分量大于90m的建筑物C的总风险分量，该结论显然不符合常理；而通过正确的思维方式，结论相对合理。
2.2.2.Am的值不能忽略裙楼的部分
由Am的概念可以看出，是距建筑物周边250m范围，这个建筑物的周边应该包含整栋建筑物的塔楼及裙楼，而不仅是塔楼部分。有些建筑物的裙楼部分范围较大，仅考虑塔楼部分显然缩小了雷击建筑物附近的截收面积。
3.雷击服务设施及服务设施附近截收面积Al及Ai的实际问题探讨
Al及Ai的公式如表1所示：
表中参数：
Al——雷击服务设施的截收面积，m2；
Ai——雷击服务设施附近的截收面积，m2；
Hc——服务设施的离地高度，m；
Lc——从建筑物到第一个节点之间的服务设施线路段长度，m，最大值取1000m；
Ha——服务设施“a”端建筑物的高度，m；
Hb——服务设施“b”端建筑物的高度，m；
ρ——线路埋没处的土壤电阻率，Ω•m，最大取值为500Ω•m。
计算截收面积Al和Ai时，
——若不知Lc的值，可取Lc=1000m；
——若不知ρ的值，可取ρ=500Ω•m；
——电缆完全埋没于密集的网格型地网中时，可假定等效截收面积Ai=Al=0；
——需保护的建筑物假定位于服务设施的“b”端；
注：关于截收面积Al和Ai的更多资料，参阅ITUK.46以及K.47建议。
3.1.雷击服务设施的截收面积Al的实际问题探讨
由表1可以看出， 即为两栋建筑物除去各自自身截收面积之外服务设施线路的长度，而由面积的定义可知：架空线路 及埋地线路 即为各自面积的宽度。在实际运用中，如果设计方提供了管线图，评估人员可以根据公式反推导其线路的宽度，并通过画图法的方式计算各线路的截收面积。
这里特别提出，当评估对象为较高的建筑群时，且服务设施线路均为某栋建筑物引出在小区范围内敷设时，当该线路在建筑群的3H范围内时，笔者认为，可以直接将Al=0。因为由 可以看出，该线路的有效长度本身就是不在各建筑物3H范围内的长度，故可以按此计算。
3.2.雷击服务设施附近的截收面积Ai的实际问题探讨
由表1可以看出，服务设施线路的长度Lc即为线路的长度，而1000及 则分别为架空及埋地情况下各自的宽度。该线路与Al一样，可以根据管线图根据画图法做出更为准确的计算。
（1）举例说明：根据室外弱电线路的埋地管线图，因视频线路引出仅引至建筑物南端及西面一部分，其实际长度为Lc1+Lc2+Lc3。笔者根据实际情况，通过公式反推导得出雷击室外视频线路附近的面积Ai=34495.85m2（洋红色部分面积），如图6所示。
图6
4结语
在雷电灾害风险评估中，经常容易忽略根据项目的实际情况采取不同的方法计算截收面积的值，通过上述针对实际情况中各截收面。
参考文献
[1]施广全，王振会.雷击灾害风险评估中等效截收面积计算方法研究[J].气象与环境科学，2008,31（2）：47-50.
[2]高磊，凌晨.关于建筑物等效截收面积计算的若干问题探讨[J].气象科技，2014,42（6）：1126-1130,1142.
作者简介
沈洁皎（1984-）女，汉族，江苏无锡人，本科学历，工程师，从事防雷检测及综合管理工作。
论文作者:沈洁皎
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/3/12
标签：建筑物论文; 面积论文; 高度论文; 设施论文; 线路论文; 画图论文; 所示论文; 《基层建设》2018年第36期论文;