摘要：以乌海市朝阳小区住宅楼为例，根据乌海地区（2012-2014年）闪电定位仪系统监测数据统计分析其项目所在地雷电活动时空分布特征对项目现场踏勘，对该小区住宅楼导致人员伤亡、公共服务损失等综合风险计算及评估，对建设项目运行给出科学、经济雷电防护方案。
关键词：雷电流强度；住宅小区；雷电灾害；风险评估
引言
随着城市建设发展，住宅小区在信息化、智能化方面有了长足进步，而遭受雷电灾害概率也不断增加。因此加强现代住宅小区雷电防护日益重要。本文以乌海市朝阳小区为例，进行雷电灾害风险评估工作，通过各风险值计算，为该小区防雷工程设计提供参考建议。
1乌海地区雷电特征分析
1.1乌海地区闪击次数特征分析
依据乌海市气象局提供2012-2014年闪电定位仪检测资料，统计发现乌海5月闪电频次逐渐增多，6月进入闪电多发期，8月达最高值，随后闪击次数逐渐减少。
乌海雷暴主要在5-9月，占全年发生雷暴97.8%，其中6-8月是最活跃期，2012年闪击次数占全年80.4%；2013年6-7月闪击次数占全年90.1%，7月1日闪击次数就高达25次，占全年49%；2014年6-8月闪击次数占全年83%，9月占全年14%；三年平均闪电次数占83.6%。11月至翌年2月为乌海一年中最少雷暴季。
1.2雷电流强度分布特征分析
2012-2014年乌海总闪数、负闪数、正闪数年变化均呈单峰分布特征（图1），闪电高发期集中在5-9月，其中2012年及2014年以8月最突出，而2013年7月最突出。统计显示乌海正闪发生概率较低，约占总闪29%左右。
图1 2012年（a）、2013年（b）、2014年（c）正闪、负闪、总闪数统计图
乌海地区雷电流居多，而较少，但每年都会出现。
①雷电流分别占56%（2012年），72%（2013年），46%（2014年）（图2-4）。绝大多数雷电流＜80KA，2012年占全年85%、2013年占全年92%、2014年占全年81%；而雷电流分别占全年15%（2012年）、8%（2013年）、19%（2014年）。
②集中在6—9月，5-9月每月都有雷电流（除2013年外）。由此可见乌海地区每年7-9月为强雷暴发生期。
图2 2012年雷电流强度分布 图3 2013年雷电流强度分布图4 2014年雷电流强度分布
2现场勘查
乌海市朝阳小区住宅按第三类防雷设计，在屋面及女儿墙上设置镀锌扁钢，而且设有不大于或接闪网；接闪网（带）与防雷引下线可靠连接。在柱内两根主筋（）从上至下通长可靠连接，上伸出女儿墙与接闪带相连，下部与建筑物基础底板内钢筋可靠连接，形成防雷引下线。屋顶装饰铝合金格栅、钢梁等构件保持良好电气连接，并与屋面防雷装置可靠连接。以乌海市朝阳小区住宅楼为例，为防止侧向雷击，所有突出屋面上风机、配电线金属管、线槽等金属物与就近屋面接闪带可靠连接，同时对给固定在屋面用电设备供电配电箱内装设浪涌保护器防止雷电波入侵。在强电、弱电竖井内通长敷设一根40×4mm的热镀锌扁钢，与每层强电、弱电间内设置等电位接地箱连接，作为设备辅助接地线。建筑物内防雷引下线、配电系统保护接地线及建筑物内供电系统保护接地线及建筑物内金属构件、进出建筑物金属管道等均需作等电位联结，总等电位连接均采用各种型号等电位卡子，不允许在金属管道上焊接。
朝阳小区共有8栋楼，总建筑面积195418.28㎡；其中地下26060㎡；地上169358.28㎡。小区住宅楼建筑功能基本一致，选取最有代表性的1#楼作为评估对象，其他住宅楼参考1#楼。
4住宅楼（1#）数据计算
4.1 雷电导致各种损害概率
4.1.1雷击建筑物造成损害概率
①雷击建筑物导致生物伤害概率PA，本建筑物具有有效地面电位均衡措施，且电气连接。PA=10-2
②雷击建筑物导致物理损害概率PB，本项目按照第三类防雷建筑物（滚球半径60m，雷电电流最大参数值为100kA）设计。PB=0.1
③雷击建筑物导致内部系统失效概率PC，取决于所采用配合SPD保护，本建筑物采用SPD按照LPL III设计。PC=PSPD=0.06
④雷击建筑物附近导致内部系统失效概率PM，取决于所采用对应于因子KMS防雷措施。若没有匹配电涌保护器（SPD）保护时，PM=PMS值；若有匹配SPD保护时，PM值应当是PSPD与PMS两者中较小值。 KMS≤0.013 时PM=0.0001，PSPD=0.03，PM=0.0001
4.1.2雷击服务设施造成的损害概率
①雷击服务设施导致生物伤害概率PU ，PU=PSPD=0.03
②雷击服务设施导致物理损害概率PV ，PV=PSPD=0.03
③雷击服务设施导致内部系统失效概率PW ，PW=PSPD=0.03
④雷击入户服务设施附近导致内部系统失效概率PZ ，PZ=PSPD=0.03
4.2 风险分析及计算
4.2.1人员伤亡损失风险R1
该建筑物内各分区雷电造成人身伤害风险是由于雷电击中建筑物导致物理损害引起，该分量RB约占93.6％。该建筑物在目前雷电防护情况下，由雷击造成人员伤亡损失风险值R1为，低于风险容许值RT典型值。该建筑物人员伤亡损失风险R1符合风险允许值要求。
4.3.2公众服务损失风险R2
该建筑物内各分区雷电造成公众服务损失风险主要是由于雷电击中建筑物导致系统内部损失引起，该分量RC约占96.9％。该建筑物在目前雷电防护情况下，由雷击造成公众服务损失风险值R2为，低于风险容许值RT典型值。该建筑物公众服务损失风险R2符合风险允许值要求。
5结论
经过对住宅楼（1#）综合分析表明，建筑物在目前雷电防护情况下，各区域雷电造
成人员伤亡损失风险值R1及公众服务损失风险值R2均低于国际通用风险容许值RT。其他住宅楼参考1#楼计算结果，朝阳小区无需采取其他防雷措施，但需加强住户防雷知识宣传，加强各种设施、管道及线路防护，将雷击风险降到最低。
参考文献
[1]GB50057-2010建筑物防雷设计规范[M].北京.中国计划出版社.2011.
[2]梅卫群.建筑防雷工程与设计（第三版）[M].气象出版社.
论文作者:多吉次仁, 格桑次仁
论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期
论文发表时间:2018/8/9
标签：雷电论文; 建筑物论文; 乌海论文; 风险论文; 防雷论文; 概率论文; 乌海市论文; 《科技新时代》2018年6期论文;