綜合樓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1、江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院綜 合 樓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告主編人員：黃圣科 報(bào)告參編人員： 報(bào)告審核人員： 報(bào)告完成日期：2012年6月12日項(xiàng)目承擔(dān)單位： 聯(lián)系方式：單位： 地址： 郵編：330043電話： 傳真： 前言近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國家投入大量資金改善學(xué)校環(huán)境。為防止或減少雷擊對(duì)建筑物，辦公設(shè)備的沖擊。樓內(nèi)有計(jì)算機(jī)房、辦公室、實(shí)訓(xùn)室、現(xiàn)代電子設(shè)備和老師教課多媒體教程設(shè)備等。根據(jù)氣象部門資料統(tǒng)計(jì)分析，南昌市年平均雷暴日為每年56.4天，屬GB503432004建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范規(guī)定的高雷區(qū)屬于高雷區(qū)，且俗稱“雷打山”。地處北半球亞熱帶內(nèi)，受冬亞季風(fēng)影響，形成亞熱帶季風(fēng)氣候。主要

2、特征氣溫變化較大，降水分布不均，夏季強(qiáng)對(duì)流天氣非?；钴S，雷電活動(dòng)發(fā)生比較頻繁。一旦遭受雷擊，后果不堪設(shè)想。為了減少經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患，本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的目標(biāo)，在完成前期大量的現(xiàn)場勘查的基礎(chǔ)上，對(duì)綜合樓進(jìn)行雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。一：概述1.1雷電概述雷電，是眾多大氣現(xiàn)象中的一種，發(fā)生在云際、云地、云空之間迅猛的脈沖放電，它產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃光，并伴隨巨大的響聲，一種既恐怖又壯觀的大氣物理現(xiàn)象。自然界這種強(qiáng)大的放電能夠直接擊在建筑物或防雷裝置上或從建筑物的側(cè)、旁擊在建筑物上，危害地面上的建筑物等物體和人、畜生命；雷電產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁脈沖（LEMP），具有極大的破壞性。隨著人類社會(huì)電子化進(jìn)程的加快，

3、雷擊事故造成的危害越來越多，造成的損失也越來越慘重。在20世紀(jì)90年代初期到至今，我國科學(xué)技術(shù)得以迅速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展非常迅速，但也同時(shí)對(duì)防雷電過電壓提出了更高的要求。由于大量電力、通信線路、控制線路的架設(shè)，雷擊入侵的渠道也在增加。除了直接雷擊在建筑物、線路或設(shè)備上造成損失之外，雷擊損害電子設(shè)備的主要途徑是通過靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)感應(yīng)在線路上產(chǎn)生的高電壓。江西是雷電多發(fā)地區(qū)，年平均雷暴日數(shù)為4283天，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年因雷擊傷亡人數(shù)達(dá)一百多人，損壞變壓器、家電、通訊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上千臺(tái)，并造成建筑物被毀、火災(zāi)事故以及部分地區(qū)停電、停水、信息網(wǎng)絡(luò)癱瘓、通信中斷，經(jīng)濟(jì)損失近億元。該樓位于年平均

4、雷暴日高雷區(qū)，雷電活動(dòng)頻繁，進(jìn)行防雷風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估尤為重要。1.2環(huán)境系樓概述該建筑物位于:江西省、南昌市、青云譜區(qū)、氣象路58號(hào)，為江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境系實(shí)訓(xùn)樓。經(jīng)緯度：北緯：28°3527.47、東經(jīng)：115°5407.28、 海拔：46.3296米。西鄰青云水庫860多米，地勢(shì)居高、旁邊并有一座多普勒雷達(dá)站。周圍有比其更高的建筑和樹木，東面是1層高的校園超市-長35米，寬10米,高6米。南面是3層宿舍樓長40米，寬12米，高16米。西面是5層實(shí)訓(xùn)大樓-長為76.8米，寬為56.9米，高為20米。北面是3層教學(xué)樓-長75米,寬13米，高12米。二：雷電災(zāi)害分析因?yàn)槔纂?/p>

5、的破壞作用主要是雷電流引起的，它的危害可分為兩種類型：一是直擊雷危害，由于雷電流的熱效應(yīng)引起的危害以及雷擊產(chǎn)生的內(nèi)壓力和沖擊波效應(yīng)；二是雷擊電磁脈沖引起的危害，主要有閃電電磁感應(yīng)和閃電靜電感應(yīng)引起的感應(yīng)過電壓；如下圖所示：雷電感應(yīng)雷電危害直 擊 雷靜電感應(yīng)雷電反擊電磁脈沖電磁感應(yīng)電效應(yīng)熱效應(yīng)機(jī)械效應(yīng)雷電的危害可以分成以下的幾種形式： 2.1直接雷擊在雷暴活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，雷云直接通過人體、建筑物或設(shè)備等對(duì)地放電所產(chǎn)生的電擊現(xiàn)象，稱之為直接雷擊。直擊雷產(chǎn)生的雷電效應(yīng)主要有熱效應(yīng)、電效應(yīng)及機(jī)械效應(yīng)。 由于雷電流的作用時(shí)間很短，在計(jì)算雷擊點(diǎn)處的溫升以及雷電流通過金屬物體所產(chǎn)生的溫升時(shí)，均可忽略散熱的影響，

6、于是溫度可表示為 式中 T溫升，； m金屬物體質(zhì)量，； 比熱，J /（·）。當(dāng)溫升值過高時(shí)，就會(huì)造成金屬的熔化。在通常情況下，用于直擊雷防護(hù)的接閃器所用材料必須符合國家規(guī)范要求，所以接閃器等金屬物不會(huì)被雷電流熔化。在建筑物遭受雷擊后，雷電流會(huì)沿建筑體內(nèi)各種金屬導(dǎo)體通路流入大地，由于金屬體自身存在著電阻，雷電流流過它們時(shí)也會(huì)產(chǎn)生熱量，這種熱量可表示為 （3.2）式中 R金屬導(dǎo)體電阻，W； i雷電流，A。在防雷分析中，常用單位歐姆熱量這一參數(shù)，其表達(dá)式為式中W/R單位：歐姆熱量，J/W。 雷電的直接破壞作用除了熱效應(yīng)外，還有機(jī)械效應(yīng)和沖擊波。在雷云對(duì)地放電時(shí)，這兩種效應(yīng)與熱效應(yīng)一樣，均能

7、對(duì)地面被擊物體造成嚴(yán)重?fù)p害。但從危害的方式來看，兩者有所不同，前者是產(chǎn)生電動(dòng)力和內(nèi)壓力，后者則是產(chǎn)生沖擊波。2.2雷電感應(yīng)雷電感應(yīng)式造成信息系機(jī)房設(shè)備受損的主要原因，因?yàn)檫@種危害的覆蓋范圍大，其中雷電感應(yīng)主要有雷電的靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。雷電的靜電感應(yīng)與電磁感應(yīng)作用屬于雷電的間接破壞作用。雷電的間接破壞作用比直擊雷害范圍大的多，屬于空間三維的破壞。由于雷電靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)引起的過電壓會(huì)損害信息系統(tǒng)機(jī)房的線路和設(shè)備，在防雷設(shè)計(jì)中，一定要作為重點(diǎn)認(rèn)真的進(jìn)行設(shè)計(jì)防護(hù)措施。2.2.1靜電感應(yīng)當(dāng)雷云來臨時(shí)，雷云底部分布大量的負(fù)電荷，它們將產(chǎn)生靜電場。在雷云所覆蓋的地表面和各種物體，尤其是導(dǎo)體上，將感生出

8、大量與雷云底部電荷符號(hào)相反的電荷，這種靜電感應(yīng)作用隨著與雷云正下方地面的距離的增大而迅速減小。2.2.2電磁感應(yīng)閃電電流在閃電通道周圍的空間產(chǎn)生磁場，這種磁場將隨時(shí)間而變化，并在附近的各類金屬導(dǎo)體上激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感生電流。這種電磁感應(yīng)作用隨著與落雷點(diǎn)的距離的增大而較快的減少。2.3電磁脈沖輻射閃電放電時(shí)，其電流是隨時(shí)間而非均勻變化的，脈沖電流向外輻射電磁波，這種電磁脈沖輻射雖然隨著距離的增大而減小，但卻比較緩慢，閃電的電磁脈沖輻射通過空間以電磁波的形式耦合到對(duì)瞬間電磁脈沖極其敏感的現(xiàn)代電子設(shè)備上，造成設(shè)備的損壞。2.4閃電電涌侵入直接雷擊或感應(yīng)雷都可以使導(dǎo)線或金屬管道產(chǎn)生過電壓，這種過電壓

9、沿導(dǎo)線或金屬管道從遠(yuǎn)處雷區(qū)或防雷區(qū)域外傳來，侵入建筑物內(nèi)部或設(shè)備內(nèi)部，而使建筑物結(jié)構(gòu)、設(shè)備內(nèi)部損壞或人員傷亡。由于閃電電涌沿導(dǎo)線或金屬管道傳播的距離遠(yuǎn)，擴(kuò)散面大，所以閃電電涌造成的損失也比較嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電子設(shè)備造雷擊的事故中，閃電電涌沿線路侵入設(shè)備造成的雷擊事故，大約要占80%。2.5地電位反擊在雷暴活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)雷電閃擊到建筑物的接閃裝置上時(shí)，盡管接閃裝置的接地系統(tǒng)十分良好，其接地電阻也很小，但由于雷電流幅值大，波頭陡度高，雷電流流過時(shí)也會(huì)使接地引下線和接地裝置的電位驟升到上百千伏。如果接閃桿的接地引下線與各種金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備的工作地線間的絕緣距離未達(dá)到安全要求，則可能造成接地引下線與各種金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備的工作地線之間放電，從而使這些金屬導(dǎo)線、管道或用電設(shè)備的工作地線上引入反擊電流，造成人身和設(shè)備雷擊事故。三：筑物防雷等級(jí)評(píng)估3.1據(jù)GB5005794建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)主體大樓進(jìn)行防雷等級(jí)評(píng)估：建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)按下式計(jì)算：N=KNgAe；Ng=0.1Td；k校正系數(shù)，該建筑物取1.5；Ng建筑物所處地區(qū)雷擊大地的年平均密度次/（km2