典型農(nóng)村中小學(xué)校舍雷擊事故調(diào)查與雷電防護措施

龔蘇閩 黃清玉

龍海市氣象局，福建龍海 363100

典型農(nóng)村中小學(xué)校舍雷擊事故調(diào)查與雷電防護措施

龔蘇閩 黃清玉

龍海市氣象局，福建龍海 363100

本文結(jié)合當(dāng)日氣象情況、雷達回波實況及雷擊現(xiàn)場勘察情況綜合分析，分析事故的原因并對農(nóng)村中小學(xué)校舍防雷現(xiàn)狀提出相應(yīng)的防范措施。

雷擊事故；調(diào)查；中小學(xué)；防護措施

2008年09月06 日下午5時左右，福建省龍海市西部地區(qū)出現(xiàn)一次強對流天氣過程，程溪鎮(zhèn)上空連續(xù)出現(xiàn)強閃電和雷鳴，與此同時，程溪某村居民區(qū)架空進入房屋的電線、電話線、開關(guān)等設(shè)備擊毀嚴重，某中學(xué)教學(xué)樓屋角被劈裂，混凝土碎塊崩裂墜落，所幸當(dāng)天為周末學(xué)生大都離校返家未造成人員傷亡。計算機網(wǎng)絡(luò)教室主機、路由器設(shè)備等不同程度受損。

1、現(xiàn)場勘察情況

漳州市位于北緯23.6度～25度之間，屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，四季分明、雨量集中。地形復(fù)雜（有山地、丘陵又有平原）對流旺盛，頻繁產(chǎn)生較為強烈的局部對流天氣，經(jīng)常出現(xiàn)雷暴、短時雷雨大風(fēng)等天氣。據(jù)資料統(tǒng)計，漳州市年平均雷暴日達60.5d/a，屬于強雷區(qū)。程溪鎮(zhèn)某中學(xué)位于漳州的中部山區(qū)，周邊環(huán)境較為復(fù)雜（路畔有溪流、農(nóng)田、山包、樹木等）雷擊活動比較強。所處地方地質(zhì)均勻，表層為砂石，其余為黏土土壤，且土壤含水量高，其土壤電阻率平均為773Ω·m。據(jù)當(dāng)時住校老師所述“6日下午5點左右，電閃過后忽聽數(shù)聲雷鳴，教學(xué)樓上方出現(xiàn)一火球，接著混凝土塊飛裂，發(fā)出沉重的落地聲，架空線路噼啪噼啪的像著火似地，火花四濺”?，F(xiàn)場勘察：教學(xué)樓設(shè)有高出屋面的水塔、鐵扶梯等金屬構(gòu)件，教學(xué)樓屋角凸現(xiàn)的鋼筋周圍尚留有三個簸箕裝的混凝土碎塊，從戶外引入室內(nèi)的照明線路被擊毀，電氣開關(guān)及電表受不同程度的損壞。

2、雷擊分析

2.1 雷達回波資料分析及天氣形勢分析

從2008年9月6日的雷達觀測分析，16時開始有一強輻合帶，從龍海市的中部自西向東移動，17時雷達回波顯示在程溪鎮(zhèn)某村上方有一塊強達50dbz的強回波存在，易造成雷擊。

從雷擊當(dāng)天8時的天氣圖分析，高空500hPa東經(jīng)117°～118°，北緯23.6°～25°之間，有一南支槽快速東移，低層850hPa有一切變，龍海市處于槽前西南急流中，切變線南側(cè)。隨著高空槽東移、切變線南壓，高空的大量水汽和不穩(wěn)定能量在龍海市上空積聚，是造成此次雷暴過程的主因。

2.2 地形地勢情況分析

某中學(xué)靠山而建，不遠處即為農(nóng)田、河畔，教學(xué)樓處山坡迎風(fēng)面，又是土壤電阻率變化較大的地區(qū)，屬于易受雷擊地區(qū)。當(dāng)強對流天氣來臨，潮濕水汽在山坡上空積聚，造成局部電阻率較小。而雷暴云對地接閃放電時，在雷電先導(dǎo)的放電過程中，先導(dǎo)雷電流總是沿著電阻率較小的路徑流通，導(dǎo)向地面。相對周圍地勢較高的教學(xué)樓，也就成為雷電比較“青睞”的地方。

2.3 外部防雷情況分析

某中學(xué)教學(xué)樓雖為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，樓頂四周原設(shè)計明設(shè)避雷帶，為節(jié)省經(jīng)費，后經(jīng)施工單位申請，建設(shè)單位、監(jiān)理單位及設(shè)計單位同意，改為暗敷避雷帶，（經(jīng)現(xiàn)場勘測）非上人屋面擋水墻內(nèi)未見有2根壓頂鋼筋周圈敷設(shè)焊通。教學(xué)樓屋頂上裝設(shè)的鐵扶梯、金屬水塔等金屬構(gòu)件，無進行均壓處理。由于具有良好的導(dǎo)電和對電磁場感應(yīng)靈敏的性能，也成為高處的“引雷高手”。

2.4 內(nèi)部防雷情況分析

某中學(xué)電源線、信號線的線路裸露在外，可見非規(guī)范亂接線路，加之配電走線紊亂，架空引入電源及計算機設(shè)備的使用，且部分線路老化。一旦遇雷，高電壓的電流會沿著線路涌向室內(nèi)電表及開關(guān)處，且電源及光纜線無采取任何預(yù)防雷電感應(yīng)措施，在雷電放電時，附近導(dǎo)體感應(yīng)出強大的過電壓，輕則造成計算機中斷和通信設(shè)備接口損害，造成信息丟失或無法傳輸，重則導(dǎo)致建筑物起火、人員傷亡。

3、農(nóng)村中小學(xué)校舍防雷建議

通過校舍安全排查，農(nóng)村中小學(xué)校普遍存在的問題有：1）多數(shù)學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對防雷存在僥幸心理，防雷意識淡薄；2）建筑物多為磚混結(jié)構(gòu)老式建筑，有的幾乎沒有任何防雷裝置，雷擊雖是小概率事件，但對于四周環(huán)境較開闊、地勢較高的雷擊傷亡高發(fā)區(qū)的農(nóng)村學(xué)校而言，一旦發(fā)生雷擊后果不堪設(shè)想； 3）依法必須安裝防雷裝置的新建、改擴建建（構(gòu)）筑物，有存在未經(jīng)防雷設(shè)計審核便進行施工、未經(jīng)竣工驗收就投入使用的問題，以致防雷工作難以規(guī)范；

3.1 防御直擊雷建議

直接雷擊主要對建筑物及較大金屬物體造成影響。暗敷避雷帶存在因直接雷擊發(fā)生混凝土碎塊墜落，導(dǎo)致人員傷亡等安全隱患。學(xué)校要做好直擊雷防護措施，框架結(jié)構(gòu)建筑利用自然結(jié)構(gòu)安裝防雷裝置。在屋面沿易受雷擊部位明設(shè)避雷帶（針），引下線利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)對角兩主筋通長焊接，上與避雷帶、下與接地裝置焊通，接地裝置利用基礎(chǔ)底板鋼筋、樁內(nèi)鋼筋互相焊通成網(wǎng)作接地體。屋面上的金屬物體應(yīng)與屋面防雷裝置就近連接。磚混結(jié)構(gòu)建筑，都必須進行接地處理。將各層鋼筋用-40*4mm鍍鋅扁鋼或10以上鍍鋅圓鋼將樓板中主鋼筋焊接在一起，連接層層樓板主鋼筋，缺一不可，然后將此扁鋼或圓鋼沿校舍墻角引下，接在接地裝置上。[1]

突出屋面的金屬物體（如金屬水塔、金屬扶梯、電視天線等），應(yīng)采用大于8mm的圓鋼或40*4扁鋼就近與防雷裝置相連，確保金屬構(gòu)件的等電位。

3.2 防雷電感應(yīng)建議

架空入戶的線纜在雷電活動下極易產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。雷電感應(yīng)對內(nèi)部設(shè)備及線路影響較大。故要做好防雷電感應(yīng)，應(yīng)對電纜進出線端做防雷接地，接地電阻不大于30歐姆。電源總配電處應(yīng)裝設(shè)適配的電涌保護器并做好接地，接地電阻值不大于4歐姆。[2]

4、結(jié)論

4.1 目前農(nóng)村中小學(xué)建筑大多數(shù)未裝設(shè)防雷設(shè)施，成為現(xiàn)實的校舍及人員安全隱患。

4.2 嚴把圖紙審核關(guān)，合理裝設(shè)防雷裝置，可將農(nóng)村中小學(xué)校舍的雷擊損失降到最低。

4.3 農(nóng)村中小學(xué)防雷知識匱乏、防雷意識淡薄，缺少相應(yīng)的防雷裝置，易受雷災(zāi)。應(yīng)由教育局主辦、氣象局協(xié)辦舉行防雷安全知識專題講座，開展防雷知識宣傳、雷電預(yù)警信息傳遞，提高中小學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對防雷的認識，增強防雷意識，是當(dāng)前農(nóng)村中小學(xué)校舍減少雷擊傷亡事故、加強防雷工作的重點。

[1]梅衛(wèi)群，江燕如.建筑物防雷工程與設(shè)計.北京：氣象出版社.2004

[2]林維勇.建筑物防雷設(shè)計規(guī)范.北京：機械工業(yè)部.2001

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.093