建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范淺析

摘 要：目前我國(guó)的建筑物防雷保護(hù)長(zhǎng)期以來(lái)遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)為GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》。另外，2008年我國(guó)頒布了等同采用IEC62305系列的GB/T21714-2008《雷電防護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)體系。從標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)來(lái)說(shuō)前者屬于建筑物防雷專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)用性較強(qiáng)；后者屬于雷電防護(hù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，適用于建筑物及其相連的服務(wù)設(shè)施。

關(guān)鍵詞：LPS（防雷裝置） LPMS（雷擊電磁脈沖防護(hù)） LPL（雷電防護(hù)水平）

中圖分類號(hào)：TU89 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（a）-0051-02

“雷電”這個(gè)詞自古以來(lái)就一直伴隨著人類的生活，并且給我們?nèi)祟惖纳钤斐闪瞬恍〉挠绊?。如何做好雷電的防護(hù)工作對(duì)人類來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)重大而艱巨的任務(wù)，而建筑物的雷電防護(hù)更是值得我們?nèi)パ芯颗c探討的一項(xiàng)重要問(wèn)題。為此我們國(guó)家于2008年和2010年頒布了GB/T 21714《雷電防護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)體系和GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》兩部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為我國(guó)建筑物的防雷保護(hù)提供了設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。

1 防雷裝置（LPS）

防雷裝置（LPS）用于減少閃擊擊于建（構(gòu)）筑物上或建（構(gòu)）筑物附件造成的物質(zhì)性損害和人身傷亡，由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組成。內(nèi)部防雷裝置是由防雷等電位連接與外部防雷裝置的間隔距離組成，外部防雷裝置是由接閃器、引下線和接地裝置組成[1]。

根據(jù)GB/T 21714.3中的定義建筑物的外部LPS分為分離的和非分離的兩種。對(duì)于分離的雷電防護(hù)系統(tǒng)（LPS），如果接閃器位于多個(gè)分離支撐桿上，每個(gè)支撐桿至少應(yīng)安裝一根引下線。支撐桿為金屬材料或互聯(lián)鋼筋，則不需另外的引下線。如果接閃器為避雷線，則避雷線的每一支點(diǎn)至少需要一根引下線。如果接閃器為避雷網(wǎng)，則每一支撐線的末端至少需要一個(gè)引下線。對(duì)于非分離的LPS，引下線的數(shù)量不應(yīng)少于2 根，且最好圍繞建筑物的周邊等間隔盡可能沿建筑物暴露在外的墻角設(shè)置[2]。

在LPS的設(shè)計(jì)上GB/T 21714和GB 50057兩規(guī)范是有一定的差別的。比如接閃器的主要尺寸、位置、布局和設(shè)計(jì)方法上GB/T 21714采用的是保護(hù)角法、滾球法或網(wǎng)格法，LPS的分類分為四類，建筑物滾球半徑分別為20 m、30 m、45 m和60 m，網(wǎng)格尺寸分別為5×5、10×10、15×15、20×20；而GB 50057采用的是滾球法或網(wǎng)格法，LPS的分類分為三類，建筑物滾球半徑分別為30 m、45 m和60 m，網(wǎng)格尺寸分別為5×5或6×4、10×10或12×8、20×20或24×16。

2 雷擊電磁脈沖防護(hù)（LPMS）

雷擊電磁脈沖（LEMP）是指雷電流經(jīng)電阻、電感、電容耦合產(chǎn)生的電磁效應(yīng)，包含閃電電涌和輻射電磁場(chǎng)[1]。雷擊電磁脈沖（LEMP）的防護(hù)措施系統(tǒng)叫LPMS，它與電磁兼容（EMC）有密切的關(guān)系，前者是后者的一個(gè)特殊部分，兩者都致力于電子系統(tǒng)對(duì)電磁騷擾的抵御。LEMP的分析是建立在EMC的理論基礎(chǔ)上的，LPMS要借助EMC 的許多措施，而不一定要另起爐灶。特殊之處在于LEMP來(lái)源于非常強(qiáng)烈的雷電放電過(guò)程，量值高而概率小。LPMS擔(dān)負(fù)的是不讓電子設(shè)備永久性損壞或電子系統(tǒng)永久性失效，LPMS器件要通過(guò)巨大的能量。

GB/T 21714標(biāo)準(zhǔn)體系將綜合防雷體系看成由雷電防護(hù)系統(tǒng)（LPS）和LEMP防護(hù)措施系統(tǒng)（LPMS）組成[2]。LPS針對(duì)建筑物實(shí)體和生命體的防護(hù)，LPMS針對(duì)電氣電子系統(tǒng)的防護(hù)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，在綜合防雷體系中，這些措施不是孤立的，而是作為一個(gè)整體來(lái)綜合考慮的。一種防雷措施對(duì)于多種雷電危害都有防護(hù)效果，同樣，另一種雷電危害的防護(hù)需要考慮多種措施的綜合作用。

3 GB 50057和GB/T 21714標(biāo)準(zhǔn)體系的差異

從建筑物防雷的分類上來(lái)說(shuō)GB 50057按照雷害后果的嚴(yán)重性、建筑物的重要性和年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)直接將建筑物的防雷劃分為三類，并對(duì)三類防雷建筑給出了明確的雷擊防護(hù)措施要求，GB/T 21714則不硬性劃分建筑物的防雷類別。而是按照4類損害源、3種損害類型、4種損失類型和相應(yīng)的4種風(fēng)險(xiǎn)來(lái)劃分，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，按雷電流幅值出現(xiàn)概率，考慮防護(hù)的雷電流的最大和最小值范圍劃分I、II、III、IV類雷電防護(hù)水平（LPL），然后對(duì)應(yīng)于LPL定義雷電防護(hù)系統(tǒng)LPS的I、II、III、IV級(jí)，依據(jù)必要性和經(jīng)濟(jì)合理性原則選擇合適的防雷措施，使風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的程度。

從防雷的接收面積來(lái)看兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也存在著一定的差異。如圖1所示，GB 50057是當(dāng)建筑物高度H<100 m是，按擴(kuò)大寬度計(jì)算接收面積；當(dāng)建筑物高度H>100 m時(shí)，按擴(kuò)大寬度D=H計(jì)算接收面積。而GB/T 21714則是對(duì)平坦大地上的孤立建筑物，按建筑物上各點(diǎn)以斜率為1/3的直線向地面投射的面積計(jì)算接收面積，而對(duì)于形狀復(fù)雜的建筑物、建筑物的一部分的接收面積的計(jì)算和服務(wù)設(shè)置接收面積的計(jì)算也給出了說(shuō)明。

此外，從設(shè)計(jì)者的角度而言，GB 50057規(guī)范已經(jīng)應(yīng)用成熟，可操作性很強(qiáng)，且必須滿足對(duì)各類防雷建筑物的防雷措施規(guī)定要求，設(shè)計(jì)的自主性較小，應(yīng)該說(shuō)是比較適合目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的習(xí)慣的。而GB/T 21714應(yīng)該說(shuō)是剛開(kāi)始應(yīng)用，需要設(shè)計(jì)根據(jù)具體的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和技術(shù)經(jīng)濟(jì)型評(píng)價(jià)選擇合適的防雷措施，有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)自主性和適應(yīng)性，對(duì)設(shè)計(jì)的專業(yè)水平和設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)能力要求較高。

從實(shí)際情況來(lái)看，兩個(gè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)各有自身的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)采用較多的是GB 50057這本防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，但是如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠充分考慮GB/T 21714中的相關(guān)內(nèi)容來(lái)加以互補(bǔ)，那么我們可以相信我們的建筑物防雷工程應(yīng)該能夠比現(xiàn)在做的更為出色。

參考文獻(xiàn)

[1]GB 50057-2010，建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2011.

[2]GB/T21714-2008，雷電防護(hù)[S].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.