雷擊風(fēng)險評估IEC 新舊標(biāo)準(zhǔn)差異對比分析

屠周益，徐 穎，蔣煥宇

TU Zhouyi，XU Ying，JIANG Huanyu

(嘉興市氣象局，浙江 嘉興314050)

雷擊風(fēng)險評估是實現(xiàn)科學(xué)防雷的必要條件，目前國內(nèi)雷擊風(fēng)險評估依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 21714.2—2008/IEC 62305—2：2006［1］。如陳勇斌［2］、王芳［3］等人分析了爆炸危險建筑物雷擊風(fēng)險評估方法。曾慶鋒［4］、王涪德［5］等對加油站雷擊風(fēng)險評估方法作了詳細(xì)的研究。趙學(xué)華等［6］以?？谔越鸫髲B為例分析了高層建筑雷擊風(fēng)險評估方法。2010年12月，國際電工委員會頒布了IEC 62305—2：2010［7］，新標(biāo)準(zhǔn)在部分參數(shù)因子、損失率、損害概率等諸多方面作出了變更，并且新版標(biāo)準(zhǔn)明確指出取代2006 版。本文依據(jù)新舊版標(biāo)準(zhǔn)，對酒店進(jìn)行雷擊風(fēng)險評估，對比分析其在評估結(jié)果上的差異。

1 項目概況

新建嘉興某大酒店位于嘉興市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，該項目北側(cè)為空地，東側(cè)為城市主干道，南側(cè)為待拆遷多層建筑，西側(cè)為多層建筑。酒店主樓17 層，裙房3 層;主樓長43.1 m、寬20.45 m、高72.05 m，為框架結(jié)構(gòu)建筑。酒店擬建地的土壤電阻率平均值為25.71Ω·m，修正后值為38.57Ω·m。嘉興市年平均雷暴日為40 d，雷電集中發(fā)生在5—9月，其中6—8月為高峰期。

2 風(fēng)險分析

酒店存在的風(fēng)險主要有人身傷亡損失風(fēng)險(R1)和經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(R4)，不存在公眾服務(wù)損失風(fēng)險(R2)和文化遺產(chǎn)損失風(fēng)險(R3)。對于該項目，由于不屬于易燃易爆危險場所或因內(nèi)部系統(tǒng)事故馬上會造成人身傷亡的建筑物，所以酒店人身傷亡損失風(fēng)險R1=RA+RB+RU+RV，本文主要針對人身傷亡損失風(fēng)險進(jìn)行對比分析，因此未計算經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險。

3 雷擊風(fēng)險評估IEC 新舊版對比分析

3.1 酒店特性及參數(shù)

酒店電源線路由市政高壓電網(wǎng)埋地引入，地下1 層內(nèi)設(shè)有變配電室;弱電(電話、網(wǎng)絡(luò)、電視)線路室外主干線均為光纖;酒店內(nèi)部設(shè)有感煙、感溫等火災(zāi)自動報警設(shè)備，火災(zāi)自動報警監(jiān)控室設(shè)在1 層。表1 中主要羅列了在2010 版中有變化的參數(shù)，未作更改的參數(shù)因子本文略。

表1 參數(shù)因子表(2010 版新增或更改)

3.2 損失率及損害概率

2006 版Lt(接觸和跨步電壓導(dǎo)致傷害的損失率)、Lf(物理損害導(dǎo)致的損失率)、L0(內(nèi)部系統(tǒng)失效故障導(dǎo)致的損失率)值用公式Lx= (np/nt)× (tp/8760)，無法或很難確定時，取典型平均值;2010 版將典型平均值及原Lx計算值均考慮在損失率內(nèi)，損失率計算結(jié)果變小。損害概率計算公式有所更改，并增加了部分因子。損失率和損害概率具體計算公式及值見表2。

表2 損失率及損害概率

3.3 截收閃電面積及年預(yù)計雷擊次數(shù)

酒店由于不是爆炸危險場所或因內(nèi)部系統(tǒng)故障立即引起人身傷亡的建筑物，因此在計算過程中未考慮線路附近截收閃電面積(AI)及線路附近地面年預(yù)計雷擊次數(shù)(NI)。截收閃電面積和年預(yù)計雷擊次數(shù)計算公式及值見表3。

表3 截收閃電面積和年預(yù)計雷擊次數(shù)

對比表3 中公式可以看出，線路截收閃電面積及其年預(yù)計雷擊次數(shù)計算方法變化較大，2006 版線路截收閃電面積計算分埋地和架空兩種，而2010 版各種方式敷設(shè)的線路的截收閃電面積計算公式相同，在線路年預(yù)計雷擊次數(shù)計算過程中再通過線路類型縮減因子(CI)調(diào)整，其計算結(jié)果均比2006 版值大。

3.4 風(fēng)險計算

酒店人身傷亡損失風(fēng)險計算結(jié)果見表4。人身傷亡損失風(fēng)險典型平均值為RT= 10-5，2006 版計算結(jié)果R1＞RT，需采取雷電防護(hù)措施來降低風(fēng)險值;而2010 版R1＜RT，業(yè)主可從安全、經(jīng)濟(jì)等方面考慮，是否需采取雷電防護(hù)措施。顯然新舊版本的計算結(jié)果差別較大，直接影響到雷電防護(hù)措施的設(shè)計施工等。

表4 人身傷亡損失風(fēng)險

4 結(jié) 語

(1)新舊版本中損失率LX值的計算公式不同，且Lt、Lf、L0(2006 版)和LT、LF、L0(2010 版)定義完全不同，2010 版計算損失率時必須考慮在可能發(fā)生雷電事故的時間段內(nèi)區(qū)域內(nèi)可能受傷的人數(shù)。2010版損失率值小于等于2006 版。損害概率計算公式有所更改，并增加了部分因子。

(2)新舊版本規(guī)范在線路截收閃電面積和年預(yù)計雷擊次數(shù)上的計算方法變化較大。

(3)由于參數(shù)因子、損失率、損害概率、計算公式等方面的更改，人身傷亡損失風(fēng)險計算結(jié)果與典型風(fēng)險值比較結(jié)果完全不同，2006 版計算結(jié)果R1＞RT，須采取雷電防護(hù)措施來降低風(fēng)險值;而2010 版R1＜RT，無須采取雷電防護(hù)措施。

從以上分析結(jié)果可以看出，新舊版本雷擊風(fēng)險評估結(jié)論完全不同，直接影響到防雷設(shè)計和施工等工作;而且2010 版明確指出取代2006 版，因此雷擊風(fēng)險評估應(yīng)依據(jù)IEC 62305—2：2010;同時希望盡快頒布相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。

［1]廣東省防雷中心，中國氣象局檢測網(wǎng)絡(luò)司，中國電信集團(tuán)湖南電信公司，等. GB/T 21714.2—2008/IEC 62305—2：2006 雷電防護(hù)第2 部分:風(fēng)險管理［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［2]陳勇斌，謝大勇，李勤偉.爆炸危險環(huán)境的雷擊風(fēng)險評估方法研究［J］.浙江氣象，2008，29(3):34 -39.

［3]王芳，劉艷輝，羅佳俊，等.爆炸危險場所雷擊風(fēng)險評估方法分析［J］.氣象水文海洋儀器，2013(1):94 -97.

［4]曾慶鋒，王振會.小型加油站雷擊風(fēng)險評估的災(zāi)害分析及防護(hù)對策［J］.氣象與環(huán)境科學(xué)，2010，33(1):89 -93.

［5]王涪德，吳志權(quán)，丁小平.加油站的雷擊風(fēng)險評估［J］. 西南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2012，34(9):141 -145.

［6]趙學(xué)華，潘家利，黃明旺. 海口淘金大廈雷擊風(fēng)險評估分析［J］.氣象研究與應(yīng)用，2011，32(1):79 -83.

［7]廣東省防雷中心，中國氣象局監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)司，清華大學(xué)電機(jī)工程與電子技術(shù)，等.IEC 62305—2：2010 Protection against lightning-Part2:Risk management［S］. The Internation Electrotechnical Commission，2010.