雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估參數(shù)的幾點(diǎn)探討

陳義根

摘 要：開展雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估，是防止和減少雷擊災(zāi)害損失的重要手段，也是進(jìn)行科學(xué)合理雷電防護(hù)的必要前提。目前，我國開展雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估計(jì)算參數(shù)的取值都是取典型平均值，無法針對某個(gè)區(qū)域、某個(gè)建筑，給出精確的參數(shù)值，嚴(yán)重影響了計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)性。因此，本文依據(jù)《GB/T 21714.2-2008/ IEC 62305-2：2006，雷電防護(hù)第2部分：風(fēng)險(xiǎn)管理》，對建筑物的位置因子Cd、環(huán)境因子Ce、縮減因子rp、土壤電阻率的取值進(jìn)行了研究和分析，得出了雷擊風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)的計(jì)算方法。實(shí)踐證明，該方法能夠更準(zhǔn)確、真實(shí)地反映出被評估建筑物的真實(shí)情況，大大提高風(fēng)險(xiǎn)評估的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：雷電風(fēng)險(xiǎn)；評估參數(shù)；判定；選取

引言

雷電災(zāi)害是一種頻發(fā)性的自然災(zāi)害，其危害隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)、社會(huì)信息化和電子化的快速發(fā)展變得更加易發(fā)、明顯和廣泛，造成社會(huì)影響、經(jīng)濟(jì)損失及人員傷亡越來越嚴(yán)重。開展雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估，是防止和減少雷擊災(zāi)害損失的重要手段，也是進(jìn)行科學(xué)合理雷電防護(hù)的必要前提。雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估是指以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)防雷為目的，運(yùn)用科學(xué)的原理和方法，對系統(tǒng)可能遭受雷擊的概率及雷擊后產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度進(jìn)行分析計(jì)算，有利于在防雷工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理中向建設(shè)單位提供既科學(xué)合理又經(jīng)濟(jì)安全的防雷方案。目前，我國開展雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估工作依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為《GB/T 21714.2-2008/IEC62305-2：2006，雷電防護(hù)第2部分：風(fēng)險(xiǎn)管理》，其評估結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于各計(jì)算參數(shù)的精確取值。而在規(guī)范中，很多參數(shù)的取值都是典型平均值，無法針對某個(gè)區(qū)域、某個(gè)建筑，給出精確的參數(shù)值，這就嚴(yán)重影響了計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)性。因此，本文依《GB/T21714.2-2008/ IEC 62305-2：2006，雷電防護(hù)第2部分：風(fēng)險(xiǎn)管理》，對個(gè)別參數(shù)進(jìn)行研究和分析，探究雷擊風(fēng)險(xiǎn)參數(shù)的計(jì)算方法，以便更準(zhǔn)確、真實(shí)地反映出被評估建筑物的真實(shí)情況，以提高風(fēng)險(xiǎn)評估的準(zhǔn)確性。

1 建筑物的位置因子Cd取值探討

在雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估規(guī)范中，考慮到建筑物的暴露程度，以及周圍物體對雷擊危險(xiǎn)事件次數(shù)的影響，引入建筑物的位置因子Cd，是所有風(fēng)險(xiǎn)分量RA、RB、RC、RM、RU、RV、RW、RZ的重要組成部分，因子的取值取決于建筑物的周圍環(huán)境（見表一）。

表1 規(guī)定了建筑物所處的4種環(huán)境下位置因子的取值，包含了大部分的位置環(huán)境，但其規(guī)定是定性的，特別是“周圍有更高的建筑物或樹木”及“周圍有相同高度或更低的建筑物或樹木”這2條規(guī)定，沒有定量的標(biāo)準(zhǔn)，致使實(shí)際評估中誤差較大。例如周邊物體的具體高度、相對位置、環(huán)繞程度等，都沒有詳細(xì)的規(guī)定。事實(shí)上，這些因素都是影響位置因子取值。因此，有必要對其進(jìn)行深入分析，以滿足更加精細(xì)的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估工作的需要。

《GB/T 21714.2-2008/ IEC 62305-2：2006，雷電防護(hù)第2部分：風(fēng)險(xiǎn)管理》中建筑物位置因子Cd取值都是典型平均值，是理想模型取值，但實(shí)際上我們所接觸的建筑物不都是理想模型，比如一棟建筑物它的南面有高大建筑物，北邊有同等高度建筑物，東面有低矮建筑物，西面空曠無其他建筑物，這種情況比較復(fù)雜，不能簡單的按照表一選取建筑物位置因子Cd。所以，這個(gè)時(shí)候我們要分解四面：南面Cd取值為0.25，北面Cd取值為：0.5，東面Cd取值為0.5：西面Cd取值為1，求其平均值為：0.5625。此種算法求得的平均值作為此建筑物的建筑物位置因子Cd比典型平均值要更準(zhǔn)確，更接近建筑物實(shí)際情況，而且此算法簡單。

2 環(huán)境因子Ce取值探討

在雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估規(guī)范中，環(huán)境因子Ce直接影響雷擊服務(wù)設(shè)施的年平均危險(xiǎn)事件的次數(shù)，是評價(jià)雷擊相連服務(wù)設(shè)施附近引起的風(fēng)險(xiǎn)分量RZ的重要組成部分，因子的取值取決于線路的周邊環(huán)境（見表2）

IEC62305—2是由國際電工委員會(huì)編寫，此標(biāo)準(zhǔn)也是由歐美人士根據(jù)歐美各國的實(shí)際情況編寫而成的，歐美國家的建筑物高度與我國的實(shí)際情況有一定的出入。以邯鄲為例，市區(qū)有高層建筑物的應(yīng)該是高于6層的建筑物，高度要大于25m（包括室內(nèi)外高差及屋面突出高度）；市區(qū)的建筑物多在4到6層，高度在15m至25m之間。郊區(qū)建筑物多在1到3層，高度小于15m。與城鎮(zhèn)較遠(yuǎn)散落的村莊為農(nóng)村環(huán)境。在雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的過程中確定環(huán)境因子的時(shí)候要結(jié)合本地區(qū)實(shí)際情況考慮評估對象周邊建筑物高度，還應(yīng)該考慮建筑物的密度的大小，從而確定環(huán)境因子值。

3 縮減因子rp探討

在雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估規(guī)范中，火災(zāi)危險(xiǎn)縮減因子 rp作為減少物理損害導(dǎo)致?lián)p失的參數(shù)，是評價(jià)因雷擊建筑物導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸引起物理損壞的風(fēng)險(xiǎn)分量RB和因雷電流沿入戶設(shè)施侵入建筑物導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸引起物理損壞的風(fēng)險(xiǎn)分量RV的重要組成部分。因子的取值取決于建筑物所采取的消防措施（見表3）。

表三中的第二項(xiàng)的規(guī)定中采用一種或多種消防措施的情況下rp一概取值為0.5過于籠統(tǒng)，事實(shí)上建筑物同時(shí)采取多種消防措施的情況下雷擊引起火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)明顯減小，其rp取值應(yīng)該隨之降低，但最小不能小于0.2。英國建筑研究所火災(zāi)研究室做過實(shí)驗(yàn)，在一個(gè)通風(fēng)良好、有家具陳設(shè)的房間內(nèi)，若起火點(diǎn)被設(shè)計(jì)為沙發(fā)前籃子中紙的點(diǎn)燃火焰。10.75min時(shí)，火災(zāi)進(jìn)入轟燃階段，房間內(nèi)的所有燃料都起火，大量的煙羽廢氣通過排氣口排出房間，并在房間外部燃燒。由此可知，一般建筑物在幾分鐘到十幾分鐘之內(nèi)將會(huì)進(jìn)入轟燃狀態(tài)。一旦轟燃發(fā)生，房間內(nèi)所有暴露的燃料都會(huì)卷入燃燒，整個(gè)房間內(nèi)的溫度達(dá)到最高，數(shù)秒鐘內(nèi)幾乎沒有人員幸免于難的可能。因此，消防員在 10min 趕到時(shí)，火場要么已經(jīng)進(jìn)入轟燃狀態(tài)，要么即將進(jìn)入轟燃狀態(tài)，基本上對受災(zāi)人員的拯救和滅火無濟(jì)于事了。所以對于表三中的第三項(xiàng)規(guī)定自動(dòng)報(bào)警裝置（僅當(dāng)具有過電壓和其他損害的防護(hù)并且消防員能夠在10分鐘之內(nèi)趕到時(shí)）在實(shí)際情況下是達(dá)不到很好的消防效果，所以，自動(dòng)報(bào)警裝置這一消防措施將不影響rp的取值，只有建筑物配置固定自動(dòng)滅火裝置的消防措施的情況下，rp才取0.2。

4 土壤電阻率探討

土壤電阻率不是一個(gè)恒定值，影響土壤電阻率的因素有很多，其中土壤含水量和土壤性質(zhì)都是主要影響因素。土壤電阻率應(yīng)在干燥季節(jié)或天氣晴朗多日后進(jìn)行，因此土壤電阻率應(yīng)是所測的土壤電阻率數(shù)據(jù)中最大的值，為此應(yīng)按下列公式進(jìn)行季節(jié)修正：

ρ=Ψρ0（Ω·m）

式中：ρ0—所測土壤電阻率

Ψ—季節(jié)修正系數(shù)見表4。

5 結(jié)論

本文討論了《GB/T 21714.2-2008/ IEC 62305-2：2006，雷電防護(hù)第2部分：風(fēng)險(xiǎn)管理》中建筑物的位置因子Cd、環(huán)境因子Ce、縮減因子rp、土壤電阻率的取值過程中在判定、選取的過程中存在不足，結(jié)合本文討論的結(jié)果，在實(shí)際的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的過程中要結(jié)合建筑物的實(shí)際情況遵循以下幾點(diǎn)：

（1）建筑物的位置因子Cd不能簡單的選取典型平均值，應(yīng)該分解四面，分別求得四面的建筑物的位置因子Cd相加求其平均值，作為建筑物的位置因子Cd取值更為準(zhǔn)確。

（2）雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估的過程中要確定環(huán)境因子Ce的時(shí)候要結(jié)合本地區(qū)實(shí)際情況考慮評估對象周邊建筑物高度，還應(yīng)該考慮到建筑物的密度的大小，從而確定環(huán)境因子值。

（3）規(guī)范中縮減因子rp取值第二項(xiàng)規(guī)定rp值應(yīng)該是隨消防措施的增加而相應(yīng)減小，其最小值不應(yīng)該小于0.2。第三項(xiàng)規(guī)定中自動(dòng)報(bào)警裝置（僅當(dāng)具有過電壓和其他損害的防護(hù)并且消防員能夠在10分鐘之內(nèi)趕到時(shí)）這一消防措施不影響rp的取值。

（4）土壤電阻率不是一個(gè)恒定值，根據(jù)土壤的性質(zhì)及土壤的含水量而適當(dāng)校正。

參考文獻(xiàn)

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