關(guān)于臺(tái)山市都斛鎮(zhèn)莘村體育館雷擊現(xiàn)場(chǎng)的分析

陳根潮++雷琳++劉艷輝

[摘 要] ：本文敘述了一個(gè)典型雷擊事故所造成的破壞，及其過程中雷電從發(fā)生到結(jié)束出現(xiàn)的各種雷電效應(yīng)的破壞力，同時(shí)簡單介紹了一些在雷雨天氣時(shí)如何保護(hù)自己，提高個(gè)人防雷意識(shí)。

[關(guān)鍵詞]：直擊雷 ； 電效應(yīng) ；熱效應(yīng)； 機(jī)械力效應(yīng)； 激波

1 、 前 言

雷電以其巨大的電流給人類造成了嚴(yán)重的災(zāi)害。在我國盡管無法知道雷電致死的確切數(shù)字，但調(diào)查表明，在有些國家和地區(qū)，雷電直接致死的數(shù)字比任何其它災(zāi)難性氣候現(xiàn)象（如龍卷風(fēng)、雪崩）致死人數(shù)都多。臺(tái)山地區(qū)屬強(qiáng)雷暴地區(qū)，據(jù)本站50年錄得的歷史資料統(tǒng)計(jì)，臺(tái)山年平均雷暴日達(dá)到86天，也就是說平均每年有86天可見雷電。雷電的活動(dòng)相當(dāng)?shù)念l繁，對(duì)人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成了巨大的威脅。特別近些年人們生活水平和質(zhì)量的不斷提高，弱電設(shè)備、智能設(shè)備如：電腦、電視、電話、智能監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)入了千家萬戶，而這些弱電設(shè)備又是雷擊事故中最容易被燒毀的設(shè)備。所以說如何防止及減少雷電造成的破壞已成為當(dāng)代人們重視的一大科題。

2 、雷擊事故原因分析

我們防雷所就2006年8月4號(hào)也即農(nóng)歷7月11日臺(tái)山市都斛鎮(zhèn)莘村體育館的雷擊事故，派出多名工作人員并隨防雷主管領(lǐng)導(dǎo)吳局長到都斛鎮(zhèn)莘村對(duì)體育館遭受雷擊的情況作一詳細(xì)的了解：

首先我們先對(duì)8月4日也即是雷擊當(dāng)天的天氣情況了解一下，由于受臺(tái)風(fēng)“派比安”的影響，臺(tái)山大部份地區(qū)的天氣比較惡劣，有明顯的降雨和大風(fēng)。8月3日8時(shí)——4日8時(shí)就我們臺(tái)城本站錄得的降雨量有107.0毫米（24小時(shí)內(nèi)），陣風(fēng)最大達(dá)19.6米/秒（相當(dāng)8級(jí)風(fēng)），平均風(fēng)速有11.2米/秒（相當(dāng)6級(jí)風(fēng)），并且伴有強(qiáng)雷暴。海邊區(qū)域上川氣象站錄得155.2毫米降雨量，陣風(fēng)最大達(dá)34.0米/秒（相當(dāng)12級(jí)風(fēng)），平均風(fēng)速有23.0米/秒（相當(dāng)9級(jí)風(fēng)）。

據(jù)幾位村干部的反映，該體育館于2003年4月奠基，7月正式開工，2004年5月份全面竣工驗(yàn)收。于2006年8月4日早上8時(shí)左右，附近群眾看到一道白光在體育館的附近即當(dāng)?shù)厝朔Q黑石山的方向?qū)Φ亻W爍放電，并聽到震耳欲聾的巨雷聲響。當(dāng)時(shí)天空下著雨并且吹著較為強(qiáng)勁的風(fēng)， 9時(shí)左右當(dāng)?shù)厝罕娡獬鰬敉夤ぷ鲿r(shí)發(fā)現(xiàn)體育館北面飄臺(tái)上的女兒墻因雷擊倒塌。

綜合幾位莘村村干部反映的情況及我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘測(cè)，總結(jié)如下：造成此次雷擊事故的主要原因是直擊雷。

何謂直擊雷，直擊雷是指：閃電直接擊在建筑物、其它物體、大地或防雷裝置上，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力效應(yīng)。

在這里我們首先強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)：該體育館雖然于2004年5月全面竣工驗(yàn)收，但體育館的防雷設(shè)施并沒有通過我們檢測(cè)所的任何驗(yàn)收工作及防雷隱蔽工程的跟蹤，也沒有取得防雷設(shè)施合格證。

雷擊區(qū)與地質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)，一般情況下相對(duì)來說土壤電阻率比較低的地區(qū)比土壤電阻率高的地區(qū)遭受雷擊的機(jī)會(huì)大。經(jīng)常發(fā)生在有金屬礦床的地區(qū)、河岸、地下水出口處、山坡與稻田接壤的地上和具有不同電阻率土壤的交界地段。如果在曠野，即使建筑物并不高，但是由于它比較孤立、突出，因而也比較容易遭受雷擊。該體育館位于空曠的田野中，方圓100米內(nèi)都無一高出的建構(gòu)筑物，體育館顯得孤立存在，旁邊是水田正好處于土壤電阻率突變的交界處。由于該體育館所處的地理位置都符合雷擊選擇性，所以遭受雷擊的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它的建筑物。

體育館的本身雖安裝了防雷設(shè)施但不符合國家相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求。建筑物天面上仍有部份突出的地方無防雷設(shè)施，并且在建筑物各個(gè)陽角處都無安裝避雷短針。遭受雷擊的二樓飄臺(tái)（附圖1-1、1-2）上的女兒墻無安裝防雷設(shè)施，當(dāng)雷電擊中建筑物的女兒墻上時(shí)，雷電流迅速向周圍泄放能量，并產(chǎn)生各種雷擊效應(yīng)；一、電效應(yīng)：使得建筑物內(nèi)所有金屬物體都帶上高電位和電流。二、熱效應(yīng)：被雷擊的物體瞬間將產(chǎn)生大量熱，又來不及散發(fā)，以致物體內(nèi)部的水份大量變成蒸汽，并迅速膨脹，產(chǎn)生巨大的爆炸力，造成破壞。三、機(jī)械力效應(yīng)：在物體受到電效應(yīng)和熱效應(yīng)的情況下，機(jī)械力效應(yīng)就顯得更加夸張了，機(jī)械力使得固定在某個(gè)位置上的物體因受力而移動(dòng)到別一個(gè)位置。強(qiáng)大的雷電流擊中建筑物女兒墻時(shí)，由于女兒墻上并沒有防雷設(shè)施所以無法及時(shí)將強(qiáng)大的雷電流有效地排泄入大地。雷電流穿過混凝土沿著樓板內(nèi)的鋼筋向四周釋放能量，最后通過柱內(nèi)鋼筋傳導(dǎo)進(jìn)大地而完成一個(gè)放電過程。雷電的可怕在于它發(fā)生和泄放入大地的過程完成的時(shí)間短而且快，在發(fā)生和完成的過程只是納秒級(jí)的事；也即是10-9秒內(nèi)完成一個(gè)放電的過程。而且在這個(gè)過程中所產(chǎn)生的各種效應(yīng)多，從而實(shí)現(xiàn)了破壞和殺害力大的效果。

雷電從形成到對(duì)地放電的過程中會(huì)出現(xiàn)多個(gè)雷電通道，雷電通道的溫度高達(dá)幾千℃到幾萬℃，空氣受熱急劇膨脹，并以超聲速度向四周擴(kuò)散，其外圍附近的冷空氣被強(qiáng)烈壓縮，形成“激波”。被壓縮空氣層的外界稱為“激波波前”?！凹げúㄇ啊钡竭_(dá)的地方，空氣的密度、壓力和溫度都會(huì)突然增加?！凹げúㄇ啊边^去后，該區(qū)壓力下降，直到低于大氣壓力。這種“激波”在空氣中傳播，會(huì)使其附近的建筑物、人、畜受到破壞和傷亡。這種沖擊波的破壞作用就跟炸彈爆炸時(shí)附近的物體和人、畜受損害一樣。

這只是一個(gè)雷擊放電從發(fā)生到完成的過程，而往往雷擊不是單一的一個(gè)放電過程，伴隨的有后續(xù)雷擊，多次雷擊的放電過程。一次的雷擊所造成的破壞威力足以讓我們感到驚訝，更何況是還有后續(xù)雷擊和多次雷擊。

通過現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查我們發(fā)現(xiàn)本來完好的女兒墻大部份已遭雷擊破壞，結(jié)合前面所說的雷擊發(fā)生和完成的過程中所產(chǎn)生的各種效應(yīng)及破壞的威力，再加上后續(xù)和多次雷擊和當(dāng)時(shí)臺(tái)風(fēng)“派比安”的遺力破壞。我們就不難想象當(dāng)雷電擊中飄臺(tái)上的女兒墻而造成女兒墻倒塌也是在我們的預(yù)料之中。樓板底端及樓板和柱子交接處都有明顯的雷擊痕跡。樓板底端（附圖2）因?yàn)閺?qiáng)大的雷電流無法及時(shí)泄放入大地，在樓板內(nèi)的雷電流程樹枝狀向四周放電，產(chǎn)生的熱效應(yīng)而使得混凝土樓板多處程現(xiàn)小孔狀的損壞。柱子里的柱筋和樓板里板筋的連接情況因?yàn)榉览纂[蔽工程沒有通過我們所的跟蹤驗(yàn)收不能確保做到良好的電氣連接。（正常建筑只用鐵絲進(jìn)行綁接）沒有一個(gè)良好的電氣連接（焊接）必然會(huì)出現(xiàn)電位差，電位差的形成就會(huì)使得高電位向低電位放電的現(xiàn)象，樓板內(nèi)鋼筋向柱子內(nèi)柱筋放電使得柱子與樓板的交接處出現(xiàn)多處燒灼過的痕跡。（附圖3）

3 、整改意見

為了更好落實(shí)和做好莘村體育館的防雷工作，保障廣大人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全特提出如下整改意見：

3.1體育館天面沒有安裝避雷帶的女兒墻及鐵皮屋面上的排水溝檐邊加設(shè)避雷帶

和避雷短針保護(hù)。

3.2體育館各陽角處補(bǔ)加避雷短針對(duì)建筑物保護(hù)。

3.3體育館飄臺(tái)按國家規(guī)范要求設(shè)獨(dú)立引下線，女兒墻上加裝避雷帶保護(hù)，并且與

天面避雷帶焊接連通。

一、 為了防止雷電波高電位入侵進(jìn)室內(nèi)造成用電設(shè)備燒毀，建議在電源總配電處安

裝相匹配的防感應(yīng)雷避雷器。

4 、 避雷常識(shí)

為了更有效地防止和減少雷電這種自然災(zāi)害給我們正常的生活、工作、學(xué)習(xí)造成影響和損失，我們對(duì)全民特提出如下注意事項(xiàng)：

當(dāng)雷鳴電閃時(shí)，你正行走在空曠田野上，要遵守哪些原則進(jìn)行避雷呢？

4.1不要使自己成為尖端，也就是說，要盡量降低自身高度，不應(yīng)該把鐵鍬、鋤頭、

高爾夫球棍等帶有金屬的物體扛在肩上高過頭頂，因?yàn)檫@樣會(huì)增加閃電直接擊中的機(jī)會(huì)。如果四周沒有比自己高的物體，那么舉著雨傘將是很危險(xiǎn)的。

4.2要盡量縮小人體與地面的接觸面，以減少跨步電壓的傷害。根據(jù)第一個(gè)要求看，似乎人平躺在地面上比較安全，這樣會(huì)增大人體與地面的接觸面，從而增加了跨步電壓的危險(xiǎn)。最好的辦法是尋找一個(gè)溝谷或凹地，不得已時(shí)就在平地上雙腳并攏蹲下，既降低了高度，又可防止跨步電壓。

4.3在市郊區(qū)，最好躲入一棟裝有金屬門窗或設(shè)有避雷針的建筑物內(nèi)，也可躲進(jìn)有金屬車身的汽車內(nèi)。一旦這些建筑物或汽車被雷擊中，它們的金屬構(gòu)架或避雷裝置或金屬本身會(huì)將閃電電流導(dǎo)入地下。

4.4在稠密樹林中，最好找一塊林中空地，選與四周樹木差不多遠(yuǎn)的地方，雙腳并攏蹲下。這時(shí)由于高大樹木易遭雷擊，從而保護(hù)了開闊地區(qū)的避雨者。

當(dāng)同行中有人遭雷擊我們要懂得急救方法。通常，當(dāng)一個(gè)人被雷電擊中，他的心臟活動(dòng)和呼吸就立即停止了。如果受害者在一段時(shí)間內(nèi)沒有呼吸，說明他遇到腦缺氧的危險(xiǎn)。在嚴(yán)重的腦損傷發(fā)生之前，新陳代謝的停止或減慢一般能延續(xù)5、6分鐘時(shí)間。也有這樣一例報(bào)道說，一位受害者呼吸停止了13分鐘后蘇醒了。

雷電“死亡”有時(shí)是可回生的。很多呈現(xiàn)死亡的受害者沒有呼吸，心臟停跳，用適當(dāng)?shù)木茸o(hù)可使他們蘇醒過來。如果一個(gè)受害者沒有呼吸，十之八九還能再生，但不幸的是，這個(gè)事實(shí)目前還沒有被人們廣泛認(rèn)識(shí)。

雷擊致人死亡的最主要原因有兩個(gè)：一是雷電流流經(jīng)心臟導(dǎo)致心室產(chǎn)生纖維性顫動(dòng)，因而造成人體的血液循環(huán)停止；二是雷電流流經(jīng)人體腦下部的呼吸中樞時(shí)，使人體停止呼吸。有時(shí)表現(xiàn)為“假死”。因此，應(yīng)就地及時(shí)搶救，有條件應(yīng)盡快送醫(yī)院搶救。

5 結(jié)語

如何減少和防御雷電給我們?cè)斐傻膿p失，不但要有一套完整的可靠的防御雷電災(zāi)害系統(tǒng)，還需要我們?nèi)裉岣叻览椎囊庾R(shí)，增加防雷知識(shí)。特別注意的是在雷雨天氣我們盡可能少或不要出去建筑物外面進(jìn)行戶外工作。

[參考文獻(xiàn)]：

[1] GB50057—94，建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（2000版）[S].

[2] 雷電與避雷工程/蘇邦禮等編著-廣州：中山大學(xué)出版社1996.11