李云飛
(山西省大氣探測技術(shù)保障中心,山西 太原 030002;山西平安防雷檢測有限公司,山西 太原 030032)
在幾乎所有涉及過電壓保護的建筑防雷設(shè)計中,都有這樣的設(shè)計方案:“第X條:過電壓保護,在電源總配電柜內(nèi)裝第一級電涌保護器,在各分配電柜、屋頂風機、室外照明配電箱內(nèi)裝二級電涌保護器。”在一次防雷技術(shù)競賽中,多數(shù)參賽選手進行過電壓保護設(shè)計時,也是運用和上述同樣的設(shè)計方法。按照這一設(shè)計的思路,雷電流或其他過電壓只能從配電線路直接或感應產(chǎn)生,根據(jù)分級保護的原則,應在電源總配電柜內(nèi)裝第一級電涌保護器,在各分配電柜、屋頂風機、室外照明配電箱內(nèi)裝二級電涌保護器,以實現(xiàn)對建筑物內(nèi)電氣設(shè)備的過電壓保護。顯然這樣設(shè)計是不正確的,產(chǎn)生這種普遍錯誤的原因,一方面是沒有深刻領(lǐng)會《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB 50057—94.2000年版)中第六章第四節(jié)中對電涌保護器的要求說明的條文,只考慮了過電壓要采取多級保護措施,而沒有考慮為什么要采取多級保護措施,更沒有根據(jù)設(shè)計對象研究采取怎樣的多級保護。
隨著防雷管理和防雷技術(shù)服務(wù)工作的深入開展,遇到的疑難技術(shù)問題也越來越多,比如安裝了避雷帶,還被雷擊掉了樓角,是設(shè)計不合理,還是施工質(zhì)量有問題,還是另有原因?很多建筑、設(shè)施按規(guī)范要求應視為Ⅲ類防雷建筑,安裝的卻是Ⅱ類或Ⅰ類才要求的防雷裝置,但又不完全滿足Ⅱ類或Ⅰ類的某些條款要求,則這類防雷裝置是合乎規(guī)范的合格防雷裝置,還是不合格的?問題看上去似乎并不復雜,但回答起來卻并不容易,而且一旦出錯,就關(guān)系到被檢測單位整改問題和檢測部門的技術(shù)水平。
圖1為某武警部隊槍械庫區(qū)平面圖,abcd為庫房建筑,呈凹形布局,高度為3 m;a’b’c’d’為庫區(qū)圍墻,圍墻西北角設(shè)一高6 m的警衛(wèi)崗樓,樓頂設(shè)避雷帶。在庫房兩側(cè)各安裝獨立避雷針一支,針高15 m,距庫房的水平距離分別為2.5 m和1.8 m,距圍墻根的距離分別為1.5 m和1.2 m。
圖1 某槍械庫區(qū)平面圖
根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范(以下簡稱規(guī)范)》(GB 50057—94)第2.0.3條第四款之規(guī)定,該建筑屬于第二類防雷建筑物,但所采取的直擊雷防護措施卻是對第一類防雷建筑物才明確要求的獨立避雷針裝置。根據(jù)《規(guī)范》第3.2.1條第五款之規(guī)定,獨立避雷針和架空避雷線支架及其接地裝置距被保護建筑物及與其有聯(lián)系的管道、電纜等金屬物之間的距離應……但至少不得小于3 m。
在該槍械庫管理人員提供的2001年檢測報告中,指出避雷針距被保護建筑物之間的距離不符合《規(guī)范》要求,建議整改,但一直未予實施。
理解一:比如在2001年檢測報告中,該槍械庫所安裝的獨立避雷針距被保護建筑物之間的距離顯然不符合《規(guī)范》要求的至少3 m,應整改。
理解二:安裝獨立避雷針是《規(guī)范》要求第一類防雷建筑采取的直擊雷防護措施,要求獨立避雷針距被保護物保持不小于3 m的安全距離,目的是防止雷擊電流流過防雷裝置時所產(chǎn)生的高電位對被保護的建筑物或與其有聯(lián)系的金屬物發(fā)生反擊。
根據(jù)《規(guī)范》條文說明第2.0.3條第四款的解釋,槍械庫屬于第二類防雷建筑物。第二類防雷建筑物可以在建筑物上安裝避雷針、帶等接閃裝置,宜利用建筑梁、柱等主筋作引下線。由此可見,第二類防雷建筑物并不要求防雷裝置與被保護物保持一定的距離,保持一定距離的目的是防止雷擊電流流過防雷裝置時,產(chǎn)生的高電位對被保護的建筑物或與其有聯(lián)系的金屬物發(fā)生反擊。
因此,第二類防雷建筑物是否可以按第一類防雷建筑物的部分要求設(shè)計安裝防雷裝置,答案顯然是肯定的,即該槍械庫的防雷裝置是符合《規(guī)范》要求的,并不需要整改。
類似這樣的實例,在日常的檢測業(yè)務(wù)中經(jīng)常遇到,雖然每個問題出現(xiàn)的形式和內(nèi)容并不相同,但造成檢測判斷錯誤的原因卻基本相同,即一方面對檢測對象沒有全面、正確的了解,不了解該防雷裝置的設(shè)計安裝;另一方面,對規(guī)范的理解較為膚淺,只知道是這樣規(guī)定,不理解為什么這樣規(guī)定。
黃土洞庫剖面如圖2所示。
圖2 黃土洞庫剖面圖
圖2為某煤礦民爆炸藥庫的位置示意圖,庫室于30 m高的陡峭三崖根部掘進形成,庫房出口對面正對的是15 m高的土崖,整個庫區(qū)范圍被兩面山崖遮擋。根據(jù)建筑設(shè)計有關(guān)規(guī)范,該炸藥庫在設(shè)計時被定性為黃土洞庫,其直擊雷防護參照覆土庫的要求設(shè)計,即在距庫房5 m的適當位置,安裝兩支獨立避雷針加以保護,避雷針的設(shè)計高度,根據(jù)一類防雷建筑的設(shè)計要求,以30 m的滾球半徑計算為15 m。
理解一:該炸藥庫為覆土炸藥庫,炸藥庫應按一類防雷設(shè)計,根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB 50057—94)和《地下及覆土火藥倉庫設(shè)計安全規(guī)范》(GB 50154—2009)的有關(guān)規(guī)定,該建筑應安裝獨立避雷針加以保護。
理解二:該建筑雖然是一類防雷建筑,但應考慮該建筑所處的實際位置和構(gòu)成形式,它與一般的覆土炸藥庫并不相同,其覆土不是一般意義上的人工覆土,而是利用了30 m高的山崖,且較近的對面還有足夠高度的土崖遮擋。同時,還應考慮到避雷針的引雷作用——將會大大增加庫區(qū)附近遭直擊雷的概率。因此,該建筑不應用安裝獨立避雷針加以保護,而是應在山崖頂部,設(shè)置高度較低的直擊雷防護裝置加以保護,這樣既實現(xiàn)了安全保護的目的,又便于施工。
顯然,第二種理解更加符合防雷技術(shù)規(guī)范,能有效地趨利避害。防雷是在雷電理論研究和防護工作實踐中不斷探索、不斷進步的一門新興的邊緣學科。到目前為止,還沒有形成成熟的雷電學理論和十分有效的防雷技術(shù)。防雷裝置不像其他功能性設(shè)備,只要設(shè)計安裝完成,就能基本或完全實現(xiàn)它預想的功能。因此,防雷技術(shù)規(guī)范只是對最新防雷理論和技術(shù)的總結(jié)和應用,并不是只要照規(guī)范安裝,就能確保被保護設(shè)施不遭受雷電侵害(在對規(guī)范理解應用正確的前提下),更不能生搬硬套規(guī)范。因此,在防雷實踐中,對防雷技術(shù)規(guī)范的理解、了解與當前防雷技術(shù)的最新進展和被保護對象的具體特點就顯得特別重要。因地制宜地提出對某一對象的保護方案,使其既符合規(guī)范要求,又最大限度地運用當前的防雷理論技術(shù),才能正確地把握規(guī)范的要求,合理地解決實際遇到的防雷技術(shù)問題。
《規(guī)范》是對相應技術(shù)領(lǐng)域的最低標準的基本要求,其底線不可以突破,但可以提高設(shè)計要求標準。在日常的防雷設(shè)計審核業(yè)務(wù)中遇到的防雷設(shè)計對接地電阻的要求一般均小于1 Ω,但現(xiàn)行的防雷技術(shù)標準并沒有這樣的要求。
《規(guī)范》所述的每一條款均有嚴格而準確的含義,相聯(lián)系的條款之間均有著嚴密的邏輯關(guān)系,在實際理解與應用中必須全面考慮,準確把握。在日常的檢測和審核業(yè)務(wù)中,并不是所有的設(shè)計方案和防雷裝置都嚴格按規(guī)范條文設(shè)計安裝,只要總體設(shè)計不違反《規(guī)范》要求即可,大部分情況是設(shè)計高于《規(guī)范》要求。在《規(guī)范》的應用中有時并沒有現(xiàn)成的條款套用,但可以參照類似的情況分析應用。比如避雷帶的安裝位置,《規(guī)范》要求應沿屋角、屋脊、屋椽和椽角等易受雷擊的部位敷設(shè),但有些建筑因造型需要,屋角、屋脊、屋椽的位置,尺寸范圍較大,難以確定避雷帶安裝的合理部位,這一問題也是被建筑設(shè)計部門一直忽視的細節(jié)問題。
在防雷檢測工作中,檢測人員的主要精力往往都集中在接地電阻的測量上?!兑?guī)范》對防雷裝置的要求并不僅僅是接地電阻的大小,實際上《規(guī)范》對接地電阻的要求只是諸多要求中的一點,檢測報告中對某一防雷裝置的檢測結(jié)論也不是單指其接地電阻是否符合規(guī)范要求。