对翁源县某高层建筑物的雷电灾害风险评估及防雷设计

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1、对翁源县某高层建筑物的雷电灾害风险评估及防雷设计摘要：本文以翁源县龙湖华府商住小区项目为例，结合翁源县气候及雷电活动情况，分析高层建筑雷电灾害风险评估及防雷设计要点，对该项目进行雷击风险评价并给出指导性的建议，重点突出项目所在地域的雷电活动规律、雷击风险估算、防雷设计参数分析和科学合理的防雷设计指导意见。关键字：雷电灾害风险评估；雷电活动规律；防雷设计分类号：S761文献标识码：A1雷电参数分析1.1年平均雷暴日Td据翁源县气象台提供的30年(1980—2010)气象统计资料，翁源县年平均雷暴日Td为79天，最高年份为1983年，迗111天；最少年份为2003年，有43天。本文雷电资

2、料取自广东省雷电监测网，该项目经纬度为24°21'46.09"N，114°07'10.68"E,以龙湖华府的地理参数为基准点，以3km为半径，提取近10年(2001〜2010)地闪资料，进行统计分析，经软件计算分析得出，该位置地闪密度值为10.61次/年/平方公里。1.2年平均雷暴时Th年平均雷暴时Th是年雷暴时的多年平均结果。它与年平均雷暴日有一定的关系，它们之间可以用经验公式进行换算。Th=aTdb^97h（公式1）a和b为常数，a=0.93,b=1.32,Th为年平均雷暴时，Td为年平均雷暴日。其计算结果作为评估区域的年平均雷暴时参量。1.4闪电密度Ntm闪电密度是指单位面积和

3、单位时间内发生闪电的数值。雷暴日与闪电密度间有一定的关系，雷暴日Tm与闪电密度Ntm关系为：Ntm=（aTm+a2Tm4）l/2（公式2）式中：m表示月份，a=3X10-21.3雷击大地的年平均密度Ng雷击大地的年平均密度Ng是指一年内单位面积地面发生地闪的次数的多年平均值.可以按下式确定：Ng二0.lTd=7.9（次/km2.a）（公式3）2龙湖华府区域雷电活动规律分析根据翁源县雷暴日月平均资料分析可知，雷暴的发生主要集中在4〜9月份，5月至8月为每年雷暴高发月，5月最强。分析翁源县雷电参数资料，雷暴的发生主要集中在13时〜20时，16时强。翁源县年平均雷暴日数大于40天，不超过9

4、0天，属多雷区，而且有上升趋势，应值得注意。2.1龙湖华府所在区域雷电流幅值累计概率分布规律分以龙湖华府中心位置为圆心（网格面积36km2）可得到本项目3km半径范围平均地闪密度约为10.61次/km2，该值作为本项目采用的地闪密度参考值。从3km范围雷电流累积概率分布曲线可分别计算出雷击电流平均值和最大值，以及99%、98%、95%、90%雷电流累积概率分布情况（如图1）。l%->99.5kA,即雷电流幅值大于99.5KA的地闪概率为1%；2%->76.2kA，即雷电流幅值大于76.2kA的地闪概率为2%；5%—59.6kA，即雷电流幅值大于59.6kA的地闪概率为5%；10%—4

5、6.5kA，即雷电流幅值大于46.5kA的地闪概率为10%；雷电流幅值的平均值：21.6kAo1龙湖华府（3km）区域雷电流幅值累计概率分布综合以上气象雷暴数据分析结果，对于龙湖华府雷击风险评估和防雷保护而言，取以下气象雷暴参数值是科学合理的：Ng=10.61次/年/平方公里；最大雷电流幅值I0=100kA。1.2土壤电阻率（一）土壤电阻率一般取lm3的正方体土壤电阻值为该土壤电阻率P，单位为Q*111。通过采集项目所在地施工现场土壤数据（表1），综合计算得出龙湖华府工程项目所在区域土壤层的平均土壤电阻率为104.76Q、心3龙湖华府雷击风险各参数值估算1.1建筑物防雷类别确定方法龙

6、湖华府建筑物单体共5栋，且基底为共用基础，建筑群呈半月状，楼间距小于100米，楼高约100米，利用AutoCAD计算得建筑群孤立建筑等效截收面积Ad=1.6011km2,建筑物等效面积Ae=0.2532km2；建筑物年预计雷击次数Nl=KXNgXAe=l.5X10.61X0.2532^4.03（次/a）;雷击建筑物年平均次数Nd=NgXAdXCdXCtX10-6^8.5（次/a）,故防雷类别为二类。3.2建筑物雷电防护等级划分按防雷装置的拦截效率确定雷电防护等级：经计算，C为各类因子之和，计算得C=5.2;建筑物及入户设施年预计累计次数N值按N=N1+N2=1.26（次/a）;可接受

7、的年平均最大累计次数Nc=0.58/C=0.1115（次/a）;E=l_Nc/N=0.91，当0.90