建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范條文說(shuō)明

建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范條文說(shuō)明

第一章 總 則
1．0．1 有人認(rèn)為，建筑物安裝防雷裝置后就萬(wàn)無(wú)一失了。從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)出發(fā)，要達(dá)到這點(diǎn)是太浪費(fèi)了。因此，特指出“或減少”，以示不是萬(wàn)無(wú)一失，因?yàn)榘凑毡疽?guī)范設(shè)計(jì)的防雷裝置的防雷安全度不是100％。
第二章 建筑物的防雷分類(lèi)
2．0．1 將工業(yè)和民用建筑物合并分類(lèi)，分為三類(lèi)。
本規(guī)范對(duì)第一類(lèi)防雷建筑物和第二、三類(lèi)的一部分（如爆炸危險(xiǎn)環(huán)境、文物）仍沿用以往的做法，不考慮以危險(xiǎn)度作為分類(lèi)的基礎(chǔ)。對(duì)于第二、三類(lèi)中一些難于確定的建筑物則根據(jù)危險(xiǎn)度這一基礎(chǔ)來(lái)劃分。對(duì)危險(xiǎn)度的分析，見(jiàn)本規(guī)范第2．0．3條的說(shuō)明。
2. 0. 2 第一款，爆炸物質(zhì)：
炸藥——黑索金、特屈兒、三硝基甲苯、苦味酸、硝銨炸藥等；
火藥——單基無(wú)煙火藥、雙基無(wú)煙火藥、黑火藥、硝化棉、硝化甘油等，
起爆藥——雷汞、氮化鉛等；
火工品——引信、雷管、火帽等。
第三款，原規(guī)范中有關(guān)爆炸火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所的分類(lèi)名稱(chēng)按現(xiàn)在新的爆炸火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的分區(qū)名稱(chēng)修改。其相對(duì)應(yīng)的關(guān)系見(jiàn)表2．1。
因?yàn)?font face="Times New Roman">1區(qū)跨越Q一1和Q一2兩個(gè)級(jí)別，因此，1區(qū)建筑物可能劃為第一類(lèi)防雷建筑物，也可能劃為第二類(lèi)防雷建筑物。其區(qū)分在于是否會(huì)造成巨大破壞和人身傷亡。例如，易燃液體泵房，當(dāng)布置在地面上時(shí)，其爆炸危險(xiǎn)環(huán)境一般為2區(qū)，則該泵房可劃為第二類(lèi)防雷建筑物。但當(dāng)工藝要求布置在地下或半地下時(shí)，在易燃液體的蒸氣與空氣的混合物的比重重于空氣，又無(wú)可靠的機(jī)械通風(fēng)設(shè)計(jì)的情況下，爆炸性混合物就不易擴(kuò)散，該泵房就要?jiǎng)潪椋簠^(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境。如該泵房系大型石油化工聯(lián)合企業(yè)的原油泵房，當(dāng)泵房遭雷擊就可能會(huì)使工廠停產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，因此，這類(lèi)泵房應(yīng)劃為第一類(lèi)防雷建筑物；如該泵房系石油庫(kù)的卸油泵房，平時(shí)間斷操作，雖因雷電火花可能引發(fā)爆炸造成經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，但相對(duì)來(lái)說(shuō)要少得多，則這類(lèi)泵房可劃為第二類(lèi)防雷建筑物。

2．0．3 第四款，有些爆炸物質(zhì)，不易因電火花而引起爆炸，但爆炸后破壞力較大，如小型炮彈庫(kù)，槍彈庫(kù)以及硝化棉脫水和包裝等均屬第二類(lèi)防雷建筑物。

第五款，見(jiàn)本規(guī)范第2．0. 2條三款的說(shuō)明。

第八款，選擇防雷裝置的目的在于將需要防直擊雷的建筑物的年損壞危險(xiǎn)度R值（需要防雷的建筑物每年可能遭雷擊而損壞的概率）減到小于或等于可接受的最大損壞危險(xiǎn)度尺值（即R≤Ro）。
本章中對(duì)于需作計(jì)算年雷擊次數(shù)界限的條文采用每年10-5的Ro值。即每年十萬(wàn)分之一的損概率。
基于建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)（N）和基于防雷裝置或建筑物遭雷擊一次發(fā)生損壞的綜合概率（P），對(duì)于時(shí)間周期T＝1年，在NPT＜＜1的條件下（所有真實(shí)情況都滿足這一條件），下面的關(guān)系式是適用的：
R=1-exp（-NPt）=NP，即
R=NP （2．1）
P=Pi·Pm十Pf·Pfd （2．2）

式中 Pi——防雷裝置截收雷擊的概率，或防雷裝置的截收效率（也
用Ei表示），其值與接閃器的布置有關(guān)；
Pf——閃電穿過(guò)防雷裝置擊到需要保護(hù)的建筑物的慨率，也
即防雷裝置截收雷擊失敗的慨率，等于（1一Pi）或
（1一Ei）；
Pid——防雷裝置截收雷擊后所選用的各種尺寸和規(guī)格保護(hù)
失敗而發(fā)生損壞的概率；
Pfd——防雷裝置沒(méi)有截到雷擊而發(fā)生損壞的概率。
一次雷擊后可能同時(shí)在不同地點(diǎn)發(fā)生n處損壞，每處損壞的分概率為Pk；這些分概率是并聯(lián)組成，因此，一次雷擊的總損壞概率為：
Pd＝1一叵（l一Pk） （2．3）
分損壞概率包含這樣一些事件，如爆炸、火災(zāi)、生命觸電、機(jī)械性損壞、敏感電子或電氣設(shè)備損壞或受到干擾等等。

在確定分損壞概率時(shí)，應(yīng)考慮到同時(shí)發(fā)生兩類(lèi)事件，即引發(fā)損壞的事件（如金屬熔化、導(dǎo)體熾熱、側(cè)向跳擊、不容許的接觸電壓或跨步電壓，等等）和被損壞物體的出現(xiàn)（即人、可燃物、爆炸性混合物等等的存在）這兩類(lèi)事件同時(shí)發(fā)生。
出現(xiàn)引發(fā)損壞的事件的概率直接或間接與閃擊參量的分布概率有關(guān)，在設(shè)計(jì)防雷裝置和選用其規(guī)格尺寸時(shí)是依據(jù)閃擊參量的。
在引發(fā)事件的地方出現(xiàn)可能被損壞的周?chē)�物體的概率取決于建筑物的特點(diǎn)、存放物和用途。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，假定：
1．在引發(fā)事件的地方出現(xiàn)可能被損壞的周?chē)�物體的概率對(duì)每一類(lèi)損壞采用相同的值，用共同概率Pr代替；
2．沒(méi)有被截到的雷擊（直擊雷）所引發(fā)R的損壞是肯定的，損壞的出現(xiàn)與可能被損壞的周?chē)�物體的出現(xiàn)是同時(shí)發(fā)生的，因此，Pfd＝Pr；
3．被截收到的雷擊引發(fā)損壞的總概率只與防雷裝置的尺寸效率Es有關(guān)，并假定等于（1- Es）。Es規(guī)定為這樣一個(gè)綜合概率，即被截收的雷擊在此概率下不應(yīng)對(duì)被保護(hù)空間造成損害。Es與用來(lái)定接閃器、引下線、接地裝置的廠寸和規(guī)格的閃擊參量值有關(guān)。
將上述假定代入（2．2）式，即將以下各項(xiàng)代入：Pi用Ei代入，Pf用（1一Ei）代入，Pfd用Pr代入，Pid用Pr（1一Es）代入；此外，引入一個(gè)附加系數(shù)Wr，它是考慮雷擊后果的一個(gè)系數(shù)，后果越嚴(yán)重，Wr值越大。因此，（2．2）式轉(zhuǎn)化為：
P＝PrWr（1一EiEs） （2．4）
概率Pr應(yīng)看作是一個(gè)系數(shù)，它表示建筑物自身保護(hù)的程度或表示考慮這樣的真實(shí)情況的一個(gè)因素，即不是每一個(gè)打到需要防雷的建筑物的雷擊和不是每一個(gè)使防雷裝置所選用的規(guī)格和尺寸失敗的雷擊均造成損壞。Pr值主要取決于建筑物的特點(diǎn)，它的結(jié)構(gòu)、用途、存放物或設(shè)備。
η＝Ei·Es （2．5）
η或Ei·Es為防雷裝置的效率。
從（2．1）、（2．4）、（2．5）式得：
R＝NPrWr（1-η），η=1-R/NPrWr
如果R值采用可接受的最大損壞危險(xiǎn)度Ro＝10-5，并使
No=Ro/PrWr=10-5/PrWr （2. 6）
式中 No——建筑物可接受的年允許遭雷擊次數(shù)。
因此，防雷裝置所需要的效率應(yīng)符合下式：
η≥1-Nc/N （2. 7）
根據(jù)IEC一TC81的有關(guān)資料，第三類(lèi)防雷建筑物所裝設(shè)的防雷裝置的有關(guān)值見(jiàn)表2. 2。
根據(jù)驗(yàn)算和對(duì)比（另見(jiàn)本條第九款和本規(guī)范第2．0．4條二、三、四款說(shuō)明），本規(guī)范對(duì)一般建筑物和公共建筑物所采用的PtWt。
從表2．2得保護(hù)第三類(lèi)防雷建筑物的防雷裝置的效率η值為0．8。從表2．3查得公共建筑物的Ｎｏ值為1．2·10-２。將這兩個(gè)數(shù)值代入關(guān)系式（2．7），得0．8≥1一（1．2·10-2／Ｎ）， 所以Ｎ≤1．2·10-２／0.2=0.006。這表明對(duì)這類(lèi)建筑物如采用第三類(lèi)防雷建筑物的防雷措施，只對(duì)N≤0.06的建筑物保證Ro值不大于10-5。當(dāng)N＞0.06時(shí)Ro值達(dá)不到（即大于）10-5，因此，當(dāng)N＞0.06時(shí)升級(jí)采用第二類(lèi)防雷建筑物的防雷措施。

鄭州凱威防雷將部、省級(jí)辦公建筑物列入，是考慮其所存放的文件和資料的重要性。人員密集的公共建筑物，如集會(huì)、展覽、博覽、體育、商業(yè)、影劇院、醫(yī)院、學(xué)校等建筑物。
第九款，從表2.2得保護(hù)第三類(lèi)防雷建筑物的防雷裝置的了值為0．8。從表2．3查得一般建筑物的No值為6·10-2。將這兩個(gè)數(shù)值代入關(guān)系式（2．7），得出0.8≥1一6·10-2/N，所以N≤6·10-2/0.2＝0．3。這表明對(duì)這類(lèi)建筑物如采用第三類(lèi)防雷建筑物的防雷措施，只對(duì)W≤0．3的建筑物保證Ro值不大于10-5。當(dāng)W＜0．3時(shí)Ro值達(dá)不到（即大于）10-5，因此，當(dāng)N>0．3時(shí)升級(jí)采用第二類(lèi)防雷建筑物的防雷措施。
.2. 0. 4 第二款，當(dāng)沒(méi)有防雷袋置時(shí)η=0，從表2．3查得公共建筑物的No＝1.2·10-2。將這兩個(gè)數(shù)值代入關(guān)系式（2．7），得0≥1一（1.2·10-2/N），所以V≤0．012。這表明對(duì)這類(lèi)建筑物當(dāng)N＜0．012時(shí)可以不設(shè)防雷裝置；當(dāng)V≥0．02時(shí)要設(shè)防雷裝置。
第三、四款，當(dāng)沒(méi)有防雷裝置時(shí)，η＝0，從表2．3查得一般建筑物的No＝6·10-2。將這兩個(gè)數(shù)值代入關(guān)系式（2.7））得0≥1一6·10-2/N，所以y≤0．06。這表明對(duì)這類(lèi)建筑物當(dāng)N＜0．06時(shí)可以不設(shè)防雷裝置；當(dāng)N≥0．06時(shí)要設(shè)防雷裝置。
下面用長(zhǎng)60m、寬13m（即四個(gè)單元住宅）的一般建筑物作為例子進(jìn)行驗(yàn)算對(duì)比。其結(jié)果列于表2．4。原規(guī)范的建筑物年計(jì)算雷擊次數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式為原規(guī)范的（附2．1）式。本規(guī)范的建筑物年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為（附1．1）式。K值均取1。
要精確計(jì)及周?chē)�物體對(duì)建筑物等效面積的影響，計(jì)算起來(lái)很繁雜，因此，略去這類(lèi)影響的精確計(jì)算。但在選用一些參數(shù)時(shí)已適當(dāng)作了修正。N的計(jì)算見(jiàn)本規(guī)范附錄一。

第三章 建筑物的防雷措施

第一節(jié) 一般規(guī)定
3．1．1 鄭州凱威防雷本條規(guī)定僅對(duì)制造、使用和貯存爆炸物質(zhì)的建筑物和爆炸危險(xiǎn)環(huán)境采取防雷電感應(yīng)。其它防雷建筑物可以不防雷電感應(yīng)。雷電感應(yīng)可能感應(yīng)出相當(dāng)高的電壓而發(fā)生火花放電引發(fā)事故。
在一般性建筑物內(nèi)，在不帶電的金屬物上雷電感應(yīng)所產(chǎn)生的火花放電，由于其能量小、時(shí)間極短，通常不會(huì)引發(fā)火災(zāi)危險(xiǎn)。在220／380V系統(tǒng)的帶電體上的雷電感應(yīng)，由于采取防雷電波侵入和防反擊的措施，此問(wèn)題也跟著得到解決。
關(guān)于電子元件的過(guò)電壓保護(hù)分三部分，即220/380V電源部分、信息線路、有電子元件的設(shè)備本身。信息線路的過(guò)電壓保護(hù)應(yīng)由信息線路設(shè)計(jì)者解決。設(shè)備本身的應(yīng)由制造廠解決。電源部分又分兩部分，即建筑物的電源進(jìn)線和接至有電子元件的裝置的電源部分（如插座、分配電箱），本規(guī)范僅解決電源進(jìn)線部分，它與防雷電波侵入和防反擊的措施一起解決。至于在裝登附近的供電是否設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的重要性由信息線路設(shè)計(jì)者一起解決，或由設(shè)備使用者解決或由制造廠提供。此外，設(shè)備外殼及其外接金屬管線由于電氣安全或屏蔽需要已作接地，這也大大地減少了雷電感應(yīng)的危險(xiǎn)性。

本規(guī)范現(xiàn)仍采用原來(lái)規(guī)定的防雷方法，即防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入。國(guó)際電工委員會(huì)1990年版IECI024一1：1990標(biāo)準(zhǔn)建筑物防雷第一部分通則（以下簡(jiǎn)稱(chēng)IECI024一1）的內(nèi)容也包括了這些方面的要求，不過(guò)叫法不同。有些國(guó)家和上述IEC的防雷標(biāo)準(zhǔn)將防雷分為外部防雷和內(nèi)部防雷。所謂外部防雷就是防直擊雷（不包括防止防雷裝置受到直接雷擊時(shí)向其它物體的反擊），內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、防反擊以及防雷電波侵入和防生命危險(xiǎn)。本規(guī)范的防直擊雷包含防反擊的內(nèi)容。由于時(shí)間問(wèn)題，只整理了部分內(nèi)容，更多內(nèi)容見(jiàn)鄭州凱威防雷報(bào)連載。
未完待續(xù)……