基于滚球法的高层建筑物防侧击雷探讨.pdf

精密制造与自动化 2012年第2期 基于滚球法的高层建筑物防侧击雷探讨 张季萌赵丹丹 (河南工业职业技术学院河南南阳473009) 摘要针对高层建筑防侧击雷，如何实行规范有效、安全可靠、美观节约的防雷击措施提出了看法。根据雷击 电气几何模型理论，分析了建筑物遭遇侧击雷的可能性。随着城市的发展，高层建筑的数苣越来越多，高度也在 不断地增加，建筑物外墙的装饰以及外墙附属设施也越来越复杂。因此必须采取有效的预防措施防止高层建筑遭 遇侧击雷，以保证建筑设备及人身的安全。 关键词滚球法高层建筑外墙装饰和附属设施防侧击雷 雷电是自然界中大气放电现象。当建筑物和电 避雷针、避雷带(网)最好设置在被保护物闪 力系统内的电气设备遭受直(侧)击雷或感应雷击 击概率较高的各个部位。 时，其放电电压可达数百万伏至数千万伏，放电电 滚球法是设立以h，为半径的一个假想球体，沿 流高达几十至几百千安，远远大于供电系统的正常 需要防雷击的部位进行滚动，当球体只能触及接闪 值，其破坏性极大。雷电可造成人畜伤亡、建筑物 器(包括被用作为接闪器的金属物)，或只触及接闪 炸毁或燃烧、电气设备损坏等严重事故。雷电灾害 器和地面(包括与大地接触并能承受雷击的金属物)，而 已被联合国列为“最严重的十种自然灾害之一”。 不触及需要保护建筑物的部位时，建筑物各部位就 得到接闪器保护，如图l所示。图中D、C、彳点应 1雹击电气几何模型与滚球法 该设置接闪器保护，接闪器可以进行单独布置或任 莫斯科奥斯坦金诺广播电视塔，高540m。有 意组合。 人曾在20世纪70年代作过统计，它在4年半的时 间里遭到了143次雷击，雷电经常打在莫斯科电视 塔中间的位置。这一现象引起了防雷学术界的关 注，雷击电气几何模型的理论由此诞生。以雷击电 气几何模型进行判断，高层建筑可能会遭遇侧击 雷，越高的建筑物遭到侧击的几率越大。 图1滚球法对建筑物易受雷击部位确定示意图 直击雷包括直面雷击和侧击，直面雷击就是建筑物 楼顶直接遭受雷击，坝!陆雷则是从建筑物的侧面打来的。 滚球半径h，就是地面目标的雷击距离，根据建 因为—般建筑物比较高，楼顶避雷带并不能完全保护住 筑物防雷级别不同，滚球半径坼亦不同，见表l。 楼体，所以就需要对建筑物遭遇侧面雷击加设保护措施。 滚球法是以雷电fiJ击距离为理论基础，用来确 表1建筑物防雷滚球半径选择表 定避雷针、避雷带(网)保护范围的一种方法。当 建筑物防雷类别 滚球半径h,．／m 雷击先导到达接闪器放电距离以前，其闪击点有一 一类防雷建筑物 30 定的选择范围，被保护建筑I=的接闪器就会有相连 二类防雷建筑物 45 通的若干上行先导，最后在最容易击穿的路径上形 三类防雷建筑物 60 成主放电。击距与先导头部的电荷量有关，先导头 部的电荷量又决定了随后出现的雷电主放电电流幅 2010年《建筑物防雷设计规范》报批稿 值，击距与雷电流幅值关系： 中，4．2．4第七条规定：当建筑物高于30m时，尚 65 R：10Io (1) 应采取以下预防侧击雷的措施： 式(1)中，尺为闪击距离，m；I为雷电流幅值，kA。 1)从30m起，每隔不大于6m沿建筑物四周 万方数据 精密制造与自动化