雷电灾害风险评估参数的几点探讨

陈义根

摘 要：开展雷电灾害风险评估，是防止和减少雷击灾害损失的重要手段，也是进行科学合理雷电防护的必要前提。目前，我国开展雷电灾害风险评估计算参数的取值都是取典型平均值，无法针对某个区域、某个建筑，给出精确的参数值，严重影响了计算结果的精准性。因此，本文依据《GB/T 21714.2-2008/ IEC 62305-2：2006，雷电防护第2部分：风险管理》，对建筑物的位置因子Cd、环境因子Ce、缩减因子rp、土壤电阻率的取值进行了研究和分析，得出了雷击风险参数的计算方法。实践证明，该方法能够更准确、真实地反映出被评估建筑物的真实情况，大大提高风险评估的准确性。

关键词：雷电风险；评估参数；判定；选取

引言

雷电灾害是一种频发性的自然灾害，其危害随着城镇化建设、社会信息化和电子化的快速发展变得更加易发、明显和广泛，造成社会影响、经济损失及人员伤亡越来越严重。开展雷电灾害风险评估，是防止和减少雷击灾害损失的重要手段，也是进行科学合理雷电防护的必要前提。雷电灾害风险评估是指以实现系统防雷为目的，运用科学的原理和方法，对系统可能遭受雷击的概率及雷击后产生后果的严重程度进行分析计算，有利于在防雷工程设计、施工、运行管理中向建设单位提供既科学合理又经济安全的防雷方案。目前，我国开展雷电灾害风险评估工作依据的标准为《GB/T 21714.2-2008/IEC62305-2：2006，雷电防护第2部分：风险管理》，其评估结果的准确性取决于各计算参数的精确取值。而在规范中，很多参数的取值都是典型平均值，无法针对某个区域、某个建筑，给出精确的参数值，这就严重影响了计算结果的精准性。因此，本文依《GB/T21714.2-2008/ IEC 62305-2：2006，雷电防护第2部分：风险管理》，对个别参数进行研究和分析，探究雷击风险参数的计算方法，以便更准确、真实地反映出被评估建筑物的真实情况，以提高风险评估的准确性。

1 建筑物的位置因子Cd取值探讨

在雷电灾害风险评估规范中，考虑到建筑物的暴露程度，以及周围物体对雷击危险事件次数的影响，引入建筑物的位置因子Cd，是所有风险分量RA、RB、RC、RM、RU、RV、RW、RZ的重要组成部分，因子的取值取决于建筑物的周围环境（见表一）。

表1 规定了建筑物所处的4种环境下位置因子的取值，包含了大部分的位置环境，但其规定是定性的，特别是“周围有更高的建筑物或树木”及“周围有相同高度或更低的建筑物或树木”这2条规定，没有定量的标准，致使实际评估中误差较大。例如周边物体的具体高度、相对位置、环绕程度等，都没有详细的规定。事实上，这些因素都是影响位置因子取值。因此，有必要对其进行深入分析，以满足更加精细的雷电灾害风险评估工作的需要。

《GB/T 21714.2-2008/ IEC 62305-2：2006，雷电防护第2部分：风险管理》中建筑物位置因子Cd取值都是典型平均值，是理想模型取值，但实际上我们所接触的建筑物不都是理想模型，比如一栋建筑物它的南面有高大建筑物，北边有同等高度建筑物，东面有低矮建筑物，西面空旷无其他建筑物，这种情况比较复杂，不能简单的按照表一选取建筑物位置因子Cd。所以，这个时候我们要分解四面：南面Cd取值为0.25，北面Cd取值为：0.5，东面Cd取值为0.5：西面Cd取值为1，求其平均值为：0.5625。此种算法求得的平均值作为此建筑物的建筑物位置因子Cd比典型平均值要更准确，更接近建筑物实际情况，而且此算法简单。

2 环境因子Ce取值探讨

在雷电灾害风险评估规范中，环境因子Ce直接影响雷击服务设施的年平均危险事件的次数，是评价雷击相连服务设施附近引起的风险分量RZ的重要组成部分，因子的取值取决于线路的周边环境（见表2）

IEC62305—2是由国际电工委员会编写，此标准也是由欧美人士根据欧美各国的实际情况编写而成的，欧美国家的建筑物高度与我国的实际情况有一定的出入。以邯郸为例，市区有高层建筑物的应该是高于6层的建筑物，高度要大于25m（包括室内外高差及屋面突出高度）；市区的建筑物多在4到6层，高度在15m至25m之间。郊区建筑物多在1到3层，高度小于15m。与城镇较远散落的村庄为农村环境。在雷电灾害风险评估的过程中确定环境因子的时候要结合本地区实际情况考虑评估对象周边建筑物高度，还应该考虑建筑物的密度的大小，从而确定环境因子值。

3 缩减因子rp探讨

在雷电灾害风险评估规范中，火灾危险缩减因子 rp作为减少物理损害导致损失的参数，是评价因雷击建筑物导致火灾或爆炸引起物理损坏的风险分量RB和因雷电流沿入户设施侵入建筑物导致火灾或爆炸引起物理损坏的风险分量RV的重要组成部分。因子的取值取决于建筑物所采取的消防措施（见表3）。

表三中的第二项的规定中采用一种或多种消防措施的情况下rp一概取值为0.5过于笼统，事实上建筑物同时采取多种消防措施的情况下雷击引起火灾的风险明显减小，其rp取值应该随之降低，但最小不能小于0.2。英国建筑研究所火灾研究室做过实验，在一个通风良好、有家具陈设的房间内，若起火点被设计为沙发前篮子中纸的点燃火焰。10.75min时，火灾进入轰燃阶段，房间内的所有燃料都起火，大量的烟羽废气通过排气口排出房间，并在房间外部燃烧。由此可知，一般建筑物在几分钟到十几分钟之内将会进入轰燃状态。一旦轰燃发生，房间内所有暴露的燃料都会卷入燃烧，整个房间内的温度达到最高，数秒钟内几乎没有人员幸免于难的可能。因此，消防员在 10min 赶到时，火场要么已经进入轰燃状态，要么即将进入轰燃状态，基本上对受灾人员的拯救和灭火无济于事了。所以对于表三中的第三项规定自动报警装置（仅当具有过电压和其他损害的防护并且消防员能够在10分钟之内赶到时）在实际情况下是达不到很好的消防效果，所以，自动报警装置这一消防措施将不影响rp的取值，只有建筑物配置固定自动灭火装置的消防措施的情况下，rp才取0.2。

4 土壤电阻率探讨

土壤电阻率不是一个恒定值，影响土壤电阻率的因素有很多，其中土壤含水量和土壤性质都是主要影响因素。土壤电阻率应在干燥季节或天气晴朗多日后进行，因此土壤电阻率应是所测的土壤电阻率数据中最大的值，为此应按下列公式进行季节修正：

ρ=Ψρ0（Ω·m）

式中：ρ0—所测土壤电阻率

Ψ—季节修正系数见表4。

5 结论

本文讨论了《GB/T 21714.2-2008/ IEC 62305-2：2006，雷电防护第2部分：风险管理》中建筑物的位置因子Cd、环境因子Ce、缩减因子rp、土壤电阻率的取值过程中在判定、选取的过程中存在不足，结合本文讨论的结果，在实际的雷电灾害风险评估的过程中要结合建筑物的实际情况遵循以下几点：

（1）建筑物的位置因子Cd不能简单的选取典型平均值，应该分解四面，分别求得四面的建筑物的位置因子Cd相加求其平均值，作为建筑物的位置因子Cd取值更为准确。

（2）雷电灾害风险评估的过程中要确定环境因子Ce的时候要结合本地区实际情况考虑评估对象周边建筑物高度，还应该考虑到建筑物的密度的大小，从而确定环境因子值。

（3）规范中缩减因子rp取值第二项规定rp值应该是随消防措施的增加而相应减小，其最小值不应该小于0.2。第三项规定中自动报警装置（仅当具有过电压和其他损害的防护并且消防员能够在10分钟之内赶到时）这一消防措施不影响rp的取值。

（4）土壤电阻率不是一个恒定值，根据土壤的性质及土壤的含水量而适当校正。

参考文献

[1] 国家标准.GB/T 21714.2-2008 /IEC 62305-2：2006，IDT.雷电防护 第2 部分：风险管理[S].北京：中国标准出版社.2008.

[2] 吴孟恒等编著.雷电灾害风险评估技术[M].北京：气象出版社.2009.11.

[3] 杨仲江编著.雷电灾害风险评估与管理基础[M].北京：气象出版社.2009.11.

[4] 马金福、汝洪博、冯志伟 雷击风险评估中的位置因子Cd的探讨《南京信息工程大学学报：自然科学版》2012年 第五期.

[5] 朱奎荣 雷击风险评估中火灾危险缩减因子rP 的探讨 <> 2012.