古建筑雷电灾害风险评估现场勘查误区分析

李鹏

摘要：雷电作为自然界中发生的一种剧烈的灾害性天气事件，自古以来都是建筑物尤其是具有历史研究价值的古建筑安全的重大威胁。本文作者通过研究多处重点文物保护单位的雷电灾害风险评估现场勘查数据对项目评估结论影响的分析，指出了现场勘查的主要误区，以及避免的措施。

Abstract： Lightning， as a kind of severe and disastrous weather events in nature， has been a great threat to the safety of ancient buildings， especially those with historical value. The author of this paper through the research of several key cultural relics protection units of the lightning disaster risk assessment scene analysis conclusion data to evaluate the impact on the project， points out the main errors of the scene， and the measures to avoid them.

关键词：古建筑；雷电灾害风险评估；现场勘查

Key words： ancient buildings；lightning disaster risk assessment；site investigation

中图分类号：P427 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）17-0159-02

0 引言

古建筑是前人给后人留下的宝贵遗产，它是古代工程技术、建筑艺术与工艺和人类创造智慧的结晶，是前人认识社会、创造居住环境的重要体现和历史见证，是不可再生的，任何损坏和破坏都将无法弥补。

雷电是损害、破坏古建筑的主要自然灾害之一，在较早年代，由于人们对雷电认识的不足，无法采用有效的措施防止雷电对建筑物的破坏，许多古建筑甚至优于都没有任何防雷措施而导致雷击损毁，对历史文化传承造成严重威胁。

随着现代防雷技术的发展，人们越来越深刻地认识到雷电防御的重要性和可操作性，对古建筑实施雷电灾害风险评估，既是对古建筑雷电防御能力的一次全面展示，也是科学、有效、经济的实现古建筑防雷安全的一种有效手段。

1 古建筑雷电灾害风险评估类别

雷电灾害风险评估是根据项目所在地雷电活动时空分布特征及其灾害特点，结合现场勘查结果进行分析，对雷电可能导致的人员生命损失、公众服务损失、文化遗产损失和经济损失与危害范围等方面的综合风险估算，从而为项目选址、功能分区布局、科学设计、灾害风险控制、防雷类别（或等级）与防雷措施确定、经济投入、应急管理等方面提出建设性意见的一种评价方法。

雷电灾害风险评估主要分为项目预评估、方案评估、现状评估三类。

对古建筑的评估属于现状评估，现状评估是对一个评估区域、评估单体现有的雷电防护措施进行雷电危害风险量的计算分析，给出现有雷电防护措施是否能将雷电危害的风险量控制在国家要求的范围内，给出科学、经济和安全的整改措施，提供风险管理、雷灾事故应急方案。

2 古建筑雷电灾害风险评估现场勘查主要误区

通过对开封禹王台、河南大学、朱仙镇岳飞庙等多处重点文物保护单位的雷电灾害风险评估现场勘查，笔者发现，在多处重要因子参数勘测过程中，极易因主观原因发生失误，具体如下。

2.1 位置因子Cd取值的误区

位置因子Cd对建筑物的危险事件次数ND、雷击服务设施的年平均危险事件次数NL产生影响，而ND、NL直接影响各风险R分量的取值，也就是说Cd的值可以让各风险R分量产生巨大变化，进而影响评估结论。根据GB/T 21714.2-2015之规定，考虑建筑物与周围3H（评估对象高度三倍）范围以内物体或地形的相对高度后，可以更精确的计算周围物体的影响[1]。

在现场勘查过程中，勘查者往往忽略多数古建筑中央高、周边低的结构特征，以较易取得的边缘高度代替古建筑的实际最高高度，以错误的高度来判定评估对象周围3H范围内物体对评估对象的影响，导致选择错误的位置因子Cd值。

2.2 土壤电阻率测量的误区

测量土壤电阻率是对古建筑进行雷电灾害风险评估现场勘查的一项重要内容，土壤电阻率的变化直接影响接地装置的接地效率、埋地装置遭受直接或间接雷击影响的概率、地表电位分布以及人员接触电压和跨步电压发生的概率等多项计算结果。现阶段我们采用的数值是对古建筑所在地电极埋深0.5m的计算值，对于一些周围环境遭到破坏、地表硬化或回填等原因，造成结构性土壤分布畸变的情况，对取得客观结果带来很大难度。

2.3 忽略服务设施风险的误区

随着对古建筑文化、历史价值的开发，越来越多的古建筑安装上了监控、配电、安防、消防等设施和设备，由于古建筑保护规定的限制，这些用电设施的敷设和安装往往采用明装方式，而这种方式往往造成用电设施极易遭受雷击电磁脉冲的侵袭，轻则短路失效、重则起火爆炸，使古建筑雷电风险急剧增加。

然而在现场勘查时，勘查人员往往只注重文化遗产损失风险和人员伤亡风险，对服务设施风险考虑不足，造成最终评估结论不够全面。

3 现场勘查主要误区的应对措施

3.1 位置因子Cd取值的应对

根据GB/T 21714.2-2015之规定，在选取评估对象高度H时，要切实做到实事求是，充分利用红外测距仪、无人机等科技手段，全面、细致的测量评估对象的高度，找准评估对象最高点，并以此为基准测算3H范围内物体对评估对象的影响，科学选取位置因子Cd值。

3.2 土壤电阻率测量的应对

在测量土壤电阻率过程中，要积极查阅相关文献资料，全面了解评估对象周围环境变化历史、改造方案等以便对测量结论进行修正，在文献资料不全的情况下，积极走访历史见证者，或寻找古建筑周边环境一致处进行补充测量。

3.3 忽略服务设施风险的应对

在現场勘查前，要充分掌握评估对象的实际情况，制定全面的评估勘查方案，确保考虑到每项风险，及其对应的勘查因子，不轻易放大风险值、也不轻易遗漏风险分量。

4 结语

雷电灾害风险评估工作是一项技术性、规范性较强的工作，知识技术涉及面广，工作程序要求严谨，评估结论和建议应慎重。从技术方法上讲，雷击风险评估已具可操作性，无论是国际标准、国家标准还是行业标准都有明确规定。

因此，开展雷电灾害风险评估现场勘察、测试，尤其要结合项目特性，制定科学、全面的勘查方案，严格按照标准规定选取符合实际的风险因子，切勿由于主观因素选值不当造成评估结论谬误。

参考文献：

[1]广东省防雷中心.雷电防护 第2部分：风险管理[S].北京：中国标准出版社，2015.

[2]林世祺，熊芳瑜，叶平.电力微波通信站雷电过电压防护措施[J].价值工程，2015（29）.

[3]李宏景，甘宝，陆启东.雷电灾害风险评估在实际工作中的运用[J].气象研究与应用，2014（03）.