建筑物防雷設(shè)計規(guī)范條文說明

建筑物防雷設(shè)計規(guī)范條文說明

第一章 總 則
1．0．1 有人認為，建筑物安裝防雷裝置后就萬無一失了。從經(jīng)濟觀點出發(fā)，要達到這點是太浪費了。因此，特指出“或減少”，以示不是萬無一失，因為按照本規(guī)范設(shè)計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
2．0．1 將工業(yè)和民用建筑物合并分類，分為三類。
本規(guī)范對第一類防雷建筑物和第二、三類的一部分（如爆炸危險環(huán)境、文物）仍沿用以往的做法，不考慮以危險度作為分類的基礎(chǔ)。對于第二、三類中一些難于確定的建筑物則根據(jù)危險度這一基礎(chǔ)來劃分。對危險度的分析，見本規(guī)范第2．0．3條的說明。
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——單基無煙火藥、雙基無煙火藥、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)危險場所的分類名稱按現(xiàn)在新的爆炸火災(zāi)危險環(huán)境的分區(qū)名稱修改。其相對應(yīng)的關(guān)系見表2．1。
因為1區(qū)跨越Q一1和Q一2兩個級別，因此，1區(qū)建筑物可能劃為第一類防雷建筑物，也可能劃為第二類防雷建筑物。其區(qū)分在于是否會造成巨大破壞和人身傷亡。例如，易燃液體泵房，當布置在地面上時，其爆炸危險環(huán)境一般為2區(qū)，則該泵房可劃為第二類防雷建筑物。但當工藝要求布置在地下或半地下時，在易燃液體的蒸氣與空氣的混合物的比重重于空氣，又無可靠的機械通風設(shè)計的情況下，爆炸性混合物就不易擴散，該泵房就要劃為：區(qū)爆炸危險環(huán)境。如該泵房系大型石油化工聯(lián)合企業(yè)的原油泵房，當泵房遭雷擊就可能會使工廠停產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟損失和人員傷亡，因此，這類泵房應(yīng)劃為第一類防雷建筑物；如該泵房系石油庫的卸油泵房，平時間斷操作，雖因雷電火花可能引發(fā)爆炸造成經(jīng)濟損失和人員傷亡，但相對來說要少得多，則這類泵房可劃為第二類防雷建筑物。

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，槍彈庫以及硝化棉脫水和包裝等均屬第二類防雷建筑物。

第五款，見本規(guī)范第2．0. 2條三款的說明。

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度尺值（即R≤Ro）。
本章中對于需作計算年雷擊次數(shù)界限的條文采用每年10-5的Ro值。即每年十萬分之一的損概率。
基于建筑物年預(yù)計雷擊次數(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），對于時間周期T＝1年，在NPT＜＜1的條件下（所有真實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——閃電穿過防雷裝置擊到需要保護的建筑物的慨率，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
失敗而發(fā)生損壞的概率；
Pfd——防雷裝置沒有截到雷擊而發(fā)生損壞的概率。
一次雷擊后可能同時在不同地點發(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，應(yīng)考慮到同時發(fā)生兩類事件，即引發(fā)損壞的事件（如金屬熔化、導體熾熱、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）這兩類事件同時發(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)計防雷裝置和選用其規(guī)格尺寸時是依據(jù)閃擊參量的。
在引發(fā)事件的地方出現(xiàn)可能被損壞的周圍物體的概率取決于建筑物的特點、存放物和用途。為簡化起見，假定：
1．在引發(fā)事件的地方出現(xiàn)可能被損壞的周圍物體的概率對每一類損壞采用相同的值，用共同概率Pr代替；
2．沒有被截到的雷擊（直擊雷）所引發(fā)R的損壞是肯定的，損壞的出現(xiàn)與可能被損壞的周圍物體的出現(xiàn)是同時發(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)定為這樣一個綜合概率，即被截收的雷擊在此概率下不應(yīng)對被保護空間造成損害。Es與用來定接閃器、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，引入一個附加系數(shù)Wr，它是考慮雷擊后果的一個系數(shù)，后果越嚴重，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)看作是一個系數(shù)，它表示建筑物自身保護的程度或表示考慮這樣的真實情況的一個因素，即不是每一個打到需要防雷的建筑物的雷擊和不是每一個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，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，第三類防雷建筑物所裝設(shè)的防雷裝置的有關(guān)值見表2. 2。
根據(jù)驗算和對比（另見本條第九款和本規(guī)范第2．0．4條二、三、四款說明），本規(guī)范對一般建筑物和公共建筑物所采用的PtWt。
從表2．2得保護第三類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。這表明對這類建筑物如采用第三類防雷建筑物的防雷措施，只對N≤0.06的建筑物保證Ro值不大于10-5。當N＞0.06時Ro值達不到（即大于）10-5，因此，當N＞0.06時升級采用第二類防雷建筑物的防雷措施。

鄭州凱威防雷將部、省級辦公建筑物列入，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、展覽、博覽、體育、商業(yè)、影劇院、醫(yī)院、學校等建筑物。
第九款，從表2.2得保護第三類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。這表明對這類建筑物如采用第三類防雷建筑物的防雷措施，只對W≤0．3的建筑物保證Ro值不大于10-5。當W＜0．3時Ro值達不到（即大于）10-5，因此，當N>0．3時升級采用第二類防雷建筑物的防雷措施。
.2. 0. 4 第二款，當沒有防雷袋置時η=0，從表2．3查得公共建筑物的No＝1.2·10-2。將這兩個數(shù)值代入關(guān)系式（2．7），得0≥1一（1.2·10-2/N），所以V≤0．012。這表明對這類建筑物當N＜0．012時可以不設(shè)防雷裝置；當V≥0．02時要設(shè)防雷裝置。
第三、四款，當沒有防雷裝置時，η＝0，從表2．3查得一般建筑物的No＝6·10-2。將這兩個數(shù)值代入關(guān)系式（2.7））得0≥1一6·10-2/N，所以y≤0．06。這表明對這類建筑物當N＜0．06時可以不設(shè)防雷裝置；當N≥0．06時要設(shè)防雷裝置。
下面用長60m、寬13m（即四個單元住宅）的一般建筑物作為例子進行驗算對比。其結(jié)果列于表2．4。原規(guī)范的建筑物年計算雷擊次數(shù)的經(jīng)驗公式為原規(guī)范的（附2．1）式。本規(guī)范的建筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)為（附1．1）式。K值均取1。
要精確計及周圍物體對建筑物等效面積的影響，計算起來很繁雜，因此，略去這類影響的精確計算。但在選用一些參數(shù)時已適當作了修正。N的計算見本規(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)定僅對制造、使用和貯存爆炸物質(zhì)的建筑物和爆炸危險環(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、時間極短，通常不會引發(fā)火災(zāi)危險。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，此問題也跟著得到解決。
關(guān)于電子元件的過電壓保護分三部分，即220/380V電源部分、信息線路、有電子元件的設(shè)備本身。信息線路的過電壓保護應(yīng)由信息線路設(shè)計者解決。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)過電壓保護器，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的重要性由信息線路設(shè)計者一起解決，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)的危險性。

本規(guī)范現(xiàn)仍采用原來規(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。國際電工委員會1990年版IECI024一1：1990標準建筑物防雷第一部分通則（以下簡稱IECI024一1）的內(nèi)容也包括了這些方面的要求，不過叫法不同。有些國家和上述IEC的防雷標準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。本規(guī)范的防直擊雷包含防反擊的內(nèi)容。由于時間問題，只整理了部分內(nèi)容，更多內(nèi)容見鄭州凱威防雷報連載。
未完待續(xù)……