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谈住宅建筑物防雷等级的分类

发布时间：2014-7-15

杨翔云

〖摘　要〗　　根据国家标准和行业建设部　标准的要求，讨论有关住宅建筑物防雷等级的分类及有关计算。
〖关键词〗　　国标部标　防雷分类　计算
　　一、国家有关规范对住宅建筑物防雷的分类
　　国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057－942000年版　以下简称国标　对有关住宅建筑防雷分类如下：
　　第2.0.3条　遇下列情况之一时，应划分为第二类防雷建筑物：
　　八.预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。
　　九.预计雷击次数大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
　　第2.0.4条遇下列情况之一时，应划分为第三类防雷建筑物：
　　二、预计雷击次数大于0.012次/a，且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物。
　　三、预计雷击次数大于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
　　以上条文均已载入《工程建设标准强制性条文》房屋建筑部分　，必须严格执行。
　　二、行业标准有关规范对住宅建筑物防雷的分类
　　建设部推荐性行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16－92以下简称部标　对有关住宅建筑防雷分类如下：
　　12.2.1　一级防雷的建筑物
　　12.2.1.3　高度超过100m的建筑物。
　　12.2.2　二级防雷的建筑物
　　12.2.2.3　19层及以上的住宅建筑和高度超过50m的其他民用建筑物。
　　12.2.3　三级防雷的建筑物
　　12.2.3.1　当年计算雷击次数大于或等于0.05时见附录D.2　，或通过调查确认需要防雷的建筑物。
　　12.2.3.2　建筑群中最高或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物。
　　12.2.3.4　历史上雷害事故严重地区或雷害事故较多地区的较重要建筑物。
　　12.2.4　在确定建筑物防雷分级时，除按上述规定外，在雷电活动频繁地区或强雷区可适当提高建筑物的防雷等级。
　　三、住宅建筑物防雷的分类方法
　　通过以上有关规范的介绍，我们可以看出，国标与部标对住宅建筑物的防雷等级的划分是不同的，国标是按建筑物的重要性、使用性质、预计雷击次数等，来确定建筑物的防雷等级。住宅不存在第一类防雷建筑物，一般可分为第二类防雷和第三类防雷建筑物。部标主要是按建筑物的重要性、使用性质、建筑物的高度等，来确定建筑物的防雷等级。但在三级防雷的建筑物中，如12.2.3.1条，需按预计雷击次数，通过计算确定建筑物的防雷等级。住宅一般可分为一级防雷、二级防雷和三级防雷建筑物。国标的第二类防雷和部标的一级防雷措施相当。国标的第三类防雷和部标的二级和三级防雷措施相当。由于国标有关住宅建筑防雷分类条文已载入《工程建设标准强制性条文》房屋建筑部分　，必须严格执行。部标作为行业标准也要执行。因此，笔者认为，我们在设计中，必须严格按国标确定住宅的防雷等级。如果是100m以上的住宅，根据部标12.2.1.3条，不用计算即可确定为一级第二类　防雷建筑物。100m以下的住宅建筑物，必须按国标要求，通过计算确定住宅的防雷等级是第二类防雷建筑物还是第三类建筑物。例如高49.3m、17层占地面积1440m2的长方形住宅六单元住宅　，通过计算年预计雷击次数N，与国标第2.03条的八、九项和第2.0.4条二、三项比较详“住宅防雷计算表”序号1　，在广州地区为第二类防雷建筑物。而同高同层数占地面积640m2的长方形住宅三单元住宅　，通过计算为第三类防雷建筑物详“住宅防雷计算表”序号2　。如果按部标12.2.3.1条，年预计雷击次数N大于0.05时，只能将此二栋住宅归到三级防雷建筑中去。将降底住宅的防雷标准。由此可以看出，不能简单以住宅高度来判断住宅建筑物的防雷等级，还应以住宅建筑物占地面积和形状以及住宅所处的地理位置有关，且应按国标通过计算。否则将得出错误的结论。
　　四、住宅建筑物防雷的分类计算
　　在国标中，住宅建筑物防雷分类，是通过计算、按规范比较建筑物年预计雷击次数，来确定住宅建筑物的防雷等级。
　　建筑物年预计雷击次数应按下式确定
N=kNgAe 1.1式　
式中N—建筑物预计雷击次数次/a　；
K—校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值；位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处　地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；
Ng—建筑物所处地区雷击大地的年平均密度次/km2·a　；
Ae—与建筑物截收相同雷击次数的等效面积km2·a　
雷击大地的年平均密度应按下式确定：
Ng=0.024T1.3
式中：Td—年平均雷暴日，根据当地气象台、站资
料确定d/a　。根据国标第89页，广州年平
均雷暴日Td=87.6d/a　
建筑物等效面积Ae为其实际面积向外扩大后的面积。其计算方法当建筑物高度H小于100m时，其每边的放大后宽度和等效面积应按下列公式计算确定：
D= H200－H　
Ae=LW＋2L＋W　· H200－H　
＋πH（200－H）·10－6
式中D—建筑物每边的扩大宽度m　；
L、W、H—分别为建筑物的长、宽、高m　。
　　下表是通过计算相同高度不同占地面积住宅建筑物和相同占地面积不同高度住宅建筑物的年预计雷击次数N，来看对防雷等级划分的影响。从表中我们可以看出：在广州地区，当建筑物处在相同的位置，K取相同数值，高度也相同时高度小于100m如表中序号1、2项　，住宅建筑物的防雷等级与建筑物的等效面积Ae有关，此时实际平面积等效面积　大的住宅建筑物，根据公式1.1式计算，年预计雷击次数就多；根据国标第2.03条的八、九项和第2.0.4条第二、三项，防雷等级就高如表中序号1项，二类防雷　，或必须防雷如表中序号2项，三类防雷　。当建筑物处在相同的位置，K取相同数值，住宅建筑物的实际平面积等效面积Ae　相同时，防雷等级与建筑物高度有关，住宅建筑物高H大时，根据公式1.1式计算，年预计雷击次数就多；根据国标第2.03条的八、九项和第2.0.4条二、三项，防雷等级就高如表中序号3项，二类防雷　，或必须防雷如表中序号4项，三类防雷　。表中序号5、6、7、8项也是当建筑物处在相同的位置，K取相同数值，住宅建筑物的实际平面积等效面积Ae　相同时S=560m2　，防雷等级随建筑物高度不同而分别为二类防雷H=65m　、三类防雷H=60m、H=7m　、不需防雷H=4.5m　住宅建筑物。当住宅建筑物处在不同的地点时，如位于旷野孤立处；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物；和结构形式不同时，如金属屋面的砖木结构建筑物等。由于校正系数k取值不同，计算出来的年预计雷击次数N也不一样如表中序号9、10、11、12项　，必须通过计算与国标第2.0.3的八、九项和第2.0.4条二、三项比较后，确定住宅建筑物的防雷等级。
　　五、住宅建筑物防雷分类
　　通过以上讨论，我们认为，住宅建筑物防雷等级的确定，不能仅凭经验判断、或仅仅只按建筑物高度和层数来定、或仅仅只按建筑物实际平面积大小来定、或仅仅只按建筑物所处的位置来定，而必须通过计算建筑物年预计雷击次数N与国标第2.0.3第的八、九项和第2.0.4第二、三项比较后，确定住宅建筑物的防雷等级。如果是100m以上的住宅，根据部标12.2.1.3条，不用计算即可确定为一级第二类　防雷建筑物。
参考文献
　　1《建筑物防雷设计规范》GB50057－942000年版　　　中国计划出版社出版，2001.2
　　2《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16－92：中国计划出版社出版，1993.10