摘 要:目前我國的建筑物防雷保護(hù)長期以來遵循的主要標(biāo)準(zhǔn)為GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》。另外,2008年我國頒布了等同采用IEC62305系列的GB/T21714-2008《雷電防護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)體系。從標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)來說前者屬于建筑物防雷專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),實用性較強(qiáng);后者屬于雷電防護(hù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),適用于建筑物及其相連的服務(wù)設(shè)施。
關(guān)鍵詞:LPS(防雷裝置) LPMS(雷擊電磁脈沖防護(hù)) LPL(雷電防護(hù)水平)
中圖分類號:TU89 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)12(a)-0051-02
“雷電”這個詞自古以來就一直伴隨著人類的生活,并且給我們?nèi)祟惖纳钤斐闪瞬恍〉挠绊?。如何做好雷電的防護(hù)工作對人類來說是一項重大而艱巨的任務(wù),而建筑物的雷電防護(hù)更是值得我們?nèi)パ芯颗c探討的一項重要問題。為此我們國家于2008年和2010年頒布了GB/T 21714《雷電防護(hù)》標(biāo)準(zhǔn)體系和GB 50057-2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》兩部國家標(biāo)準(zhǔn),為我國建筑物的防雷保護(hù)提供了設(shè)計的參考依據(jù)。
1 防雷裝置(LPS)
防雷裝置(LPS)用于減少閃擊擊于建(構(gòu))筑物上或建(構(gòu))筑物附件造成的物質(zhì)性損害和人身傷亡,由外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置組成。內(nèi)部防雷裝置是由防雷等電位連接與外部防雷裝置的間隔距離組成,外部防雷裝置是由接閃器、引下線和接地裝置組成[1]。
根據(jù)GB/T 21714.3中的定義建筑物的外部LPS分為分離的和非分離的兩種。對于分離的雷電防護(hù)系統(tǒng)(LPS),如果接閃器位于多個分離支撐桿上,每個支撐桿至少應(yīng)安裝一根引下線。支撐桿為金屬材料或互聯(lián)鋼筋,則不需另外的引下線。如果接閃器為避雷線,則避雷線的每一支點至少需要一根引下線。如果接閃器為避雷網(wǎng),則每一支撐線的末端至少需要一個引下線。對于非分離的LPS,引下線的數(shù)量不應(yīng)少于2 根,且最好圍繞建筑物的周邊等間隔盡可能沿建筑物暴露在外的墻角設(shè)置[2]。
在LPS的設(shè)計上GB/T 21714和GB 50057兩規(guī)范是有一定的差別的。比如接閃器的主要尺寸、位置、布局和設(shè)計方法上GB/T 21714采用的是保護(hù)角法、滾球法或網(wǎng)格法,LPS的分類分為四類,建筑物滾球半徑分別為20 m、30 m、45 m和60 m,網(wǎng)格尺寸分別為5×5、10×10、15×15、20×20;而GB 50057采用的是滾球法或網(wǎng)格法,LPS的分類分為三類,建筑物滾球半徑分別為30 m、45 m和60 m,網(wǎng)格尺寸分別為5×5或6×4、10×10或12×8、20×20或24×16。
2 雷擊電磁脈沖防護(hù)(LPMS)
雷擊電磁脈沖(LEMP)是指雷電流經(jīng)電阻、電感、電容耦合產(chǎn)生的電磁效應(yīng),包含閃電電涌和輻射電磁場[1]。雷擊電磁脈沖(LEMP)的防護(hù)措施系統(tǒng)叫LPMS,它與電磁兼容(EMC)有密切的關(guān)系,前者是后者的一個特殊部分,兩者都致力于電子系統(tǒng)對電磁騷擾的抵御。LEMP的分析是建立在EMC的理論基礎(chǔ)上的,LPMS要借助EMC 的許多措施,而不一定要另起爐灶。特殊之處在于LEMP來源于非常強(qiáng)烈的雷電放電過程,量值高而概率小。LPMS擔(dān)負(fù)的是不讓電子設(shè)備永久性損壞或電子系統(tǒng)永久性失效,LPMS器件要通過巨大的能量。
GB/T 21714標(biāo)準(zhǔn)體系將綜合防雷體系看成由雷電防護(hù)系統(tǒng)(LPS)和LEMP防護(hù)措施系統(tǒng)(LPMS)組成[2]。LPS針對建筑物實體和生命體的防護(hù),LPMS針對電氣電子系統(tǒng)的防護(hù)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是,在綜合防雷體系中,這些措施不是孤立的,而是作為一個整體來綜合考慮的。一種防雷措施對于多種雷電危害都有防護(hù)效果,同樣,另一種雷電危害的防護(hù)需要考慮多種措施的綜合作用。
3 GB 50057和GB/T 21714標(biāo)準(zhǔn)體系的差異
從建筑物防雷的分類上來說GB 50057按照雷害后果的嚴(yán)重性、建筑物的重要性和年預(yù)計雷擊次數(shù)直接將建筑物的防雷劃分為三類,并對三類防雷建筑給出了明確的雷擊防護(hù)措施要求,GB/T 21714則不硬性劃分建筑物的防雷類別。而是按照4類損害源、3種損害類型、4種損失類型和相應(yīng)的4種風(fēng)險來劃分,根據(jù)風(fēng)險評估,按雷電流幅值出現(xiàn)概率,考慮防護(hù)的雷電流的最大和最小值范圍劃分I、II、III、IV類雷電防護(hù)水平(LPL),然后對應(yīng)于LPL定義雷電防護(hù)系統(tǒng)LPS的I、II、III、IV級,依據(jù)必要性和經(jīng)濟(jì)合理性原則選擇合適的防雷措施,使風(fēng)險降低到可接受的程度。
從防雷的接收面積來看兩個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范也存在著一定的差異。如圖1所示,GB 50057是當(dāng)建筑物高度H<100 m是,按擴(kuò)大寬度計算接收面積;當(dāng)建筑物高度H>100 m時,按擴(kuò)大寬度D=H計算接收面積。而GB/T 21714則是對平坦大地上的孤立建筑物,按建筑物上各點以斜率為1/3的直線向地面投射的面積計算接收面積,而對于形狀復(fù)雜的建筑物、建筑物的一部分的接收面積的計算和服務(wù)設(shè)置接收面積的計算也給出了說明。
此外,從設(shè)計者的角度而言,GB 50057規(guī)范已經(jīng)應(yīng)用成熟,可操作性很強(qiáng),且必須滿足對各類防雷建筑物的防雷措施規(guī)定要求,設(shè)計的自主性較小,應(yīng)該說是比較適合目前國內(nèi)設(shè)計的習(xí)慣的。而GB/T 21714應(yīng)該說是剛開始應(yīng)用,需要設(shè)計根據(jù)具體的風(fēng)險評估和技術(shù)經(jīng)濟(jì)型評價選擇合適的防雷措施,有較強(qiáng)的設(shè)計自主性和適應(yīng)性,對設(shè)計的專業(yè)水平和設(shè)計協(xié)調(diào)能力要求較高。
從實際情況來看,兩個規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)各有自身的優(yōu)勢和缺點。目前,國內(nèi)設(shè)計采用較多的是GB 50057這本防雷設(shè)計規(guī)范,但是如果在設(shè)計過程中能夠充分考慮GB/T 21714中的相關(guān)內(nèi)容來加以互補(bǔ),那么我們可以相信我們的建筑物防雷工程應(yīng)該能夠比現(xiàn)在做的更為出色。
參考文獻(xiàn)
[1]GB 50057-2010,建筑物防雷設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社,2011.
[2]GB/T21714-2008,雷電防護(hù)[S].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.