建筑物雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估中的風(fēng)險(xiǎn)分量分析及影響因素

1、    建筑物雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估中的風(fēng)險(xiǎn)分量分析及影響因素    張勇年楊霰【摘要】 雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估是建筑物防雷工程的重要設(shè)計(jì)依據(jù)，掌握雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)架，根據(jù)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估風(fēng)險(xiǎn)各分量性質(zhì)及影響評估分量因素，使評估更加精準(zhǔn)?！娟P(guān)鍵詞】雷擊風(fēng)險(xiǎn) 風(fēng)險(xiǎn)評估 風(fēng)險(xiǎn)量引言：雷擊災(zāi)害時(shí)刻威脅著人類的生命財(cái)產(chǎn)安全，雷擊在發(fā)生過程中產(chǎn)生的放電現(xiàn)象對建筑物和人群造成傷害損失，對社會(huì)公共服務(wù)構(gòu)成嚴(yán)重影響。為了避免和降低這種雷擊風(fēng)險(xiǎn)，必須對該風(fēng)險(xiǎn)量有正確認(rèn)識(shí)，并通過各種途徑降低風(fēng)險(xiǎn)。其中雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估作為風(fēng)險(xiǎn)評估的重要組成，是降低風(fēng)險(xiǎn)的一種有效措施，根據(jù)中華人民共和國氣象法、氣象災(zāi)害

2、防御條例、防雷減災(zāi)管理辦法及防雷裝置設(shè)計(jì)審核和竣工驗(yàn)收規(guī)定等相關(guān)法律法規(guī)對雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估項(xiàng)目做了明確要求。雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估的評估標(biāo)準(zhǔn)需充分考慮不同類型雷擊損失及風(fēng)險(xiǎn)因素，在實(shí)踐評估中，由于評估目標(biāo)物的性質(zhì)不同且復(fù)雜，因此必須對被評估對象各風(fēng)險(xiǎn)量損失類型進(jìn)行鑒別，科學(xué)合理評定評估目標(biāo)的每一種風(fēng)險(xiǎn)。1.雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)架雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估是在一定法律法規(guī)和技術(shù)的依據(jù)上進(jìn)行的，在一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)對被評估對象所在地雷電活動(dòng)時(shí)空分布特征和災(zāi)害特征，以及雷電可能導(dǎo)致的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失等危害程度進(jìn)行的綜合風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算。通過一定標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)評估為被評估對象提供科學(xué)的防雷設(shè)計(jì)方案。這種雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估標(biāo)準(zhǔn)是建立在現(xiàn)代化社會(huì)生

3、產(chǎn)形式、微電子設(shè)備對雷電危害的敏感程度等因素方面。根據(jù)雷電危害發(fā)生空間位置s1、s2、s3和s4四種類型，將不同類型雷電閃擊過程中每一種危害類型作為雷擊評估風(fēng)險(xiǎn)量。1.1雷擊類型雷擊類型按照雷擊點(diǎn)位置分為以下幾種損害成因：s1：雷擊建筑物；s2雷擊建筑物附近；s3：雷擊通訊服務(wù)設(shè)施；s4：雷擊電力、通訊等服務(wù)設(shè)施附近。1.2損害類型雷擊可能損失根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)類型、內(nèi)部物品、用途、服務(wù)設(shè)施等方面，將雷擊基本損害類型劃分為d1：人畜傷害；d2物理傷害和d3電子電氣系統(tǒng)故障三種。雷擊建筑物的損害可能局限某一部分或整體，同時(shí)可能殃及相關(guān)電子電氣系統(tǒng)，對相關(guān)服務(wù)設(shè)施造成損害。1.3損害類型任何一種損害都

4、會(huì)對被保護(hù)對象產(chǎn)生不同損失，其中損失類型根據(jù)被保護(hù)對象本身特性，建筑物損失類型應(yīng)考慮到l1：人身傷亡損失；l2：公眾服務(wù)通訊和電力損失；l3：文化遺產(chǎn)損失和l4：經(jīng)濟(jì)損失。1.4風(fēng)險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)分量風(fēng)險(xiǎn)是雷擊造成的年均損失與被保護(hù)對象總價(jià)值比，建筑物風(fēng)險(xiǎn)損失應(yīng)充分考慮到r1：人身傷亡損失；r2：公眾服務(wù)損失；r3文化遺產(chǎn)損失和r4經(jīng)濟(jì)損失風(fēng)險(xiǎn)四種，計(jì)算出各種損失風(fēng)險(xiǎn)并求和得出各種損失風(fēng)險(xiǎn)。2.雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估風(fēng)險(xiǎn)分量2.1風(fēng)險(xiǎn)分量計(jì)算評估雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估是一個(gè)完整的評估系統(tǒng)，需要綜合考慮多方面因素。風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算：isk=probability×consequences （風(fēng)險(xiǎn)）=（事件概率）×

5、;（可能災(zāi)情） risk=si，po（pr（si），po（xi）c 式中，si 代表第 i 種致災(zāi)因子，pr（si）表示第 i 種致災(zāi)因子發(fā)生的概率，po（pr（si） 為 pr（si）的可能性分布，表示第 i 種災(zāi)害造成的損失，po（xi）為表示的第 i 種災(zāi)害的可能性分布。雷電風(fēng)險(xiǎn)評估中建筑物及服務(wù)設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算rx=（1-e-npt）l其中 n為建筑物的年均預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)；其內(nèi) p 容物可能損失數(shù)量的量度。若取觀察時(shí)間為1年（t=1），則當(dāng) np1 時(shí)，簡化公式為：rx=npl，因此總風(fēng)險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)分量的評估就是對nx、px、lx三個(gè)量綜合評估的過程。2.2風(fēng)險(xiǎn)分量鑒別風(fēng)險(xiǎn)分量ra是建筑物外3m

6、內(nèi)接觸或跨步電壓引起的傷亡，可能造成l1、l4型損失。建筑物突遇直擊雷后周圍存在接觸和跨步電壓，在該規(guī)定范圍內(nèi)若有活動(dòng)人員，將存在風(fēng)險(xiǎn)量ra，對r4風(fēng)險(xiǎn)損失的計(jì)算要鑒別建筑物外3m內(nèi)的活動(dòng)體即可。風(fēng)險(xiǎn)分量rb是由雷擊建筑物產(chǎn)生電火花導(dǎo)致的可能損害，需要考慮到建筑物的性質(zhì)，若建筑物自身和內(nèi)存放物不具備燃燒和爆炸條件則不存在rb。確定rb導(dǎo)致的l1類型損失時(shí)要考慮到建筑物內(nèi)易燃易爆物品及量級，活動(dòng)人員不在危險(xiǎn)范圍內(nèi)時(shí)則rb分量不會(huì)導(dǎo)致l1損失，或存放易燃易爆物量不足以對人員構(gòu)成傷害的l1損失可忽略。l2型損失時(shí)要考慮到建筑物內(nèi)是否直接通過線纜、管道提供對外服務(wù)，若該類服務(wù)被中斷后的影響過大也應(yīng)確定

7、l2型損失。確定l3型損失根據(jù)國家對建筑物本身和內(nèi)部存放物價(jià)值進(jìn)行定級。rb分量存在即導(dǎo)致l4型損失產(chǎn)生。風(fēng)險(xiǎn)分量rc是雷擊建筑物產(chǎn)生電感耦合過電壓引起內(nèi)部裝置損失，一般是l2和l4型損失，確定rc是否存在是相對直觀的需要根據(jù)目標(biāo)物內(nèi)電子電氣裝置情況。確定rc引起的l1型損失要了解電子電氣環(huán)境、設(shè)備類型、工藝等特性，確定裝置是否引起爆炸。若活動(dòng)人員不在爆炸范圍內(nèi)，rc不會(huì)引起l1型損失，在鑒別rc是否引起l1型損失過程中需要正確了解生命與電子電器之間的正常工作關(guān)系。風(fēng)險(xiǎn)分量rm是雷擊電磁脈沖感應(yīng)的過電壓導(dǎo)致的l2和l4類損失，若建筑物內(nèi)裝置失效引起的生命危機(jī)會(huì)導(dǎo)致l1型損失。rm與rc所導(dǎo)致的

8、電器失效區(qū)別是引起裝置失效的損害源不同。風(fēng)險(xiǎn)分量ru由是否存在長金屬物決定，確定ru是否引起l1型損失考慮建筑物是否存在長金屬物和室內(nèi)人員是否與金屬物接觸。3.雷擊風(fēng)險(xiǎn)量影響因素3.1雷擊地密度由地閃定位網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供被評估對象雷擊大地次數(shù)，或利用氣象臺(tái)站觀測歷史資料并結(jié)合閃電定位資料計(jì)算得出。3.2位置因素評估目標(biāo)與周圍物體高度比較，對于服務(wù)設(shè)施，若周圍高度高于建筑物，因子取值0。3.3土壤類型風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)與地面接觸電阻成正比。3.4建筑物內(nèi)外人員建筑物內(nèi)外人員數(shù)量對rb、rv的估算影響，應(yīng)考慮到危險(xiǎn)時(shí)人員疏散問題。3.5防雷級別建筑物設(shè)計(jì)安裝的防雷系統(tǒng)級別直接影響ra、rb的估算，提高強(qiáng)雷暴區(qū)的防雷級別可降低風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。3.6spd類型安裝符合規(guī)格類型spd可有效防止過電壓、過電流故障，對其何時(shí)規(guī)格的選擇按照gb/t21714相關(guān)規(guī)定。3.7內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)通過合理布線、屏蔽、等電位連接等防護(hù)設(shè)計(jì)，可有效減少雷擊建筑物內(nèi)造成的設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)與自身的耐壓水平有直接關(guān)系。4.結(jié)語對建筑物進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估是一項(xiàng)高技術(shù)、復(fù)雜的過程，一定要掌握雷擊風(fēng)險(xiǎn)評估各種因素，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估分量進(jìn)行計(jì)算，對相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)量的選取和估算應(yīng)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)量特性，在法規(guī)和市場行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上遵循科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、全面原則，使評