雷击风险评估案例——某综合楼建设项目雷电灾害风险评估

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1、XX综合楼建设项目雷电灾害风险评估报告XX市XX综合楼建设项目雷电灾害风险评估报告引言 XX市气象信息技术服务有限公司受XX市XX建设发展有限公司的委托，依据XX省气象灾害防御条例等法律法规的要求，对XX市XX综合楼建设项目进行雷电灾害风险评估。考虑该建设项目的地理位置距离最近的国家气象观测站为XX国家气象观测站，确定本次评估的典型代表站为XX国家气象观测站，并依据其观测资料进行分析评估。为了精确计算和分析闪电发生的强度和频率，引用了XX地区闪电观测资料，在此基础上对XX市XX综合楼建设项目雷电灾害影响进行风险评估，形成本报告。第一章 评估依据1、中国气象局18号令气候可行性论证管理办法第五条

2、：气象主管机构应当根据城乡规划、重点领域或者区域发展建设规划编制需要，组织开展气候可行性论证。规划编制单位在编制规划时应当充分考虑气候可行性论证结论。2、中国气象局8号令防雷减灾管理办法第五章第二十七条：各级气象主管机构应当组织对本行政区域内的大型建设工程、重点工程、爆炸危险环境等建设项目进行雷击风险评估，以确保公共安全。3、江苏省气象灾害防御条例第二章第十条规定：气象主管机构应当依法组织对城市规划编制、重大工程建设、重大区域性经济开发项目进行气候可行性论证，对雷电灾害风险作出评估。4、XX市防雷减灾管理办法(泰政发2006161号文件)第二章第七条：市、市（县）气象主管机构应当组织对本行政区

3、域内的大型建设工程、重点工程、爆炸危险环境等建设项目进行雷击风险评估，以确保公共安全。5、技术规范标准（1）国家标准建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000版）（2）国家标准建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004（3）国家标准GB/T21714.22008 雷电防护 第2部分：风险管理（4）气象行业标准QX/T85-2007雷电灾害风险评估技术规范（5）国家标准GB/T17949.1-2000接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则 第1部分：常规测量（6）国家标准GB50054-95低压配电设计规范（7）国家标准GB/T50314-2006智能建筑设计标准（8

4、）国家标准电子计算机机房设计规范GB50174-1993（9）国际电工委员会（IEC）标准Protection of Structures against LightningIEC 62305-2（10）国际电工委员会（IEC）标准Protection against lightning electromagnetic impulse(雷电电磁脉冲的防护)IEC 61312（11）公安部标准计算机信息系统防雷保安器GA173-1998（14） 第二章 项目概况及所属地区地理环境、气候特征1 项目简介XX市XX综合楼建设项目位于引江大道的西侧，姜寺路的南侧。该项目的西、南、北面环田，东侧为西气东

5、输。距离该建筑项目的东侧60米的是324平米的方形防空火炬用地。XX市XX综合楼为5F，包括户籍档案室、信息采集室、调解室、库房、餐厅和训车室等。在项目的左侧为公安附属用房,右侧为消防附属用房。工程项目平面图如下： 2 项目所属地区地理环境、气候特征介绍XX市海陵区位于东经11938至12038，北纬3155至3312。地处江苏省腹部，宁（南京）通（南通）公路（328国道）中段，卤汀河、南官河、泰东河、引江河、新通扬运河、老通扬运河六条航道的交会点。西邻江都市，北、东与姜堰市接壤，南连高港区。XX属亚热带湿润季风气候，季风环流是支配境内气候的主要因素，四季分明，雨水充沛。其主要气候特征为：（1

6、）季风盛行，四季分明，雨量丰沛。秋冬盛行东北偏北风，春夏盛行东南风，平均年雨量1033.6mm，但年际变化大，最多年1991年1796.0mm，最少年1978年395.6mm，旱涝不均。根据1955-2006年资料统计，XX地区24小时最大降水量186.3mm、3小时最大降水量110.3mm、1小时最大降水量71.5mm和 10分钟最大降水量28.6mm。（2）光照充足、热量丰富、雨热同季。平均年日照2177.9小时，年平均气温15.0，平均无霜期225天，68月雨量占年降水量的46.4%。（3）冬冷夏热，春温多变，秋高气爽。最热月 (7月) 平均气温27.0，极端最高气温39.4，最冷月 (

7、1月) 平均气温2.0，极端最低气温-19.2，春秋宜人但时间短暂。（4）灾害性天气频繁。一年四季均有灾害性天气发生，XX主要灾害性天气有：暴雨、大风、连阴雨、雷暴、台风、雷电、龙卷风、冰雹、飑线、寒潮、霜冻、暴雪、雾、高温、洪涝等。XX冬季和秋季盛行东北偏北风，春季和夏季多吹东南风，全年以东南偏东风出现的频率最高。偏北风的风速明显大于偏南风，每个季节的各项风速统计中均有此特征表现。年平均风速3.2m/s，以3月的平均风速3.7 m/s最大，4月的平均风速次之。XX历年极大风速(瞬时)40 m/s。3 资料统计方法本评估工作的资料以XX国家气象观测站资料为基础，统计方法遵照中国气象局制定的“气

8、候资料统计分析”的有关规定，观测数据获取方法符合有关气象观测规范。XX国家气象观测站由中国气象局相关部门根据有关规范设置，其观测资料能够较好地反映该工程区域的气候特征。我们根据实地考察绘制出XX市XX综合楼建设项目和XX国家气象观测站之间的示意图片：第三章 雷击风险评估概述1 雷电危害概述雷电是发生在大气中的声、光、电物理现象，其放电电流可达数十千安培，甚至数百千安培。放电瞬间，雷电流产生巨大的破坏力和很强的电磁干扰作用，引起的灾害是自然界十大灾害之一。雷云对地放电，能够对地面上的建筑物和设施构成严重危害，其危害主要分为两类：直接危害和间接危害。直接危害主要表现为雷电引起的热效应、机械效应和冲

9、击波等；间接危害主要表现为雷电引起的静电感应、电磁感应和暂态过电压等。雷云对地放电时，强大的雷电流从雷击点注入被击物体，其热效应可使雷击点周围局部金属熔化；当雷电击中输电线路时，可将其熔断。这些都属热效应，如果防护不当，就会酿成火灾，带来更大的损失和灾难。雷电机械效应所产生的破坏作用主要表现为两种形式：电动力和内压力。众所周知，载流导体周围的空间存在着电磁场，在电磁场中的载流导体会受到电磁力的作用。雷击建筑物时，在电动力作用下，建筑物内的导体之间会相互吸引或排斥，引起变形，甚至会被折断。在被击物体的内部产生内压力是雷电机械效应破坏作用的另一种表现形式。由于雷电流幅值很高，作用时间很短，击中建筑

10、构件时，在其内部瞬时产生大量热量，在短时间内热量来不及散发出去，致使物体内部的水分被大量蒸发成水蒸气，并迅速膨胀，产生巨大的爆炸力，能够使被击建筑构件崩塌。雷电产生的冲击波类似于爆炸产生的冲击波。在雷云对地放电过程的回击阶段，放电通道中既有强烈的空气游离又有强烈的异性电荷中和，通道中瞬时温度很高，使得通道周围的空气受热急剧膨胀，并以超声波向四周扩散，从而形成冲击波。同时，通道外围附近的冷空气被严重压缩，在冲击波波前到达的地方，空气的密度、压力和温度都会突然增大，产生剧烈振动，可以使其附近的建筑物遭到破坏，人、畜受到伤害。雷电的静电感应和电磁感应作用均属于雷电的间接危害。当空间有带电的雷云出现时

11、，雷云下的地面及建筑物等，都因静电感应而带上相反的电荷。从雷云的出现到发生雷击(主放电)所需时间相对于主放电过程的时间要长得多，雷云下的地面及建筑物等有充分的时间累积大量电荷。当雷击发生后，局部地区的感应电荷不能在同样短的时间内消失，形成局部高电压。这种由静电感应产生的过电压对接地不良的电气系统有很强破坏作用，使接地不良的金属器件之间发生火花，这对易燃易爆场所而言，是非常危险的。雷电流具有很高的峰值和波前上升陡度，能在所流过的路径周围产生很强的暂态脉冲电磁场，处在该电磁场中的导体会产生感应过电压（流）。建筑物内通常敷设着各种电源线、信号线和金属管道（如供水管、供热管和供气管等），这些线路和管道

12、常常会在建筑物内的不同空间构成环路。当建筑物遭受雷击时，雷电流沿建筑物装置中各分支导体入地，流过分支导体的雷电流会在建筑物内部空间产生暂态脉冲电磁场，脉冲电磁场交链不同空间的导体回路，会在这些回路中感应出过电压和过电流，导致设备接口损坏。雷电流产生的暂态脉冲电磁场不仅能在建筑物内的导体回路中感应过电压和过电流，而且也能在建筑物之间的通信线路中感应出过电压和过电流。随着城市现代化的不断发展，科学技术的不断进步，智能建筑迅猛发展，各类信息系统得到广泛应用，特别是超大规模集成电路的应用，极大的提高了工作效率。但是，这些电子设备普遍存在着绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点，一旦

13、建筑物受到直接雷击或其附近区域发生雷击，雷电过电压、过电流和脉冲电磁场会通过供电线、通信线、接收天线、金属管道和空间辐射等途径侵入建筑物内，威胁室内电子设备的正常工作和安全运行。如防护不当，这些雷害轻则使电子设备误动作，重则造成电子设备永久性损坏，严重时还可能造成人员伤亡。XX地处长江北岸，由于冷暖空气时常在此交汇，所以XX为多雷区，根据对XX地区1959年至2009年人工观测资料统计分析，雷暴集中在夏季，占69.6%，春季次之，占19.6%，冬季最少。雷暴初日：平均3月14日，最早1月1日，最晚5月30日。雷暴终日：平均10月1日，最早8月25日，最晚12月31日。雷电灾害个例分析2009年

14、6月21日雷雨大风过程闪电定位资料分析“090621雷雨大风”过程的闪电定位仪观测的闪电强度变化来看，在18点58分瞬间闪电强度达到了-39.8KA，在局部地区的某个时段很有可能造成较大的危害。2009年6月21日XX地区闪电定位仪观测闪电强度变化曲线（KA）2009年6月21日雷雨大风过程灾情分析受冷暖空气共同影响，XX6月21日下午17时30分左右出现雷雨大风， 开发区寺巷镇一位57岁姓孙的女性遭雷击身亡。2 雷击风险评估目的XX市XX综合楼建设项目投入使用后内部人员较多、密集，对其进行雷击灾害风险评估，目的是分析建设项目遭受雷击损害的可能性，计算雷击人员生命损失风险，并与风险允许值比较，

15、判断是否需要采取防雷措施，以及防雷措施应达到的防护等级，指导防雷设计与施工。同时在报告中提出科学、经济、符合项目特性的防雷措施，以降低雷击风险，使雷击风险在可接受的范围内，确保建筑物内的人员生命及财产的防雷安全。第四章 大气雷电环境评价1 雷电参数1.1 雷暴日在指定区域内一年四季所有发生雷电放电的天数，用Td表示，一天内只要听到一次或一次以上的雷声就算是一个雷暴日。通常情况下，距离观测点15km以内的雷电可以听到其雷声，超出此范围的雷电不能够被听到，也就是说，该指定区域的范围是以观测点为圆心，以15km为半径的圆形区域。根据XX地区1959年至2009年气象资料统计可知，本地区年平均雷暴日为

16、34.1天，年最多雷暴日数为54天。1.2 地闪密度地闪密度是指每平方公里年平均落雷次数，是表征雷云对地放电的频繁程度的量，是估算建筑物年预计雷击次数时重要的参数。用Ng表示，单位为：次/km2a。以下雷电资料取自江苏省雷电监测网，以在XX市XX综合楼建设项目位置附近现场测量的地理参数为基准点，以3.5km为半径，提取4年（20062009）地闪资料，进行统计分析。根据图4-1，可得到建设项目3.5km半径范围内4年（20062009）最大地闪密度约为6次/km2a，该值作为评估时的地闪密度。图4-1 建设项目3.5km半径范围4年（20062009）地闪密度分布图从江苏省雷电监测网提取的4年

17、（20062009）在建设项目3.5km半径的地闪资料可知，建设项目3.5km半径区域范围内4年观测到的雷电流幅值为136.2kA，平均雷电流值为30.2kA。1.3 地闪季节变化规律图4-2 建设项目3.5km半径范围4年（20062009）地闪月平均分布概率图图4-2是根据建设项目3.5km范围4年（20062009年）地闪数据绘制的月均分布图，依据该图得出地闪月均活动规律：该地域地闪主要活动期为39、11月，其中6、7、8月份为地闪高发期，80%以上的地闪都发生在这三个月份；35、9、11月份为地闪多发期，约20%的地闪发生在这五个月，1、2、10、12月份基本没有地闪发生。1.4 地闪

18、时变化规律图4-3 建设项目3.5km半径范围4年（20062009）地闪时平均分布概率图图4-3是根据建设项目3.5km范围4年（20062009年）地闪数据绘制的日均分布图，从图中可得出地闪日均活动规律：该地域13、1320时为地闪多发时段，其中23、1314、1517时段雷电活动比较强烈。2 土壤电阻率本报告中所用的土壤电阻率数值来源于2010年7月23日在建设项目所在位置处现场采集的数据。现场勘测值为37.1（m），取季节系数为1.4，则=1.437.151.9（m）。第五章 雷击损害风险评估1 名词解释雷电灾害风险评估根据雷电及其灾害特征进行分析，对可能导致的人员伤亡、财产损失程度与

19、危害范围等方面的综合风险计算，为建设工程建设项目选址和功能分区布局、防雷类别与防雷措施确定等提出建设性意见的一种评价方法。防雷装置 LPS接闪器、引下线、接地装置、电涌保护器及其他连接导体的总和。电涌保护器 SPD目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件。它至少有一非线性元件。防雷区 LPZ需要规定和控制雷击电磁环境的那些区域。土壤电阻率表征土壤导电性能的参数，为单位体积土壤的阻抗。雷击损害概率 PX一次雷击事件导致需保护对象受损的概率。雷电灾害损失 LX一次雷击事件引起的与某种损害类型相对应的平均损失量。雷击风险 R雷击可能引起的年平均可能损失量（含人员和财物），与需保护对象的价值有关。雷

20、击风险分量 RX取决于损害源类型和损害类型的部分风险。雷击容许的风险 RT需保护对象能够容许的雷击最大风险值。2 雷击损害风险评估方法2.1 总的方法损害源雷电流是根本的损害源。损害源根据雷击点位置可以划分为：S1：雷击建筑物；S2：雷击建筑物附近；S3：雷击入户线路；S4：雷击入户线路附近。损害类型根据需保护对象特性的不同，雷击可能会引起各种损害。损害类型可划分为以下三种：D1：生物伤害；D2：物理损害；D3：电气和电子系统失效。损失类型根据需保护对象特性的不同，雷击可能会引起各种损失。损失类型可划分为以下四种：L1：人员生命损失；L2：公众服务损失；L3：文化遗产的损失；L4：经济损失（建

21、筑物及其内存物、服务设施的损失以及活动中断的损失）。表5-1按照雷击点区分的损害源、损害类型和损失类型雷击点损害源建筑物电力和通信线路损害类型损失类型损害类型损失类型S1D1D2D3L1，L42）L1，L2，L3，L4L11），L2，L4D2D3L2，L4L2，L4S2D3L11），L2，L4S3D1D2D3L1，L42）L1，L2，L3，L4L11），L2，L4D2D3L2，L4L2，L4S4D3L11），L2，L4D3L2，L4注1：1）是指仅对于具有爆炸危险的建筑物或医院或其他内部系统的失效马上会危及人员生命的建筑物注2：2）是指仅对于可能出现牲畜损失的情况风险R与损失类型相对应，有四种

22、风险：R1：人员生命损失风险；R2：公众服务损失风险；R3：文化遗产的损失风险；R4：经济损失风险。2.2 建筑物的风险组成对于建筑物来讲，取决于雷击点位置的下列风险组成必须加以考虑：a）损害源为S1型时，雷击建筑物引起的风险分量RA：在建筑物户外距离建筑物3m以内的区域中与接触电压和跨步电压造成生物伤害有关的风险分量。RA=NDPALARB：与建筑内因危险火花放电触发火灾或爆炸有关的风险分量。RB=NDPBLBRC：与LEMP造成内部系统失效有关的风险分量。RC=NDPCLCb）损害源为S2型时，雷击建筑物附近引起的风险分量RM：与LEMP造成内部系统失效有关的风险分量。RM=NMPMLMc

23、）损害源为S3型时，雷击入户线路引起的风险分量RU：与建筑物内雷电流侵入产生的接触电压造成生物伤害有关的风险分量。RU=（NL+NDa）PULURV：与雷电流侵入产生的物理损害（入户线路和金属部件之间的危险火花放电触发火灾或爆炸，通常位于线路入户处）有关的风险分量。RV=（NL+NDa）PVLVRW：与雷电流侵入造成的过电压引起内部系统失效有关的风险分量。RW=（NL+NDa）PWLW如果线路不止一个区段，RU、RV和RW的值是各区段线路的RU、RV和RW值的和。只需考虑建筑和第一个配线节点之间的各个区段。注：所考虑的服务设施仅仅指进入建筑物的线路。基于管道已连接到等电位连接排，所以没有把雷击

24、管道或管道附近考虑为损害源。如果没有安装等电位排，应当考虑这种威胁。d）损害源为S4型时，雷击入户线路附近引起的风险分量RZ：与入户线路上感应出的以及传导进入建筑物内的过电压引起内部系统失效有关的风险分量。RZ=（NI-NL）PZLZ如果线路不止一个区段，RZ的值是各区段线路的RZ值的和。只需考虑建筑和第一个配线节点之间的各个区段。另外，对于只定义了一个区域的单区域建筑物：对于风险分量RA、RB、RU、RV、RW和RZ，每个所涉参数只能有一个确定值，当参数的可选值大于一个时，应当选择其中的最大值。对于风险分量RC和RM，如果区域中涉及的内部系统大于一个，PC和PM的值应当分别计算如下：PC=1

25、-（1-PC1）（1-PC2）（1-PC3）PM=1-（1-PM1）（1-PM2）（1-PM3）参数PCi与内部系统I有关。与损失量L有关的参数：本评估报告按GB/T21714.2-2008附录C来计算L的值。根据建筑物的用途，区域中的缺省L值可以假定GB/T21714.2-2008附录C给出的典型平均值。除了PC和PM以外，如果区域中的参数有一个以上的可选值，应当采用导致最大风险结果的参数值。对于在建筑物内发生的不同类型损失，应考虑的风险组成见表5-2。表5-2 对于在建筑物内发生的不同类型损失，应考虑的风险组成损害源风险分量风险类型雷击建筑物S1雷击建筑物附近S2雷击入户线路S3雷击入户线

26、路附近S4RARBRCRMRURVRWRZR1(1)(1)(1)(1)R2R3R4(2)(2)（1）是指仅对于具有爆炸危险的建筑物或医院或其它内部系统的失效马上危及人员生命的建筑物.（2）是指仅对于可能出现牲畜损失的情况。表中:R1:人员生命损失的风险，R1=RA+RB+RC1)+RM1)+RU+RV+RW1)+RZ1)R2:公众服务损失的风险:R2=RB+RC+RM+RV+RW+RZR3:文化遗产损失的风险，R3=RB+RVR4:经济价值损失的风险，R4=RA2)+RB+RC+RM+RU2)+RV+RW+RZ2.3 评价防护需求的程序按照IEC 62305-1：2006，在计算对象的防雷需要

27、时应当考虑以下风险：建筑物的R1、R2和R4风险对于所考虑的每种风险，应当采取以下步骤:识别风险分量RX计算风险分量RX确认需考虑类型的损失及其相关对应风险R(R1至R4)；确定风险容许值RT通过风险R1，R2，R3与可承受风险RT的比较，对防护需求进行评估；如果Ri（i=1，2， 3）RT，防雷不是必须的。如果RiRT，应当采取IEC62305-3：2006、IEC62305-4：2006中的保护措施以减小对象遭受的所有风险，使得RiRT。表5-3 风险容许值损失类型RT/年人员生命损失10-5公众服务损失10-3文化遗产的损失10-3按照损害的类型，防护措施被直接用于减少风险。防护措施如符

28、合相关标准的要求，则认为是有效的。3 建设项目风险组成计算3.1 采取防雷措施前的风险计算根据XX市XX综合楼建设项目的情况，对各建筑内人员生命损失风险R1和经济损失风险R4进行评估。按照雷击风险评估程序，对采取防雷措施前的R1和R4值进行计算，结果见以下各表：由以上各表计算结果可知，采取防雷措施前，XX市XX综合楼建设项目各建筑的人员生命损失风险R1值均大于风险容许值RT（RT=10-5），因此，需采取防雷措施，使人员生命损失风险R1降至风险容许值RT之下。3.2 采取的防雷措施3.2.1 建筑物防雷类别根据建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000版）附录一，计算建筑年预计雷击次数。

29、年预计雷击次数N=kNgAeK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、地下水露头处等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5。1#楼为区域内最高建筑，视为旷野孤立的建筑物，K取值为2，其余建筑K取值为1。Ng建筑物所处地区雷击大地年平均密度（次/（ km2a）Ae与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）建筑年预计雷击次数计算结果见下表： 由上表计算结果可知，XX市XX综合楼建设项目内各建筑物预计雷击次数介于0.049次/a到0.171次/a之间，根据GB 50057-94（2000版）第2.0.4条,

30、XX市XX综合楼建设项目应按第三类防雷建筑要求采取防直击雷、防感应雷和防雷电波侵入等措施。3.2.2 确定具体的防雷措施由人员生命损失风险组成可知，导致风险值大的主要风险分量是RA、RB、RV。由RA、RB、RV的计算公式可知，为减小RA、RB、RV，可减小对应的概率PA（雷击产生的接触和跨步电压导致生物触电的概率）、PB（雷击建筑物导致物理损害的概率）、PV（雷击入户服务设施线路导致物理损害的概率）。为了减小PA、PB、PV值，对照GB/T 21714.2-2008附录B，提出如下防雷措施：a、减小PA值的措施：利用建筑物结构柱内钢筋作为防雷引下线、基础钢筋网作为接地装置，则PA降至0。b、

31、减小PB值的措施：根据计算确定的建筑物防雷类别，综合楼、消防附属用房、公安附属用房按第三类防雷建筑采取防直击雷、防雷电波侵入措施。则PB降至0.001（注：GB50057-94（2000版）中的三类对应GB/T 21714.1-2008中的级）。c、减小PV值的措施：综合楼、消防附属用房、公安附属用房低压电源线路和信号线路均设置符合GB/T 21714.4-2008的级防护等级要求的SPD保护，则PV降至PSPD值，为0.03，同时Pc、PM、PU、PW亦降至PSPD值。3.3 采取防雷措施后的风险计算由以上各表的计算结果可知，采取提出的防雷措施后，XX市XX综合楼建设项目各建筑人员生命损失风

32、险R1均降至RT值以下，人员生命损失风险得到了有效控制，同时，经济损失风险R4与采取措施前相比，也大幅减小。因此采取的措施是有效的。4 信息系统雷电防护等级评估根据建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004确定XX市XX综合楼建设项目信息系统雷电统防护等级。可接受的最大年平均雷击次数NC的计算： NC=5.8101.5/C其中，C各类因子C=C1+C2+C3+C4+C5+C6C1信息系统所在建筑物材料结构因子。屋顶和主体结构为钢筋混凝土材料时，C1取1.0。 C2信息系统重要程度因子。假设等电位连接和接地以及屏蔽措施较完善的设备，C2取2.5。C3电子信息系统设备耐冲击类型和抗冲击

33、过电压能力因子。假设为一般，C3取0.5。C4电子信息系统设备所在雷电防护区(LPZ)的因子。假设设备设在LPZ1区内，C4取1.0。C5电子信息系统发生雷击事故的后果因子。假设XX市XX综合楼建设项目信息系统业务原则上不允许中断，中断后会产生严重后果，C5取1.5。C6区域雷暴等级因子。姜堰市平均雷暴日为34.2天，属多雷区，C6取1.0。则C=C1 + C2 + C3 + C4 + C5 + C6 =1.0 + 2.5 + 0.5 +1.0 + 1.5 + 1.0 =7.5建筑物信息系统雷电防护等级评估情况见下表：根据信息系统的重要性和使用性质，并进行了定量计算，确定XX市XX综合楼建设项

34、目内综合楼的信息系统的雷电防护等级为C级，信息系统电源线路应采取2级电源浪涌保护器，信号线路宜采用1级信号浪涌保护器；消防附属用房和公安附属用房的信息系统的雷电防护等级为D级，信息系统电源线路应采取1-2级电源浪涌保护器，信号线路宜采用1级信号浪涌保护器。第六章 防雷设计主要参数分析1 接地电阻理论计算值根据建设单位目前所提供的资料，对接地装置的接地电阻进行理论计算，采用等效环形接地装置法:计算公式其中：R接地装置接地电阻（）；接地装置所在处的平均土壤电阻率（m）；，A环形接地体所包围的面积（m2）。计算结果见下表：通过上述计算可知，该项目各建筑仅利用基础内钢筋作为接地装置时接地电阻介于0.8

35、6和1.9之间。2 电源系统雷电过电流计算根据本项目外来设施的情况，建筑物遭直接雷击时，雷电流将在接地装置、电力系统和其它金属管道间分配。假定总雷电流i0的50%流入建筑物的LPS的接地装置中，而其余的50%的i0即is进入各种设施（外来电力线、通讯线、金属管道等）间分配。假设本项目通讯线路采用埋地引入和一定的屏蔽措施，采用穿管引入，基本不分流雷电流，则雷电流is在电力线和外来金属管道中分配。则SPD1的通流量为：即为SPD1的；当使用波形时，可通过单位能量推算知：雷电流经过SPD1后，会有50%30%的残余施加于SPD2上，这里考虑较坏的情况，假定有50%的残余雷电流施加于SPD2上，则SP

36、D2的标称通流量为：同样，雷电流经过SPD2后，会有50%30%的残余施加于SPD3上，这里考虑较坏的情况，假定有50%的残余雷电流施加于SPD3上，则SPD3的标称通流量为：IEC61024-1-2（1998.5）认为：用于内部电气设施的SPD标称放电电流值是适宜的。从安全可靠的角度考虑，同时考虑到由感应环路产生的感应电流，可将上述各级SPD的通流量加上约50%的安全裕量，则各级SPD的通流量见下表。通过计算得出，XX市XX综合楼建设项目防雷电感应安装的二级电源SPD的标称放电电流具体要求为：SPD1不小于15KA（10/350us）或者50KA（8/20 us），SPD2不小于25KA（8

37、/20 us）。第七章 防雷设计指导意见现代防雷技术要求实施系统的防雷工程，即同时采取外部防雷措施和内部防雷措施，并将它们有效结合起来，达到全方位、立体化的防雷目的。综合防雷系统外部防雷措施内部防雷措施接闪器（针、网、带、线）引 下 线屏 蔽接 地 装 置共 用 接 地 系 统屏 蔽 （隔 离）等 电 位 连 接合 理 布 线安装浪涌保护器（SPD）1 建筑物防雷设计1.1 防雷类别根据建筑物防雷设计规范（GB5005794）（2000版），确定XX市XX综合楼建设项目为第三类防雷建筑。1.2 直击雷防护设计建筑物直击雷击防护是系统防雷工程的基础，是防雷工作的首要任务。根据本工程建筑物结构特点

38、，应直接利用建筑结构钢筋（或金属板楼面）构成“法拉第笼”，以达到良好防雷效果。（1）接闪器的设计：在屋面设置由避雷短针、避雷带和避雷网格组成混合型接闪器。避雷网可由屋面结构主筋组成，在整个屋面形成暗敷避雷网格。第三类防雷建筑避雷网格尺寸不大于20m20m或24m16m。为保持美观，避免生锈更换，避雷短针和避雷带及避雷带支撑架建议均采用不锈钢材质或热镀锌等耐腐蚀材质。统一使用的材料规格为：避雷短针为12mm，避雷带为10mm。支撑架截面积不小于48mm2，带高应不低于150mm，避雷带距建筑物外边沿女儿墙外边沿的水平距离不大于100mm。突出屋面的金属物体不少于两处与避雷带、网连接，突出屋面的非

39、金属物体应处于接闪器的保护范围。1#楼屋面上的各金属构架不少于两处与避雷带（网）连接，连接点间隔不不大于18米。（2）引下线的设计：根据建筑物外部为钢筋混凝土构架特性，利用柱内直径12mm对角四条主钢筋，或直径16mm对角两条主钢筋作为引下线，引下线钢筋应通长焊接,且应沿建筑物四周均匀对称布置，第三类防雷建筑引下线间距应不大于25m，建筑主要阳角位应设引下线。（3）接地装置的设计：应充分利用桩、承台、地梁内的钢筋作为自然接地体。对桩基，每桩利用外围结构主筋中对角两根主筋作为垂直接地体，各防雷引下线处的桩基均应被利用作为垂直接地体。利用承台、底梁的不少于两根主筋纵横焊接连通形成水平接地网，接地网

40、网格平均尺寸不大于20m20m或24m16m当基础地梁内无钢筋可利用时，应利用40mm4mm镀锌扁钢在基础内敷设成接地网。水平接地体与垂直接地体应可靠焊接。在接地装置主要阳角处应靠近引下线设置接地电阻测试端子，距地高度不宜低于300mm，规格为40mm4mm热镀锌扁钢或50mm50mm5mm钢板，并设明显标志。1.3 防雷电波侵入设计1.3.1 电力电缆、信号电缆防雷电波侵入所有埋地入户的电力电缆、信号电缆所穿金属管道、电缆金属外皮，应在入户处进行接地。1.3.2 入户公共设施防雷电波侵入所有入户的公共设施金属管道，如金属给排水管、消防管道、燃气管道等应在入户处作总等电位连接并接至接地装置。燃

41、气管道入户处绝缘段两端应设置火花间隙作暂态等电位连接，绝缘段后端参与总等电位连接。1.4 等电位连接接地设计1.4.1 总等电位连接接地设计在各路电源入户处设总等电位接地端子，总等电位连接应将以下金属构件连接：进线配电箱的PE（PEN）母排；公共设施的金属管道，如上、下水、热力、燃气等管道；建筑物金属结构；电源进线、信号进线。1.4.2 接地预留干线高层建筑强、弱电井内应敷设接地干线，可利用40mm4mm热镀锌扁钢沿井道通长明敷，供井道内电缆桥架、电气、电子设备金属外壳接地。接地干线底端与建筑物基础接地装置连接，且每层与楼层主钢筋作等电位连接。电缆桥架上下两端接地。由接地干线引出,在各楼层各分

42、配电箱处设楼层等电位接地端子板。各楼层各分配电箱内PE母排应接至楼层等电位接地端子板做重复接地。每个电梯井道内应设接地干线，可利用40mm4mm热镀锌扁钢沿井道通长明敷，供轿箱、电梯轨道接地用。接地干线底端与建筑物基础接地装置连接，且每层与楼层主钢筋作等电位连接。电梯轨道上下两端并应与接地干线连接。且此接地干线应一直敷设至电梯机房，并预留局部等电位连接端子，供机房内设备接地用。1.4.3 局部等电位连接接地设计控制中心、电信机房等电子设备较多的设备房内设局部等电位接地端子板，此接地端子与楼层等电位接地端子板连接或直接与接地装置连接。带浴室的卫生间做LEB局部等电位连接。浴室内下列金属物应作局部

43、等电位连接：金属给、排水管、金属浴盆、金属采暖管以及建筑物钢筋网、浴室内插座的PE线。LEB连接线采用BVR-1*4mm2在地面内或墙内穿塑料管暗敷。2 信息系统防雷击电磁脉冲设计2.1 防护等级根据第五章的评估结果，XX市XX综合楼建设项目内综合楼的信息系统的雷电防护等级为C级，消防附属用房和公安附属用房的信息系统的雷电防护等级为D级。2.2 电源线路防雷与接地要求1)配电系统设SPD保护（各建筑具体设置级数见第五章第节）。2)应根据配电系统设备的耐压等级（Uw）（由设备供应商提供）选择SPD的电压保护水平（Up），一般情况下，Up80%Uw；当难以确定设备耐压等级时，可参照表7-1，对于类

44、特殊需要保护的电子信息设备的耐冲击电压应低于500V（有些精密设备耐冲电压水平甚至低于60V）。TN-S配电系统设备耐冲击电压类别及SPD分级安装可参考图7-1。电子信息设备电源系统分类示意图如图7-2（只作为参考，各类设备内容由工程实际情况决定），有些精密设备耐冲击电压水平甚至低于60V，由设计师根据设备供应商提供的设备耐压水平进行合理调整。表7-1 380/220配电系统各种设备耐冲击过电压额定值注：:需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备，如电子设备；:如家用电气、手提工具和类似负荷；:如配电盘、断路器，包括电缆、母线、分线盒、开关、插座等的布线系统，以及应用于工业的设备和永久接至固定装置

45、的固定安装的电动机等设施；:如电气计量仪表，一次线过流保护设备，波纹控制设备。图7-1 TN-S配电系统设备耐冲击电压类别及SPD分级安装示意图图7-2 电子信息设备电源系统分类示意图2.3 信号线路的防雷与接地要求1)进、出建筑物的信号线缆，应选用有金属屏蔽层的电缆，或非屏蔽电缆穿金属管埋地敷设，在直击雷非防护区（LPZ0A）或直击雷防护区（LPZ0B）与第一防护区（LPZ1）交界处，电缆金属屏蔽层或金属管应做等电位连接并接地。2)电子信息系统设备机房的信号线缆内芯线相应端口，应安装适配的型号线路浪涌保护器。3)浪涌保护器的接地端及信号线路电缆内芯未使用的空线对应在控制端（或两侧设备端）做接

46、地处理。2.4 屏蔽及合理布线屏蔽措施主要有：一、建筑物和房间的屏蔽；二、合理化布线；三、线路的屏蔽。对于建筑物和房间的屏蔽，由于本工程建筑为框剪结构，墙体、楼板、柱内纵横交错的钢筋组成的“法拉第笼”对电磁脉冲具有一定的屏蔽效果，不需采取额外附加的外部屏蔽措施；对于合理化布线，信号线缆的布线及与其他设施、管线的距离应符合GB50343-2004第5.3.3条的要求；对于线路的屏蔽，需要保护的信号线缆，宜采用屏蔽电缆，或穿金属管敷设，屏蔽层或金属管两端及雷电防护区交界处做等电位连接并接地。2.5 接地对于电子信息系统的接地，经历了独立接地、联合接地和共用接地三个阶段。独立地网虽然在一定程度上的抑

47、制了干扰，但对于设备的安全并不可靠，因为雷击时防雷地、交流工作地、安全保护地、信号工作地（逻辑地）、屏蔽接地等各接地体之间也会产生很高的电压差，造成地电位的“反击”，从而损坏设备，甚至威胁人身安全。现行国家规范及国际规范中均提倡共用接地系统，即（构）建筑物防直击雷接地、交流工作地、保护地（PE线）、计算机机房设备接地（信号地、保护地、防静电接地、屏蔽接地）等应共用一个接地体，以避免雷击时同一个设备的不同接地之间出现电位差，以保障设备及人身安全。对于本工程各建筑而言，应利用建筑物基础接地网作为共用接地装置，接地母线就近从各楼层主钢筋多点引出，在各机房内形成S型或M型局部均压等电位连接网络。2.6

48、 等电位连接网络机房内部局部等电位接地措施要求在机房内应敷设等电位连接网络。等电位连接网络主要有S型、M型和组合型三种。S型连接网络主要用于低频接地系统（f10MHz），组合型则能很好的适用于高、低频同时存在的接地系统。室内所有金属桥架、设备金属外壳、电缆进线的外屏蔽层、静电地板等均应就近接到该环型闭合均压环上，使机房内最大限度的满足均压等电位的要求。关于接地、等电位连接及共用接地系统的构成可参考下图。)iI级PEL，N（LPZ 0区）d1agb1de1bhfd2m12k5l2（LPZ 1区）)II级PEL，NiSPD2SPDSPD4432m4SPD2cQQQ3 各系统防雷与接地设计3.1 安

49、全防范系统的防雷与接地要求1)采用共用接地系统，设置总等电位连接和局部等电位连接，主机房宜采用S型或Ss型局部等电位连接网络，系统中所有信息设施的电缆管线屏蔽层均须经等电位连接点ERP进入主机房，机房和系统内所有金属组件，仅通过ERP进行等电位连接，与共用接地系统各部件之间应有足够的绝缘（10kV，1.2/50s）。宜采用截面积不小于16mm2的多股铜芯绝缘导线穿硬质塑料管作为接地线就近接至本机房或本楼层弱电竖井间内的接地端子板。2)为防止高电位引起的感应过电压损坏设备及其接口，信号线缆宜采用屏蔽电缆，屏蔽层两端均须与设备金属外壳等电位连接；若采用同轴电缆传输信号，其金属屏蔽层两端均须与设备金

50、属外壳等电位连接。非屏蔽电源电缆宜敷设在金属屏蔽线槽（管）内，金属屏蔽线槽（管）应保持良好电气导通性，并应经ERP点做等电位连接并接地。3)交流配电系统安装设SPD保护（各建筑具体设置级数见第五章第节），当监控主机房采用在线式UPS电源供电时，UPS电源前端一级SPD宜采用串联型，其保护水平应与UPS电源耐压水平相适配，输出功率应满足机房用电功率要求；直流配电系统宜安装1-2级SPD，其保护水平应满足设备耐压水平要求。4)在安保机房主控机、分控机设备端，信号控制线、通信线、各监视器的报警信号进、出线处安装适配的信号（视频）SPD；在安全防范各终端设备进、出线处安装适配的信号（视频）SPD。（对

51、于信号和视频SPD而言，一般Up应不小于设备工作电平的1.2倍，同时不大于设备工作电平的1.7倍。）5)主控机、分控机信号控制线、通信线、各监视器的报警信号线，在穿越不同防雷分区时，应在防雷分区界面处装设适配的SPD。6)系统户外的交流供电线路、视频信号线路、控制信号线路应有金属屏蔽层，并穿钢管埋地敷设,屏蔽层及钢管两端应接地，信号线路与供电线路应分开敷设。置于户外的摄像机等终端设备应采取相应直击雷防护措施。7)系统视频、控制信号线路及供电线路的SPD，应分别根据视频信号线路、解码信号控制线路及摄像机供电线路的性能参数来选择（由设备供应商提供）。3.2 火灾自动报警及消防联动控制系统防雷与接地

52、要求1)采用共用接地系统，设置总等电位连接和局部等电位连接，消防控制室宜采用S型或Ss型局部等电位连接网络，系统中所有设施的电缆管线屏蔽层均须经等电位连接点ERP进入控制室，控制室和消防系统内所有设备的机架（壳）、配线线槽、设备保护接地、安全保护接地、SPD接地端等均应分别通过ERP点进行等电位连接。室内所有金属组件与共用接地系统各部件之间应有足够的绝缘（10kV，1.2/50s）。宜采用截面积不小于25mm2的多股铜芯绝缘导线穿硬质塑料管作为接地线，就近将控制室专用接地端子板接至本控制室或本楼层弱电竖井间内的接地端子板。2)建筑物内各处设置的区域报警控制器的金属机架（壳）、金属线槽（或钢管）

53、、电气竖井内的接地干线、接线箱的保护接地端等，应就近接至等电位接地端子板。3)消防联动控制系统所控制的水、风、空调系统等设备的金属机架（壳）、管道均应就近与预留的等电位接地端子进行良好等电位连接。4) 交流配电系统设SPD保护（各建筑具体设置级数见第五章第节），若消防控制室采用在线式UPS电源供电时，UPS电源前端一级SPD宜采用串联型，其保护水平应与UPS电源耐压水平相适配，输出功率应满足消防控制室用电功率要求；直流配电系统宜安装1-2级SPD，其保护水平应满足设备耐压水平要求。5)在消防控制主机信号传输、联动控制线进、出线处安装适配的信号SPD，其电压保护水平Up应不小于设备工作电平的1.

54、2倍，同时不大于设备工作电平的1.7倍。6)火灾报警系统的报警主机、联动控制盘、火警广播、对讲通信等系统的信号传输线缆在穿越防雷保护区时，应在防雷分区交界处装设适配的信号SPD。7)消防控制室与本地区或城市“119”报警指挥中心之间联网的进、出线路端口，应装设适配的信号线路浪涌保护器。3.3 有线电视系统的防雷与接地要求1)采用共用接地系统，设置总等电位连接和局部等电位连接，机房内宜采用S型或Ss型局部等电位连接网络，系统中所有设施的电缆管线屏蔽层均须经等电位连接点ERP进入机房，机房内所有设备的机架（壳）、配线线槽、设备保护接地、安全保护接地、SPD接地端等均应分别通过ERP点进行等电位连接

55、。室内所有金属组件与共用接地系统各部件之间应有足够的绝缘（10kV，1.2/50s）。宜采用截面积不小于16mm2的多股铜芯绝缘导线穿硬质塑料管作为接地线就近接至本控制室或本楼层弱电竖井间内的接地端子板。2)有线电视传输线采用同轴电缆时，其屏蔽层两端均应与设备金属外壳做等电位连接；当采用光缆传输时，光缆的金属加强芯、金属挡潮层及所有金属接头、光端设备金属外壳等都应做等电位连接和接地处理。3)有线电视系统的信号传输线宜敷设在金属屏蔽线槽（或钢管）内，金属屏蔽层应做等电位连接和接地处理。4)交流配电系统设SPD保护（各建筑具体设置级数见第五章第节），机房采用在线式UPS电源供电时，UPS电源前端一

56、级SPD宜采用串联型，其保护水平应与UPS电源耐压水平相适配，输出功率应满足机房用电功率要求；采用直流供电的系统，宜安装1级SPD，其保护水平应满足设备耐压水平要求。5)有线电视信号传输线路，应根据其干线放大器的工作频率范围、接口形式以及是否需要供电电源等要求，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器（SPD）。6)有线电视系统每路输出信号线上应装设适配的SPD。3.4 静电防护各机房和中控室宜做到以下防静电要求：机房内采用的活动地板可由钢、铝或其它阻燃材料制成，活动地板表面应是导静电的，严禁裸露金属部分。容易产生静电的活动地板、饰面金属塑板墙均采用导线布成泄漏网，并用干线引至动力配电柜中

57、交流接地端子。玻璃隔墙的金属框架同样用静电泄漏支线连接，并且每一连续金属框架的静电泄漏支线连接点不少于两处。单元活动地板的系统电阻应符合现行国家标准计算机机房用活动地板技术条件的规定。4 室外照明系统防雷设计指导意见4.1 直击雷防护设计4.1.1 路灯灯杆高度在4.00m以上时(含4.00m)应考虑接闪，不可用路灯玻璃罩作为接闪器；可以利用其金属灯罩作为接闪器。4.1.2 当采用金属灯杆及灯塔时，可直接利用灯杆自身作为防雷引下线。当灯柱及灯塔支柱采用钢筋混凝土电杆时，可直接利用其内的至少两条直径不小于12mm的结构钢筋作引下线；当不能直接利用其结构钢筋作引下线时，需另外敷设引下线，并应满足建

58、筑物防雷设计规范（GB 50057-94）相关要求。4.1.3 路灯基础钢筋笼在-0.50m以下其钢筋表面积大于0.37m2时，可作为防雷接地体，否则应增加人工接地极。人工垂直接地极采用热镀锌角钢，垂直接地极规格宜采用5mm50mm50mm，长度为2.5m。要求人工垂直接地极与基础防雷接地体钢筋笼可靠焊接。基础防雷接地体钢筋笼的钢筋应相互焊接，并与路灯地脚螺栓可靠焊接。路灯基础防雷冲击接地电阻不应大于10，如大于10时，应增加人工接地体至达到要求为止。4.1.4 当采用TN-S供电接地制式时，当PE线不小于16mm2时，可直接利用PE线作为同一线路路灯等电位连接线，否则应用一根12mm热镀锌圆

59、钢作为同一线路路灯等电位连接线。4.1.5 当采用TT供电接地制式时，设备保护接地应就近连接到路灯（庭院灯、景观灯等）基础接地装置上，此时单个路灯保护接地装置接地电阻值应不大于4，否则应增加人工垂直接地体。4.2 雷电电磁脉冲防护设计4.2.1 为防止室外照明系统遭受直接雷击，雷电流沿电源线路侵入室内，应在电源配电柜内安装通流量不小于40kA(8/20s)限压型SPD。4.2.2 若路灯采用智能控制节能系统，应对智能控制节能系统采取相应防LEMP措施（如采取屏蔽线缆等措施）。5 燃气系统小区内燃气调压站应按第二类建筑物防雷要求采取防直击雷、防感应雷、防雷电波侵入措施；输送管道采取防静电及等电位

60、连接措施。第八章 项目施工过程中的防雷指导意见1 雷暴高发期和时段施工应加强雷电监测和预警从气候上分析，雷电活动随季节和时段的不同有明显变化，施工时应根据季节变化和日变化合理安排工程施工进程，可将潜在雷击危险显著降低。1）从第四章图4-2可知，XX市XX综合楼建设项目各类机房内灵敏设备安装和调试最好安排在12月份或10、12月份雷电发生较少的月份。6、7、8月份为雷电高发期，各类机房内灵敏设备在此期间安装和调试时，应主动与气象部门联系，及时了解雷电监测和预警信息，加强对雷电灾害的防范。2）从第四章图4-3可知，XX市XX综合楼建设项目所处地区雷电活动主要集中在23、1320时，其中23、1314、1517时比较强烈，建议68月份1319时高空施工时要加强与气象部门联系，了解雷电监测和预警信息，及时采取有效防范措施，防止突发雷击事故的发生。雷雨天气期间不宜安排室外高空作业，室内作业人员不宜靠近外部钢结构，建议设立警示牌。此外，使用单位应制定防雷安全实施细则和重大雷电灾害应急预案，并报当地气象主管机构和安全监察部门审查、备案。近年来，因全球气候变暖致使极端天气频发。XX市XX综合楼建设项目所处地理位置局地性强雷电天气也频繁