基于滚球法的高层建筑物防侧击雷探讨

器和地面 （ 包括与大地接触并能承受雷击的金属物 ） 而 ，
不触及 需 要保护 建筑 物 的部位 时 ，建筑 物各 部位 就 得 到接 闪器 保护 ，如 图 １ 示 。图中 Ｊ、Ｃ、 点应 所 ［ ） 该设置 接 闪器保 护 ，接 闪器可 以进 行单 独布 置或任
Байду номын сангаас意细合 。
１ 雷 击 电气几 何模 型 与滚球 法
遇 侧 击 雷 ， 以保 证 建 筑 设 备 及 人 身 的安 全 。 关 键 词 滚 球 法 高 层 建 筑 外 墙 装 饰 和 附 属 设 施 防侧 击 雷
雷 电是 自然界 中大气 放 电现象 。当建筑 物和 电 力系 统 内的 电气设 备遭 受直 （ ）击雷 或感 应 雷击 侧
２２ 玻璃幕墙的外墙面装饰 ．
有 些大 楼 的外 墙面 装饰 采用部 分或 全玻 璃幕 墙 面进行 装饰 ， 其对 侧击 雷 的防御措施 ， 关键 是 玻璃幕 墙上 的金 属构架 。在 金属构 架 的安装 过程 中 ，构架
避 雷针 、避 雷 带 （ ）最 好设 置在 被保 护物 闪 网 击 概率 较 高的各 个部 位 。 滚 球法 是设 立 以 ｈ 为半 径 的一个 假想 球体 ，沿 ， 需要 防雷击 的部 位进 行滚 动 ，当球 体只 能触及 接 闪 器 （ 包括被 用 作为接 闪器 的金 属物 ） 或只 触及 接 闪 ，
滚
雷 ，越 高 的建筑 物遭 到侧 击 的几率越 大 。
直击雷包括直面雷击和侧击， 直面雷击就是建筑物 楼顶直接遭受雷击， 侧击雷则是从建筑物的侧面打来的。 因为一般建筑物比较高， 楼顶避雷带并不能完全保护住
图 １ 滚球法对建筑物易受雷击部位确定示意 图
滚 球 半径 ｈ 就是 地面 目标 的雷击 距 离 ，根据建 筑 物 防雷 级别 不 同 ，滚球 半径 亦 不 同 ，见表 １ 。
时 ，其 放 电 电压 可 达数 百万伏 至数 千万 伏 ，放 电 电
流 高达 几 十至几 百千 安 ，远远 大于 供 电系统 的 正常
值 ，其 破坏 性极 大 。雷 电可造 成人 畜伤 亡 、建筑 物 炸 毁或 燃烧 、电气 设 备损坏 等 严重 事故 。雷 电灾 害
已被 联合 国列 为 “ 严 重的 十种 自然 灾害之 一 ” 最 。
精 密制造 与 自动化
２ １年 第 ２ ０２ 期
基 于滚 球 法 的高层 建 筑 物 防侧 击 雷 探 讨
张季 萌 赵丹丹
河 南南 阳 ４ ３ ０ ） ７０９ （ 河南 工业 职业 技术 学 院
摘 要
针对高层建筑 防侧击雷 ，如何实行规范有效、安全可靠、美观节约 的防雷击措施提 出了看法 。根据雷击
又美 观节 约 。
外墙 保温 材料 主要分 为无机 和 有机两 大类 。根 据 保温材 料 的燃烧 性能 ，可将保 温材料 分 为 Ｂｌ（ 不 燃 ） ２（ 、Ｂ 难燃 ） 、Ｂ３（ 易燃 ）三个 等 级 。而有机 保 温 材料本 身就 易燃 ，这样 就 需要在 材料 叶 添 加一 定 ｌ 量 的阻燃剂 ，使其 阻燃 性能 达标 。按规 定 ，外墙保 温 材料 的燃烧 性 能至少 要达 到 Ｂ ２级 。
电气 几 何 模 型 理 论 ，分 析 了建 筑 物 遭 遇 侧 击 雷 的 可 能 性 。 随着 城 市 的 发 展 ， 高层 建 筑 的数 量 越 来 越 多 ，高 度 也 在
不 断地增加 ，建筑物 外墙 的装饰 以及外墙 附属设施 也越来越 复杂。因此必须采取有效 的预防措施防止高层建筑遭
表 １ 建筑物防雷滚球半径选择表
建 筑 物 防雷 类 别
一
楼体， 以就需要对建筑物遭遇侧面雷击加设保护措施 。 所
滚 球 法是 以雷 电 闪击 距 离为 理论基 础 ，用 来确 定避 雷针 、避 雷带 （ ）保 护范 围 的一种方 法 。 当 网 雷击 先导 到达接 闪器 放 电距 离 以前 ，其 闪击 点 有一 定 的选择 范 围，被 保护建 筑 上 的接 闪器 就会 有相 连 通 的若干 上行 先导 ，最 后在最 容 易击 穿 的路 径 上形
１从 ３ 起 ，每 隔 不大 于 ６ｍ 沿 建 筑 物 四周 ） ０ｍ
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精 密 制造 与 自动化 设水平 接 闪器 并与 引下线相 连 ； ２ ３ 及 以上外墙 上 的栏杆 、门窗及 较大 的金 ） ０ｍ 属物 与防 雷装 置连接 。 随着 城市的发展 ，高层建筑 的数量越来越 多，高 度也 在增 加 ，建筑物 外墙 附属 设施 以及 外墙装 饰 也 越来 越复 杂 ，高层 建筑 预防侧 击雷 关乎 大楼 设备及 人 身安全 ，预 防侧击 雷 要做到 规范 有效 、安全 可靠
Ｒ １ Ｉ ＝ ０。 ・ （） １
２ ｌ 年 《 筑 物 防 雷 设 计 规 范 》 报 批 稿 Ｏ０ 建 中 ， ４ ２ ４第七条规定 ：当建筑物 高于 ３ 时 ，尚 ．． ０ｍ 应采 取 以下预 防侧 击雷 的措 施 ：
式 （ ） Ｒ为 闪击距 离 ， Ｉ １ 中， ｍ； 为雷 电流 幅值 ，ｋ Ａ。
滚 球 半 径 ｈ／ ， ． ｍ ３ ０ ４ ５ ６ ０
类 防雷 建 筑 物 二类 防雷 建 筑 物
三 类 防雷 建 筑 物
成主 放 电 。击 距与 先导 头部 的 电荷 量 有关 ，先 导头
部 的 电荷 量又 决定 了 随后 出现 的雷 电主放 电电流幅 值 ，击距 与雷 电流 幅值 关系 ：
莫斯 科奥斯 坦金 诺广 播 电视塔 ，高 ５ ０ ｍ。有 ４ 人 曾在 ２ ０世纪 ７ ０年 代作 过统 计 ，它在 ４年 半 的时 间里遭 到 了 １ ３次 雷击 ，雷 电经常 打在 莫斯 科 电视 ４
塔 中间 的位 置 。 这 一现 象 引起 了 防 雷学 术 界 的关
注 ，雷击 电气 几何 模 型的理 论 由此诞 生 。以雷击 电 气 几 何 模 型进 行 判 断 ， 高层 建 筑 可 能会 遭 遇侧 击