3.0.2本条为强制性条文。增加了“在可能发生对地闪击的地区”。
1 火炸药及其制品包括火药(含发射药和推进剂)、炸药、弹药、引信和火工品等.
爆轰——爆炸物中一小部分受到引发或颉激励后爆炸物整体瞬时爆炸。
0区:连续出现或长期出现或频繁出现爆炸性气体混合物的场所。
1区:在正常运行时可能偶然出现爆炸性气体混合物的场所。
2区:在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的场所,或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的场所。
20区:以空气中可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地短时存在于爆炸性环境中的场所。
21区;正常运行时,很可能偶然地以空气中可燃性粉尘云形式存在于爆炸性环境中的场所。
22区:正常运行时,不太可能以空气中可燃性粉尘云形式存在于爆炸性环境中的场所,如果存在仅是短暂的。
1区、21区建筑物可能划为第一类防雷建筑物,也可能划为第二类防雷建筑物。其区分在于是否会造成巨大破坏和人身伤亡。例如,易燃液体泵房,当布置在地面上时,其爆炸危险环境一般为2区,则该泵房可划分为第二类防雷建筑物。但当工艺要求布置在地下或半地下时,在易燃液体的蒸气与空气混合物的密度大于空气,又无可靠的机械通风设施的情况下,爆炸性混合物就不易扩散,该泵房就要划为1区爆炸危险场所。如该泵房系大型石油化工联合企业的原油泵房,当泵房遭雷击就可能会使工厂停产,造成巨大经济损失和人员伤亡,那么这类泵房应划为第一类防雷建筑物;如该泵房系石油库的卸油泵房,平时间断操作,虽可能因雷电火花引发爆炸造成经济损失和人员伤亡,但相对来说要少得多,则这类泵房可划为第二类防雷建筑物。
3.0.3 在可能发生对地闪击的地区,遇下情况之一时,应划为第二类防雷建筑物:
1 国家重点文物保护的建筑物。
2 国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物。
注:飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道。
3 国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物;
4 国家特级和甲级大型体育馆;
5 制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破
坏和人身伤亡者。
6 具有1区或21区爆炸危险场所的建筑物,且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤
亡者。
7 具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物。
8 有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。
9 预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其它重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。(小于等于0.05次/a三类)
10 预计雷击次数大于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建物。(小于等于0.25次/a三类)
3.0.3 本条为强制性条文。增加了“在可能发生对地闪击的地区”。增加了第四款:“国家特级和甲级大型体育馆”。
5 有些爆炸物质不易因电火花而引起爆炸,但爆炸后破坏力较大,如小型炮弹库、枪弹库以及硝化棉脱水和包装等均属第二类防雷建筑物。
9 增加了“以及火灾危险场所”
选择防雷装置的目的在于将需要防直击雷的建筑物的年损坏危险度R值(需要防雷的建筑物每年可能遭雷击而损坏的概率)减少到小于或等于可接受的最大损坏危险度RT值(即R≤RT)。
本章中对于需作计算年雷击次数的条文采用每年10-5的RT值,即每年十万分之一的损坏概率。
基于建筑物年预计雷击次数(N)和基于防雷装置或建筑物遭雷击一次发生损坏的综合概率(P),对于时间周期t=1年,在NPt≤1的条件下(所有真实情况都满足这一条件),下面的关系式是适用的:
R=1-exp(-NPt)=NP, 即 R=NP (1)
P=Pi×Pi d+Pf×Pf d (2)
式中 Pi —— 防雷装置截收雷击的概率,或防雷装置的截收效率(也用Ei表示),其值与接闪器的布置有关;
Pf —— 闪电穿过防雷装置击到需要保护的建筑物的概率,也即防雷装置截收雷击失败的概率,等于(1-Pi)或(1-Ei)
Pi d—— 防雷装置所选用的各种尺寸和规格,当其截收雷击后保护失败而发生损坏的概率;
Pf d——防雷装置没有截到雷击而发生损坏的概率。
一次雷击后可能同时在不同地点发生n处损坏,每处损坏的分概率为Pk,这些分概率是并联组成,因此,一次雷击的总损坏概率为:
n
Pd=1-∏ (1-Pk) (3)
k=1
分损坏概率包括这样一些事件,如爆炸、火灾、生命触电、机械性损坏、敏感电子或电气设备损坏或受到干扰等等。
在确定分损坏概率时,应考虑到同时发生两类事件,即引发损坏的事件(如金属熔化、导体炽热、侧向跳击、不容许的接触电压或跨步电压等)和被损坏物体的出现(即人、可燃物、爆炸性混合物等的存在)这两类事件同时发生。
出现引发损坏的事件的概率直接或间接与闪击参量的分布概率有关,在设计防雷装置和选用其规格尺寸时是依据闪击参量的。
在引发事件的地方出现可能被损坏的周围物体的概率取决于建筑物的特点,存放物和用途。为简化起见,假定:
1.在引发事件的地方出现可能被损坏的周围物体的概率对每一类损坏采用相同的值,用共同概率Pr代替;
2.没有被截到的雷击(直击雷)所引发的损坏是肯定的;损坏的出现与可能被损坏的周围物体的出现是同时发生的,因此Pf d=Pr;
3.被截收到的雷击引发损坏的总概率只与防雷装置的尺寸效率ES有关,并假定等于(1-ES),ES 规定为这样一个综合概率,即被截收的雷击在此概率下不应对被保护空间造成损害。ES与用来定接闪器,引下线、接地装置的尺寸和规格的闪击参量值有关。
将上述假定代入(2)式,即将以下各项代入:Pi用Ei代入, Pf用(1-Ei)代入, Pf d用Pr代入,Pi d用Pr(1-ES)代入;此外引入一个附加系数Wr , 它是考虑雷击后果的一个系数,后果越严重,Wr值越大。因此(2.2)式转化为:
P=Pr Wr(1- Ei ES) (4)
概率 Pr应看作是一个系数,它表示建筑物自身保护的程度或表示考虑这样的真实情况的一个因素,即不是每一个打到需要防雷的建筑物的雷击和不是每一个使防雷装置所选用的规格和尺寸失败的雷击均造成损坏。Pr值主要取决于建筑物的特点,它的结构、用途、存放物或设备。
η=Ei×ES (5)
η或Ei× ES为防雷装置的效率
从(1)、(4)、(5)式得:
R=NPrWr(1-η),η=1-(R/ NPrWr)
如果R值采用可接受的最大损坏危险度RT=10-5 a-1,并使
NT=(RT/PrWr)=(10-5/ PrWr) (6)
式中 NT——建筑物可接受的年允许遭雷击次数。
因此,防雷装置所需要的效率应符合下式:
η≥1-(NT/N) (7)
根据IEC-62305-1的有关资料,第三类防雷建筑物所装设的防雷装置的有关值见表1。
Ei和ES 值 表1
第三类防雷建筑物所装设的防雷装置 | Ei | ES | η=Ei× ES |
0.84 | 0.97 | 0.81 |
根据验算和对比(见本条第10款和本章第3.0.4条2、3款的条文说明),本规范对一般建筑物和公共建材建筑物所采用的PrWr值见表2。
PrWr值 表2
建筑物 | PrWr | NT=10-5/( PrWr) | |
型式 | 特点 | ||
一般建筑物 | 正常危险 | 0.2×10-3 | 5×10-2 |
公共建筑物 | 重大危险(引起惊慌,重大损失) | 1×10-3 | 1×10-2 |
从表1得保护第三类防雷建筑物的防雷装置的效率η值为0.81。从表2查得公共建筑物的NT值为1×10-2,将这两个数值代入关系式(7),得0.81≥1-(1×10-2)/N,所以N≤(1×10-2)/0.19=0.053≈0.05。这表明对这类建筑物如采用第三类防雷建筑物的防雷措施,只对N≤0.05的建筑物保证RT值不大于10-5。当N>0.05时RC值达不到(即大于10-5,因此,当N>0.05时升级采用第二类防雷建筑物的防雷措施。
将部、省级办公建筑物列入,是考虑其所存放的文件和资料的重要性。人员密集的公共建筑物,如集会、展览、博览、体育、商业、影剧院、医院、学校等建筑物
10 增加了“或一般性工业建筑物”。从表1可以看出,保护第三类防雷建筑物的防雷装置的η值为0.81。从表2查得,一般建筑物的Nc值为5×10-2。将这两数值代入关系式(7),得
0.81≥1-(5×10-2/N),所以N≤(5×10-2)/0.19=0.26≈0.25。这表明对这类建筑如采用第三类防雷建筑物的防雷措施,只对N≤0.25的建筑物保证RT值不大于10-5。当N>0.25时RT值达不到(即大于) 10-5,因此,当N>0.25时升级采用第二类防雷建筑物的防雷措施。
3.0.4 在可能发生对地闪击的地区,遇下情况之一时,应划为第三类防雷建筑物:
1 省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。
2 预计雷击次数大于或等于0.01次/a,且小于或等于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其它重要或人员密集的公共建筑物。(小于0.01次/a可以不设防)
3 预计雷击次数大于或等于0.05次/a,且小于或等于0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。(小于0.05次/a可以不设防)
4 在平均雷爆日大于15d/a地区,高度在15m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷爆日小于或等于15d/a地区,高度在20m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。