附录A 建筑物年预计雷击次数

A.0.1 建筑物年预计雷击次数应按下式计算：

式中：N——建筑物年预计雷击次数（次/a）；
           k——校正系数，在一般情况下取1；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1.7；位于山顶上或旷野的孤立建筑物取2；
         N_g——建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（次/km²/a）；
         A_e——与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km²）。

A.0.2 雷击大地的年平均密度，首先应按当地气象台、站资料确定；若无此资料，可按下式计算：

式中：T_d——年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d/a）。

A.0.3 与建筑物截收相同雷击次数的等效面积应为其实际平面积向外扩大后的面积。其计算方法应符合下列规定：
      1 当建筑物的高度小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算(图A.0.3)：

式中：D——建筑物每边的扩大宽度（m）；
L、W、H——分别为建筑物的长、宽、高（m）。

图A.0.3  建筑物的等效面积
注：建筑物平面面积扩大后的等效面积如图A.0.3中周边虚线所包围的面积。

      2 当建筑物的高度小于100m，同时其周边在2D范围内有等高或比它低的其他建筑物，这些建筑物不在所考虑建筑物以h_r＝100(m)的保护范围内时按式(A.0.3-2)算出的A_e 可减去(D／2)×(这些建筑物与所考虑建筑物边长平行以米计的长度总和)×10^-6(km²)。
当四周在2D范围内都有等高或比它低的其他建筑物时，其等效面积可按下式计算：

      3 当建筑物的高度小于100m，同时其周边在2D范围内有比它高的其他建筑物时，按式(A.0.3-2)算出的等效面积可减去D×(这些建筑物与所考虑建筑物边长平行以米计的长度总和)×10^-6(km²)。
当四周在2D范围内都有比它高的其他建筑物时，其等效面积可按下式计算：

      4 当建筑物的高度等于或大于100m时，其每边的扩大宽度应按等于建筑物的高度计算；建筑物的等效面积应按下式计算：

      5 当建筑物的高度等于或大于100m，同时其周边在2H范围内有等高或比它低的其他建筑物，且不在所确定建筑物以滚球半径等于建筑物高度(m)的保护范围内时，按式(A.0.3-5)算出的等效面积可减去(H／2)×(这些建筑物与所确定建筑物边长平行以米计的长度总和)×10^-6(km²)。
当四周在2H范围内都有等高或比它低的其他建筑物时，其等效面积可按下式计算：

      6 当建筑物的高度等于或大于100m，同时其周边在2H范围内有比它高的其他建筑物时，按式(A.0.3-5)算出的等效面积可减去H×(这些其他建筑物与所确定建筑物边长平行以米计的长度总和)×10^-6(km²)。
当四周在2H范围内都有比它高的其他建筑物时，其等效面积可按式(A.0.3-4)计算。
      7 当建筑物部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。

 

条文说明
 

表12  位置系数C_d

A.0.2 式(A.0.2)引自IEC 62305—2: 2010第34页附录A中的式(A.1)。
A.0.3 建筑物等效面积A_e的计算方法基于以下原则：
      1 建筑物高度在100m以下按滚球半径(即吸引半径100m)考虑。按本规范式(6.3.2-2)，其相对应的最小雷电流约为I＝(100／10)^1.54＝34.7(kA)，接近于按计算式lgP＝—(I／108)以积累次数P＝50％代入得出的雷电流I＝32.5kA。在此基础上导出计算式(A.0.3-2)，其扩大宽度D等于。该值相当于接闪杆杆高在地面上的保护宽度(当滚球半径为100m时)。扩大宽度将随建筑物高度加高而减小，直至100m时则等于建筑物的高度。如H＝5m时，扩大宽度为，它约为H的6倍；当H＝10m时，扩大宽度为 ，约为H的4.4倍；当 H＝20m时，扩大宽度为，为H的3倍；当H＝40m时，扩大宽度为，为H的2倍；当H＝80m时，扩大宽度为，约为H的1.2倍。

      2 建筑物高度超过100m时，如按吸引半径100m考虑，则不论高度如何扩大宽度总是100m，有其不合理之处。所以当高度超过100m时，取扩大宽度等于建筑物的高度，则导出计算式(A.0.3-5)。
关于周围建筑物对建筑物等效面积A_e的影响，由于周围建筑物的高低、远近都不同，准确计算很复杂。现根据IEC 62305—2: 2010第39页的表A.1的位置系数C_d值，仅考虑对扩大宽度的影响，而不考虑对建筑物本身在乎面上的投影面积的影响，因这个面积大小差别很大，都乘以同一系数，不合理。按此原则，制定出第2、3、5、6款的规定。
第7款：“应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度”，该点既包括周边某点也包括此点断面上的较高点，这较高点扩大宽度的起点是该较高点在平面上的投影点，这些点画出的扩大宽度，哪一点在最外，这一点就是最大扩大宽度。