建筑防雷綜合論述
(作者未知) 2009/6/8
(接上頁)清這種情況,必須選擇優(yōu)質(zhì)而經(jīng)濟的產(chǎn)品。
6 球雷
在國際建筑物防雷標準(IEC/TC-81)和我國的《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中,均沒有對球雷的防護作出規(guī)定。在筆者的調(diào)查中,北京地區(qū)的球雷事故還是不少的,球狀閃電約占閃電統(tǒng)計總數(shù)的13.7%。盡管國內(nèi)外科技人員對球狀閃電的形成機理尚無一致的觀點,但對其性質(zhì)、狀態(tài)和危害還是比較清楚的。
球雷(即球狀閃電)是一種橙色或紅色的類似火焰的發(fā)光球體,偶爾也有黃色、藍色或綠色的。大多數(shù)火球的直徑在10~100cm左右。球雷多在強雷暴時空中普通閃電最頻繁的時候出現(xiàn)。球雷通常沿水平方向以1~2m/s的速度上下滾動,有時距地面0.5~1m,有時升起2~3m。它在空中漂游的時間可由幾秒到幾分鐘。球雷常由建筑物的孔洞、煙囪或開著的門窗進入室內(nèi),有時也通過不接地的門窗鐵絲網(wǎng)進入室內(nèi)。最常見的是沿大樹滾下進入建筑物并伴有嘶嘶聲。球雷有時自然爆炸,有時遇到金屬管線而爆炸。球雷遇到易燃物質(zhì)(如木材、紙張、衣物、被褥等)則造成燃燒,遇到可爆炸的氣體或液體則造成更大的爆炸。有的球雷會不留痕跡地?zé)o聲消失,但大多數(shù)均伴有爆炸聲且響聲震耳。爆炸后偶爾有硫磺、臭氧或二氧化碳氣味。球雷火球可輻射出大量的熱能,因此它的燒傷力比破壞力要大。
下面是一個典型的球雷實例:1982年8月16日,釣魚臺迎賓館兩處同時落球雷,均為沿大樹滾下的球雷。一處在迎賓館的東墻邊,一名警衛(wèi)戰(zhàn)士當即被擊倒,該戰(zhàn)士站在2.5m高的警衛(wèi)室前,距落雷的大樹約3m,樹高20多米。球雷落下的瞬間,他只感到一個火球距身體很近,隨后眼前一黑就倒了。醒來后,除耳聾外并無其他損傷。但該警衛(wèi)室的混凝土頂板外檐和磚墻墻面被擊出幾個小洞,室內(nèi)電燈被打掉,電燈的拉線開關(guān)被打壞,電話線被打斷,估計均為電磁感應(yīng)的電動力所致。另一處在迎賓館院內(nèi)的東南區(qū),距警衛(wèi)室約100m,也是沿大樹滾下。距樹2m處有個木板房(倉庫),該房在三棵14~16m高大槐樹包圍之中,球雷沿東側(cè)的大樹滾下后鉆窗進屋,窗玻璃外有較密的鐵絲網(wǎng),但沒有接地,鐵絲網(wǎng)被擊穿8個小洞,窗玻璃被擊穿兩個小洞。球雷燒焦了東側(cè)木板墻和東南房角,燒毀了室內(nèi)墻上掛的兩條自行車內(nèi)胎,燒壞了該室的膠蓋閘,室內(nèi)的電燈線也被燒斷。落雷大樹下放有十多盤鋼筋、8輛鐵推車和6個空汽油桶。這此金屬物都是招引雷電的條件。
防護球雷并不困難,應(yīng)該在規(guī)范或標準中規(guī)定相應(yīng)的措施。就防護球雷措施而言,最好是籠式避雷網(wǎng),如果達不到籠式避雷網(wǎng)條件,就在建筑物的門窗上安裝金屬紗網(wǎng)并接地;堵好建筑物墻面上不必要的孔洞;煙囪與出氣管上口均要加裝鐵絲網(wǎng)并接地;儲存或損傷易燃易爆物體的倉庫和廠房的煙囪和放氣管應(yīng)加裝阻火器并接地。對高大樹木下的重要建筑物尤其要采取防護球雷的措施。
7 雷擊規(guī)律
認識雷擊事故的規(guī)律非常重要,只有掌握了規(guī)律,防雷設(shè)計才能取得良好的效果。在雷雨天,天空的雷云與地面上的物體各帶不同的電荷,當電荷積累到一定的程度,就會產(chǎn)生電場畸變而發(fā)生落地雷擊。但如果地上某處沒有足夠強大的上行先導(dǎo),則雷電是不會打到該處的。
北京紫禁城內(nèi)的建筑物落較多,其原因在于:紫禁城周圍是護城河,河內(nèi)現(xiàn)在仍有水;通往護城河的古河道有4條:一條是玉河,它流入護城河的西北角;一條是潮白河的支流,它流入護河的東北角;一條是大通河,它流入護城河的正東部;另一條是潞河的支流,它流入護城河的東南角。故宮內(nèi)各棟建筑物下的基礎(chǔ)均潮濕,過去東南部的水位較高,地下不到2m就能見水,可見故宮院內(nèi)地下的土壤電阻率相對較低;另外院內(nèi)又有高大的古樹。這些即為易發(fā)生雷擊的內(nèi)因,這些內(nèi)因決定著該地區(qū)電場易產(chǎn)生電場畸變,瞬間發(fā)生的上行先導(dǎo)容易與雷云的下行階段先導(dǎo)會合,從而形成落地雷。這就是紫禁城范圍內(nèi)的明顯雷擊規(guī)律。
筆者自1954年到1988年在北京地區(qū)調(diào)查過的建筑物雷擊事故共有170多處,其中,因雷擊引起火災(zāi)的占37.7%,導(dǎo)致人員死亡的占6.9%,致傷的占15.4%,球雷雷擊事故占13.7%。現(xiàn)將分析總結(jié)得出的北京地區(qū)總的雷擊規(guī)律歸納如下:
(1)河、湖、池、沼旁邊的建筑物易受雷擊。如1961年6月21日頤和園昆明湖東邊的文昌閣被雷擊掉西房角及坡頂瓦,內(nèi)部電線被感應(yīng)燒斷;1988年8月6日通縣永樂店草廠鄉(xiāng)黃廠村北部湖力的茅草房落球雷,擊死一人。
(2)古河道上的建筑物和河流橋上的構(gòu)筑物易受雷擊。如紫禁城內(nèi)自1954年至1992年共落雷16次(據(jù)文獻記載,明、清兩代共發(fā)生過25次火災(zāi),其中寫明為雷擊所致的5次,未說明原因的也可能是雷擊所致);1988年8月30日盧溝橋中部北側(cè)石獅子的頭被擊掉。
(3)在潮濕地區(qū)以及過去是葦塘或坑洼地帶的區(qū)域上建造的建筑物易受雷擊。如1(未完,下一頁)
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