高質(zhì)量論壇、精彩報(bào)告——超高層建筑防雷的思考!
今年的3月14日,由中國(guó)建筑學(xué)會(huì)建筑雷電防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)員會(huì)(ACLP)主辦的智慧防雷技術(shù)專題論壇上,各位防雷界的大咖展示出自己的技術(shù)成果和產(chǎn)品,講述自己的學(xué)術(shù)觀點(diǎn),是一場(chǎng)高質(zhì)量的學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。令我印象最深的是復(fù)旦大學(xué)張義軍教授的報(bào)告——高層建筑物閃電特征及其對(duì)周圍閃電活動(dòng)的影響。
1、張教授的研究客觀、公正
與企業(yè)界的專家相比,張教授的研究比較客觀、中立,不涉及到產(chǎn)品和企業(yè)利益,就高建筑物及其周圍雷電放電特征和影響進(jìn)行實(shí)地觀測(cè)、收集整理及分析研究,屬于純學(xué)術(shù)研究,內(nèi)容翔實(shí),觀點(diǎn)明確。
2、該研究的成果值得同行深思
張教授的研究成果可以歸納為以下幾點(diǎn):
1)高建筑高度越高,被雷電擊中的概率也越高;
2)高建筑物上產(chǎn)生的上行連續(xù)先導(dǎo)可達(dá)公里量級(jí);
3)高建筑物上閃電的連接方式具有多樣性;
4)高建筑物對(duì)其距離較近范圍內(nèi)的閃電活動(dòng)有一定的影響。
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張教授的研究很有意義,對(duì)高層建筑、超高層建筑的防雷設(shè)計(jì)提出了新的思考。
1)現(xiàn)在超高層建筑越建越高。現(xiàn)在我國(guó)第一高樓——上海中心(632m)不久的將來(lái)將交出第一高樓的寶座,636m高的武漢綠地中心正在建設(shè)之中。目前,建設(shè)超高層建筑的熱潮沒(méi)有減退的跡象,高度還有可能不斷刷新。按照張教授的研究成果,建筑物高度越高,被雷擊中的概率越高,因此,對(duì)超高層建筑的防雷應(yīng)該采取更加嚴(yán)格的要求。最基本的要求將超高層建筑物進(jìn)行分類,其防雷類別不能一刀切,600m高的建筑就應(yīng)該嚴(yán)于100m高的建筑。即容許高度比較高的超高層建筑為一類防雷建筑或者更加嚴(yán)格的要求。

圖1 世界上在建的超高層建筑
(來(lái)源于CTBUH,截止到2017年底)
2)高建筑物上的上行連續(xù)先導(dǎo)可達(dá)公里量級(jí),也就意味著需要重新思考、論證滾球法的滾球半徑,以對(duì)超高層建筑的防雷進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算和有效地保護(hù)。
3)由于建筑物高度增加,被雷電擊中的概率也增大,其防雷措施應(yīng)該有所加強(qiáng)?,F(xiàn)階段可以與消防規(guī)定的高度一致,即超過(guò)250m高的建筑物防雷要求更加嚴(yán)格。
4)高建筑物對(duì)其周圍的雷電活動(dòng)也產(chǎn)生影響。張教授的報(bào)告指出,這種影響主要集中在高建筑物周圍1km范圍內(nèi),回?fù)舸螖?shù)、電流幅值、密度等均明顯增加,這就意味著超高層建筑本身易受雷擊,同時(shí)還會(huì)“殃及”到周圍的建筑。因此,在防雷設(shè)計(jì)時(shí),不僅要考慮到超高層建筑本身的防雷, 還要考慮到其周圍建筑的防雷措施。

圖2 廣州塔觀測(cè)數(shù)據(jù)分析
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當(dāng)然,張教授的研究是以觀測(cè)為采集數(shù)據(jù)的手段, 難免有錯(cuò)漏等現(xiàn)象,有些研究還需進(jìn)一步擴(kuò)大觀測(cè)范圍,收集更多的數(shù)據(jù)。
總之,超高層建筑的防雷尚有許多待研究之處。筆者曾看到南方某城市烏云在超高層建筑半腰之處,如果此時(shí)遇有雷擊該如何防范?許多問(wèn)題需要同仁共同研究、探討。

圖3 烏云在建筑物半腰處
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