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各類形狀建筑物年預計雷擊次數(shù)如何計算
發(fā)布時間：
2024-01-23 10:14
匯總下各類形狀建筑物年預計雷擊次數(shù)的計算方法。
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一、相關規(guī)范
1、《建筑物防雷設計規(guī)范》GB 50057-2010
二、規(guī)范的規(guī)定
一、計算是根據(jù)《建筑物防雷設計規(guī)范》附錄A進行計算
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PS：
1、校正系數(shù)K一般取1。但應注意也有其他取值。此數(shù)值若選取不當，可能會影響建筑物的防雷等級。
2、年平均雷暴日，可根據(jù)《配四》表17.6-3查閱。
2、等效面積Ae是計算雷擊次數(shù)的核心。
等效面積Ae是實際面積擴大后的面積，擴大寬度為D。
當建筑物高度小于100m時，其每邊擴大的寬度。
當建筑物高度大于100m時，其每邊擴大的寬度D=H。
|
H（m） |
D（m） |
H（m） |
D（m） |
|
5 |
31.2 |
50 |
86.6 |
|
10 |
43.6 |
60 |
91.7 |
|
15 |
52.7 |
70 |
95.4 |
|
20 |
60.0 |
80 |
98.0 |
|
30 |
71.4 |
90 |
99.5 |
|
40 |
80.0 |
100 |
100.0 |
PS：根據(jù)規(guī)范的條文說明，高度小于100m時，是假設有一個半徑100m的滾球，沿地面滾向建筑物，接觸到建筑物屋頂時，地面距離建筑物的距離。高度大于100m時，是假設半徑為H的滾球滾向建筑物，其擴大寬度D即為建筑物高度H。
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上圖為建筑物低于100m時，半徑為100m的滾球與建筑物接觸的立面。
三、各類形狀建筑物Ae值的計算
1、矩形
最簡單且常用的模型。Ae計算公式和圖示，《建筑物防雷設計規(guī)范》附錄A已列出。
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2、L形
先算出擴大寬度D，然后計算虛線所包圍的面積。
若L形的兩個分體高度一致，則D1=D2。若高度不一致，則需分別根據(jù)H1、H2來計算出D1和D2。
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有些項目，已建有矩形建筑，后額外增加一部分，變成了L形。此時應統(tǒng)一按一棟建筑來計算等效面積。
3、其他各類不規(guī)則建筑
可以理解為不同高度各個矩形拼湊在一起。分別計算出其擴大寬度，在CAD中選取其最外面輪廓，即為整個建筑的等效面積。
比如L形+半圓形，其外輪廓線如下圖所示：
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其他任意形狀的建筑物，可以分別將其外輪廓畫出后，進行重疊，外輪廓形成區(qū)域的面積就是整棟建筑物的等效面積。
比如高度為H2的主樓和高度為H1的裙房，其示意如下。（若主樓能保護住裙樓，則主樓的輪廓線會覆蓋裙樓的輪廓線；反之，則主樓的輪廓線不會覆蓋裙樓的輪廓線。此時可不必在意主樓是否能保護裙樓，只需分別畫出后，選取最外圍的輪廓虛線即可。）
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4、金字塔形、梯形等建筑物
以上討論都是垂直面的建筑物，若為金字塔形或梯形建筑，可以從下面兩張圖來理解。
①先畫出一棟矩形建筑物的立面圖，假設高度H小于100m，雷電滾球半徑取100m，則其擴大半徑
。
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②若為金字塔形或者其他類似形狀，其立面如下圖。雖然擴大寬度減小為D1或者D2，但外輪廓線還是與矩形建筑物一樣，意味著建筑物的等效面積Ae和雷擊次數(shù)N是沒有變化的。
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四、如何快速計算
1、即便是最簡單的矩形，根據(jù)規(guī)范所列的公式，手動計算也要花費一定的時間。
2、若考慮節(jié)省時間，可考慮：
①借助EXCEL中各類函數(shù)來計算，輸入需要的參數(shù)即可。此種方式更適用于矩形或L型等簡單模型，不過理論上只要是有公式的模型都可以算出來。
②利用天正軟件自帶的防雷計算功能。矩形、L形、矩形+半圓形，也可以從圖紙拾取建筑物輪廓；若為不等高建筑，則需要選“不等高建筑”。
③若沒有天正軟件，需手動算出擴大寬度D（D1/D2...），在建筑物外輪廓逐點畫出最大擴大寬度，然后用CAD自身功能計算出虛線內(nèi)的面積。
可以先用boundary（BO）指令，形成一個封閉的多線段。然后利用list（LI）計算出其面積。此方式為萬能方式。
五、小結
1、計算年預計雷擊次數(shù)，建筑物的等效面積是計算的核心。
2、建筑物周圍有其他建筑物時，若滿足一定條件，其等效面積可以減小。
具體可見規(guī)范附錄A.0.3-2/3/5/6條，但這幾個公式是有不少假設前提條件的，且周圍建筑物的遠近、高低都不同，準確計算很復雜，比較難用于實際項目。
3、實際工程與理論研究不同。實際工程計算雷擊次數(shù)，主要用于準確判斷建筑物物的防雷等級。
實際工程中，為簡便計算可以先用大范圍的尺寸計算出雷擊次數(shù)。若計算值處于不同等級分界值附近，此時再進行更精確的計算。
4、越是復雜的建筑物，越需要借助輔助工具來完成。
5、此處假設的滾球（100m或大于100m），主要用來計算建筑物等效面積。
當建筑物定義為二類或三類防雷建筑物后，其假設的滾球半徑為45m/60m，這個雷電滾球半徑值是用來核算建筑物如何設置接閃器的。
6、《建筑電氣與智能化通用規(guī)范》GB55024-2022實行后，建筑物的防雷分類可以參考高度來執(zhí)行。
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