建筑物防雷設計規范淺析

摘 要：目前我國的建筑物防雷保護長期以來遵循的主要標準為GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》。另外，2008年我國頒布了等同采用IEC62305系列的GB/T21714-2008《雷電防護》標準體系。從標準的性質來說前者屬于建筑物防雷專業標準，實用性較強；后者屬于雷電防護基礎標準，適用于建筑物及其相連的服務設施。

關鍵詞：LPS（防雷裝置） LPMS（雷擊電磁脈沖防護） LPL（雷電防護水平）

中圖分類號：TU89 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0051-02

“雷電”這個詞自古以來就一直伴隨著人類的生活，并且給我們人類的生活造成了不小的影響。如何做好雷電的防護工作對人類來說是一項重大而艱巨的任務，而建筑物的雷電防護更是值得我們去研究與探討的一項重要問題。為此我們國家于2008年和2010年頒布了GB/T 21714《雷電防護》標準體系和GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》兩部國家標準，為我國建筑物的防雷保護提供了設計的參考依據。

1 防雷裝置（LPS）

防雷裝置（LPS）用于減少閃擊擊于建（構）筑物上或建（構）筑物附件造成的物質性損害和人身傷亡，由外部防雷裝置和內部防雷裝置組成。內部防雷裝置是由防雷等電位連接與外部防雷裝置的間隔距離組成，外部防雷裝置是由接閃器、引下線和接地裝置組成[1]。

根據GB/T 21714.3中的定義建筑物的外部LPS分為分離的和非分離的兩種。對于分離的雷電防護系統（LPS），如果接閃器位于多個分離支撐桿上，每個支撐桿至少應安裝一根引下線。支撐桿為金屬材料或互聯鋼筋，則不需另外的引下線。如果接閃器為避雷線，則避雷線的每一支點至少需要一根引下線。如果接閃器為避雷網，則每一支撐線的末端至少需要一個引下線。對于非分離的LPS，引下線的數量不應少于2 根，且最好圍繞建筑物的周邊等間隔盡可能沿建筑物暴露在外的墻角設置[2]。

在LPS的設計上GB/T 21714和GB 50057兩規范是有一定的差別的。比如接閃器的主要尺寸、位置、布局和設計方法上GB/T 21714采用的是保護角法、滾球法或網格法，LPS的分類分為四類，建筑物滾球半徑分別為20 m、30 m、45 m和60 m，網格尺寸分別為5×5、10×10、15×15、20×20；而GB 50057采用的是滾球法或網格法，LPS的分類分為三類，建筑物滾球半徑分別為30 m、45 m和60 m，網格尺寸分別為5×5或6×4、10×10或12×8、20×20或24×16。

2 雷擊電磁脈沖防護（LPMS）

雷擊電磁脈沖（LEMP）是指雷電流經電阻、電感、電容耦合產生的電磁效應，包含閃電電涌和輻射電磁場[1]。雷擊電磁脈沖（LEMP）的防護措施系統叫LPMS，它與電磁兼容（EMC）有密切的關系，前者是后者的一個特殊部分，兩者都致力于電子系統對電磁騷擾的抵御。LEMP的分析是建立在EMC的理論基礎上的，LPMS要借助EMC 的許多措施，而不一定要另起爐灶。特殊之處在于LEMP來源于非常強烈的雷電放電過程，量值高而概率小。LPMS擔負的是不讓電子設備永久性損壞或電子系統永久性失效，LPMS器件要通過巨大的能量。

GB/T 21714標準體系將綜合防雷體系看成由雷電防護系統（LPS）和LEMP防護措施系統（LPMS）組成[2]。LPS針對建筑物實體和生命體的防護，LPMS針對電氣電子系統的防護。應該強調的是，在綜合防雷體系中，這些措施不是孤立的，而是作為一個整體來綜合考慮的。一種防雷措施對于多種雷電危害都有防護效果，同樣，另一種雷電危害的防護需要考慮多種措施的綜合作用。

3 GB 50057和GB/T 21714標準體系的差異

從建筑物防雷的分類上來說GB 50057按照雷害后果的嚴重性、建筑物的重要性和年預計雷擊次數直接將建筑物的防雷劃分為三類，并對三類防雷建筑給出了明確的雷擊防護措施要求，GB/T 21714則不硬性劃分建筑物的防雷類別。而是按照4類損害源、3種損害類型、4種損失類型和相應的4種風險來劃分，根據風險評估，按雷電流幅值出現概率，考慮防護的雷電流的最大和最小值范圍劃分I、II、III、IV類雷電防護水平（LPL），然后對應于LPL定義雷電防護系統LPS的I、II、III、IV級，依據必要性和經濟合理性原則選擇合適的防雷措施，使風險降低到可接受的程度。

從防雷的接收面積來看兩個標準規范也存在著一定的差異。如圖1所示，GB 50057是當建筑物高度H<100 m是，按擴大寬度計算接收面積；當建筑物高度H>100 m時，按擴大寬度D=H計算接收面積。而GB/T 21714則是對平坦大地上的孤立建筑物，按建筑物上各點以斜率為1/3的直線向地面投射的面積計算接收面積，而對于形狀復雜的建筑物、建筑物的一部分的接收面積的計算和服務設置接收面積的計算也給出了說明。

此外，從設計者的角度而言，GB 50057規范已經應用成熟，可操作性很強，且必須滿足對各類防雷建筑物的防雷措施規定要求，設計的自主性較小，應該說是比較適合目前國內設計的習慣的。而GB/T 21714應該說是剛開始應用，需要設計根據具體的風險評估和技術經濟型評價選擇合適的防雷措施，有較強的設計自主性和適應性，對設計的專業水平和設計協調能力要求較高。

從實際情況來看，兩個規范標準各有自身的優勢和缺點。目前，國內設計采用較多的是GB 50057這本防雷設計規范，但是如果在設計過程中能夠充分考慮GB/T 21714中的相關內容來加以互補，那么我們可以相信我們的建筑物防雷工程應該能夠比現在做的更為出色。

參考文獻

[1]GB 50057-2010，建筑物防雷設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2011.

[2]GB/T21714-2008，雷電防護[S].中國標準出版社，2008.