建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法研究

徐思远

(绍兴市上虞区气象局， 浙江绍兴 312300)



建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法研究

徐思远

(绍兴市上虞区气象局， 浙江绍兴 312300)

在对建筑物进行防雷设计技术评价时，首先需要计算年预计雷击次数，而年预计雷击次数的计算中，需要对建筑物截收相同雷击次数的等效面积进行计算，由于建筑物的形状千变万化，截收相同雷击次数的等效面积大多用手工计算比较麻烦。文章根据实际工作中经常出现的“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四种建筑物的投影形状，进行研究分析得出相应的计算公式，然后编制一个计算程序，就能快速计算建筑物截收相同雷击次数的等效面积。

截收雷击；等效面积；计算研究

本文根据GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》的要求及建筑物在地平面上的不同投影，分别研究“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四种图形的计算方法。

本文约定：L为建筑物长度；W为建筑物宽度；H为建筑物高度；

P1为评价建筑物四周2D(或2H)范围内且在hr=100 m(或hr=H)的保护范围外的等高或较矮建筑物与评价建筑物平行的边长长度总和；

P2为评价建筑物四周2D(或2H)范围内比评价建筑物高的建筑物与评价建筑物平行的边长长度总和；

n1为处于评价建筑物对角2D(或2H)范围内且在hr=100 m(或hr=H)的保护范围外的等高或较矮建筑以其在扩展扇形上的投影弧段所对应的角度总和；

n2为处于评价建筑物对角2D(或2H)范围内比评价建筑物高的建筑物以其在扩展扇形上的投影弧段所对应的角度总和。

1　投影为矩形

投影为矩形时等效面积计算示意见图1。

图1　“矩形”等效面积计算

1.1高度小于100 m

当建筑物的高度小于 100 m时，其每边的扩大宽度D按式(1)计算：

(1)

建筑物的等效面积应按下式计算：

(2)

1.2高度等于或大于100 m

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

(3)

2　投影为“L”形

投影为“L”形时等效面积计算示意见图2。

图2　“L形”等效面积计算

2.1当建筑物的高度小于100 m时

(1)当D≤W2≤L2时，建筑物的等效面积应按下列公式计算：

Ae=[L1W1-L2W2+(L1+L2+L3+W1+W2+W3)

(2)当D>W2上式不适用。

2.2当建筑物的高度等于或大于 100 m时

(1)当H≤W2≤L2时，建筑物的等效面积应按下式计算：

(5)

(2)当H>W2上式不适用。

3　投影为“凹”形

投影为“凹”形时等效面积计算示意见图3。

图3　“凹”形等效面积计算

3.1当建筑物的高度小于 100 m时

Ae=[L1W1-L2W2+(L1+L2+2L3+

(6)

3.2当建筑物的高度等于或大于 100 m时

Ae=[L1W1-L2W2+(L1+L2+2L3+2W1+

(7)

4　投影为“回”形

投影为“回”形时等效面积计算示意见图4。

图4　“回”形等效面积计算

4.1当建筑物的高度小于100 m时

Ae=[L1W1-L2W2+2(L1+ L2+W1+W2)

(8)

4.2当建筑物的高度等于或大于 100 m时

Ae=[L1W1-L2W2+2(L1+L2+

(9)

5　结束语

在实际工作中经常用到计算“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四种建筑物的截收相同雷击次数的等效面积，研究其计算方法推导出响应的计算公式可以提高工作效率。计算公式推导中引进了P1、P2、n1、n2四个参数，考虑了评价建筑物四周2D(或2H)范围内比评价建筑物低或等高(或高)的建筑物对截收相同雷击次数等效面积的影响，推导出的计算公式具有普遍适用意义。

[1]GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范[S].

[2]梅卫群, 江燕如. 建筑防雷工程与设计[M]. 3版.气象出版社, 2009.

徐思远(1956～)，男，大专，工程师，从事气象防雷研究。

TU895

B

[定稿日期]2016-03-20