1.0.1 为使农村民居防雷设计和施工因地制宜地采取防雷措施,防止或减少雷击农村民居所发生的人身伤亡和财产损失,做到安全可靠、技术先进、经济合理,制定本规范。
现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057对建筑物防雷设计已有明确规定,现行国家标准《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB 50601对防雷工程施工与质量验收已有明确规定,这两个规范应认真执行。
现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010中第3.0.1条内容为“建筑物应根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果,按防雷要求分为三类”,第3.0.2条~第3.0.4条为强制性条文,其中对住宅等“一般性民用建筑物”仅考虑“发生雷电事故的可能性”,即“在可能发生对地闪击的地区”的住宅年预计雷击次数(N)这一因素。规定N值大于0.25次/a的住宅为第二类防雷建筑物,小于或等于0.25次/a且大于或等于0.05次/a的住宅为第三类防雷建筑物。条文说明中指出,如N值达不到第三类防雷建筑物的指标“可以不设防雷装置”,这主要是从雷击概率和经济合理的角度考虑的。
然而,在我国除少数经济发达地区或已实现城镇化的农村外,即便在多雷区或强雷区,大多农村民居都不在第三类防雷建筑物的范围之内,主要原因是多数农村民居建筑物的体量较小。在现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010的条文说明中,表3的计算结果表明,在贵阳(多雷区,年平均雷暴日为49d/a),一幢有四个单元的住宅,长60m,宽13m,如要划为第三类防雷建筑物(N值为0.05次/a),其建筑物高度要达到6.8m才行。我们通过计算得到表1的结果,以长沙(多雷区,年平均雷暴日为47.6d/a)郊区某独立农村民居为例,该建筑物为三层(10m高),宽度为8m时,只有长度达到40m时才属于第三类防雷建筑物,否则“可以不设防雷装置”,而这种体量的单体农村民居几乎是不存在的。
表1 年预计雷击次数为0.05次/年的农村建筑物规模
注:表中的年平均雷暴日取自中国气象局防雷办提供的资料,其统计时段除济南为1971年~1986年,长沙为1971年~1998年外,其他均为1971年~2000年。
因此,提出了如下一个问题:没有被划入第三类防雷建筑物的农村民居,特别是砌体结构的建筑物是否需要防雷。
从理论上讲,雷云对地的闪击会受到地面影响,在《Protection against lightning-Part 1:General principles》IEC 62305-1:2010中图A.4描述了可能出现的5种向上闪击的雷击组合形式,现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010条文说明中的图22对此进行了说明,并指出这是“对约高于100m的高层建筑物”的,图21指出“对平原和低建筑物”则是典型的向下闪击。向下闪击发展的第一阶段为阶梯先导,当先导头部电压足以击穿它与目标的间距,即按雷闪数学模式(电气-几何模型)中因雷电流的大小而决定的击距等于先导头部与目标的间距时,闪击便会发生。此时,无论目标的体量有多么小,即便没有建筑物也会击中大地。
从实际情况看,农村民居遭受雷害的比例也相当大。某一年中,全国共有177人因雷击死亡,其中发生在农村的有159人,占89.8%。在农村遭雷击的约有半数发生在户外,在户内遭雷害的也有大量案例。
因此,防止或减少雷击农村民居所发生的人身伤亡和财产损失,同时要兼顾安全可靠和经济合理便成为本规范的主要目的。
1.0.2 本规范适用于新建、扩建和改建农村民居的防雷工程设计和施工。
本规范中的农村民居只包括供人们居住使用的建筑物,不包括同时用作其他用途(如制作烟花爆竹的小作坊)的民居。
1.0.3 农村民居防雷工程设计,应在调查地理、地质、土壤、气象、环境等条件和雷电活动规律,以及被保护物的特点等因素的基础上,确定防雷装置的形式及其布置。
农村民居不宜选址在对地闪击较频繁的山顶和地下水出口、山谷风口、特别潮湿处及河边、湖边、树林与平原交界等土壤电阻率较小或土壤电阻率突变处。农村民居的选址不是本规范的内容,但从安全角度考虑,应尽量避免建在上述地区。
1.0.4 农村民居防雷工程的设计和施工,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。