建筑物截收相同雷擊次數的等效面積計算方法研究

徐思遠

(紹興市上虞區氣象局， 浙江紹興 312300)

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建筑物截收相同雷擊次數的等效面積計算方法研究

徐思遠

(紹興市上虞區氣象局， 浙江紹興 312300)

在對建筑物進行防雷設計技術評價時，首先需要計算年預計雷擊次數，而年預計雷擊次數的計算中，需要對建筑物截收相同雷擊次數的等效面積進行計算，由于建筑物的形狀千變萬化，截收相同雷擊次數的等效面積大多用手工計算比較麻煩。文章根據實際工作中經常出現的“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四種建筑物的投影形狀，進行研究分析得出相應的計算公式，然后編制一個計算程序，就能快速計算建筑物截收相同雷擊次數的等效面積。

截收雷擊；等效面積；計算研究

本文根據GB 50057-2010《建筑物防雷設計規范》的要求及建筑物在地平面上的不同投影，分別研究“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四種圖形的計算方法。

本文約定：L為建筑物長度；W為建筑物寬度；H為建筑物高度；

P1為評價建筑物四周2D(或2H)范圍內且在hr=100 m(或hr=H)的保護范圍外的等高或較矮建筑物與評價建筑物平行的邊長長度總和；

P2為評價建筑物四周2D(或2H)范圍內比評價建筑物高的建筑物與評價建筑物平行的邊長長度總和；

n1為處于評價建筑物對角2D(或2H)范圍內且在hr=100 m(或hr=H)的保護范圍外的等高或較矮建筑以其在擴展扇形上的投影弧段所對應的角度總和；

n2為處于評價建筑物對角2D(或2H)范圍內比評價建筑物高的建筑物以其在擴展扇形上的投影弧段所對應的角度總和。

1　投影為矩形

投影為矩形時等效面積計算示意見圖1。

圖1　“矩形”等效面積計算

1.1高度小于100 m

當建筑物的高度小于 100 m時，其每邊的擴大寬度D按式(1)計算：

(1)

建筑物的等效面積應按下式計算：

(2)

1.2高度等于或大于100 m

當建筑物的高度等于或大于 100 m時，其每邊的擴大寬度應按等于建筑物的高計算；建筑物的等效面積應按下式計算：

(3)

2　投影為“L”形

投影為“L”形時等效面積計算示意見圖2。

圖2　“L形”等效面積計算

2.1當建筑物的高度小于100 m時

(1)當D≤W2≤L2時，建筑物的等效面積應按下列公式計算：

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

(2)當D>W2上式不適用。

2.2當建筑物的高度等于或大于 100 m時

(1)當H≤W2≤L2時，建筑物的等效面積應按下式計算：

(5)

(2)當H>W2上式不適用。

3　投影為“凹”形

投影為“凹”形時等效面積計算示意見圖3。

圖3　“凹”形等效面積計算

3.1當建筑物的高度小于 100 m時

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

(6)

3.2當建筑物的高度等于或大于 100 m時

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

(7)

4　投影為“回”形

投影為“回”形時等效面積計算示意見圖4。

圖4　“回”形等效面積計算

4.1當建筑物的高度小于100 m時

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

(8)

4.2當建筑物的高度等于或大于 100 m時

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

(9)

5　結束語

在實際工作中經常用到計算“矩形”、“L”形、“凹”形、“回”形四種建筑物的截收相同雷擊次數的等效面積，研究其計算方法推導出響應的計算公式可以提高工作效率。計算公式推導中引進了P1、P2、n1、n2四個參數，考慮了評價建筑物四周2D(或2H)范圍內比評價建筑物低或等高(或高)的建筑物對截收相同雷擊次數等效面積的影響，推導出的計算公式具有普遍適用意義。

[1]GB 50057-2010 建筑物防雷設計規范[S].

[2]梅衛群, 江燕如. 建筑防雷工程與設計[M]. 3版.氣象出版社, 2009.

徐思遠(1956～)，男，大專，工程師，從事氣象防雷研究。

TU895

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[定稿日期]2016-03-20