關于臺山市都斛鎮莘村體育館雷擊現場的分析

陳根潮++雷琳++劉艷輝

[摘 要] ：本文敘述了一個典型雷擊事故所造成的破壞，及其過程中雷電從發生到結束出現的各種雷電效應的破壞力，同時簡單介紹了一些在雷雨天氣時如何保護自己，提高個人防雷意識。

[關鍵詞]：直擊雷 ； 電效應 ；熱效應； 機械力效應； 激波

1 、 前 言

雷電以其巨大的電流給人類造成了嚴重的災害。在我國盡管無法知道雷電致死的確切數字，但調查表明，在有些國家和地區，雷電直接致死的數字比任何其它災難性氣候現象（如龍卷風、雪崩）致死人數都多。臺山地區屬強雷暴地區，據本站50年錄得的歷史資料統計，臺山年平均雷暴日達到86天，也就是說平均每年有86天可見雷電。雷電的活動相當的頻繁，對人們的生命、財產安全造成了巨大的威脅。特別近些年人們生活水平和質量的不斷提高，弱電設備、智能設備如：電腦、電視、電話、智能監控系統等進入了千家萬戶，而這些弱電設備又是雷擊事故中最容易被燒毀的設備。所以說如何防止及減少雷電造成的破壞已成為當代人們重視的一大科題。

2 、雷擊事故原因分析

我們防雷所就2006年8月4號也即農歷7月11日臺山市都斛鎮莘村體育館的雷擊事故，派出多名工作人員并隨防雷主管領導吳局長到都斛鎮莘村對體育館遭受雷擊的情況作一詳細的了解：

首先我們先對8月4日也即是雷擊當天的天氣情況了解一下，由于受臺風“派比安”的影響，臺山大部份地區的天氣比較惡劣，有明顯的降雨和大風。8月3日8時——4日8時就我們臺城本站錄得的降雨量有107.0毫米（24小時內），陣風最大達19.6米/秒（相當8級風），平均風速有11.2米/秒（相當6級風），并且伴有強雷暴。海邊區域上川氣象站錄得155.2毫米降雨量，陣風最大達34.0米/秒（相當12級風），平均風速有23.0米/秒（相當9級風）。

據幾位村干部的反映，該體育館于2003年4月奠基，7月正式開工，2004年5月份全面竣工驗收。于2006年8月4日早上8時左右，附近群眾看到一道白光在體育館的附近即當地人稱黑石山的方向對地閃爍放電，并聽到震耳欲聾的巨雷聲響。當時天空下著雨并且吹著較為強勁的風， 9時左右當地群眾外出戶外工作時發現體育館北面飄臺上的女兒墻因雷擊倒塌。

綜合幾位莘村村干部反映的情況及我們對現場的勘測，總結如下：造成此次雷擊事故的主要原因是直擊雷。

何謂直擊雷，直擊雷是指：閃電直接擊在建筑物、其它物體、大地或防雷裝置上，產生電效應、熱效應和機械力效應。

在這里我們首先強調一點：該體育館雖然于2004年5月全面竣工驗收，但體育館的防雷設施并沒有通過我們檢測所的任何驗收工作及防雷隱蔽工程的跟蹤，也沒有取得防雷設施合格證。

雷擊區與地質結構相關，一般情況下相對來說土壤電阻率比較低的地區比土壤電阻率高的地區遭受雷擊的機會大。經常發生在有金屬礦床的地區、河岸、地下水出口處、山坡與稻田接壤的地上和具有不同電阻率土壤的交界地段。如果在曠野，即使建筑物并不高，但是由于它比較孤立、突出，因而也比較容易遭受雷擊。該體育館位于空曠的田野中，方圓100米內都無一高出的建構筑物，體育館顯得孤立存在，旁邊是水田正好處于土壤電阻率突變的交界處。由于該體育館所處的地理位置都符合雷擊選擇性，所以遭受雷擊的可能性遠遠大于其它的建筑物。

體育館的本身雖安裝了防雷設施但不符合國家相關的技術規范要求。建筑物天面上仍有部份突出的地方無防雷設施，并且在建筑物各個陽角處都無安裝避雷短針。遭受雷擊的二樓飄臺（附圖1-1、1-2）上的女兒墻無安裝防雷設施，當雷電擊中建筑物的女兒墻上時，雷電流迅速向周圍泄放能量，并產生各種雷擊效應；一、電效應：使得建筑物內所有金屬物體都帶上高電位和電流。二、熱效應：被雷擊的物體瞬間將產生大量熱，又來不及散發，以致物體內部的水份大量變成蒸汽，并迅速膨脹，產生巨大的爆炸力，造成破壞。三、機械力效應：在物體受到電效應和熱效應的情況下，機械力效應就顯得更加夸張了，機械力使得固定在某個位置上的物體因受力而移動到別一個位置。強大的雷電流擊中建筑物女兒墻時，由于女兒墻上并沒有防雷設施所以無法及時將強大的雷電流有效地排泄入大地。雷電流穿過混凝土沿著樓板內的鋼筋向四周釋放能量，最后通過柱內鋼筋傳導進大地而完成一個放電過程。雷電的可怕在于它發生和泄放入大地的過程完成的時間短而且快，在發生和完成的過程只是納秒級的事；也即是10-9秒內完成一個放電的過程。而且在這個過程中所產生的各種效應多，從而實現了破壞和殺害力大的效果。

雷電從形成到對地放電的過程中會出現多個雷電通道，雷電通道的溫度高達幾千℃到幾萬℃，空氣受熱急劇膨脹，并以超聲速度向四周擴散，其外圍附近的冷空氣被強烈壓縮，形成“激波”。被壓縮空氣層的外界稱為“激波波前”。“激波波前”到達的地方，空氣的密度、壓力和溫度都會突然增加。“激波波前”過去后，該區壓力下降，直到低于大氣壓力。這種“激波”在空氣中傳播，會使其附近的建筑物、人、畜受到破壞和傷亡。這種沖擊波的破壞作用就跟炸彈爆炸時附近的物體和人、畜受損害一樣。

這只是一個雷擊放電從發生到完成的過程，而往往雷擊不是單一的一個放電過程，伴隨的有后續雷擊，多次雷擊的放電過程。一次的雷擊所造成的破壞威力足以讓我們感到驚訝，更何況是還有后續雷擊和多次雷擊。

通過現場的調查我們發現本來完好的女兒墻大部份已遭雷擊破壞，結合前面所說的雷擊發生和完成的過程中所產生的各種效應及破壞的威力，再加上后續和多次雷擊和當時臺風“派比安”的遺力破壞。我們就不難想象當雷電擊中飄臺上的女兒墻而造成女兒墻倒塌也是在我們的預料之中。樓板底端及樓板和柱子交接處都有明顯的雷擊痕跡。樓板底端（附圖2）因為強大的雷電流無法及時泄放入大地，在樓板內的雷電流程樹枝狀向四周放電，產生的熱效應而使得混凝土樓板多處程現小孔狀的損壞。柱子里的柱筋和樓板里板筋的連接情況因為防雷隱蔽工程沒有通過我們所的跟蹤驗收不能確保做到良好的電氣連接。（正常建筑只用鐵絲進行綁接）沒有一個良好的電氣連接（焊接）必然會出現電位差，電位差的形成就會使得高電位向低電位放電的現象，樓板內鋼筋向柱子內柱筋放電使得柱子與樓板的交接處出現多處燒灼過的痕跡。（附圖3）

3 、整改意見

為了更好落實和做好莘村體育館的防雷工作，保障廣大人民群眾生命和財產安全特提出如下整改意見：

3.1體育館天面沒有安裝避雷帶的女兒墻及鐵皮屋面上的排水溝檐邊加設避雷帶

和避雷短針保護。

3.2體育館各陽角處補加避雷短針對建筑物保護。

3.3體育館飄臺按國家規范要求設獨立引下線，女兒墻上加裝避雷帶保護，并且與

天面避雷帶焊接連通。

一、 為了防止雷電波高電位入侵進室內造成用電設備燒毀，建議在電源總配電處安

裝相匹配的防感應雷避雷器。

4 、 避雷常識

為了更有效地防止和減少雷電這種自然災害給我們正常的生活、工作、學習造成影響和損失，我們對全民特提出如下注意事項：

當雷鳴電閃時，你正行走在空曠田野上，要遵守哪些原則進行避雷呢？

4.1不要使自己成為尖端，也就是說，要盡量降低自身高度，不應該把鐵鍬、鋤頭、

高爾夫球棍等帶有金屬的物體扛在肩上高過頭頂，因為這樣會增加閃電直接擊中的機會。如果四周沒有比自己高的物體，那么舉著雨傘將是很危險的。

4.2要盡量縮小人體與地面的接觸面，以減少跨步電壓的傷害。根據第一個要求看，似乎人平躺在地面上比較安全，這樣會增大人體與地面的接觸面，從而增加了跨步電壓的危險。最好的辦法是尋找一個溝谷或凹地，不得已時就在平地上雙腳并攏蹲下，既降低了高度，又可防止跨步電壓。

4.3在市郊區，最好躲入一棟裝有金屬門窗或設有避雷針的建筑物內，也可躲進有金屬車身的汽車內。一旦這些建筑物或汽車被雷擊中，它們的金屬構架或避雷裝置或金屬本身會將閃電電流導入地下。

4.4在稠密樹林中，最好找一塊林中空地，選與四周樹木差不多遠的地方，雙腳并攏蹲下。這時由于高大樹木易遭雷擊，從而保護了開闊地區的避雨者。

當同行中有人遭雷擊我們要懂得急救方法。通常，當一個人被雷電擊中，他的心臟活動和呼吸就立即停止了。如果受害者在一段時間內沒有呼吸，說明他遇到腦缺氧的危險。在嚴重的腦損傷發生之前，新陳代謝的停止或減慢一般能延續5、6分鐘時間。也有這樣一例報道說，一位受害者呼吸停止了13分鐘后蘇醒了。

雷電“死亡”有時是可回生的。很多呈現死亡的受害者沒有呼吸，心臟停跳，用適當的救護可使他們蘇醒過來。如果一個受害者沒有呼吸，十之八九還能再生，但不幸的是，這個事實目前還沒有被人們廣泛認識。

雷擊致人死亡的最主要原因有兩個：一是雷電流流經心臟導致心室產生纖維性顫動，因而造成人體的血液循環停止；二是雷電流流經人體腦下部的呼吸中樞時，使人體停止呼吸。有時表現為“假死”。因此，應就地及時搶救，有條件應盡快送醫院搶救。

5 結語

如何減少和防御雷電給我們造成的損失，不但要有一套完整的可靠的防御雷電災害系統，還需要我們全民提高防雷的意識，增加防雷知識。特別注意的是在雷雨天氣我們盡可能少或不要出去建筑物外面進行戶外工作。

[參考文獻]：

[1] GB50057—94，建筑物防雷設計規范（2000版）[S].

[2] 雷電與避雷工程/蘇邦禮等編著-廣州：中山大學出版社1996.11