古建筑雷電災害風險評估現場勘查誤區分析

李鵬

摘要：雷電作為自然界中發生的一種劇烈的災害性天氣事件，自古以來都是建筑物尤其是具有歷史研究價值的古建筑安全的重大威脅。本文作者通過研究多處重點文物保護單位的雷電災害風險評估現場勘查數據對項目評估結論影響的分析，指出了現場勘查的主要誤區，以及避免的措施。

Abstract： Lightning， as a kind of severe and disastrous weather events in nature， has been a great threat to the safety of ancient buildings， especially those with historical value. The author of this paper through the research of several key cultural relics protection units of the lightning disaster risk assessment scene analysis conclusion data to evaluate the impact on the project， points out the main errors of the scene， and the measures to avoid them.

關鍵詞：古建筑；雷電災害風險評估；現場勘查

Key words： ancient buildings；lightning disaster risk assessment；site investigation

中圖分類號：P427 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）17-0159-02

0 引言

古建筑是前人給后人留下的寶貴遺產，它是古代工程技術、建筑藝術與工藝和人類創造智慧的結晶，是前人認識社會、創造居住環境的重要體現和歷史見證，是不可再生的，任何損壞和破壞都將無法彌補。

雷電是損害、破壞古建筑的主要自然災害之一，在較早年代，由于人們對雷電認識的不足，無法采用有效的措施防止雷電對建筑物的破壞，許多古建筑甚至優于都沒有任何防雷措施而導致雷擊損毀，對歷史文化傳承造成嚴重威脅。

隨著現代防雷技術的發展，人們越來越深刻地認識到雷電防御的重要性和可操作性，對古建筑實施雷電災害風險評估，既是對古建筑雷電防御能力的一次全面展示，也是科學、有效、經濟的實現古建筑防雷安全的一種有效手段。

1 古建筑雷電災害風險評估類別

雷電災害風險評估是根據項目所在地雷電活動時空分布特征及其災害特點，結合現場勘查結果進行分析，對雷電可能導致的人員生命損失、公眾服務損失、文化遺產損失和經濟損失與危害范圍等方面的綜合風險估算，從而為項目選址、功能分區布局、科學設計、災害風險控制、防雷類別（或等級）與防雷措施確定、經濟投入、應急管理等方面提出建設性意見的一種評價方法。

雷電災害風險評估主要分為項目預評估、方案評估、現狀評估三類。

對古建筑的評估屬于現狀評估，現狀評估是對一個評估區域、評估單體現有的雷電防護措施進行雷電危害風險量的計算分析，給出現有雷電防護措施是否能將雷電危害的風險量控制在國家要求的范圍內，給出科學、經濟和安全的整改措施，提供風險管理、雷災事故應急方案。

2 古建筑雷電災害風險評估現場勘查主要誤區

通過對開封禹王臺、河南大學、朱仙鎮岳飛廟等多處重點文物保護單位的雷電災害風險評估現場勘查，筆者發現，在多處重要因子參數勘測過程中，極易因主觀原因發生失誤，具體如下。

2.1 位置因子Cd取值的誤區

位置因子Cd對建筑物的危險事件次數ND、雷擊服務設施的年平均危險事件次數NL產生影響，而ND、NL直接影響各風險R分量的取值，也就是說Cd的值可以讓各風險R分量產生巨大變化，進而影響評估結論。根據GB/T 21714.2-2015之規定，考慮建筑物與周圍3H（評估對象高度三倍）范圍以內物體或地形的相對高度后，可以更精確的計算周圍物體的影響[1]。

在現場勘查過程中，勘查者往往忽略多數古建筑中央高、周邊低的結構特征，以較易取得的邊緣高度代替古建筑的實際最高高度，以錯誤的高度來判定評估對象周圍3H范圍內物體對評估對象的影響，導致選擇錯誤的位置因子Cd值。

2.2 土壤電阻率測量的誤區

測量土壤電阻率是對古建筑進行雷電災害風險評估現場勘查的一項重要內容，土壤電阻率的變化直接影響接地裝置的接地效率、埋地裝置遭受直接或間接雷擊影響的概率、地表電位分布以及人員接觸電壓和跨步電壓發生的概率等多項計算結果。現階段我們采用的數值是對古建筑所在地電極埋深0.5m的計算值，對于一些周圍環境遭到破壞、地表硬化或回填等原因，造成結構性土壤分布畸變的情況，對取得客觀結果帶來很大難度。

2.3 忽略服務設施風險的誤區

隨著對古建筑文化、歷史價值的開發，越來越多的古建筑安裝上了監控、配電、安防、消防等設施和設備，由于古建筑保護規定的限制，這些用電設施的敷設和安裝往往采用明裝方式，而這種方式往往造成用電設施極易遭受雷擊電磁脈沖的侵襲，輕則短路失效、重則起火爆炸，使古建筑雷電風險急劇增加。

然而在現場勘查時，勘查人員往往只注重文化遺產損失風險和人員傷亡風險，對服務設施風險考慮不足，造成最終評估結論不夠全面。

3 現場勘查主要誤區的應對措施

3.1 位置因子Cd取值的應對

根據GB/T 21714.2-2015之規定，在選取評估對象高度H時，要切實做到實事求是，充分利用紅外測距儀、無人機等科技手段，全面、細致的測量評估對象的高度，找準評估對象最高點，并以此為基準測算3H范圍內物體對評估對象的影響，科學選取位置因子Cd值。

3.2 土壤電阻率測量的應對

在測量土壤電阻率過程中，要積極查閱相關文獻資料，全面了解評估對象周圍環境變化歷史、改造方案等以便對測量結論進行修正，在文獻資料不全的情況下，積極走訪歷史見證者，或尋找古建筑周邊環境一致處進行補充測量。

3.3 忽略服務設施風險的應對

在現場勘查前，要充分掌握評估對象的實際情況，制定全面的評估勘查方案，確保考慮到每項風險，及其對應的勘查因子，不輕易放大風險值、也不輕易遺漏風險分量。

4 結語

雷電災害風險評估工作是一項技術性、規范性較強的工作，知識技術涉及面廣，工作程序要求嚴謹，評估結論和建議應慎重。從技術方法上講，雷擊風險評估已具可操作性，無論是國際標準、國家標準還是行業標準都有明確規定。

因此，開展雷電災害風險評估現場勘察、測試，尤其要結合項目特性，制定科學、全面的勘查方案，嚴格按照標準規定選取符合實際的風險因子，切勿由于主觀因素選值不當造成評估結論謬誤。

參考文獻：

[1]廣東省防雷中心.雷電防護 第2部分：風險管理[S].北京：中國標準出版社，2015.

[2]林世祺，熊芳瑜，葉平.電力微波通信站雷電過電壓防護措施[J].價值工程，2015（29）.

[3]李宏景，甘寶，陸啟東.雷電災害風險評估在實際工作中的運用[J].氣象研究與應用，2014（03）.