工業廠房雷電災害風險評估技術要點

韓輝

摘要 針對工業廠房功能明確、結構復雜、布局繁雜的特點，通過與普通建筑物的對比，分析了工業廠房雷電災害風險評估的特征，并以某卷煙廠為例，分別從截收面積處理、風險區域劃分、重點廠房風險處理等方面討論了工業廠房雷電災害風險評估的技術要點。

關鍵詞 工業廠房;雷電災害風險評估;技術要點

中圖分類號：P429 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2019）04-069-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.04.027

Abstract In view of the characteristics of industrial factory building with clear functions，complicated structures and complicated layout，this paper analyzed the characteristics of lightning disaster assessment of industrial factory building by comparing with ordinary building，and took a cigarette factory as an example，from the treatment of intercepted area，division of risk areas，risk management of key factory building，the technical points of lightning disaster risk assessment in industrial factory building was discussed.

Key words ? Industrial factory building;Lightning disaster risk assessment;Technical points

雷電災害是聯合國“國際減災十年行動”公布的最嚴重的自然災害之一，給人們的生產生活帶來了嚴重威脅。工業廠房是指包括生產車間、輔助用房及附屬設施用房在內的直接用于生產或為生產配套的各種房屋，因工業生產的特殊性，工業廠房一般不會位于城市中心地帶，周圍高聳建（構）筑物較少，具有較高的雷電危險性，且各類房屋功能明確，通過管道、線路相連，一旦發生雷災事故，可能導致整個廠區的生產故障甚至設備損毀。

雷電災害風險評估是風險管理的有效方法，對工業廠房進行雷電災害風險評估，可以根據評估對象的環境特征對其進行科學計算以提供合理、有效的防護措施。但雷電災害風險評估相關標準規范多針對獨立建筑物制定，對危爆場所、電子信息系統關注較多，工業廠房作為整個廠區建筑群中擁有獨特功能、性質的單體，因其復雜的管、網布設，以及相互關聯的功能分區，雷電災害風險評估相關標準并不能完全適用。考慮工業廠房的特殊性，研究工業廠房雷電災害風險評估技術要點，可以為工業廠房雷電災害風險評估提供科學方法，為相關技術人員提供參考依據。該文以某卷煙廠為例，介紹工業廠房雷電災害風險評估的技術要點。

1 廠房基本特征及雷電災害風險

工業廠區內往往根據功能不同進行分區處理，各分區間既相對獨立又互相聯系，形成一個統一的整體。該文擬分析的某卷煙廠包含廠前區、生產區、動力區、輔助區和倉儲區，廠前區為科研辦公樓;生產區為聯合工房;動力區為動力中心;輔助區包括綜合服務樓、職工活動場地和停車場;倉儲區包括片煙庫、輔料庫及成品庫、香精香料庫和工業垃圾站。此外，在廠區東側有廢水處理站和雨水泵站，各高架庫房的南側都有大面積的物料運輸廣場，其中片煙高架庫物料運輸廣場面積為55 m×29 m，輔料和成品高架庫物料運輸廣場面積為70 m×29 m，這樣在聯合工房的南端，就形成了集中的物流運輸區域。

全廠供電由開發區新建變電站引來2路專用電源線，至動力中心10 kV變電所，滿足新建廠供電負荷要求。動力中心變電所引出至聯合工房變電所、科研辦公樓變電所、雨水泵房變電所、工業垃圾站變電所?？蒲修k公樓變電所供給綜合服務樓、傳達室用電;雨水泵房變電所供給廢水處理站用電;工業垃圾站變電所供給片煙庫、成品輔料庫、生產工房、庫房、辦公樓用電。區域平面布置及電路走線情況見圖1。

該卷煙廠各建筑物相互獨立，但從布設位置和功能上又體現了便于生產和存儲、管理互相銜接的特點[1]。對其進行雷電災害風險評估時，一方面，各建筑物間的有效截收面積互相重疊，另一方面，線路走線方向一致，甚至布設在同一電纜溝內，線路截閃互相影響。同時，雷電擊中動力中心時，不僅將對相連建筑工業垃圾站、雨水泵站等造成影響，對整個廠區也會產生風險，此外，物料運輸廣場等區域具有較高危險性，雷擊時將對周圍建筑、人員造成影響。在進行雷電災害風險評估工作時，均應在規范的基礎上采取相應技術手段，保證雷電災害風險評估合理有效。

2 等效截收面積的處理

2.1 建筑物等效截收面積

2.2 服務設施等效截收面積

服務設施是指與建筑物相連的各類管線，遭受雷擊時，雷電流沿管線進入室內，將導致接觸電壓與跨步電壓的風險、物理損壞的風險以及電氣電子系統失效的風險。工業廠區一般設有廠區總變配電室向各廠房供電，線路沿電纜溝敷設。如圖3所示，多條線路布設在同一電纜溝內，且部分處于周圍建筑物等效截收面積范圍內[3]。因電纜埋地敷設，周圍建筑物等效截收范圍內，如果雷電擊中建筑物，線路將得到有效保護。故如圖3青色部分，線路等效截收面積將去除周圍建筑物的截收面積，而在周圍建筑物內的等效面積可考慮乘以環境因子。此外，還應考慮同方向上的線路類型不同，無法同時進行計算時，應根據線纜根數對等截面積進行劃分，以免重復計算。

3 風險區域劃分

工業廠房在功能分區布局上較普通建筑更為復雜，可包含辦公區、生活區、多個生產區，物料在整個廠房不同區域以及不同廠房間有序流轉，成為有機整體。對工業廠房進行建筑分區時，除應考慮土壤或地板類型、防火分區、空間屏蔽等，還應在區域功能、特征方面全面考慮，合理分區[4]。

聯合工房是集卷煙生產和管理為一體的現代化工業廠房，由制絲部分、摻配加香部分、卷接包部分、生活輔房4部分組成，是該卷煙廠的核心，也是廠區雷電災害風險評估的重點。聯合工房主要功能為車間廠房，配套有生活輔房，主要的風險包括人員生命損失風險和經濟損失風險，以聯合工房為例介紹大型廠房雷電災害風險評估注意事項。

較一般民用建筑物，聯合工房設有不同的出入口，人流入口在北端的生活輔房，物流出入口在工房南端，2個出入口人員數量、出現時間以及出入口地面特征不盡相同，故應將室外區域設為2處，分別給予考慮。同時，室內區域分為不同的生產工作區，各部分功能、性質各異，設有16個防火分區，應具體考慮不同防火分區的特點，根據減小雷擊可能性的因素及雷擊后果的不同，進一步劃分不同區域，分別進行風險計算。

4 公眾服務損失風險計算

傳統意義上的公眾服務損失風險一般指一定區域內斷水、斷電等影響正常生產、生活的風險，在對供電、供水公司進行計算時需重點考慮。但對于工業廠房，通常設有專門的變、配電所和控制中心，對全廠的電力、通信、自控等進行統一調配，一旦遭受損害，將導致整個廠區生產中斷，甚至可能造成人員恐慌以及危險物品泄露等間接損失[5]。

動力中心是該卷煙廠的動力供給、分配和計量的中心，直接影響全廠的正常工作、生產，共有4座臨近建筑物，分別為聯合工房、科研辦公樓、雨水泵房、工業垃圾站，對其進行公眾服務損失風險的計算。但標準中給出的公眾服務損失風險允許值為10-3，與文中所計算的公眾服務損失風險并不能完全對應，在具體計算時，應考慮生產企業對生產損失的可接受程度，調整具體數值，以便合理計算。

5 小結

工業廠房較普通商務、住宅樓，其功能上具有獨特的性質，如內存物含有易燃、易爆、有毒、有害物質，生產設備對電磁脈沖高度敏感，承擔整個廠區的物流樞紐、中控中心等作用，且工廠工藝流程復雜，不同廠房內設備互相連接輸送物料，均對雷電災害風險評估帶來影響。在進行雷電災害風險評估時，應綜合考慮相關特征，采取科學方法，必要時適當調整雷電災害風險評估參數，以保證評估結果的科學、合理。

參考文獻

[1] 汝洪博，馬金福，馮志偉，等.建筑物雷擊次數等效截收面積計算方法[J].氣象科技，2013，41（1）：191-195.

[2] 魏秀梅.化工企業雷電災害風險評估與應用[J].氣象科技，2014，42（2）：353-358.

[3] 馬宏達.學習和引用IEC建筑物防雷規范中值得商榷的幾個問題[J].電工技術雜志，2004（2）：11-13.

[4] 尹娜.雷電災害風險評估研究[D]. 南京：南京信息工程大學，2005.

[5] 鐘穎穎.洋口港區雷擊風險及預警方法研究[D]. 南京：南京信息工程大學，2011.

責任編輯：李楊