揭陽(yáng)潮汕機(jī)場(chǎng)特種車庫(kù)雷擊事故的分析

黃躍昭　張漫霞　周炯斌

摘 要：揭陽(yáng)潮汕機(jī)場(chǎng)特種車庫(kù)擁有1臺(tái)完整、合格的防直擊雷裝置，在遭受了一次雷擊后，發(fā)生了建筑物天面內(nèi)側(cè)部分女兒墻破損、1名員工受傷的雷擊事故。對(duì)該雷擊事故進(jìn)行了科學(xué)定性，就建筑物受損和人員受傷的情況進(jìn)行了雷擊方式和雷擊途徑的分析，找出了遭受雷擊的真正原因，并針對(duì)該特種車庫(kù)存在的不足進(jìn)行了完善。

關(guān)鍵詞：雷擊點(diǎn)；剩磁測(cè)量；熱效應(yīng)；雷擊事故

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.05.112

揭陽(yáng)市位于廣東省東南部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，降水充沛，夏季強(qiáng)對(duì)流天氣頻繁，雷電活動(dòng)十分活躍，屬于多雷區(qū)。2013-06-25T10：30 左右，位于揭陽(yáng)市揭東縣登崗鎮(zhèn)的揭陽(yáng)潮汕機(jī)場(chǎng)特種車庫(kù)遭受雷擊，造成配備有直擊雷防護(hù)裝置的建筑物天面內(nèi)側(cè)女兒墻部分受損、1名在2樓走廊內(nèi)洗衣服的員工受傷，電器設(shè)備未損壞。

1 雷擊情況介紹

特種車庫(kù)受損的部位為建筑物內(nèi)側(cè)的女兒墻，即天井東南側(cè)的女兒墻，破損面不規(guī)則，深度觸及至鋼筋為止，大約7～8 cm，混凝土碎渣遍布2層天井內(nèi)，碎渣最遠(yuǎn)廢除6～7 m，可見(jiàn)當(dāng)時(shí)雷電的破壞力度較強(qiáng)。事故發(fā)生前，受傷的人員正蹲在天井西側(cè)走廊內(nèi)洗衣服，走廊背離天井處為宿舍房間，靠近天井處為不銹鋼金屬欄桿，自來(lái)水水管為熱塑管（PPR），水龍頭設(shè)置在天井內(nèi)，距離傷者所處走廊欄桿1 m左右，走廊內(nèi)沒(méi)有自來(lái)水水管接入。由于正在下雨，洗衣服所用的水不是直接來(lái)自于水龍頭，而是用洗衣盆裝水后搬至走廊內(nèi)。發(fā)生雷擊時(shí)，傷者聽(tīng)到劇烈的爆破聲，趕緊回到房間中躺在床上。一段時(shí)間后，感覺(jué)身體右側(cè)麻痹，馬上通知同事并前往醫(yī)院接受治療。該過(guò)程中沒(méi)有其他目擊者，傷者身體只感到不適，并沒(méi)有明顯的雷擊痕跡。

2 雷擊事故綜合分析

2.1 采用剩磁測(cè)量法鑒定

利用剩磁測(cè)量?jī)x對(duì)特種車庫(kù)建筑物天面和天井周圍的金屬物體進(jìn)行了剩磁測(cè)量，測(cè)量結(jié)果為：東南角的接閃短針剩磁值為5.25 mT，相連接閃帶剩磁值為1 mT左右，破損女兒墻里邊的鋼筋和鐵線剩磁值為1.14 mT，2樓天井內(nèi)的金屬物剩磁值都在0.4 mT以下。由此可見(jiàn)，天面東南角的接閃短針是本次雷擊的雷擊點(diǎn)之一，內(nèi)側(cè)女兒墻破損處有可能為另一個(gè)雷擊點(diǎn)。在雷擊事故中，1次雷擊可能有多個(gè)雷擊點(diǎn)；可能是分流的雷電流流經(jīng)該處，因箍筋與梁筋綁扎不牢靠，導(dǎo)致接觸不良，雷電流在該處受阻，進(jìn)而造成該處表面混凝土塊被強(qiáng)大的雷電機(jī)械力效應(yīng)擊落。上述2種情況都有可能發(fā)生，但前者發(fā)生的概率相對(duì)小點(diǎn)，后者發(fā)生的概率較大。

2.2 雷擊的原理和途徑

2.2.1 雷電流的熱效應(yīng)

在雷云對(duì)地放電時(shí)，強(qiáng)大的雷電流會(huì)從雷擊點(diǎn)注入雷擊物體。由于雷電流幅值高達(dá)數(shù)十至數(shù)百千安，可在極短的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換成大量的熱能，在雷擊點(diǎn)局部范圍內(nèi)產(chǎn)生高達(dá)6 000～10 000 ℃的高溫，甚至更高的溫度，進(jìn)而使被擊物體燃燒、融化，這即為典型的雷電流熱效應(yīng)。由于揭陽(yáng)潮汕機(jī)場(chǎng)特種車庫(kù)建筑物天面接閃帶（接閃桿）的面積較大，所以，在遭受雷擊后，在雷電流熱效應(yīng)的作用下，雷擊點(diǎn)的接閃桿沒(méi)有出現(xiàn)金屬融化的跡象，但破損女兒墻中箍筋上的綁扎鐵線被熔斷，且四周有碳化的跡象。

2.2.2 雷擊產(chǎn)生的機(jī)械力效應(yīng)

雷電機(jī)械力效應(yīng)所產(chǎn)生的破壞作用主要表現(xiàn)為以下2種形式。

2.2.2.1 雷擊產(chǎn)生的內(nèi)壓力

在被擊物體內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)壓力是雷電流機(jī)械力效應(yīng)破壞作用的表現(xiàn)形式之一。這種內(nèi)壓力是一種爆炸力，能使被擊樹(shù)木劈裂或建筑構(gòu)件崩塌。因此，本次雷擊事故中特種車庫(kù)建筑物的受損部位，應(yīng)該是由雷電流的內(nèi)壓力作用使女兒墻上的混凝土塊剝落，且該作用力很大，使混凝土塊飛落在了幾米遠(yuǎn)的天井內(nèi)。

2.2.2.2 雷擊產(chǎn)生的沖擊波效應(yīng)

在雷云對(duì)地放電的回?fù)綦A段，放電通道中既有強(qiáng)烈的空氣游離，又有強(qiáng)烈的異性電荷中和，通道中的瞬時(shí)溫度非常高，這使通道周圍的空氣急劇膨脹，并以超聲波的速度向四周擴(kuò)散，從而形成沖擊波。同時(shí)，通道外圍附近的冷空氣被嚴(yán)重壓縮，在沖擊波波前到達(dá)的地方，空氣的密度、氣壓和溫度會(huì)突然增大，進(jìn)而產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。這種沖擊波與爆炸時(shí)產(chǎn)生的沖擊波類似，可使附近的建筑物、人、動(dòng)物受到破壞或傷害。

2.2.3 直擊雷

直擊雷是指雷電閃擊直接擊中建（構(gòu)）筑物、其他物體、大地或外部防雷裝置上，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力的雷擊現(xiàn)象。從剩磁測(cè)量法的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果中可知，雖然該特種車庫(kù)遭受了雷擊，但在雷擊發(fā)生時(shí)，傷者所在的位置為建筑物2樓的走廊內(nèi)。因此，該雷擊事故中的雷擊現(xiàn)象并不是直擊雷。

2.2.4 旁擊閃絡(luò)

在本次事故中，傷者所在的位置距最近的柱子至少有1 m，且沒(méi)有任何閃絡(luò)的痕跡。因此，可判斷不是旁擊閃絡(luò)使傷者受傷。

2.2.5 跨步電壓

在本次事故中，傷者蹲在2樓的地板上，加之該建筑物為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。因此，在樓板上的鋼筋可看作是均壓的，即兩腳之間的電位差很小，不會(huì)對(duì)在上面活動(dòng)的人造成影響，進(jìn)而也不可能造成人員受傷。

2.2.6 雷電靜電感應(yīng)

揭陽(yáng)潮汕機(jī)場(chǎng)特種車庫(kù)2樓走廊內(nèi)側(cè)，即2樓天井四周安裝有1排不銹鋼護(hù)欄，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，該不銹鋼護(hù)欄沒(méi)有接地。在雷電擊中建筑物前，由于雷云的靜電感應(yīng)作用，不銹鋼護(hù)欄極有可能感應(yīng)到相反的電荷。當(dāng)發(fā)生雷擊時(shí)，因不銹鋼護(hù)欄上的電荷沒(méi)有接地，無(wú)法得到釋放，導(dǎo)致產(chǎn)生了很高的電壓，而在雷擊時(shí)傷者距離護(hù)欄很近，護(hù)欄對(duì)人體放電并造成身體右側(cè)麻痹。

3 結(jié)束語(yǔ)

在建設(shè)施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，特別是在天面層雷電流有可能流過(guò)的鋼筋部位，電氣連接一定要可靠，以便雷電流的分流和泄放入地。筆者建議，應(yīng)在該特種車庫(kù)天井四周的女兒墻增設(shè)防直擊雷設(shè)施，并與外側(cè)接閃帶進(jìn)行多點(diǎn)、可靠連接；2樓天井四周的金屬護(hù)欄進(jìn)行防雷防靜電接地處理。希望通過(guò)本文，可改進(jìn)和加強(qiáng)今后防雷的設(shè)計(jì)、施工和管理，共建科學(xué)、安全的雷電防護(hù)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]肖穩(wěn)安，張小青.雷電與防護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：氣象出版社，2006.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： Jieyang Chaoshan airport special garage with direct lightning protection device 1 sets of complete， qualified， in suffered a lightning strike， lightning accident happened the building top inner side section parapet wall breakage， 1 employees were injured. The lightning accident scientifically analyzed qualitative， lightning and lightning way way is building damage and injury to personnel situation， find out the real reason of being struck by lightning， and aiming at the shortcomings of the special garage was perfect.

Key words： lightning point； remanence measurement； thermal effect； lightning accident