張鎮來 劉思漢
1.景德鎮市氣象局 江西景德鎮 333000;2.江西贛象防雷檢測中心有限公司 江西吉安 343000
為了給市民以更多的空間,城郊間的各類款式的露天公共服務休閑場所愈來愈多,而由于這些場所的樹木、電線、金屬設施、涼亭、球場等多種附屬設施存在雷擊隱患,其防雷安全問題不被人們看中,往往被忽略,尤其是在春夏多雷雨季節,雷擊傷人、傷物事件時有發生。本文以景德鎮為例,以氣候特點作為靶向分析雷電,從雷電安全影響因素、防護要點、應對措施探討城市露天公共場所防雷安全,為有效應對雷電災害、提高全民生活出行安全質量、減少生命與財產損失提供參考。
基于2016—2020年景德鎮市二維閃電定位資料,統計分析了近年來景德鎮市雷電月分布與日內變化特征,表征了華東江南地域多地雷暴活動的氣候規律。由圖1可知,景德鎮市一年之中,春、夏兩季都伴隨著很強的雷電活動,春季過渡到夏季總體上呈逐步上升趨勢,夏季為雷電高發期,6、7、8月雷擊次數占總體的72.7%。秋季雷電活動相對較弱,9月開始呈逐步下降趨勢,冬季基本沒有雷電活動。從逐時雷擊次數分布來看,24小時內均有不同程度的雷擊發生,以下午4時前后出現最為頻繁,同時凌晨6時前后和晚上6時左右也是雷電比較活躍的時段,不同極性的閃電次數峰值出現時間段基本一致。市民在城市露天公共場所放松娛樂時,要注意避開雷電高發時段,特別是在6~8月的午后到傍晚等易發時節。

(a)月際雷擊次數分布

(b)逐時雷擊次數分布圖1 景德鎮市雷電氣候特征
將景德鎮市行政區域范圍劃為1km×1km網格,利用點密度分析法統計網格數據,繪制2016—2020年景德鎮市年平均地閃密度分布圖。由圖2可見,景德鎮市強雷電活動區域主要集中在昌江區、浮梁縣南部、樂平市東南部分地區,中部和南部雷電活動要顯著強于北部大部分地區。從昌江地區所處地理位置可以看出,昌江區把整個景德鎮市一分為二,加之昌江區屬于全省雷電高發區,為了降低因雷電造成的災害損失,有效保護財產價值和人身安全,氣象部門繪制了昌江區雷電災害風險區劃圖。昌江區西北方位零散分布雄偉壯觀的山巒和一個大型的水流截儲場所,東邊及東南方向則以相對集中的連綿不斷山峰為主,東北角是較為密集的居民區及昌江流經處外加兩處園林及著名的古窯景游區,中部則是零星散落幾處山巒。我們通過區劃圖集的制作和應用,可以直觀的了解當地的落雷概率,雷電災害風險程度,從而有針對性的分區進行雷電災害防御工作。

圖2 2016—2020年景德鎮市地閃密度分布
城市露天公共場所引發雷電災害的風險因子主要有金屬裝置放置數量較多、場地內某些物體相對高度較凸顯、人流頻率大且較長時間會聚集到一塊。通過多地實地勘探,發現場地內設施有不同程度的防雷接地措施,雖然現有的防雷接地措施能起到一定效果,但是想通過現有措施將雷電災害百分之百完美地減少到一個安全閾值,在實際工程實踐中難以實現,甚至會產生增加落雷傷人的可能性。露天公共場所存在防雷安全隱患的重點防護區域可分為以下幾類:
各種各樣的因素引發的雷電災害都影響著市民出行的安全。從雷電防御的角度來看,樹木本身含水量充足,通常水是電的良導體,從而導致樹木變成天然的雷電引導物體。如遇到雷雨天氣,直擊雷降臨時沒有及時躲避,此時游客恰好與樹木貼靠,在不經意間對人體造成不可逆轉的傷害;即使沒有與樹木貼靠,如與大樹相互拉開一段距離(沒有產生足夠的安全距離),也容易在大樹和人體間發生側擊,對人體造成無法預估的傷害。
在露天公共場所,擺設有花樣繁多的游樂設施,本身由鐵甲包裹,難于迅捷行動。鐵結構往往是非常活躍的導流體,自身攜帶的感電粒子能夠快速與空間立場范圍內的異種帶電粒子相呼應,如果強勢動力能量通過金屬游樂設施各個分支,在剎那間可導致游客難以預估的傷害。近十來年,精密自動控制時代發展進入高速列車道路,許多游樂裝備為了緊跟時髦腳步引入了電子精密微控技術,雷雨季節,這些精密自動控制設備很容易受到雷電影響,在線路上產生感應過電流和過電壓,造成其不可逆的損壞,并引發重大安全事故,做好線路屏蔽工作和分級安裝合適的SPD尤為重要。
在露天公共場所,落雷往往著重于橫縱向對比度越大、周圍的建筑物層數越少的這些地方。在聯排山脈制高點上,結伴參團的游客群成了直接落雷的首選目標,所以每當雷雨天氣降臨時,要避免此類情況發生。
通過分類探討,在露天公共場所存在種類繁雜、形式多樣的雷擊隱患地帶,為切實保障雷雨天氣人員生命安全,公共設施免受損壞,應進一步加強防雷安全管理,采取有效措施將降低這些隱患地區的雷災發生的可能性。
露天公共場所因為橫縱向數值度大而空曠促使直擊雷容易成為“回頭客”,大部分區域又不在雷電防御裝置籠罩覆蓋范圍內,從科學和經濟的可行性角度方面考慮,搭建數量相當的避雷場所最為可行,當發生雷雨天氣時,游客們可以快速集中在這些地方避雷躲雨。避雷場所應當配備相應的管理人員和相應的物資,設立避雷指示牌,以便游客前來避雷能夠引導和使用。在設置避雷場所的過程中,還應當預測好避雷場所可以容納的游客人數,根據本公共場所能夠容納的游客人數進行避雷場所的大小設置。由于露天公共場所占地面積較大,因此還應當考慮到在不同的方位設置避雷場所。例如在公園聯立山巒、沙灘、綠蔭道等遠離防雷建筑物的地方設置,涼亭也可以兼作避雷場所,這些避雷場所的設置,其防雷保護措施必須符合《建筑物防雷設計規范》GB 50057-2010等相關規范防雷裝置設計規定。
對于露天公共場所而言,應檢查金屬游樂設施是否安裝了防直擊雷裝置、等電位連接、接地裝置是否完善、其電子精密微控設備是否安裝有防感應雷的SPD等,這對于做好金屬游樂設施的防雷安全、保護好游客非常重要。
露天公共場所現有的防雷裝置,每年雷雨季節前請有相匹配防雷設施設備檢測資質的機構進行全方位的檢測,發現問題需要認真對待。防雷裝置安裝不全面的或是根本沒有避雷設備的,應盡快聯系具有相關專業資質的防雷施工公司進行整改。按國內行業檢查檢驗部門強制技術標準要求,應安裝而沒有安裝防雷裝置的設施、建筑不得投入使用。在建設城市露天公共場所時,根據國內行業檢查檢驗部門強制技術標準要求設計好防雷保護裝置,雷電防護裝置采取“多方同步原則”,即各類建設項目的雷電防護裝置與建設項目要同時設計、同時施工、同時投入生產和使用,這樣才能夠從源頭落實露天公共場所的防雷安全建設。
計劃出行露天公共場所玩耍時,要提前知曉目的地未來12小時內的氣候變化情況,例如通過氣象軟件,線上氣象報道產品,咨詢當地氣象部門等渠道了解。在確有雷電天氣時,應當選擇能在室內游玩的公共場所。政策制定層的高層管理者們可從以下幾個方面做好工作:
(1)可與獨家氣象信息發布機構簽署實時氣象走勢產品,及時掌握天氣變化;
(2)在雷雨來臨前,在野外游玩客員聚攏場所增加高倍率電子傳聲裝置,便于游玩客員知曉未來氣象走勢;
(3)在特級(AAAAA級)野外游玩客員聚攏場所設立大功率數聲一體化裝置,天氣預報在上面全天候不間斷展示,便于游玩客員隨時隨地知曉未來天氣狀況;
(4)沿線適當位置顯眼處設立避雷場所引導立柱;
(5)增聘請數個有專業上崗證的疏導員,雷雨來臨前由專職安全員將游客有序撤入避雷場所避雷,同時告知游客在撤離過程中,不要使用數字電子產品,降低高度等措施避免發生雷擊安全事故。
本文對露天公共場所涉及的雷電安全因素以及防雷思路、措施進行了有益的探討。在城市露天公共場所防雷管理工作中,首先要做好雷電災害宣傳工作,從思想上普及雷電災害。其次要制定防雷安全預案,全面巡查養護好防雷設施,重點排查樹下、金屬設施、涼亭、露天球場、沙灘湖泊、孤立的高點等區域的防雷安全隱患。最后結合露天公共場所的實際需求,根據有關防雷技術規范,結合雷電災害風險區劃,將科學合理的安全防雷技術運用到實踐當中。每年在雷雨季節前,對防雷裝置全面檢測,消除安全隱患。希望本文對從事相關工作的人員有一定的參考價值。