DB45∕T 1830-2018 重大建設項目雷電災害風險評估技術規范

重大建設項目雷電災害風險評估技術規范Technologyspecificationsoflightningdisasterriskevaluationformajorconstructionprojects廣西壯族自治區質量技術監督局發布I前言 1 規范性引用文件 3術語和定義 1 4 6 現場勘測 9評估方法 9 附錄A委托方提供資料清單 附錄B土壤電阻率測量方法 附錄C區域評估因子 附錄D損失類型的估算 附錄E年預計危險事件次數Nx的估算 附錄F損害概率Px的估算 附錄G雷電災害損失Lx的估算 附錄H重大建設項目雷電災害風險評估報告概要 前言本標準按照GB/T1.1—2009給出的規則起草。本標準由廣西壯族自治區氣象局提出并歸口。本標準起草單位：廣西壯族自治區防雷中心、廣西華茂雷電災害防御有限公司、廣西防雷工程有限責任公司。本標準起草人：何寬、郭媛、羅偉、植耀玲、朱辛華、吳浙、徐源徽、康強、楊召緒、勞煒、陽宏聲、韋卓運、楊柏榮、龍振興、許東瑩、陳丹、莫妘捷、唐延豐、周揚天、李姜宏、朱彥。1重大建設項目雷電災害風險評估技術規范本標準規定了重大建設項目雷電災害風險評估的術語和定義、評估流程、評估方案、資料收集、現場勘測、資料處理、評估方法、評估報告的編制等。本標準適用于重大建設項目的雷電災害風險評估。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T21714.2—2015GB50343—2012建筑物電子信息QX/T85-2007雷電災害風險評估技術規范3術語和定義和定義適用于本文件。3.1雷電災害風險評估evaluationoflightningdisasterrisk根據雷電及其災害特征進行分析，對可能導致的人員傷亡、財產損失程度與危害范圍等方面的綜合風險計算，為建設工程項目選址和功能分區布局、防雷類別與防雷措施確定等提出建設性意見的一種評價方法。3.2重大建設項目greatconstructionprojects通常指事關國計民生的大型建設項目，一般具有投資規模大、技術復合度高等特點，分國家級重大建設項目和地方重大建設項目。3.3區域雷電災害風險評估evaluationoflightningdisasterriskfordistrict由多個建筑組成建筑群，根據功能、屬性、使用性質等要素劃分為不同的子區域，建立區域評估指標體系，分別對各子區域進行雷電災害風險評估，分析計算得到雷擊危險度、雷擊損失后果指標，按照風險區劃分級標準劃分各子區域的風險等級。23.4建筑單體雷電災害風險評估evaluationoflightningdisasterriskforsinglebuilding對建筑物單體的雷電災害風險評估。3.5信息系統雷電災害風險評估evaluationoflightningdisasterriskforinformationsystem綜合考慮信息系統所處的環境因素、信息系統設備的重要性和發生雷擊的后果嚴重程度等因素，分析評估信息系統的雷電災害風險。3.6土壤電阻率earthresistivity表征土壤導電性能的參數，為單位體積土壤的阻抗。3.7雷電防護裝置（LPS）lightningprotectionsystem用于減小雷擊建筑物造成物理損害的整個系統。3.8雷擊建筑物危險事件的預計年平均次數。3.9一次危險事件導致需保護建筑物受損的概率。3.10一次危險事件引起的指定類型損害所產生的平均損失量（人和物）與需保護對象(人和物)的價值的3.11因雷擊造成的年平均可能損失量（人和物）與需保護建筑物（人和物）的總價值之比值。33.12按損害成因和損害類型細分的部分風險。3.13風險容許值（RT）tolerablerisk需保護建筑物所能容許的最大風險值。3.14雷電防護等級（LPL）lightningprotectionlevel與一組雷電流參數值有關的序數，該組參數值與在自然界發生雷電時最大和最小設計值不被超出的概率有關。4評估流程4.1重大建設項目雷電災害風險評估業務流程見圖1。圖1重大建設項目雷電災害風險評估業務流程圖44.2重大建設項目雷電災害風險評估技術流程見圖2。圖2重大建設項目雷電災害風險評估技術流程圖5評估方案5.1一般要求5.1.1雷電災害風險評估機構接受委托后，成立重大建設項目雷電災害風險評估組，明確委托需求，進行初步勘查工作，依據項目規劃、項目建議書或可行性研究報告等項目相關資料編制評估方案。55.1.2評估方案一般由前引部分、正文部分和可選的補充部分組成：a)前引部分包括以下內容：b)正文部分按下列順序和內容編寫：2)評估依據；3)評估目的；5)技術方案；6)實施計劃；7)人力與設備資源配置。c)補充部分主要包括相關附件，如評估機構介紹等。5.2主要內容5.2.1前引部分 封面內容包括項目名稱、編訂單位和編訂日期，并加蓋編訂單位印章。5.2.1.2編訂人員：編寫人、批準人。5.2.2正文部分 ——委托方；——地理位置；——工程規模、工程特點等。5.2.2.2評估依據：——雷電的危害：雷電知識、雷電天氣、雷電災害；——法律法規；——技術規范：選擇與評估項目相關的現行國家標準、行業標準、地方標準、國際標準等。5.2.2.3評估目的和內容：——項目的建設規劃、功能布局、生產工藝流程、線路及管道等；——明確委托方的防雷需求；——按照項目特點和防雷需求劃分評估區域；——根據項目信息確定評估目的和內容。5.2.2.4技術方案：——選擇相適應的評估方法，并詳細說明；——按照評估方法收集項目相對應的基本資料，確定相對應的現場勘測內容和勘測方法；——確定相關資料和土壤電阻率的處理方法。——按照評估方法收集基本資料，確定現場勘測內容和勘測方法；——收集資料時間、勘測時間、評估報告編寫時間、評審時間，并列出相關工作量。6 ——工作人員：勘測人員、評估人員、評估報告編寫人員；——現場勘測設備：多功能土壤電阻率測試儀、便攜式風向風速計、地溫儀、數字氣壓計、電子經緯儀、GPS全球定位儀、便攜式激光測距儀、卷尺等。6資料收集6.1委托方基本情況分析委托方項目的行業類別、建設規模、建設規劃、功能分區、生產工藝流程、線路及管道、雷電危害性、項目所在區域的雷電風險區劃等級等。委托方應提供的相關資料參見附錄A。6.2防雷裝置設計內容主要包括提取設計文件中評估項目防雷類別、接閃器、引下線、接地裝置、電涌保護器（SPD）、等電位連接、屏蔽等相關資料。6.3評估項目相關信息評估項目建筑物單體和相鄰建筑物信息；主要戶外設施分布情況信息；電力系統特性及分布情況信息；弱電系統分布情況及其參數信息；各種管道的特性及分布情況信息；建筑物內存物；建筑物經濟價值；項目投入使用后建筑物內外人員數量、建筑物內外人員駐留時間、建筑物疏散出口情況；存在生產過程的，了解產品類別、生產工藝、工藝流程。6.4地理環境評估項目所在地地理經緯度、地形地貌、土壤情況、周邊地理環境。從當地相關部門或從地質勘查報告獲取地理地質信息。6.5氣候資料評估項目區域所屬氣候帶、平均溫度、最低溫度、最高溫度、平均降雨量、平均相對濕度等。6.6雷暴資料項目所在區域年平均雷暴日、歷史最高值、歷史最低值、初雷日、終雷日、月平均雷暴日分布；雷暴高發期、區域雷暴日變化；雷暴區等級；雷電危害等級；分析雷暴活動規律和雷暴產生的危害。6.7閃電監測資料6.8雷災個例分析項目所在地及附近區域，或者類似行業雷電災害典型個例。77現場勘測7.1現場勘測內容重大建設項目雷電災害風險評估現場勘測內容包括：——評估項目所在地經緯度；——評估項目周邊環境；——評估項目線路管道情況；——評估項目經濟價值及人員密度；——評估項目所在區域地理地質環境；——評估項目現場氣象數據；——評估項目所在區域土壤電阻率。7.2現場勘測方法7.2.1評估項目經緯度 7.2.1.2評估項目為單體時，在評估項目中心點及四角處測量；評估項目為區域時，按9.2.1分區，在每個子區域中心點及四角處測量。7.2.1.3將衛星定位儀水平放置于測量點地面上，測量各測點的經緯度和海拔高度。7.2.2評估項目周邊環境用地質羅盤儀確定評估項目的東南西北四個方向；用激光測距儀或者卷尺測量鄰近建筑物至評估項目邊界的距離、建筑物長寬高、樹木的高度等；繪制出評估單體及周邊環境位置圖。記錄周邊環境（高層建筑、易燃易爆、危害公共安全、提供公共服務、有文物價值的建筑等并拍照留檔。7.2.3評估項目線路管道確定評估項目線路管道類型，確定線路管道節點、節點到建（構）筑物的長度、架設方式等。7.2.4評估項目經濟價值及人員密度 評估項目投入使用后內部及外部人員密度和人流量，建筑物及內部設施的經濟價值。 ...7242對易燃易爆場所還需了解周邊住宅區、商業區、醫院、學校等人員密集場所及其人流量等情況。7.2.5現場氣象數據用風向風速計測量風速風向；用溫濕度表測量空氣溫度和空氣濕度；用地溫表測量地面表層溫度；用氣壓表測量氣壓。7.2.6土壤電阻率7...262每個測量點，應采用互為垂直的東西向、南北向分別測量。層結構復雜的項目，宜采用大的樁距。8 8資料處理8.1項目資料處理8.1.1分析項目所在區域氣候及氣象條件分析項目所在區域氣象資料，評價氣候及氣象條件對評估項目預計會造成的影響。8.1.2分析項目所在地雷電資料統計雷暴和閃電監測資料，形成相關圖表，分析項目所在地雷電災害風險等級、雷電活動規律和雷電對項目的影響。8.1.3分析項目所在區域雷災資料統計分析項目所在地及附近區域，或者類似行業雷電災害典型個例。提取致災因子，歷史受災建筑與本次評估項目的異同，預估可能遭受雷電災害的途徑及受損程度。8.1.4分析項目的相關信息與防雷裝置設計內容分析項目的行業類別、建設規模、建設規劃、功能分區、生產工藝流程、線路及管道、雷電危害性、方式。8.1.5分析項目周邊及地理環境分析項目周邊環境及地理環境，確定環境因子CE和位置因子CD的取值。8.1.6分析項目線路管道資料分析項目線路及管道長度、線路環境、接入點、布設方式等，確定評估因子LL、C8.1.7分析項目內存物經濟價值及人員密度資料分析項目內部設施、內存物品、日常人員密度及可能遭受的雷擊損害等，確定損失率LT、LF、LO的取值。8.2土壤電阻率分析處理8.2.1土壤電阻率數據的處理檢查測量數據的有效性，剔除測量過程中產生的無效數據。根據各個方向、各個深度的測量數據求平均值，再依據氣候因素對土壤的特性進行修正。8.2.2土壤電阻率的修正分析土壤水含量、地面溫度、土壤致密性對土壤電阻率的影響，對土壤電阻率進行季節因素修訂，具體方法參見附錄B。99評估方法9.1評估類型分為區域雷電災害風險評估、單體雷電災害風險評估、信息系統雷電災害風險評估三種。根據重大建設項目的具體情況進行組合選擇。9.2區域雷電災害風險評估9.2.1評估區域的劃分分析項目的建筑類型、使用性質和危險性，將建筑群劃分為多個子區域，每個子區域具有一致的特性。從以下幾個方面劃分：——氣象指標（地閃密度——地理環境指標（周邊環境影響、建筑密度、土壤電阻率、建筑高度）；——線路管道指標（線路敷設）；——承災體風險指標（人員活動影響、建構筑物類型、經濟密度）；——指標修正系數（建構筑物的雷電防護特性、火災防護）；——帶狀的建筑群（例如地鐵、鐵路、輸氣管網線路）可按段落劃分區域。片狀的建筑群（例如大型工廠、機場、火車站、會展及體育場館）可按使用功能或地理位置劃分區域。9.2.2區域評估的方法9.2.2.1對子區域的風險進行識別，從各種風險類型中劃分出主要風險類型。分別計算出各主要風險類型R（包括人員傷亡和社會經濟的影響）的氣象指標G1、地理環境指標G2、承災體的風險指標G3。9.2.2.2根據G1、G2、G3三項指標的數值差異，進行處理、賦值，各指標參見附錄C。9.2.2.3計算綜合雷電災害風險值R，按10.2.3及10.2.4方法對子區域的風險等級進行劃分。9.2.3綜合雷電災害風險值R的計算綜合雷電災害風險值R按式（1）計算： 式中：RR2——主要風險類型值(人員傷亡損失風險和經濟損失風險)；RR式中：j——第j個指標的作用權重；9.2.4區域風險等級劃分9.2.4.1區域風險等級分為四個等級：低風險區、中等風險區、高風險區和極高風險區。區域風險等級劃分見表1。表1區域風險等級劃分表R≤0.080.08＜R≤0.12 1、經濟損失風險R2、綜合雷電災害風險R值確定風險等級。 ...9243根據區域風險等級劃分結果進行風險管理，對子區域的雷電防護提出合理、經濟、有效的指導意見。9.3單體雷電災害風險評估9.3.1雷擊損害和損失9.3.1.1雷擊損害原因：S1——雷擊建筑物；S2——雷擊建筑物附近；S3——雷擊線路；S4——雷擊線路附近。 失效。9.3.1.3雷擊損失類型：L1——人身傷亡損失；L2——公眾服務損失；L3——文化遺產損失；L4——經濟價值損失。9.3.2風險分量分析根據建筑物和線路管道的結構、類型、用途、內部物品，以及所采取的防雷措施，分析所存在的各9.3.3風險分量計算年平均損失量LX隨損失類型（L1、L2、L3和L4）而異，每一個損失類型又依損害類型（D1、DD3）有不同的損失率，宜對建筑物（或建筑物的各個分區）確定LX。見附D。各雷擊風險分量計算按公式（3）計算：式中：NX每年危險事件次數；X——損害概率；X——每一損害產生的損失率。9.3.4各種風險組成包括以下內容：a)R1——人身傷亡損失的風險，見公式（4）：R12——公共服務損失的風險，見公式（5）：Rc)R3——文化遺產損失的風險，見公式（6）：Rd)R4——經濟價值損失的風險，見公式（7）：V4e)雷電災害總風險R計算見公式（8）：9.3.5雷擊損害風險分量每類損失風險對應的風險分量在表2中給出。表2雷擊損害風險分量----------------9.3.6風險評估建筑物風險容許值T見表3。表3風險容許值RT的典型值9.4信息系統雷電災害風險評估9.4.1信息系統雷電防護等級計算 ,按公式（9）計算：=k×Ng×Ae（單位：次/年）............................................................(9) 2按公式（10）計算：2＝Ng×A'e0.1Td）×（A'e1＋A'e2次/年）..........................................(10)式中：A'e賦值見表4。表4入戶設施的截收面積0.1×ds×L×100 信息系統總年預計雷擊次數(N),按公式（11）計算：+N2（次/年）..................................................................(11) C的計算，按公式（12）計算：/C（次/年）................................................................(12)式中：+C6,各類因子之和；C1——信息系統所在建筑物材料結構因子；C2——信息系統的重要程度因子；C3——信息系統設備耐沖擊類型和抗沖擊過電壓能力因子；C4——信息系統設備所在的雷電防護區的因子；C5——信息系統發生雷擊事故的后果因子；C6——信息系統所在區域雷暴等級因子。 9.4.1.7確定等級之后，按照不同分類，根據需要保護設備重要性、類型、數量、耐沖擊電壓額定值及電磁場環境等情況來選擇符合規范的浪涌保護器和不同結構的等電位連接和接地系統。9.4.2雷擊損害風險R計算雷擊損害風險R按公式（14）計算：式中：Rx——雷擊損害風險涉及的風險分量RA～9.4.3信息系統雷電災害評估兩種方法的選取根據項目的具體情況，現場數據的分析，選取計算方式。當條件滿足防護等級計算，可進行防護等級計算。當條件滿足雷電災害風險評估時，進行雷電災害風險評估。9.5評估結果按照風險管理的要求，將雷電災害風險值RX與對應的風險容許值比較。當所有RX均小于或等于對應的風險容許值時，可不增加防雷措施；當RX大于風險容許值，應增加防雷措施減小該風險，使其小于或等于風險容許值，并宜評估雷電防護措施的經濟合理性。10.1根據評估結果，編制評估報告。10.2重大建設項目雷電災害風險評估報告概要參見附錄H。10.3評估報告應有勘查人員、評估人員、校核人、批準人簽字，并加蓋評估機構印章。附錄A委托方提供資料清單委托方提供資料清單如下：a)經規劃部門批準的規劃圖、總平面圖；b)巖土工程勘察報告一份；c)設計文件（設計說明、立面圖、電氣圖、弱電圖、防雷圖）；d)預計工程投入額（價值）說明書一份（包括：建（構）筑物的價值、建（構）筑物中系統設備的價值、建（構）筑物內存放物的價值）；e)項目可行性研究報告；f)生產工藝流程、物料存儲方式、危險品場所分布及儲罐材質、壁厚、儲存物形態、儲存工作壓力數據等資料各一份；g)重要、貴重、關鍵的生產、檢驗、控制、安防等電子設備列表及其參數一份（包括接口類型、信號電平、工作電壓、耐壓水平等）；h)消防設施情況。附錄B土壤電阻率測量方法將小電極埋入被測土壤呈一字排列的四個小洞中，埋入深度均為b,直線間隔均為a。測試電流I流入外側兩電極，而內側兩電極間的電位差V可用電位差計或高阻電壓表測量。如圖B.1所示。設a為兩鄰近電極間距，則以a,b的單位表示的電阻率ρ按式B.1計算：圖B.1電極均勻布置式中：ρ——土壤電阻率；R——所測電阻；a——電極間距；b——電極深度。測試電極入地深度b不超過0.1a,可假定b=0，ρ按B.2式計算：B.2非等距法或施倫貝格－巴莫（Schlumberger－Palmer）法B.2.1主要用于當電極間距增大到40m以上，采用非等距法，其布置方式見圖B.2。此時電位極布置在相應的電流極附近，如此可升高所測的電位差值。B.2.2當電極的埋地深度b與其距離d和c相比較甚小時，則所測得電阻率可按（B.3）式計算：圖B.2電極非均勻布置ρ=πc(c+d)R/d...................................(B.3)式中：ρ——土壤電阻率；R——所測電阻；d電位極距。B.3土壤電阻率的修正B.3.1水含量的影響土壤中所含導電離子濃度越高，土壤的導電性就越好，ρ就越小；反之就越大。土壤越濕，含水量越多，導電性能就越好，ρ就越小；反之就越大。B.3.2地面溫度的影響地面溫度對土壤電阻率的影響也較大。一般來說，土壤電阻率隨溫度的升高而下降。B.3.3土壤致密性的影響土壤的致密與否對土壤電阻率也有一定的影響。試驗表明，當粘土的含水量為10溫度不變，單B.3.4季節因素的修正土壤電阻率應在干燥季節或天氣晴朗多日后進行，此時土壤電阻率應是所測的土壤電阻率數據中最大的值，為此應按公式(B.4)進行季節修正：式中：0——所測土壤電阻率；ψ——季節修正系數，見表B.1。表B.1根據土壤性質決定的季節修正系數表0.5～0.8320.8～32在測量時土壤區域評估因子C.1區域評估的指標區域評估的指標包括氣象指標G1、地理環境指標G2、承災體的風險指標G3和修正系數K，各因子的計算公式和取值見C.2～C.5。C.2.1氣象指標G1的賦值參考表C.1。＜6.71C.2.2地閃密度Ng計算按式（C.1）計算：式中：N——雷電監測網監測到的a1年區域年平均地閃次數；Td——人工觀測的地區雷暴日；a1使用的雷電監測資料的年限；a2——使用的人工觀測資料的年限。C.3地理環境指標G2C.3.1地理環境指標按式（C.2）計算：C.3.2環境指標e1按式（C.3）計算：式中：k0——子區域周邊環境影響因子，見表C.2；b——區域內建筑密度因子，為各子區域內建筑物規劃用地面積占所在子區域總面積的百分比，見表C.3；h——區域內建筑高度因子,見表C.4。表C.2區域周邊環境影響因子k012表C.3區域內建筑密度因子Db11表C.4區域內建筑高度因子h21C.3.3土壤電阻率指標e2按式（C.4）計算：式中：min——各子區域中平均土壤電阻率最小值；ρ——區域平均土壤電阻率值。C.4承災體的風險指標G3C.4.1計算R1的G3時按式（C.5）計算：C.4.3人員活動影響因子V1按式（C.7）計算：VC.4.4人員活動影響因子V1的賦值參考表C.5。表C.5人員活動影響因子V11C.4.5建構筑物類型因子V2的賦值參考表C.6。表C.6建構筑物類型因子V2筑V1C.4.6線纜敷設因子V3的賦值參考表C.7。表C.7線纜敷設因子V3V1C.4.7經濟密度因子V4的賦值參考表C.8。表C.8經濟密度因子V4高中低V1C.5修正指標C.5.1建構筑物的雷電防護特性K1建構筑物的雷電防護特性K1的賦值參考表C.9。表C.9建構筑物的雷電防護特性K1K---1------------C.5.2火災防護因子K2火災防護因子K2的賦值參考表C.10。表C.10火災防護K2k賦值1C.6第j個指標的作用權重Qj第j個指標的作用權重Qj的賦值參考表C.11。表C.11作用權重Qj賦值附錄D（資料性附錄）損失類型的估算損失類型分為L1、L2、L3、L4。L1表D.1損失類型L1：每個分區的損失率×n/n×t/8760×n/n×t/8760×r×h×L×n/n×t/8760×n/n×t/8760/8760表D.2損失類型L2：每個分區的損失率×r×L×n/n×n/n表D.3損失類型L3：每個分區的損失率×r×L×c/c表D.4損失類型L4：每個分區的損失率L=r×L×c/c×L×c/c×r×L×(c+c+c+c)/c×c/c年預計危險事件次數Nx的估算E.1年預計危險事件次數Nx的估算E.1.1如果沒有NG分布圖，可以作如式(E.1)估算：式中：——年平均雷暴日，可以從雷暴日分布圖上得出。E.1.2平坦大地上一座孤立的長方體建筑物，截收面積按（E.2）計算：式中：）；）；E.1.3形狀復雜建筑物截收面積按（E.3）：式中：E.1.4建筑物的危險事件次數ND按（E.4）計算：E.1.5毗鄰建筑物危險事件次數NDJ按（E.5）：式中：ADJ——毗鄰建筑物截收面積；——毗鄰建筑物的位置因子。E.1.6雷擊建筑物附近的年平均危險事件次數NM按（E.6）計算：式中：AM2×50E.1.7雷擊線路的年平均危險事件次數NL按（E.7）計算：式中：AE.1.8雷擊線路附近的年平均危險事件次數NI按（E.8）：IET-6...........式中：AE.1.9年預計危險事件次數Nx的參數選擇按照表E.1。表E.1年預計危險事件次數Nx的參數選擇建筑物相對位置周圍有更高的物體0.25周圍有相同高度的或更矮的物體0.5孤立建筑物：附近沒有其他物體121類型低壓供電線路，通信或數據線路1高壓輸配電線路（具有HV/LV變壓器）環境有高層建筑的市區郊區0.5農村1附錄F損害概率Px的估算F.1損害概率Px的估算公式參照表F.1表F.1損害概率Px的估算公式雷擊建筑物導致人和動物電擊傷PP屏蔽、合理布線及設備耐受電壓雷擊建筑物附近導致內部系統失雷擊線路導致人和動物電擊傷害雷擊相連線路附近造成內部系統CF.2損害概率Px的參數選擇參照表F.2。表F.2損害概率Px的參數選擇表1外露部分(如引下線)作電氣絕緣（至少3mm厚的交鏈聚乙烯絕緣)有效的地面等電位均衡措施設置遮攔物或建筑物的框架作為引下線0建筑物特性建筑物未安裝LPS1建筑物受到LPS保護(不利用柱筋作引下線)建筑物安裝有I類LPS接閃器，采用連續的金屬框架或鋼筋混凝土框架作為自然引下線建筑物以金屬屋面作接閃器或安裝有接閃器(可能包含其他的自然結構部件)使防雷級別LPL（雷電流強度）沒有安裝協調配合的SPD系統1Ⅲ-ⅣⅡⅠ~率1表F.2損害概率Px的參數選擇表（續）線路類型設備耐沖擊電壓Uw（kv）與概率P的取值146供電線路10.60.3通信線路10.50.2概率