雷電對現代城市建筑影響及預防建筑論文

　　一、雷電的成因及其對城市建筑所造成的危害

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　　雷電一般來(lái)說(shuō)，有三種保險形式，分別為直擊雷、感應雷和球形雷。直擊雷是帶電的云層和大地上某點(diǎn)之間發(fā)生的迅猛放電現象。雷電直接擊在建筑構架、動(dòng)植物上，通過(guò)因電效應、熱效應和機械效應等從而造成建筑物損毀及人員傷亡。感應雷是帶電云在于靜電感應作用下，讓地面某一范圍內帶上異種電荷。球形雷則是一種特殊的雷電現象，簡(jiǎn)稱(chēng)球雷。因為球形雷存在的時(shí)間較為短暫，對它的研究比較困難，因此到現在為止還沒(méi)有統一的說(shuō)法。球形雷主要是沿著(zhù)建筑物的孔洞或者打開(kāi)的門(mén)窗進(jìn)入室內，有的通過(guò)煙囪或通氣管道滾進(jìn)房子，多數沿帶電體而消失。但是這種“火球”到底是怎樣的東西，又是怎樣形成的，則是多種說(shuō)法，目前還沒(méi)有一種說(shuō)法可以比較完善地解釋這種現象，或在實(shí)驗中完整的重構這個(gè)現象。

　�。ǘ�）雷電對城市建筑所造成的危害

　　雷電發(fā)生時(shí)多半會(huì )產(chǎn)生強烈的光，并伴隨著(zhù)巨大的響聲，這種大自然的強大放電直接擊于建筑物或者防雷裝置之上，或者從建筑物的側、旁擊在建筑物之上，危害地面上的建筑物等物件和人、畜安全；同時(shí)雷電產(chǎn)生了強大的電磁脈沖(LEMP)，也具有非常大的破壞性。歸納起來(lái)，雷電所造成的危害包括直擊雷電所造成的危害和雷擊電磁脈沖所造成的危害。

　　1、直擊雷電對建筑物造成的危害

　　在雷云對地放電的時(shí)候，強大的雷電流從雷擊點(diǎn)進(jìn)入了被擊的物體，由于雷電流幅值高達數十乃至數百千安，其熱效應可以在雷擊點(diǎn)的局部范圍內產(chǎn)生高達6000——10000攝氏度乃至于更高的溫度

　　2.雷擊電磁脈沖的危害

　　雷擊電磁脈沖為一種干擾源，是指閃電直接擊在建筑物防雷裝置和建筑物附近從而引起的效應。雷擊電磁脈沖絕大多數是通過(guò)連接導體的干擾，比如雷電流或部分雷電流以及被雷電擊中裝置的電位快速升高以及電磁輻射干擾。今年以來(lái)，由于信息處理技術(shù)的普遍應用，多種電子設備正在普遍地進(jìn)入各種建筑物內，各個(gè)建筑物之間的信息交換與傳遞也日益加強，這就使得雷電脈沖磁場(chǎng)的危害越來(lái)越大。雷電流不只是能夠產(chǎn)生脈沖磁場(chǎng)，同時(shí)能夠產(chǎn)生脈沖電場(chǎng)，并且能夠以電磁波的方式直接輻射到電子設備中去從而，使電子設備受到干擾甚至被損壞。

　　二、城市建筑防雷技術(shù)

　　隨著(zhù)現代科技的發(fā)展，人們對防雷技術(shù)也有了更進(jìn)一步的探索，從而采用了一些城市建筑的防雷技術(shù)，歸結起來(lái)主要有7種：避雷針?lè )览追�、法拉第籠式防雷法、滾球防雷法、E·F避雷保護系統、消雷器防護法、避雷設施保護法、人工影響雷電防雷法。這里主要探討避雷針?lè )览追�及球形雷的預防方法。

　�。ㄒ唬┍芾揍�?lè )览追ǖ脑�理及適用范圍

　　1、避雷針?lè )览追ǖ脑�理：避雷針�(lè )览追ㄖ饕�利用避雷針高于被保護建筑的高度，讓雷云下的電場(chǎng)發(fā)生畸變，以此將雷電流吸引到避雷針上，并且通過(guò)引下線(xiàn)和接地裝置導入地面，使被保護的建筑避免遭遇雷電直擊。也就是說(shuō)避雷針?lè )览追ǖ膶?shí)質(zhì)并不是避雷，而是引雷。

　　2、避雷針?lè )览追ǖ倪m用范圍：避雷針?lè )览追ㄖ饕�用在防直擊雷，該系統的接閃器有很多，比如避雷針、避雷線(xiàn)、避雷網(wǎng)帶等等。3、避雷針?lè )览追ǖ木窒蓿?）保護范圍不夠穩定。避雷針的保護范圍為一個(gè)傘形或屋脊形保護區，保護范圍的張開(kāi)角度受接閃器設置高度、雷電強度等各參數影響，一些采用30，一些采用60，盡管關(guān)于保護角的計算公式有不少，但怎樣精確的確定一直是富蘭克林防雷理論的最大困擾所在。（2）存在反擊問(wèn)題。當雷擊避雷針或避雷帶的時(shí)候，因為有引下線(xiàn)阻抗，對地電壓可能會(huì )達到較高的數值，因此可能會(huì )造成接閃器和引下線(xiàn)向周?chē)�設備跳火反擊。此外，避雷針系統也同時(shí)存在感應電壓危害、接觸電壓與跨步電壓等問(wèn)題，這些都需要引起重視。

　�。ǘ�）球形雷的預防方法

　　球形雷的預防方法經(jīng)過(guò)了很長(cháng)時(shí)間的探索，主要是因為根據實(shí)驗，球形雷為空中的帶靜電荷氣霧層運動(dòng)相互作用放電電離所形成的，球形雷本質(zhì)上是一個(gè)由高速旋轉電子所封閉的等離子球體。其成因主要是來(lái)自空氣中的氣霧層電離產(chǎn)生了強電場(chǎng)和高頻電磁振蕩，從而產(chǎn)生一團漩渦狀等離子體。漩渦體不論從存在或消失來(lái)說(shuō)，主要取決于其內部電磁平衡以及能量補充。

　　三、城市氣象防雷技術(shù)工作發(fā)展前景分析

　�。ㄒ唬┎粩鄰娀�預測能力。因為進(jìn)行氣象防雷過(guò)程中，無(wú)論是事中還是事后控制，都比不上事前對于將要發(fā)生的雷電襲擊進(jìn)行合理規避，所以作為非常重要的事前預測技術(shù)工作，氣象防雷工作在日后的發(fā)展中，測報雷電襲擊技術(shù)的發(fā)展是必然趨勢。

　�。ǘ�）創(chuàng )新防雷工作機制。應借鑒傳統上氣象防雷技術(shù)工作的不足之處進(jìn)行持續的改革創(chuàng )新，圖片現有成果的局限性方能更好地推進(jìn)氣象防雷技術(shù)工作的發(fā)展。一定要避免以往的錯誤重復出現，在氣象領(lǐng)域內推行總體規劃、分層實(shí)施、上下協(xié)同的措施，保證防雷工作不管是從縱向還是橫向上，都可以確保信度高度統一與流通，還可以對各方面的資源進(jìn)行協(xié)調，從而真正實(shí)現高度配合與工作效率，防止出現因重復工作所導致的浪費問(wèn)題。

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