中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
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有避雷針做“護身符”的東方明珠塔，為何還會(huì )被雷電擊中？15日上海消防網(wǎng)發(fā)出消息，說(shuō)明了東方明珠塔著(zhù)火的原因，是其信號發(fā)射架內壁上的電纜和外罩上的石棉瓦絲遭受雷擊而后起火所致。
避雷針為什么不能阻擋雷電的“襲擊”？“其實(shí)，避雷針并不避雷，它對雷電只能起到攔截作用。”參加國際電工委員會(huì )防雷標準起草工作的防雷專(zhuān)家關(guān)象石告訴《北京科技報》，“避雷針”作為一個(gè)翻譯詞，在氣象上的表述并不準確。1750年前后，富蘭克林發(fā)明了避雷針，在英國的標準中被稱(chēng)為“雷電·導體”，可是被譯為中文時(shí)卻不知為什么變成了“避雷針”，好像有了它就能避開(kāi)雷了。關(guān)象石說(shuō)：“這是一個(gè)誤區。它的正確名稱(chēng)應該叫‘接閃器’，顧名思義接閃器就是攔截雷閃的。攔住了叫攔截成功，沒(méi)攔住叫攔截失敗”。為此，最近修訂的《建筑物防雷設計規范》中便將避雷針更名為“接閃針”。當接閃針安裝在建筑物的頂端時(shí)，會(huì )與建筑物形成一個(gè)保護角，接閃針越高，它與建筑物形成的角度就越小，所保護的范圍也就越窄。
關(guān)象石向記者解釋了接閃針的工作原理，當云層聚集了大量的雷電后，電荷會(huì )如同流水一般向下傾瀉。等電荷接近地面時(shí)，會(huì )聚集成一個(gè)球狀體，如果此時(shí)球狀電荷正巧打在避雷裝置上，電流就會(huì )順著(zhù)鋼筋往下走，從而達到避雷的效果。
但現實(shí)的情況往往不那么“湊巧”，當雷電落入地面上空后，接閃針只能將雷電從建筑物的頂端引流到地面，而雷擊的方向卻并不固定，一旦打在建筑物的側面，沒(méi)有避雷裝置的地方，就會(huì )對建筑物造成巨大的損害，并且越高的建筑物遭到側擊的幾率就越大。“歐洲第一塔”莫斯科奧斯坦金諾廣播電視塔，僅在4年半的時(shí)間里，就遭到了143次雷擊，雷經(jīng)常打在莫斯科電視塔側面中間的位置，從而引發(fā)塔身部分受損。
2000年出版的《建筑物防雷設計規范》中，根據建筑物的高度將其分類(lèi)，對第一類(lèi)、第二類(lèi)、第三類(lèi)防雷建筑物分別做了防雷側擊的施工要求。東方明珠塔屬于第二類(lèi)防雷建筑，規范中對此也有明確的要求，即高度超過(guò)45米的鋼筋混凝土結構或鋼結構建筑物，必須采取具體的防雷側擊保護措施。
那么，北京的高層建筑防雷側擊的情況又是怎樣的？記者獲悉，目前北京有超過(guò)24米或10層以上的高層建筑共8592棟，其中超過(guò)100米的超高層建筑58棟，主要集中在本市西城、朝陽(yáng)、海淀和豐臺這4個(gè)城區。“我們很少看見(jiàn)這些高層建筑物有防雷電側擊措施。”關(guān)象石舉例，為防止雷電側擊，東方明珠塔球體觀(guān)光層的玻璃外殼上應該做一個(gè)鐵質(zhì)的網(wǎng)，將整個(gè)觀(guān)光層包裹住，從而起到釋放雷電側擊的目的。
對于東方明珠塔著(zhù)火原因的分析，關(guān)象石表示：“非阻燃保溫材料是導致很多建筑雷擊起火的主要原因。”目前，世界上大多數的現代大型塔是鋼筋混凝土建筑物，如東方明珠塔、天津天塔、遼寧彩電塔和北京的中央塔等。一般會(huì )在鋼筋混凝土塔中加入保溫層，以東方明珠塔為例，當塔內的保溫層為非阻燃材料時(shí)，雷電打在天線(xiàn)外面的玻璃鋼罩上，擊穿后點(diǎn)燃了保溫層的石棉，火災就發(fā)生了。
非阻燃保溫材料“惹禍”已不是第一次了，2002年沈陽(yáng)市彩電塔也曾遭雷襲，閃電擊中塔尖，一個(gè)直徑40厘米的火球從塔尖滾落。瞬間，塔內一片漆黑，無(wú)線(xiàn)信號也同時(shí)中斷。隨后閃電擊穿塔壁，點(diǎn)燃保溫層，導致塔上200多米高的“空中樂(lè )園”里的14名游客和32名工作人員，被困3個(gè)多小時(shí)后方獲救。關(guān)象石表示：“其實(shí)只須將保溫層采用阻燃性材料，火災就可以避免。”
因此，建筑物從設計到施工都要按國家標準進(jìn)行，投入使用后對防雷裝置還要維護保養，并定期進(jìn)行檢測。“無(wú)論從技術(shù)標準還是政策法規的層面上講，各類(lèi)防雷建筑物至少在每年雷雨季節前應進(jìn)行一次全面的防雷安全檢測，對易燃易爆場(chǎng)所，每半年要檢測一次。”關(guān)象石拿出相關(guān)國家標準和法規指給記者看。
關(guān)象石表示，往往一到檢查時(shí)，開(kāi)發(fā)商就跟防雷部門(mén)打起“太極拳”，你來(lái)我躲，在他們看來(lái)雷擊是個(gè)小概率的事件，發(fā)生的可能性微乎其微，所以根本沒(méi)有必要花錢(qián)做相應的防雷措施，并且在建筑的設計過(guò)程中，為了建筑物整體的美觀(guān)，往往忽略了防雷側擊措施的施工。
“建筑物外立面的防雷工作尚不重視，建筑物內的電氣和電子系統的防雷防護，更是被忽視。”關(guān)象石指出，隨著(zhù)經(jīng)濟水平的提高，越來(lái)越多個(gè)人和單位樓層內會(huì )存放大量的電線(xiàn)和電子設備，如果不進(jìn)行防雷保護的話(huà)，一旦遭雷擊，后果不堪設想。因此，關(guān)象石建議建筑物的外墻應該采用導電材料，以此改變或減少由雷擊產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對建筑物的穿透。建筑物之間采用的電纜一定不能鋪設在金屬管道內。
除此之外，由于缺乏對雷電知識的科學(xué)普及，在北京經(jīng)?？梢园l(fā)現建筑物間存在很多安全隱患，例如平行的兩棟高樓因隸屬一個(gè)單位，為了節約成本，共同使用一個(gè)衛星訊號，當一個(gè)樓頂架上衛星電線(xiàn)時(shí)，另一棟樓往往會(huì )直接引一條線(xiàn)幫助接收信號，殊不知，一旦雷電來(lái)襲，電流會(huì )順著(zhù)這條飛線(xiàn)擊中另一棟高樓，從而引發(fā)火災。
與國人對雷電安全漠然的態(tài)度相比，國外對建筑防雷的神經(jīng)始終緊繃著(zhù)。關(guān)象石介紹，美國雷電主管部門(mén)——國家海洋和大氣管理局將每年的6月18日至24日，定為“閃電安全周”，在全國范圍內，普及閃電安全知識。他們認為與其他的天氣事件相比，閃電會(huì )導致更加直接的死亡事故。在向大眾普及閃電知識的同時(shí)，國家海洋和大氣管理局還希望借“閃電安全周”之機，推動(dòng)美國對閃電科學(xué)的研究。
陜西省氣象局防雷辦公室總工程師李彩蓮也對記者表示，在美國、法國、德國都會(huì )有私人性質(zhì)的防雷公司存在，建筑商會(huì )主動(dòng)找到防雷公司，請他們提供對建筑物從防雷、定期年檢、甚至到雷電預警的全方位服務(wù)。為此，關(guān)象石建議我國應加大對雷電防護的基礎研究，從而加強防雷的科研力量。
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