高建筑对周围建筑雷击保护距离的模拟-论文.pdfVIP

第 27卷 第 4期 应 用 气 象 学 报 Vo1．27。NO．4 2016年 7月 J0URNAL0FAPPEIED METEOROLOGICAL SCIENCE July2016 谭涌波 ，陈之禄 ，张冬冬，等 ．高建筑对周 围建筑雷击保护距离的模拟．应用气象学报 ，2016，27(4)：498—505． doi：10．11898／1001-7313 高建筑对周 围建筑雷击保护距离的模拟 谭涌波” 陈之禄D 张冬冬。 师 正” 郭秀峰” ”(南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室 ／气候与环境变化 国际合作联合实验室 ／ 气象灾害预报预警与评估协 同创新 中心 ／中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室，南京 210044) (天津市防雷 中心，天津 300074) 摘 要 在 已有先导连接参数化方案 的基础上 ，选取近地面层为研究区域 ，保持方案 中其他基本参量不变 ，通过改变 闪 电的空间形态 ，在同一建筑分布的背景下进行多次闪电模拟 。研究多个建筑之间的屏蔽作用 以及建筑雷击保护距 离与建筑相关特征参数之间的关系，结果表 明：高建筑对矮建筑具有屏蔽作用 ，并存在一个临界保护距离，当高、矮 建筑高度分别为 1901TI和 165m，宽度均为 20m时，建筑之间的距离在 12rrl以内，矮建筑受高建筑完全保护不遭 受雷击 ；建筑之间的距离超过 12rrl，矮建筑遭雷击次数 明显增多 。 关键词 ：多个建筑 ；雷击保护距离 ；连接过程 ；随机参数 国际电工委员会 (IEC)经验公式是我国防雷设 引 言 计标 准——建 筑 物 防雷 设计 规 范 (GB一5DO57— 2010) 中所采用 的建筑物雷击概率计算方法 ，当考 闪电是大气 中一种强烈的瞬时放 电现象 ，尤其 虑周围建筑对 目标建筑等效截收面积 的影响时，为 地闪产生的大电流和高电压会引发雷电灾害 ，给社 简化计算而给出统一公式 ，尚未考虑周围建筑高度 会造成重大影响ll]。大量的闪电观测发现 ，闪电大 以及两者 间的距离对屏蔽作用的影响。引雷空间法 多数击 中高大建筑物的尖端及拐角处 ，只有少数击 考虑了周 围建筑对 目标建筑 的雷击影响以及上 、下 中相对较矮的物体或大地_l3]。高大建筑物对周围 行先导发展的随机性，但只能计算建筑整体 的雷击 的大气 电场能够产生强烈的畸变作用 ，使得在高大 概率 ，不能计算建筑各部位 的雷击概率。国内建筑 建筑物的尖端或拐角处更容易触发上行先导，与从 防雷的主要方法是法拉第笼__1和滚球法 ，高层建筑 云中触发的下行先导相连接 ，因此 ，闪电的连接过程 均采用法拉第笼 ，但该方法无法保护笼外 的重要露 与大气电场的畸变息息相关 。研究发现 ，当两个建 天设备 ，滚球法则采用 固定 的雷击距计算接闪器的 筑之间的距离较近时，高建筑会对矮建筑产生屏蔽 保护范围。这些方法均从实际经验 的角度考虑，仍 作用，使矮建筑被保护不遭受雷击或遭受雷击 的概 缺乏相应的理论研究。大量观测发现高建筑易遭受 率明显减小 5]。研究多个建筑物之间的屏蔽作用 ， 雷击 ，这是高建筑带来的大气 电场畸变所导致 ，究其 不仅可以深入了解建筑群对地闪连接过程影响的物 物理原因，电场畸变使建筑尖端或拐角局部 的电场 理机制 ，同时还为雷 电防护设计提供 了一定的理论 增强，更容易触发上行先导 ，而大量观测发现闪电连 依据。 目前研究手段主要