中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會
建筑鋼結(jié)構(gòu)分會主辦
有避雷針做“護(hù)身符”的東方明珠塔，為何還會被雷電擊中？15日上海消防網(wǎng)發(fā)出消息，說明了東方明珠塔著火的原因，是其信號發(fā)射架內(nèi)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，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防雷標(biāo)準(zhǔn)起草工作的防雷專家關(guān)象石告訴《北京科技報》，“避雷針”作為一個翻譯詞，在氣象上的表述并不準(zhǔn)確。1750年前后，富蘭克林發(fā)明了避雷針，在英國的標(biāo)準(zhǔn)中被稱為“雷電·導(dǎo)體”，可是被譯為中文時卻不知為什么變成了“避雷針”，好像有了它就能避開雷了。關(guān)象石說：“這是一個誤區(qū)。它的正確名稱應(yīng)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，沒攔住叫攔截失敗”。為此，最近修訂的《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中便將避雷針更名為“接閃針”。當(dāng)接閃針安裝在建筑物的頂端時，會與建筑物形成一個保護(hù)角，接閃針越高，它與建筑物形成的角度就越小，所保護(hù)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(dāng)云層聚集了大量的雷電后，電荷會如同流水一般向下傾瀉。等電荷接近地面時，會聚集成一個球狀體，如果此時球狀電荷正巧打在避雷裝置上，電流就會順著鋼筋往下走，從而達(dá)到避雷的效果。
但現(xiàn)實的情況往往不那么“湊巧”，當(dāng)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(cè)面，沒有避雷裝置的地方，就會對建筑物造成巨大的損害，并且越高的建筑物遭到側(cè)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年半的時間里，就遭到了143次雷擊，雷經(jīng)常打在莫斯科電視塔側(cè)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(shè)計規(guī)范》中，根據(jù)建筑物的高度將其分類，對第一類、第二類、第三類防雷建筑物分別做了防雷側(cè)擊的施工要求。東方明珠塔屬于第二類防雷建筑，規(guī)范中對此也有明確的要求，即高度超過45米的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)建筑物，必須采取具體的防雷側(cè)擊保護(hù)措施。
那么，北京的高層建筑防雷側(cè)擊的情況又是怎樣的？記者獲悉，目前北京有超過24米或10層以上的高層建筑共8592棟，其中超過100米的超高層建筑58棟，主要集中在本市西城、朝陽、海淀和豐臺這4個城區(qū)。“我們很少看見這些高層建筑物有防雷電側(cè)擊措施。”關(guān)象石舉例，為防止雷電側(cè)擊，東方明珠塔球體觀光層的玻璃外殼上應(yīng)該做一個鐵質(zhì)的網(wǎng)，將整個觀光層包裹住，從而起到釋放雷電側(cè)擊的目的。
對于東方明珠塔著火原因的分析，關(guān)象石表示：“非阻燃保溫材料是導(dǎo)致很多建筑雷擊起火的主要原因。”目前，世界上大多數(shù)的現(xiàn)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。一般會在鋼筋混凝土塔中加入保溫層，以東方明珠塔為例，當(dāng)塔內(nèi)的保溫層為非阻燃材料時，雷電打在天線外面的玻璃鋼罩上，擊穿后點燃了保溫層的石棉，火災(zāi)就發(fā)生了。
非阻燃保溫材料“惹禍”已不是第一次了，2002年沈陽市彩電塔也曾遭雷襲，閃電擊中塔尖，一個直徑40厘米的火球從塔尖滾落。瞬間，塔內(nèi)一片漆黑，無線信號也同時中斷。隨后閃電擊穿塔壁，點燃保溫層，導(dǎo)致塔上200多米高的“空中樂園”里的14名游客和32名工作人員，被困3個多小時后方獲救。關(guān)象石表示：“其實只須將保溫層采用阻燃性材料，火災(zāi)就可以避免。”
因此，建筑物從設(shè)計到施工都要按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，投入使用后對防雷裝置還要維護(hù)保養(yǎng)，并定期進(jìn)行檢測。“無論從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還是政策法規(guī)的層面上講，各類防雷建筑物至少在每年雷雨季節(jié)前應(yīng)進(jìn)行一次全面的防雷安全檢測，對易燃易爆場所，每半年要檢測一次。”關(guān)象石拿出相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)指給記者看。
關(guān)象石表示，往往一到檢查時，開發(fā)商就跟防雷部門打起“太極拳”，你來我躲，在他們看來雷擊是個小概率的事件，發(fā)生的可能性微乎其微，所以根本沒有必要花錢做相應(yīng)的防雷措施，并且在建筑的設(shè)計過程中，為了建筑物整體的美觀，往往忽略了防雷側(cè)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(nèi)的電氣和電子系統(tǒng)的防雷防護(hù)，更是被忽視。”關(guān)象石指出，隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，越來越多個人和單位樓層內(nèi)會存放大量的電線和電子設(shè)備，如果不進(jìn)行防雷保護(hù)的話，一旦遭雷擊，后果不堪設(shè)想。因此，關(guān)象石建議建筑物的外墻應(yīng)該采用導(dǎo)電材料，以此改變或減少由雷擊產(chǎn)生的電磁場對建筑物的穿透。建筑物之間采用的電纜一定不能鋪設(shè)在金屬管道內(nèi)。
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(xiàn)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單位，為了節(jié)約成本，共同使用一個衛(wèi)星訊號，當(dāng)一個樓頂架上衛(wèi)星電線時，另一棟樓往往會直接引一條線幫助接收信號，殊不知，一旦雷電來襲，電流會順著這條飛線擊中另一棟高樓，從而引發(fā)火災(zāi)。
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。關(guān)象石介紹，美國雷電主管部門——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(nèi)，普及閃電安全知識。他們認(rèn)為與其他的天氣事件相比，閃電會導(dǎo)致更加直接的死亡事故。在向大眾普及閃電知識的同時，國家海洋和大氣管理局還希望借“閃電安全周”之機(jī)，推動美國對閃電科學(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、德國都會有私人性質(zhì)的防雷公司存在，建筑商會主動找到防雷公司，請他們提供對建筑物從防雷、定期年檢、甚至到雷電預(yù)警的全方位服務(wù)。為此，關(guān)象石建議我國應(yīng)加大對雷電防護(hù)的基礎(chǔ)研究，從而加強防雷的科研力量。
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