[發明專利]考慮周圍物體時計算建構筑物雷擊次數截收面積的方法

有效

• 申請號: 201210182588.8
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102799706A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 高磊
• 申請（專利權）人: 高磊
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明專利是一種考慮周圍物體（該物體可以是建筑物、構筑物或其它任何高于地面的有固定位置的設施或裝置）時定量計算建筑物（包括構筑物，為簡明起見，以下均統稱為建筑物）的雷擊次數截收面積的方法，適用于雷電防護行業，可供建筑工程設計院、各省區市氣象局防雷中心、防雷公司、防雷辦等相關單位對建筑物進行雷擊風險評估、雷電防護裝置的設計、驗收及檢測工作。

背景技術

雷電是威脅建筑物及人身安全的一種常見的自然災害，在對建筑物進行雷擊風險評估、雷電防護設計以及防雷裝置的驗收及檢測時，均需要計算建筑物的年預計雷擊次數，以便對其進行合理的防雷分類。根據2011年10月1日開始實施的中華人民共和國國家標準GB50057-2010《建筑物防雷設計規范》（以下簡稱GB50057）的規定，其計算公式如下：

???????????N?＝?k?×?Ng?×?Ae?????????????????（?公式1?）

???在公式1中，N是建筑物的年預計雷擊次數（單位：次/年）；k是校正系數，一般情況下取1，無數值單位；Ng是建筑物所處地區雷擊大地的年平均密度，單位：次/平方公里/年，一般根據當地的雷暴日數換算（根據GB50057，換算公式為：Ng?＝0.1×Td，其中Td是當地的年平均雷暴日數）或根據當地的閃電定位系統的探測數據得來；Ae是地面上與建筑物截收相同雷擊次數的范圍（以下簡稱截收范圍）的等效面積（以下簡稱截收面積），單位：平方公里。

總體來說，k和?Ng這兩個參數是比較容易確定的，只有Ae的計算過程比較復雜。GB50057在“附錄A?建筑物年預計雷擊次數”中規定：與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積應為其實際平面積向外擴大后的面積，對于長方體形態的建筑物，其在地面上的截收范圍的平面圖如附圖1所示，是一個四角為圓角的矩形，該圓角矩形的長度為L+2D?，寬度為W+2D，四個圓角的半徑為D，其截收面積按下列公式計算：

????????????Ae?=?[?L×W?+?2(L+W)×D?+?πD²?]×10^{-6???????????????}（公式2）

公式2中：L、W、D－分別是長方體建筑物的長度、寬度和擴大寬度（單位：米）；

所謂建筑物的擴大寬度D，是從建筑物的邊緣到其截收范圍相對應一側的邊緣的距離，隨建筑物的高度H（單位：米）而變；當建筑物的高度H小于100米時，按下列公式得到D：

D?＝?[?H×(200-H?)?]^?1/2???????????????（公式3）

當建筑物的高度H等于或大于100米時，按下列公式得到D：

???D?＝?H????????????????????????????（公式4）??

以上為GB50057中的規定。在不同的標準或規范中對擴大寬度和截收面積的定義有所不同，比如GB21714.2-2008《雷電防護第2部分：風險管理》中規定不論建筑物的高度是多少，擴大寬度都取值為三倍高度，即按下列公式得到D：

???D?＝?3H??????????????????????????（公式5）??

與之相對應的，在GB21714中截收面積用Ad表示。

擴大寬度和截收面積的不同定義不影響本發明專利的獨立性和完整性。不管用哪一個標準或規范計算建筑物的截收面積，本發明專利的基本原理都是一樣的，只需套用其擴大寬度D的相應公式即可。

綜上所述，長方體形態的建筑物根據公式2計算截收面積，其截收范圍的平面圖如附圖1所示。GB50057同時規定，“當建筑物各部位的高不同時，應沿建筑物周邊逐點算出最大擴大寬度，其等效面積應按每點最大擴大寬度外端的連接線所包圍的面積”。因此，如果將建筑物頂面的周邊和其截收范圍的周邊連接起來，則可以得到該截收范圍在三維立體空間內的形態，如附圖2所示為長方體建筑物的截收范圍的剖面圖。?