建筑物年预计雷击次数计算

利用作图法快速计算不规则建筑物的年预计雷击次数在建筑电气施工图设计中我们经常要计算建筑物的年预计雷击次数，以便确定该建筑物的防雷类别，计算方法在GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》附录A 中有详细描述，还算比较繁锁。

在我们常用的建筑电气设计软件中会提供相应的计算工具，比如天正电气，输入建筑物的长宽高即可算出建筑物的年预计雷击次数，但此类工具仅能针对方方正正的建筑物来进行计算，对于不规则的建筑物如果要手工计算，那就要花费些时间了。

其实，我们利用CAD 工具本身一些命令，可以快捷地计算出不规则建筑物的防雷等效面积，代入附录A 公式或计算工具中，一样可以很方便地计算出建筑物的年预计雷击次数。

方法如下：一． 等高的不规则建筑物。

1. 先用PLINE 命令勾勒出建筑物的轮廓。

如图12. 当建筑物的高度小于100m 时，每边的扩大宽度按如下公式计算：(高于100m 的按建筑物高度扩边)D=式中:D-建筑物每边的扩大宽度H-建筑物的高度 B H L U W W这里我们以建筑物高度40m 为例，代入公式后得出扩边宽度为80m 。

2．用PLINE 命令将建筑物的外轮廓分成两个四边形分别绘出。

如图23.利用CAD 扩边命令OFFSET,将勾勒好的两个四边形轮廓扩边80m,注意我们画图时的单位是毫米mm 。

如图34. 利用CAD 倒角命令FILLET,以80m 为半径对扩边后的两个四边形外轮廓倒圆角。

注意，输入FILLET 先选取R 参数，输入半径，再选取P 参数，点选扩边后的的两个外轮廓。

如图4。

5．利用CAD 修剪命令TRIM 将两个外轮廓重叠部份修剪掉,然后用JOIN 命令将两段线段合并成一个闭合曲线。

如图56．该闭合曲线即所包围的面积为该建筑物的防雷等效面积。

利用CAD 求面积命令AREA 即可计算出该闭合曲线所包围的面积。

乘以10-12后代入公式A e 或填入计算工具中，就可以得出该建筑物的年预计雷击次数了。

建筑物预计雷击次数计算
L(m)=100ds(m)=2500.0500L(m)=250ds(m)=250
0.1250
35.2
2.459
0.430
总年雷击次数N=N1+N2=0.471可接受的最大年平均雷击次数Nc的计算
信息系统所在建筑物结构C1= 1.0000 信息系统重要程度C2= 1.5000 信息系统耐冲击类型C3=0.5000 信息系统所在雷电防护区C4= 1.0000 信息系统危害后果C5=0.5000 区域雷暴等级C6= 1.0000年平均雷击次数Nc=5.8*10-1.5/C=0.033348各类因子C=C1+…+C6= 5.5000雷电拦截效率E=1-Nc/N=0.929226
低压埋地电源电缆长度电缆等效宽度电源电缆入户截收面积Ae1=2dsL10-6=埋地信号线电缆长度建筑物预计雷击次数 N 2=NgAe=该建筑物为:B类防雷电建筑电缆等效宽度信号电缆入户截收面积Ae2=2dsL10-6=年平均雷暴日Td=Ng=0.024Td 1.3=。

年预计雷击次数计算书
计算依据
根据《建筑物防雷设计规范》GB50057―2010年版的相关公式进行计算
已知条件
建筑物的长L=122.4米
建筑物的宽W=15米
建筑物的高H=15.6米
当地的年平均雷暴日天数T d =17.00天/年
校正系数k=1.00
计算公式和过程
年预计雷击次数: N=k*N g *A e =1.00*1.7*0.0256=0.0435
其中: 建筑物的雷击大地的年平均密度: N g =0.1T d=0.1*17.00=1.7
等效面积A e为：H<100M,A e=[LW+2(L+W)*SQRT(H*(200-H))+3.1415926*H (200-H)]*10-6
=[122.4*15+2(122.4+15)*SQRT(15.6*(200-15.6))+3.1415926*15.6*(200-15.6)]*10-6
=0.0256
计算结果
根据《防雷设计规范》，该建筑按人员密集场所考虑设三类防雷。

附录：二类：N>0.05 省部级办公建筑和其他重要场所、人员密集场所。

N>0.25 住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

三类：0.01<=N<=0.05 省部级办公建筑和其他重要场所、人员密集场所。

0.05<=N<=0.25 住宅、办公楼等一般性民用建筑物。

N>=0.05 一般性工业建筑。

建筑物的长L=35.2米
建筑物的宽W=13.15米
建筑物的高H=32.7米
当地的年平均雷暴日天数T d =16.8天/年校正系数k=1.00。

长宽高雷暴日校正系数D 3.14H(200-H) L W H Td k #VALUE!#VALUE!
40305045186.602540423550
Ae 雷击次数N
#VALUE!#VALUE!
0.036874360.165935
说明:
L、W、H--分别为建筑物的长、宽、高（m)
Td--年平均雷暴日，根据当在气象台、站资料确定
k--校正系数，在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建
D--建筑物每边的扩大宽度（m)
Ae--与建筑物截收相同雷击次数的等效面积k㎡
N--建筑物年预计雷击次数（次/a)
计算方法:
输入已确定的L、W、H、Td、k,然后由左至右依顺序计算出后面4项，最后所得N
例:
L=40m、W=30m、H=50m、Td=45天、k=1,那么根据计算N=0.165935
值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地
序计算出后面4项，最后所得N
算N=0.165935
或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的
潮湿的建筑物1.5。

计算题1、某市郊旷野炸药仓库，长10米、宽7米、高5米，请计算该建筑物年预计雷击次数N （已知该市Ng=6.01）。

（数据取两位小数）。

解：g e N kN A =，其中，2k =， 6.01g N =6[2()(200)]10e A L W L H H H π-=+++-⨯6[1072(10005) 3.145(2005)]100.0042e A -=⨯+++⨯-⨯= 所以，2 6.010.00420.05N =⨯⨯=（次/年）2、一烟囱高20.0m ，烟囱上接闪杆长1.0m. 在其下方距离10.0m 处有一配电房，配电房的长、宽、高分别为12.0m ，6.0m ，5.0m （如图）。

问该烟囱上的接闪杆能否对该配电房进行有效保护？解：h=20+1=21m （接闪杆高度） h r =60（滚球半径） h x =5（被保护物的高度）x r21.62x r m =烟囱到建筑物（配电房）最远处/角的距离： 17.08r m ==因为：r x ＞r ，所以接闪杆能对该配电房进行有效保护。

3、某工厂在设计低压线路引入机房时考虑采用电缆埋地引入方式，实地勘测时土壤电阻率ρ=144Ω·m ，试问该工厂低压电缆埋地的最短尺寸?解：低压线路直接埋地的长度应符合ρ2≥l 要求，但不应小于15m 。

ρ2≥l =2×12=24m ＞15m所以，该工厂低压电缆埋地引入机房时的最短尺寸为24m 。

4、有一建筑物，长24m ，宽12.8m ，高21m ，试确定为几级类防雷建筑物？（已知该地区年平均雷暴日为38d/a ）。

解：由公式N =0.1T d 得N =0.1×38=3.8 因为H<100m ，所以A =[lw+2(l+w)×+πH×(200－H)]×10=[24×12.8+2(24+12.8)×+3.14×21×(200－21)]×10=0.0166由g e N kN A =，其中K=1，得N=1×3.8×0.0166=0.063(次/年) 因为0.05<N<0.25 ，所以该建筑物为三类防雷建筑物 。

建筑物年预计雷击次数N的简化计算方法摘要：对建筑物年预计雷击次数N的计算方法进行了讨论。

由于建筑物一般都不是规则的六面体，使建筑物等效面积的计算变得复杂，笔者分析了用矩形等效计算平面代替实际建筑平面进行等效面积计算的可行性，从而使建筑物年预计雷击次数N的计算大大地简化了。

强制性国家标准《建筑物防雷设计规范》(CB50057—94)给出了建筑物年预计雷击次数N的计算式：N=kNgAe (1)式中：k——校正系数；Ng——雷击大地的年平均密度，次／(km2·a)；Ae——等效面积，km2，见图1。

Ng=0.024Tdl.3 (2)式中：Td——年平均雷暴日数，d／a。

Ae=[LW+2(L+W)D+πD2)·10-6 (3)式中：L、W——建筑物的长、宽，m；D——建筑物每边扩大宽度，m。

当建筑物高度H<100m时：D=√H(200-H) (4)当H≥l00m时：D=H (5)对于比较规则的六面体建筑物，上述计算比较简便。

但现实中的建筑物，可以说没有一个是规则的六面体，使等效面积Ae，的计算变得复杂，也就使年预计雷击次数N的计算变得复杂了。

能否找到一个简便、实用的计算方法，既能使防雷等效面积计算简便可行，又能使计算误差在允许的范围之内，这就是本文将要讨论的问题。

1 不规则建筑物防雷计算平面的简化由(1)、(2)式可知，年预计雷击次数计算的关键是等效面积Ae。

的计算，而Ae的计算取决于防雷计算平面的确定。

所以，简化年预计雷击次数计算的关键是简化建筑物的防雷计算平面。

笔者在实践中发现，绝大多数不规则的建筑平面，都可以用一个适当的矩形平面代替，进行防雷计算。

只要这个平面确定得合理，其Ae(即N)的计算误差在允许的范围之内，就使不规则建筑平面的建筑物的防雷计算大大地简化了。

上述矩形平面可称为等效(或近似)计算平面，其确定的原则为：a．等效计算平面应为矩形(含正方形)，以保证计算的简化；b．等效计算平面的面积应接近或等于建筑物的屋顶平面的面积，以保证计算误差在允许范围之内；c．有凹口的建筑物，一般可将凹口补齐作为建筑物屋顶平面，再按此屋顶平面确定等效计算平面(见图2)。

209【施测鉴工】住宅与房地产2019年11月建筑物年预计雷击次数探究麦金婵，庞 军，徐启腾（广州市气象局，广东 广州 511430）摘 要：建筑物年预计雷击次数在确定防雷类别和雷电灾害风险评估中是最重要的基础参数之一，因此文章讨论了影响建筑物年预计雷击次数的2个因子——地闪密度和建筑物雷击有效截收面积扩大宽度，并给出取值建议：气象主管机构依据雷电监测网数据发布雷电基础参数，提升防雷减灾业务的科技水准；对建筑物雷击有效截收面积向外扩大宽度进行分段计算；在计算建筑物年预计雷击次数时，采用计算机辅助作图法计算建筑物雷击有效截收面。

关键词：雷击次数；地闪密度；作图法；扩大宽度中图分类号：TU895 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2019）11-0209-01《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2010）给出了计算建筑物年预计雷击次数的公式：N=k×Ng×Ae，在该公式中，影响建筑物年预计雷击次数N 的因子有3个，即位置因子k、地闪密度Ng 和有效截收面Ae。

由于该公式是局限于某些地区拟合验证得到的，因此有很大局限性，无法准确反映建筑物所在地的地闪密度，颇受到争议。

本文结合相关实践，着重从地闪密度Ng 和有效截收面Ae 出发对建筑物年预计雷击次数进行探讨。

1 地闪密度地闪密度的定义为某地单位面积年均落雷次数，用Ng 表示，单位为次/（km 2•年），是表征雷云对地放电的频繁程度的参数，也是工程领域中用于估算建筑物年预计雷击次数的重要参数。

1.1 雷暴日的局限性由于之前缺乏雷电自动监测手段，地闪密度的获取主要通过雷暴日计算拟合得到，根据气象组织规定：某天某气象站人工记录的一次闪电声，即为此区域的一个雷暴日（站雷暴日），此区域以人的监听范围（半径15～20km）为界，若统计区域内有多个气象站，则以全体气象站的年雷暴日算术平均值表示该区域年平均雷暴日，或以最大的站雷暴日表示该区域年最大雷电日。

第三类建筑物防雷设计及施工要求摘要：雷电活动是一种破坏力极强的自然现象，世界各地每时每刻大约正有1800个雷电交作在进行中。

它们每秒钟约发出600次闪电，其中有100次袭击地球。

每年因雷电灾害造成的人员和财产损失巨大，因此雷电灾害已经成为联合国公布的自然界十种最严重的自然灾害之一。

雷电发生时，不仅在损坏建筑物的同时还威胁着我们群众的生命财产安全。

基于此，本文重点对第三类建筑物的防雷设计及施工要求进行分析。

关键词：第三类防雷设计施工建筑物引言随着社会化进程的脚步不断加快，中国建筑物数量和规模不断扩大，建筑物遭受到雷击的概率也随之增加。

建筑物内的电器种类也日趋增多，一旦电子设备和网络系统遭受雷击，将会造成严重的财产损失，大大增加建筑物防雷工程的难度。

在建筑物防雷设计中，设计员比较重视第一、二类建筑物的防雷设计，而针对第三类建筑物的防雷设计有所忽视，这也是造成大部分设计者对第三类防雷建筑进行防雷设计时没有重视起相关的计算，只是凭借自身经验进行设计。

对于是否设计安装防雷装置以及防雷设施的各种安全间距并没有进行计算，使得第三类防雷建筑物在设计和施工中存在很大的安全隐患。

随着雷电事故频发，雷击对建筑物的危害逐年加重，对防雷系统的安全性和可靠性水平有了更高的技术要求，所以把第三类建筑物的防雷设计和施工做好具有很重要的意义。

1.建筑物年预计雷击次数计算确定防雷分类除了少数的一类、二类防雷建筑物以外，我们常见的大部分建筑都是第三类及以外的建筑，在针对第三类建筑物进行防雷设计时，大多数设计员都忽略了对建筑物年预计雷击次数计算，使得不需要安装防雷装置的建筑物安装了防雷装置，造成了极大的浪费，并且还会增加雷电安全的隐患。

这里举例说明：列如，上海市某小区内有一幢住宅楼，其中L=75.5m，W=55.2m，H=30.2m,。

上海的年平均雷暴日T d=49.9d/a,则校正系数在一般情况下取1（K=1），根据GB50057-2010中的公式计算，建筑物截收相同雷击次数的等效面积为A e，因建筑物高度为30.2m＜100m。

防雷考试计算题2 work Information Technology Company.2020YEAR计算题1、某市郊旷野炸药仓库，长10米、宽7米、高5米，请计算该建筑物年预计雷击次数N （已知该市Ng=6.01）。

（数据取两位小数）。

解：g e N kN A =， 其中，2k =， 6.01g N =6[2()(200)]10e A LW L W H H π-=++-⨯6[1072(107) 3.145(2005)]100.0042e A -=⨯++⨯-⨯= 所以，2 6.010.00420.05N =⨯⨯=（次/年）2、一烟囱高20.0m ，烟囱上接闪杆长1.0m. 在其下方距离10.0m 处有一配电房，配电房的长、宽、高分别为12.0m ，6.0m ，5.0m （如图）。

问该烟囱上的接闪杆能否对该配电房进行有效保护？6.010.0 6.0解：h=20+1=21m （接闪杆高度） h r =60（滚球半径） h x =5（被保护物的高度）x r =21.62x r m ==烟囱到建筑物（配电房）最远处/角的距离： 22(106)(12/2)17.08r m =++=因为：r x ＞r ，所以接闪杆能对该配电房进行有效保护。

3、某工厂在设计低压线路引入机房时考虑采用电缆埋地引入方式，实地勘测时土壤电阻率ρ=144Ω·m ，试问该工厂低压电缆埋地的最短尺寸?解：低压线路直接埋地的长度应符合ρ2≥l 要求，但不应小于15m 。

ρ2≥l =2×12=24m ＞15m所以，该工厂低压电缆埋地引入机房时的最短尺寸为24m 。

4、有一建筑物，长24m ，宽12.8m ，高21m ，试确定为几级类防雷建筑物（ 已知该地区年平均雷暴日为38d/a ）。

解：由公式N =0.1T d 得N =0.1×38=3.8 因为H<100m ，所以 A =[lw+2(l+w)×+πH×(200－H)]×10=[24×12.8+2(24+12.8)×+3.14×21×(200－21)]×10=0.0166由g e N kN A =，其中K=1，得N=1×3.8×0.0166=0.063(次/年) 因为0.05<N<0.25 ，所以该建筑物为三类防雷建筑物 。

建筑物年预计雷击次数如何计算？
在很多防雷标准或者参考资料、防雷设计资料中都会有建筑物年预计雷击次数这个数据！对于一般的人来讲这个数据可能很抽象，谁也不知道这个数据到底是如何算出来的。

其实这个数据是有科学来源的，下面岱嘉电气来简单说一下这个预计雷击次数是如何算出来的！
建筑物年预计雷击次数应该按照以下公式计算：
N＝k×N
g ×A
e
对于上面公式的各个参数的解释如下：
N——建筑物年预计雷击次数（次／a）；
k——校正系数，在一般情况下取1；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1．5；金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1．7；位于山顶上或旷野的孤立建筑物取2；
N
g
——建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（次／km2／a）；
A
e
——与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）。

以上就是岱嘉电气关于建筑物年预计雷击次数如何计算的解答，有其他相关的问题或者防雷接地相关材料需要也可以联系！。

附录一 建筑物年预计雷击次数国际上已确认N g 与年平均雷暴日T d 为非线性关系。

本规范修订组与有关规范修订组口头商定结合我国情况采用3.1024.0d g T N =。

至本规范定稿时止，IEC －TC81未通过的文件提出N g 与T d 关系式为3.1023.0d g T N =。

本附录提出计算A e 的方法基于以下原则：1．建筑物高度在100m 以下按滚球半径100m （即吸引半径100m ）考虑。

其相对应的最小雷电流约为7.34)10100(54.1==I kA ，接近于按计算式108lg I P -=以积累次数 P ＝50％代入得出的雷电流I ＝32.5kA 。

在此基础上，导出计算式（附 1.4），其扩大宽度等于)200(H H -。

该值相当于避雷针针高H 在地面 上的保护宽度（当滚球半径为100m 时）。

扩大宽度将随建筑物高度加高而减小，直至100m 时则等于建筑物的高度。

如H ＝5m 时，扩大宽度为2.31)5200(5=-m ，它约为H 的6倍；当H ＝10m 时，扩大宽度为6.43)10200(10=-m ，约为H 的4.4倍；当H ＝20m 时，扩大宽度为)20200(20-＝60m ，为H 的3倍；当H ＝40m 时，扩大宽度为)40200(40-＝80m ，为H 的2倍；当H ＝80m 时，扩大宽度为)80200(80-＝98m ，约为H 的1.2 倍。

2．当建筑物高度超过100m 时，如按吸引半径100m 考虑，则不论高度如何扩大宽度总是100m ，有其不合理之处。

所以，当高度超过100m 时，取扩大宽度等于建筑物的高度。

此外，关于周围建筑物对A e 的影响，由于周围建筑物的高低、远近都不同，计算很复杂，因此不予考虑。

这样，在某些情况下，计算得出的A e 值可能比实际情况要大些。

“a ”为法定计算单位符号，表示时间单位“年”附录三 接地装置冲击接地电阻与工频接地电阻的换算 （附3．l ）式中的A 值，实际上是冲击系数a 的倒数。