雷击灾害风险评估中等效截收面积计算方法研究

建筑物等效截收面积的计算直接影响到对该建筑物年预计雷击次数的计算,进而影响到对该建筑物雷击风险评估的准确性。《建筑物防雷设计规范》给出的建筑物等效截收面积的计算方法,适用于高点延伸范围大于低点延伸范围的建筑物等效截收面积的计算,用于计算低点延伸范围大于高点延伸范围的建筑物等效截收面积却不尽合理。鉴于此,提出了优化的计算方法：由建筑物高点和低点计算的等效面积之和,减去滚球法计算出的保护范围面积,得到修正后的等效面积,该方法考虑了中高层建筑的引雷作用,计算结果更接近实际。     

架空线路年平均雷电闪击频数计算方法探析

分析了规范推荐的架空线路年平均雷击次数计算方法,提出方法中存在截收面积与雷击大地密度对应的雷电流幅值不匹配的问题。为解决该问题,文章以某一具体架空线路为例,介绍了针对全部雷电流幅值,应用积分法计算年平均雷击次数的方法,计算结果与规范推荐方法计算结果的比较说明了积分方法的精密性及结果的合理性。具体的分析、计算方法为：基于电气〖CD*2〗几何模型推导出与雷电流幅值有关的架空线路截收闪电宽度的计算公式,并通过对雷电流幅值频率分布规律的多项式拟合确定任意雷电流幅值的雷击大地密度,任一雷电流幅值对应的截收面积及对应的雷击大地密度的乘积即为该雷电流对应的年平均雷击次数,在该区域雷电流幅值的分布范围内对得到的雷击次数进行积分,即可得到考虑雷电流幅值分布特征的架空线路年平均雷击次数计算结果。     

化工储罐雷击截收面积算法的探讨

文章在雷电灾害风险评估中使用一个恒定的位置因子来计算储罐的截收面积会导致误差的发生,本文根据储罐群以及周边建筑物的分布情况,分析了周边建筑物的高度、相对位置以及其他储罐的环绕程度对储罐截收面积的影响。结果表明:储罐之间距离的远近会使截收面积发生一定的变化,储罐之间间距与截收面积呈正相关;周边建筑物的高度及距离也会造成截收面积计算上的差异;储罐也因环绕程度不同,其截收面积存在不同。     

雷击风险评估中的位置因子Cd的探讨

从周边建筑物对所考虑建筑物的扩大宽度影响的角度,分析了周边有等高、更低或更高的其他建筑物3种情况下,周边建筑物对所考虑的建筑物截收面积的实际影响.在此基础上提出了周边建筑物的高度、相对位置、环绕程度等均对建筑物截收面积有较大影响,并不能将其乘以一个恒定的位置因子作为考虑了周边建筑物的影响,应根据建筑物所处环境的实际情况的不同做更为精确的计算,以提高风险评估的准确性.     

形状复杂的建筑物雷击截收面积的模型和计算方法

分析了雷电灾害风险评估中"截收面积"计算公式的单一性和局限性,将目前常见的形状复杂的建筑物划分为三大类(即"有一制高点的矩形建筑物、裙楼建筑物和L形建筑物")并形成模型。依据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343—2012,通过"Auto CAD"画图软件画出相应模型的截收面积图,归纳得到对应模型截收面积的计算公式。经过实例对比,发现较经验法获取的形状复杂建筑物的截收面积更为精确,为雷电灾害风险评估中截收面积的快捷计算提供科学参考。     

高建筑对周围建筑雷击保护距离的模拟

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190 m和165 m,宽度均为20 m时,建筑之间的距离在12 m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12 m,矮建筑遭雷击次数明显增多。     

建筑物雷击次数等效截收面积计算方法

采用滚球法,结合规范的有关规定,分析了周边建筑物对所考虑的建筑物等效面积的影响.在周边建筑物与所考虑的建筑物平行且忽略建筑物宽度的条件下,详细讨论了建筑物低于100 m时周边有等高、比它高和比它低的其他建筑物3种情况下,与建筑物截收相同雷击次数的等效面积的计算方法,并推导出计算公式.在此基础上,与规范规定的计算公式进行了对比,指出了规范中计算公式的局限性.该研究结果可满足更精细的防雷技术工作需要.     

建筑形体对住宅单元日照环境影响

根据建筑日照理论,对L形和凹形两种常见的建筑形体中不同位置的住宅单元的日照进行了计算,分析了建筑形体自身对住宅单元日照环境的遮挡作用.     

北京地区雷电灾害风险评估方法与应用

首先选用北京地区1961—2008年的气候站点资料分析闪电活动的气候背景特征,用2007—2008年的闪电定位资料统计各评估网格单元的地闪密度,得到北京地区网格化地闪密度分布,评估网格单元大小为1km×1km。研究发现北京地区平均地闪密度大致在1.6～2.4次·km^-2·a^-1之间,有三处地闪密度的高值分布区,分别是西南部房山的拒马河流域地区,北京城中心偏北—昌平—顺义一带以及平谷一密云一带。借助空间网格技术,根据下垫面承灾体的雷电防护及规避特征,将评估区域划分成建筑物、室外建筑物遮挡部分及空旷地带三种空间类型。然后依据不同空间类型区域的地闪密度、闪电有效截收面积、雷电防护能力和位置参数等因素,分别核算评估网格单元内的雷击危险事件次数,作为雷电灾害风险评估的主要致灾因子指标。最后以人作为雷电灾害的首要承灾体,按"风险=雷击危险事件次数×暴露人口"的概念模型方法,测算北京地区雷电灾害风险指数。风险评估结果认为北京城市地区由于人口及经济实体密集分布,雷电灾害风险普遍较高,城市地区的雷电灾害风险具可规避性;农村及城市远近郊区,人口稀少,尽管闪电活动会比城市地区活跃,雷电灾害风险不是太高。     

架空传输线雷电感应电压计算公式分析与修订

利用二维时域有限差分法(FDTD)实现了对雷电感应电压的计算,并与已有研究成果对比验证了该方法的有效性。研究分析了DL/T 620-1997中规程公式估算架空传输线雷电感应电压峰值的精度,其中定性研究发现,雷电感应电压峰值与电流幅值、架空线高度之间为正相关关系,而与距离成负相关关系,这种敏感性关系与FDTD的模拟结果相同;而定量研究结果发现,规程公式计算的雷电感应电压值与FDTD计算的电压值相比均偏小。在此基础上,本文提出通过修订系数k对规程公式进行改进,通过FDTD模拟确定了修订系数k的取值为1.6,将规程公式修订为40 I0·h·S-1。最后,本文利用LIOV程序对修订后的规程公式进行精度检验,结果发现,当雷击通道与架空传输线之间距离为100 m和400 m时,修订后规范公式计算得到的雷电感应电压峰值最大误差仅为3.7%和5.5%,从而证明,利用修订后的规程公式可以更加准确地计算架空传输线上的雷电感应电压峰值。     

苏州紫金庵雷击原因分析及古建筑防雷技术

分析和总结了紫金庵遭雷击的3个原因:①高大古银杏树成为接闪点,②古银杏树接闪后对周围建筑造成雷电反击,③雷电电磁感应造成室内电路短路。对紫金庵内罗汉堂进行了系统的防雷设计,重点对紫金庵电源架空线直接入户部分进行了防雷整改。从古建筑物自身特点出发,对比分析了古建筑与现代建筑的防雷。古建筑物和现代建筑物一样,也要注重雷电感应方面的防护。古建筑也有一些防雷方法,将防雷与艺术相结合值得现代建筑防雷借鉴。     

Observational and Mechanistic Analysis of a Nighttime Warm-Sector Heavy Rainfall Event Within the Subtropical High over the Southeastern Coast of China

In August 2021, a warm-sector heavy rainfall event under the control of the western Pacific subtropical high occurred over the southeastern coast of China. Induced by a linearly shaped mesoscale convective system(MCS), this heavy rainfall event was characterized by localized heavy rainfall, high cumulative rainfall, and extreme rainfall intensity.Using various observational data, this study first analyzed the precipitation features and radar reflectivity evolution. It then examined the role of e...     

城市建筑物动力冠层方案的引入及应用研究

文中将建筑物动力冠层方案引入到城市边界层精细模式中,该方案描叙了城市地Ⅸ建筑物对气流的拖曳作用以及建筑物形态对城市地区湍流活动动量输送的影响.采用建筑物拖曳法和建筑物动力冠层方案两种不同建筑物动力学处理方法对北京地区东南部进行模拟,通过城市地区水平风速的模拟结果与自动气象站实测资料对比发现模拟结果与实测相当吻合,建筑物动力冠层方案的引入能够更好地实施对城市地区的水平风速分布的数值模拟.分别采用建筑物拖曳法与建筑物动力冠层方案对一个实际小规模城市进行模拟试验,分析表明引入建筑物动力冠层方案可以模拟出小规模城市地区水平风速偏低的现象;还可以模拟出城市地区建筑物动力作用对湍流活动的影响;对湍流动能模拟结果表明比较符合实际分布情形.采用建筑物动力冠层方案对小规模城市地区建筑物高度变化对城市地区的流场及湍流活动的影响进行模拟分析,结果表明:城市地区建筑物高度增加,风速变小,但是高大建筑物底部风速略高于低矮建筑物底部;城市地区大气湍能增加,高大建筑物底部湍能较小,冠层高度内湍能随高度增加而增加;同时城市地Ⅸ的垂直扩散系数也随建筑物高度增加而增加;城市地区污染物排放高度处污染物浓度较低,下游乡村地区地面污染物浓度较低,但高空污染物浓度却较高.     

一次强降水过程涡旋状MCS结构特征及成因初步分析

利用新一代天气雷达资料分析了造成2011年6月18日湖北省江汉平原强降水涡旋状中尺度对流系统(MCS)发生发展过程的结构特征,联合常规观测、地面加密观测及雷达四维变分风场反演资料初步研究了MCS可能成因。结果表明:(1)成熟阶段的强降水涡旋状MCS回波表现为气旋性弯曲的多条螺旋对流回波带、周围被大片层状云回波所包裹的结构特征,后期因冷空气侵入演变出冷暖锋式结构。回波合并和旋转式列车效应是产生强降水的主要运动特征。(2)涡旋状MCS是在有利环境场下,主要由鄂西山地一江汉平原过渡带边界层中尺度涡旋系统强烈发展组织的结果。(3)中尺度涡旋系统形成发展与地面暖倒槽发展、西南低涡前侧降水和特殊地形作用有密切关系,来自不同方向气流形成的强烈辐合是其前期形成发展的主要机制,后期发展可能与潜热释放有关,涡旋环流向上发展到700 hPa。     

未来气候变化对天津市办公建筑制冷采暖能耗的影响

利用能耗模拟软件（TRNSYS）模拟了1971—2010年天津市办公建筑制冷和采暖能耗,结合未来不同排放情景（低排放：B1;中等排放：A1B）下气候预估数据,定量评估了未来（2011—2100年）气候变化对办公建筑能耗的影响。结果表明,2011—2100年热负荷呈显著的下降趋势,而冷负荷显著上升,冷负荷的上升幅度高于热负荷的下降,导致总能耗呈微弱的上升趋势;低排放情景下热负荷的下降和冷负荷的上升幅度低于中等排放情景,总能耗的变化在两种排放情景下没有明显差异;与1971—2010年相比,低排放和中等排放两种情景下2011—2050年热负荷下降10%左右,而冷负荷上升约12%,总能耗增加超过2%;2051—2100年热负荷的下降和冷负荷的上升更为明显,尤其是冷负荷上升（约30%）,总能耗增加8%左右,冷负荷变化率在两种情景下相差较大。     

中国和日本梅雨锋区（个例）结构的比较

通过１９８２年梅雨期的个例分析，研究和比较了中国和日本梅雨我的结构。分析表明：１．梅雨锋区系统对流层上部宽广的斜压区和对流层低层较狭窄的弱斜压区共同组成；２．在两个个例中，中国剖面上锋区均呈“椅”型结构。日本剖面上，６月呈均匀倾斜结构，７月略呈“椅型”，涡度场上中国剖面为相当正压结构，日本剖面为斜压结构；３．梅雨锋区系统可民是均匀斜压区在不均匀和加热情况下结构改变结果；４．中国大陆雨区高层大量潜热     

一次致灾冰雹的超级单体风暴雷达回波特征分析

利用石河子C波段多普勒天气雷达资料,对2010年6月28日下午发生在准噶尔盆地南缘石河子垦区北部沙漠边缘地带的强冰雹超级单体风暴的雷达回波演变特征进行了详细分析。结果表明,该超级单体风暴前进方向的右侧出现了弓形回波,左前侧和右后侧分别出现了＂V＂字型缺口;沿入流方向穿过最强回波位置的反射率因子垂直剖面呈现出典型的有界弱回波区、回波悬垂和有界弱回波区左侧的强大回波墙,最大回波强度出现在沿回波墙狭长区域的下部,其值达到70dBz;相应的径向速度上出现了中气旋,该中气旋的发展和维持使得超级单体弓形回波发展并维持;强冰雹发生在有界弱回波区、垂直累积液态水含量大值区和中气旋重合的区域内;可用中气旋提前30min预警短时冰雹,其反射率因子垂直剖面上的宽大有界弱回波及其回波悬垂和回波墙下部的强回波中心强度（70dBz）可作为预警大冰雹的预警指标。     

简易建筑物的雷电防护

通过对近年来简易建筑物所发生的一些雷灾事故,分析了简易建筑物雷电防护的必要性、可行性,并因陋就简地提出了实用、经济的雷电防护方案.     

云南省A号办公大楼智能化系统的综合防雷设计

根据云南省A号办公大楼的特点,分别采用大楼内、外部防雷的基本措施和方法进行综合防雷设计,达到了全面防雷的目的和效果。     

建筑日照测量仪研制

介绍了建筑日照测量仪的研制原理、设计方案及使用方法.仪器通过显示器观察白天太阳周日圈上遮挡物,由编码器测量每个遮挡物所遮挡的日照时间.由于仪器采用机械装置动态模拟了日地方位角变化关系,从而保证了显示器摄像头始终沿太阳周日圈扫描(仪器专利名称;一种建筑日照测量装置,专利号:201120007301.9).对比检验表明,当采用1000脉冲编码器,通过4倍频,其分辩率为21.6s,误差在1.5 min以内.仪器结构紧凑,设计小巧,使用方便,一次常规测量只需几分钟,大大降低了测量成本,达到了现场实测、直观显示的技术要求.该仪器可用于日照纠纷仲裁,建筑日照以及气象、雷达探测环境遮挡角测量.