3.0.1 建筑物應根據(jù)建筑物的重要性、使用性質、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，按防雷要求分為三類。
3.0.2 在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時，應劃為第一類防雷建筑物：
      1 凡制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物，因電火花而引起爆炸、爆轟，會造成巨大破壞和人身傷亡者。
      2 具有0區(qū)或20區(qū)爆炸危險場所的建筑物。
      3 具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險場所的建筑物，因電火花而引起爆炸，會造成巨大破壞和人身傷亡者。
3.0.3 在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時，應劃為第二類防雷建筑物：
      1 國家級重點文物保護的建筑物。
      2 國家級的會堂、辦公建筑物、大型展覽和博覽建筑物、大型火車站和飛機場、國賓館，國家級檔案館、大型城市的重要給水泵房等特別重要的建筑物。
      注：飛機場不含停放飛機的露天場所和跑道。
      3 國家級計算中心、國際通信樞紐等對國民經(jīng)濟有重要意義的建筑物。
      4 國家特級和甲級大型體育館。
      5 制造、使用或貯存火炸藥及其制品的危險建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。
      6 具有1區(qū)或21區(qū)爆炸危險場所的建筑物，且電火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者。
      7 具有2區(qū)或22區(qū)爆炸危險場所的建筑物。
      8 有爆炸危險的露天鋼質封閉氣罐。
      9 預計雷擊次數(shù)大于0.05次／a的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物以及火災危險場所。
    10 預計雷擊次數(shù)大于0.25次／a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。
3.0.4 在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)，遇下列情況之一時，應劃為第三類防雷建筑物：
      1 省級重點文物保護的建筑物及省級檔案館。
      2 預計雷擊次數(shù)大于或等于0.01次／a，且小于或等于0.05次／a的部、省級辦公建筑物和其他重要或人員密集的公共建筑物，以及火災危險場所。
      3 預計雷擊次數(shù)大于或等于0.05次／a，且小于或等于0.25次／a的住宅、辦公樓等一般性民用建筑物或一般性工業(yè)建筑物。
      4 在平均雷暴日大于15d／a的地區(qū)，高度在15m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物；在平均雷暴日小于或等于15d／a的地區(qū)，高度在20m及以上的煙囪、水塔等孤立的高聳建筑物。

 

條文說明
 

3 建筑物的防雷分類
3.0.1 將工業(yè)和民用建筑物合并分類，分為三類。
本規(guī)范對第一類防雷建筑物和第二、三類的一部分(如爆炸危險場所、文物)仍沿用以往的做法，不考慮以風險作為分類的基礎。IEC 62305—2:2010 Ed．2．0(Protection against lightning—Part2：Risk management．防雷—第2部分：風險管理)在其Introduction(序言)最后均有這樣的一段話：The decision to provide lightning protection may be taken regardless of the outcome of any risk assessment where there is a desire that there be no avoidable risk。譯文：當預期風險是不可避免時，可以不管風險評估的結果如何而決定提供防雷。
規(guī)范中列入第一類防雷建筑物和部分第二類防雷建筑物的建筑物就是這樣。此外，按IEC 62305—2:2010的做法很復雜，要有結合我國情況以前的損失數(shù)據(jù)(特別是間接損失，我們缺少這些資料)，而且要制作出應用軟件，在目前這是很難做到的。
對于第二、三類中一些難于確定的建筑物則根據(jù)風險這一基礎來劃分。對風險的分析見本章第3.0.3條的條文說明。
3.0.2 本條為強制性條文。增加了“在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)”。
      1 火炸藥及其制品包括火藥(含發(fā)射藥和推進劑)、炸藥、彈藥、引信和火工品等。
爆轟 — 爆炸物中一小部分受到引發(fā)或激勵后爆炸物整體瞬時爆炸。
      2、3 爆炸性粉塵環(huán)境區(qū)域的劃分和代號采用現(xiàn)行國家標準《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設備 第3部分：存在或可能存在可燃性粉塵的場所分類》GB 12476．3—2007／IEC 61241—10:2004中的規(guī)定。
0區(qū)：連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)或頻繁出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的場所。
1區(qū)：在正常運行時可能偶然出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的場所。
2區(qū)：在正常運行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的場所，或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的場所。
20區(qū)：以空氣中可燃性粉塵云持續(xù)地或長期地或頻繁地短時存在于爆炸性環(huán)境中的場所。
21區(qū)：正常運行時，很可能偶然地以空氣中可燃性粉塵云形式存在于爆炸性環(huán)境中的場所。
22區(qū)：正常運行時，不太可能以空氣中可燃性粉塵云形式存在于爆炸性環(huán)境中的場所，如果存在僅是短暫的。
1區(qū)、2l區(qū)的建筑物可能劃為第一類防雷建筑物，也可能劃為第二類防雷建筑物。其區(qū)分在于是否會造成巨大破壞和人身傷亡。例如，易燃液體泵房，當布置在地面上時，其爆炸危險場所一般為2區(qū)，則該泵房可劃為第二類防雷建筑物。但當工藝要求布置在地下或半地下時，在易燃液體的蒸氣與空氣混合物的密度大于空氣，又無可靠的機械通風設施的情況下，爆炸性混合物就不易擴散，該泵房就要劃為1區(qū)危險場所。如該泵房系大型石油化工聯(lián)合企業(yè)的原油泵房，當泵房遭雷擊就可能會使工廠停產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟損失和人員傷亡，那么這類泵房應劃為第一類防雷建筑物；如該泵房系石油庫的卸油泵房，平時間斷操作，雖可能因雷電火花引發(fā)爆炸造成經(jīng)濟損失和人身傷亡，但相對而言其概率要小得多，則這類泵房可劃為第二類防雷建筑物。
3.0.3 本條為強制性條文。增加了“在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)”。增加了第4款：“國家特級和甲級大型體育館”。
      5 有些爆炸物質不易因電火花而引起爆炸，但爆炸后破壞力較大，如小型炮彈庫、槍彈庫以及硝化棉脫水和包裝等均屬第二類防雷建筑物。
      9 增加了“以及火災危險場所”。
選擇防雷裝置的目的在于將需要防直擊雷的建筑物的年損壞風險R值(需要防雷的建筑物每年可能遭雷擊而損壞的概率)減至小于或等于可接受的最大損壞風險R_T值(即R≤R_T)。
本章中對于需計算年雷擊次數(shù)的條文采用每年10^-5的R_T值，即每年十萬分之一的損壞概率。
基于建筑物年預計雷擊次數(shù)(N)和基于防雷裝置或建筑物遭雷擊一次發(fā)生損壞的綜合概率(P)，對于時間周期t＝1年，在NPt≤1的條件下(所有真實情況都滿足這一條件)，下面的關系式是適用的：

式中：P_i——防雷裝置截收雷擊的概率，或防雷裝置的截收效率（也用E_i表示），其值與接閃器的布置有關；
          P_f——閃電穿過防雷裝置擊到需要保護的建筑物的概率，也即防雷裝置截收雷擊失敗的概率，等于（1-P_i）或（1-E_i）；
        P_id——防雷裝置所選用的各種尺寸和規(guī)格，當其截收雷擊后保護失敗而發(fā)生損壞的概率；
        P_fd——防雷裝置沒有截到雷擊而發(fā)生損壞的概率。

一次雷擊后可能同時在不同地點發(fā)生n處損壞，每處損壞的分概率為P_k，這些分概率是并聯(lián)組成，因此，一次雷擊的總損壞概率為：

分損壞概率包含這樣一些事件，如爆炸、火災、生命觸電、機械性損壞、敏感電子或電氣設備損壞或受到干擾等。
在確定分損壞概率時，應考慮到同時發(fā)生兩類事件，即引發(fā)損壞的事件(如金屬熔化、導體熾熱、側向跳擊、不容許的接觸電壓或跨步電壓等)和被損壞物體的出現(xiàn)(即人、可燃物、爆炸性混合物等的存在)這兩類事件同時發(fā)生。出現(xiàn)引發(fā)損壞事件的概率直接或間接與閃擊參量的分布概率有關，在設計防雷裝置和選用其規(guī)格尺寸時是依據(jù)閃擊參量的。
在引發(fā)事件的地方出現(xiàn)可能被損壞的周圍物體的概率取決于建筑物的特點、存放物和用途。
為簡化起見，假定：
        1)在引發(fā)事件的地方出現(xiàn)可能被損壞的周圍物體的概率對每一類損壞采用相同的值，用共同概率P_r代替；
        2)沒有被截到的雷擊(直擊雷)所引發(fā)的損壞是肯定的，損壞的出現(xiàn)與可能被損壞的周圍物體的出現(xiàn)是同時發(fā)生的，因此，P_fd＝P_r；
        3)被截到的雷擊引發(fā)損壞的總概率只與防雷裝置的尺寸效率E_s有關，并假定等于(1—E_s)。E_s規(guī)定為這樣一個綜合概率，即被截收的雷擊在此概率下不應對被保護空間造成損害。E_s與用來確定接閃器、引下線、接地裝置的尺寸和規(guī)格的閃擊參量值有關。
將上述假定代入式(2)，即將以下各項代入：P_i用E_i代入，P_f用(1—E_i)代入，P_fd用P_r代入，P_id用P_r(1—E_s)代入；此外，引入一個附加系數(shù)W_r,它是考慮雷擊后果的一個系數(shù)，后果越嚴重，W_r值越大。
因此，式(2)轉化為：

概率P_r應看作是一個系數(shù)，它表示建筑物自身保護的程度或表示考慮這樣的真實情況的一個系數(shù)，即不是每一個打到需要防雷的建筑物的雷擊和不是每一個使防雷裝置所選用的規(guī)格和尺寸失敗的雷擊均造成損壞。P_r值主要取決于建筑物的特點，即它的結構、用途、存放物或設備。

或為防雷裝置的效率。
由式（1）、（4）、（5）得：

如果R值采用可接受的年最大損壞風險R_T=10^-5a^-1并使

      式中：N_T——建筑物可接受的年允許遭雷擊次數(shù)（次/a）
  因此，防雷裝置所需要的效率應符合下式：

根據(jù)IEC 62305—1:2010 Ed．2．0(Protection against lightning—Part1：General Principles．防雷 — 第1部分：總則第22、23頁的表4和表5，第三類防雷建筑物所裝設的防雷裝置的有關值見表1。

表1  E_i 和 E_s 值 

注：1 E_i為防雷裝置截收雷擊的概率，或防雷裝置的截收效率，其值與接閃器的布置有關，第三類防雷建筑物采用60m的滾球半徑，其對應的最小雷電流幅值為16kA，雷電流大于16kA的概率為0.84；
       2 E_s與用來確定接閃器、引下線、接地裝置的尺寸和規(guī)格的閃擊參量值有關，小于第三類防雷建筑物所規(guī)定的各雷電流參量最大值（見本規(guī)范附錄F）的概率為0.97。

根據(jù)驗算和對比(見本條第10款和本章第3.0.4條第2、3款的條文說明)，本規(guī)范對一般建筑物和公共建筑物所采用的P_rW_r值見表2(由于校正系數(shù)k的改變，見本規(guī)范附錄A及其說明，P_rW_r值有所改小)。

表2  P_rW_r 值

從表1可以看出，保護第三類防雷建筑物的防雷裝置的效率η值為0.81，從表2查得，公共建筑物的N_T值為1× 10^-2。將這兩個數(shù)值代入式(7)，得0.81≥1－1×10^-2／N，所以N≤1× 10^-2／0.19＝0.053≈0.05。這表明對這類建筑物如采用第三類防雷建筑物的防雷措施，只對N≤0.05的建筑物保證R_T值不大于10^-5 。當N>0.05時，R_T值達不到(即大于)10^-5，因此，當N>0．05時，升級采用第二類防雷建筑物的防雷措施。
將部、省級辦公建筑物列入，是考慮其所存放的文件和資料的重要性。人員密集的公共建筑物，是指如集會、展覽、博覽、體育、商業(yè)、影劇院、醫(yī)院、學校等建筑物。
      10 增加了“或一般性工業(yè)建筑物”。從表1可以看出，保護第三類防雷建筑物的防雷裝置的效率η值為0.81。從表2查得，一般建筑物的N_T值為5× 10^-2。將這兩個數(shù)值代入式(7)，得0.81≥1－5× 10^-2／N，所以N≤5× 10^-2／0.19=0.26≈0.25。這表明：對這類建筑物如采用第三類防雷建筑物的防雷措施，只對N≤0.25的建筑物保證R_T值不大于10^-5。當N>0.25時，R_T值達不到(即大于)10^-5，因此，當N>0.25時，升級采用第二類防雷建筑物的防雷措施。
3.0.4 本條為強制性條文。增加了“在可能發(fā)生對地閃擊的地區(qū)”’并刪去原第4、5款。
      2 增加了“以及火災危險場所”。當沒有防雷裝置時η＝0，從表2查得，公共建筑物的N_T值為1× 10^-2。將這兩個數(shù)值代入式(7)，得0≥1－1× 10^-2／N，所以N≤0.01。這表明對這類建筑物當N<0.01時，可以不設防雷裝置；當N≥0.01時，要設防雷裝置。
      3 增加了“或一般性工業(yè)建筑物”。當沒有防雷裝置時η=0，從表2查得，一般建筑物的N_T值為5× 10^-2。將這兩個數(shù)值代入式(7)，得0≥1－5× 10^-2／N，所以N≤0.05。這表明對這類建筑物當N<0.05時，可以不設防雷裝置；當N≥0.05時，要設防雷裝置。
下面用長60m、寬13m(即四個單元住宅)的一般建筑物作為例子進行驗算對比，其結果列于表3。原規(guī)范的建筑物年預計雷擊次數(shù)計算式為N＝kN_gA_e=k×0.024T_d^1.3×A_e，修改后，本規(guī)范的建筑物年預計雷擊次數(shù)計算式為N＝kN_gA_e=k×0.1T_d×A_e。k值均取1。

表3  計算結果的比較表
 
注：表中的年平均雷暴日取自氣象系統(tǒng)提供的資料，
其統(tǒng)計時段除貴陽為1971—1999年和上海為1991—2000年外，其他均為1971—2000年。

要精確計及周圍物體對建筑物等效面積的影響，計算起來很繁雜，因此，略去這類影響的精確計算；而改用較簡單的計算方法，見本規(guī)范附錄A的第A.0.3條的第2、3、4、5、6款及其相應說明。

4.1.1 各類防雷建筑物應設防直擊雷的外部防雷裝置，并應采取防閃電電涌侵入的措施。
第一類防雷建筑物和本規(guī)范第3.0.3條第5～7款所規(guī)定的
第二類防雷建筑物，尚應采取防閃電感應的措施。
4.1.2 各類防雷建筑物應設內部防雷裝置，并應符合下列規(guī)定：
      1 在建筑物的地下室或地面層處，下列物體應與防雷裝置做防雷等電位連接：
        1)建筑物金屬體。
        2)金屬裝置。
        3)建筑物內系統(tǒng)。
        4)進出建筑物的金屬管線。
      2 除本條第1款的措施外，外部防雷裝置與建筑物金屬體、金屬裝置、建筑物內系統(tǒng)之間，尚應滿足間隔距離的要求。
4.1.3 本規(guī)范第3.0.3條第2～4款所規(guī)定的第二類防雷建筑物尚應采取防雷擊電磁脈沖的措施。其他各類防雷建筑物，當其建筑物內系統(tǒng)所接設備的重要性高，以及所處雷擊磁場環(huán)境和加于設備的閃電電涌無法滿足要求時，也應采取防雷擊電磁脈沖的措施。防雷擊電磁脈沖的措施應符合本規(guī)范第6章的規(guī)定。

 

條文說明
 

4.1 基本規(guī)定
4.1.1～4.1.3 本規(guī)范防雷主要參照IEC防雷標準修訂，防雷分為外部防雷和內部防雷以及防雷擊電磁脈沖。外部防雷就是防直擊雷，不包括防止外部防雷裝置受到直接雷擊時向其他物體的反擊；內部防雷包括防閃電感應、防反擊以及防閃電電涌侵入和防生命危險，防雷擊電磁脈沖是對建筑物內系統(tǒng)(包括線路和設備)防雷電流引發(fā)的電磁效應，它包含防經(jīng)導體傳導的閃電電涌和防輻射脈沖電磁場效應。
本規(guī)范的第一、二、三類防雷建筑物是按防S1和S2雷擊選用SPD的，其U_P和通流能力足以防S3和S4引發(fā)的過電壓和過電流，所以不在規(guī)范中單獨列入防S3和S4的規(guī)定。
第4.1.1條和第4.1.2條為強制性條文。為說明等電位的作用和一般的做法，下面摘譯IEC 62305—3:2010 Ed．2．0(Protection against lightning—Part 3：Physical damage to structures and life hazard．防雷 — 第3部分：建筑物的物理損壞和生命危險)第31頁的一些規(guī)定：
6 內部防雷裝置
6.1 通則
內部防雷裝置應防止由于雷電流流經(jīng)外部防雷裝置或建筑物的其他導電部分而在需要保護的建筑物內發(fā)生危險的火花放電。
危險的火花放電可能在外部防雷裝置與其他部件(如金屬裝置、建筑物內系統(tǒng)、從外部引入建筑物的導電物體和線路)之間發(fā)生。
采用以下方法可以避免產(chǎn)生這類危險的火花放電：按6.2做等電位連接或按6.3在它們之間采用電氣絕緣(間隔距離)。
6.2 防雷等電位連接
6.2.1 通則
防雷裝置與下列諸物體之間互相連接以實現(xiàn)等電位：金屬裝置，建筑物內系統(tǒng)，從外部引入建筑物的外來導電物體和線路。
互相之間連接的方法可采用：在那些自然等電位連接不能提供電氣貫通之處用等電位連接導體，在用等電位連接導體做直接連接不可行之處用電涌保護器(SPD)連接；在不允許用等電位連接導體做直接連接之處用隔離放電間隙(ISG)連接······”