[发明专利]一种建筑物避雷保护范围确定方法

说明书

本发明提供一种建筑物避雷保护范围确定方法，该方法为根据建筑物避雷等级确定避雷针的滚球半径，从而确定各个避雷针作为独立避雷针的保护范围；根据各个避雷针作为独立避雷针的保护范围确定各个避雷针在地面独立保护范围圆和各个避雷针在建筑物高度水平面独立保护范围圆；确定建筑物周围所有避雷针在建筑物高度水平面的联合保护范围包络线；根据建筑物高度是否在任意两个避雷针的联合保护范围内监测当前建筑物避雷保护范围是否可行，该方法将三维滚球概念简化为二维平面作图方法，绘制结果直观、简单、清晰明了。

技术领域

本发明属于建筑物防雷技术领域，具体涉及一种建筑物避雷保护范围确定方法。

背景技术

许多山顶及空旷地带的建筑物极易招致雷电袭击，继而引起的建筑物火灾事故发生。因此，准确确定建筑物避雷设施的保护范围，是有效验证主要建筑及设备是否在避雷设施有效保护范围之内的重要工作。传统的《建筑物防雷设计规范GB50057-2010》附录D，即是《建筑物防雷设计规范GB50057-2000》附录四中滚球法涉及到很多公式，以及很多高度及位置符号，计算比较繁琐。虽然有学者和技术人员针对滚球法编写出计算机程序，可以很快计算出各高度的滚球半径数值。这些计算程序建筑设计施工技术人员不易获得，并且程序计算的准确性对于不懂编程的相关技术人员也无法考证，计算结果简单的数值对于相关技术人员没有太大的指导意义。传统的《建筑物防雷设计规范》提供的代数计算方法对于原本就是几何问题的滚球法避雷保护范围的描述不够直观。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种建筑物避雷保护范围确定方法。

本发明的技术方案是：

一种建筑物避雷保护范围确定方法，包括以下步骤：

步骤1：根据建筑物避雷等级确定避雷针的滚球半径，从而确定各个避雷针作为独立避雷针的保护范围；

步骤2：根据各个避雷针作为独立避雷针的保护范围确定各个避雷针在地面独立保护范围圆和各个避雷针在建筑物高度水平面独立保护范围圆；

步骤3：确定建筑物周围所有避雷针在建筑物高度水平面的联合保护范围包络线；

步骤3.1：确定相邻两个避雷针的外接滚球在建筑物高度水平面的投影圆，该投影圆与其相邻的两个避雷针在建筑物高度水平面独立保护范围圆的两个切点之间的凹弧即为该相邻两个避雷针的联合保护范围线；

步骤3.2：按照步骤3.1的过程依次确定所有相邻两个避雷针的联合保护范围线，将相邻两个避雷针的联合保护范围线与各避雷针在建筑物高度水平面独立保护范围圆所构成的最大保护范围曲线作为所有避雷针在建筑物高度水平面的联合保护范围包络线；

步骤4：判断建筑物高度是否在任意两个避雷针的联合保护范围内，若是，则当前所有避雷针在建筑物高度水平面的联合保护范围即为当前建筑物避雷保护范围，否则，增加避雷针个数或添加避雷线，返回步骤1。

所述判断建筑物高度是否在任意两个避雷针的联合保护范围内的具体方法如下所示：

(1)判断建筑物高度是否在任意相邻两个避雷针的联合保护范围内：

将滚球在相邻两个避雷针形成的平面内的投影圆与该相邻两个避雷针之间形成的凹弧作为该相邻两个避雷针的剖面联合保护范围线，若该剖面联合保护范围线在建筑物高度水平线以上，则建筑物高度在该相邻两个避雷针的联合保护范围内；

(2)判断建筑物高度是否在任意对角两个避雷针的联合保护范围内：

以对角两个避雷针外接滚球球心为圆心，以滚球半径为半径在对角两个避雷针形成的平面内确定一个圆，该圆与对角两个避雷针之间形成的凹弧作为该对角两个避雷针的剖面联合保护范围线，若该剖面联合保护范围线在建筑物高度水平线以上，则建筑物高度在该对角两个避雷针的联合保护范围内。