首页人物专栏

人物专栏Character column

返回列表

李荣茂

有关防雷问题的七个迷思

2014-12-9 10:09
阅读 (642)
附件下载次数（0）

0 引言

建筑设计行业内，有人曾不无揶揄地说，电是两根线一搭灯亮。等而下之，躺枪的或即建筑防雷设计了，但凡项目施工图时，几都是让做照明的带带过，几十年来皆这样。

眼下，却是好时光不再，打2011年起，由于各种原因，日渐事烦；一些防雷验收环节，据说是质检部门也不可以“越俎代庖”了。

鉴于雷电的成因^[1]迄仍无定论、雷击电磁脉冲(LEMP)侵入的途径（路径和场径）又扑朔迷离，《防雷设计规范》GB 50057-2010（以下简称“防雷”）在条文说明中为之坦言：“按照本规范设计的防雷装置的防雷安全度不是100%”，亦即不胜其防。

且“防雷”5.3.8条实质是不讳言钢筋混凝土的建（构）筑物天然具有引雷能力，即防雷能力，加上雷击又是小概率事件，所以，很难说个中不存“做多”之嫌。毕竟，日常防雷不比探寻暗物质或营造航母；而诸如“薪尽火传”般地规定初步设计要提供防雷接地平面图之事，乃至防雷办的人也不屑一顾。

不揣冒昧，本文试纠正对几个防雷问题的迷思。

1. “年平均雷暴日”有据

如同空气质量标准有PM2.5和PM10之分那样，年雷暴日（d/a）究竟是多少年的平均值，甚或是人为数字，让外人云里雾里。

据称，国家公布各地d/a的统计，一般取连续30年的平均值。从《工业与民用配电设计手册》三个版本，第一版1983年11月、第二版1994年12月、第三版2005年10月，查到上海地区d/a数分为32.2、30.1、29.4，可推知上海地区d/a是在日趋减小，并与下文的有关结论相吻合。

据文^[2]介绍，“1960～2008年期间，上海年平均雷暴日数总体上减少”，“1960～2008年期间，上海多年平均雷暴日数为28d，雷暴日数1963年最多为53d”, “对上海徐家汇气象站1951～2008年……在过去近60 a间，上海徐家汇雷暴日数表现为逐年代减少的趋势。在1950年代，雷暴日数最多，年平均为32.2d，而在2001～2008年期间，年均雷暴日数仅为24.6 d”，“近30a来我国大部分地区平均雷暴频数在波动中减少，减少最多的地区为我国东南沿海地区”。

如地方公布的是近年来的实际数据，不得而知《上海市建设项目防雷工程设计审核规定》(以下简称“审核”)（2006.12.1执行）第3.1.2条为何规定“上海地区的年平均雷暴日为49.9天”？

倘若依据《建筑物电子信息防雷设计规范》GB 500343-2012（以下简称“电子”）的3.1.3及附录F，d/a低于25为少雷区，上海23.7，实属于全国范围内的少雷区。

如今，上海地区SPD的参数要求比国标低，浦东新区2012年已将d/a改至31.5，全市范围内“49.9”却窗户纸不肯捅破，任是制定规则的也玩规则？

d/a见疑，或不止于上海一地。

2. 建筑物防雷分类国际通行

《执行强制性条文的争论看规范的不足》（《建筑电气》2005.3：44，45）一文即反映了因d/a数据不一，政出多门，设计遭际吃强条的事。

其实，建筑物分类雷电防护， “IEC/TC81……中是没有的……是采用苏联的标准”，^[3] 美国NFPA 780-2011也不分级^[4]。

之于d/a，文^[3]认为，“只能给人们提供某一地区雷电活动的粗略概况……是按预报点在这一日里只要有一次雷暴来定义的”, “年预计雷击次数均是估算公式，仅供参考，一般情况下，城里偏大，山区偏小，根本不能……作为决定防雷设计标准阈值。”

譬如，三类防雷建筑物划分界限之一，年预计雷击次数（次/a）从[0.06,0.3]抽紧至[0.05,0.25]，上海地区一独栋别墅19.4mx16.2mx(h)11.9m，计算次/a为0.053，即从不入类而变成三类防雷建筑物——防雷办要问事的范畴；令人惊讶的是，这与“上海近38年来……年雷暴日呈显著减少趋势，倾向率平均为-0.4185d/10a”情形大相径庭^[5]。

又如，上海一幢5层建筑，底层是菜场超市，上面是办公，64.6mx17.9mx(h)19.5m，次/a值为0.11，大于0.05，按人员密集场所考虑而属于二类；边上的一幢10层厂房或办公楼，62.8mx31.3mx(h)39.9m，次/a值为0.185，小于0.25，因不按人员密集场所考虑却属于三类。地球人都知道的事，就因不让人选择，又缺乏市场运行机制（保险费用），而使长于直观思维的国人无言。

虑及二三类建筑物防雷措施原就无甚区别，淡化分类，抑或取消，谅应不会列入有关方面的“负面清单”吧。

3. 避雷带（接闪带）必须明敷

按照IEEE的有关说法，“除了构筑物用金属全部封闭外，可靠地保护构筑物不受到直接雷击的损坏是不可能的。”^[6]

上海一本有审图背景的书将“避雷带暗敷”列为整改对象^[7]，依据是“审核”的第3.3.3条；“药治不死病”，几乎全国各地审图都是这么操作的。

可真的一查，原文仅是“避雷带一般情况应明敷”而已；审图的做法，无疑逾越了“防雷”4.3.5和4.4.5的规定，是在看防雷办人员的脸色而不是按规范和公开的有关规定行事。

《广州新图书馆接闪带明敷和暗敷的设计探讨》一文（《建筑电气》2012.7 p62～p64）探讨如何将暗敷改为明敷，惟念偏严的标准或规定日盛，人们不会去关注改，反倒会更关注设计与有关部门之间的博弈——“新广图”于2012年4月建成，建筑面积9.8万m²，建筑高度约50m。

对于一律明敷的规定，即便防雷业内的有识人士也未敢苟同。

譬如，岳阳气象局就有人撰文，“暗敷接闪带，既保证了建筑物的整体美感，减少了维护成本，又延长了接闪带的使用寿命。”至少“一般高度在30m以下的建筑物，屋顶女儿墙接闪带可暗敷，但其接闪带暗敷的厚度不大于2cm”^[8]。

此外，文^[9]认为“根据实验和观察，一般建筑材料可以承受9kA的雷击而不致受到严重损坏”；文^[10]则认为，“如果建筑物是钢结构或钢筋混凝土结构，在利用屋面钢筋做自然接闪器（利用垂直钢结构或柱内钢筋做自然引下线，利用基础内钢筋做接地装置，可认为是有外部防雷装置），此时只需考虑电气和电子系统防雷击电磁脉冲（LEMP的防护系统SPM）的问题。”

因噎废食乎？据称，手机“引雷”的伤亡报道^[11]已不是新闻，雷击破房角事故伤人才是新闻，却没见人要封杀手机呵。

既无明文禁止，接闪带明敷就不该遭封杀，应该把权力下放，让人们去选择，——1927年国际常设法院在“荷花号”案的判决中曾有一句著名格言：“凡法律没有明文禁止的就是允许的”。

时下，监管者大都喜欢拿标准或规范之外的有关规定或已被取代的红头文件说事，“化税为费”，看似绕开了规范或标准的制定程序，说一不二，实或短视，是对原先设想——2020年建成以自愿性标准体系为主体的面向国际的新型国家标准体系——的逆袭。^[12]

4. “只要用电的地方，就需要电涌保护器”^[13]

“实际上，SPD是伴随着电子模块和电子设备的出现，由于传统的过电压保护和绝缘配合不能提供相应保护才应运而生。……在过电压类别中，对Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ类设备没有这个要求。SPD的保护对象电子设备，包括信息电子设备、电力电子设备和包含电子模块的以电磁机构为基础的设备。”文^[14]且指出“在这个问题上，GB 50343-2004的图5.4.1-1、图5.4.1-2和条文5.4.1.3就有错误的暗示，似乎所有的电气设备都要用SPD保护。”

现今，有些防雷办给设计提供每层楼或每个住户设置SPD的干线图作样板，只要设计提供了犹如圣诞树般的SPD分布图、防雷办再添上几句格式用语就放行。

大异其趣的是，华东地区某二类住宅高层采用了非当地认可的SPD产品，经施工单位做工作后，有关部门索性同意用不着在分层电表箱内装设SPD了，看来监管人员并非皆对之高看，逢场作戏罢了。

IEEE曾认为，“然而，对某个给定位置或装置上所有物体或构筑物都真正需要雷电保护是少有的。在确定应该提供雷电保护或者是否真正需要这种保护的程度时要考虑一些因素”^[6]，一言以蔽之，用某学者的话来说就是“不会做这种傻事”——“花一万元去保护价值七千元的设备”^[15]。

据此，人们对电梯机房电源进线侧采用SPD保护欣然接受，而对屋顶风机、水泵、照明、地下变电所内配电箱之类的则持异议。

防雷SPD化，颇如全民补碘政策一样（《东方早报》《省思全民补碘政策》2014.1.22 陈蓉霞教授），不容人选择，让东南沿海一带不缺碘的地方“有吃错药之嫌”；事实上，“死病无药治”，因SPD招祸，或曰次生灾害，亦不乏报道，此不赘述^[16，17]。

5. 低压电源进线处务必装设Ⅰ级试验SPD

“防雷”规定在低压电源进线处装设Ⅰ级试验的电涌保护器，对于一二类防雷建筑还是强条。

令人惊异的是，电信、铁道和电力标准中都明文不用^[3]；后于“防雷”两年施行的“电子”第5.4.3-3款也未作硬性规定，而是让人有所选择。对此，防雷办及审图却视而不见。

文^[3]认为，“必须提出，现在有许多防雷专家，包括美国、英国等国的防雷工作者质疑，在电源系统的防护中，采用了综合防雷系统后，第一级是否需要用Ⅰ类试验的电压开关型SPD作为多级电源防护的第一级。”

文^[16]表示，“很遗憾，目前所有的断路设备（各种断路器、熔断器）均在氧化锌变阻器类电压限制型低压配电电涌保护器SPD起火时无法断开，因为SPD氧化锌变阻器类电压限制型低压配电电涌保护器火起始电流较小而根本达不到断路装置的工作电流”。

有鉴于“IEC试图不与技术的连接过于紧密……只是尝试提出技术应当达到的目标。我们不想引入任何强制性的要求”^[18]，“防雷”有关SPD的力排众议的规定，莫非是将IEC的理想目标当成了现实？——如同审图要求设计采用LPD目标值、而不是现行值似的。

强制执行规范的IEC成员国——法国、比利时、西班牙——难道同样是指建筑物而制定规定？——起码在大洋彼岸NEC 2011的ARTICLE 285上是没见着。

倘以法学上“后设原则”(meta-law-principles)比照，该规定似有悖强制性条文制定的6项原则之一——“标准条文制定中争议较大，且未完全取得一致的意见，不得作为强制性条文”^[19]。

6. IEC防雷标准超一流

“近年来，不少专业单位在实施防雷工程时常常要求施工按照美国标准进行”^[9]，不免令人泛起对有关IEC标准和其他国外标准进行客观评价的些许关注。

IEC标准与美国标准的关系，堪比英式英语与美式英语的区分，难以厘清。

两种标准分属于当今两种不同的规范理念，（IEC/TC64）主席Etienne Tison坦承，“都有各自的优缺点”，“美国的规范即NEC国家电气规范，以现有最先进的技术为基础。”^[18]

所以，有文章就直言，“就其标准深度而言，IEC标准比起美国国标ANSI/IEEE和俄罗斯国标OCT也稍有逊色。”^[9]

其实，标准之争由来已久，且不限于防雷，“低烟无卤”的概念恐就是一例：目前，国内舆情似乎一边倒，倒向欧洲标准，倒向IEC标准；耐人寻味的是，建规、高规及报批稿却未选边站，对此保持沉默。可以想见的缘由之一，北美标准（NEC、UL、CSA等）在为其背书：美国标准只认阻燃等级、不讲低烟无卤。

简言之，对国外标准，或如电商马云所说：“不需要站队，但需要做出选择”。

7. 防雷办的工作有《气象法》全力支撑

“全力支撑”是事出有因，却流于郢书燕说。

不妨作如下梳理。

自２０００年１月１日起施行《中华人民共和国气象法》，与防雷有关的是第三十一条和第三十七条，但并无行政处罚权，对于违反本法规定，只是“给予警告”；与第三十六条，对气象专用技术装备方面的问题“可以并处五万元以下的罚款”比较，相去甚远；给人的感觉仅是一种差遣，即代管、兼管而已，或可戏谑为“弼马温”。

隔行如隔山。譬如，IEC 62305规定就不适用于电力架空线路、铁路牵引线路^[15]，“目前，电力、铁路、电信、石化以及金融部门计算机部系统都执行各自行业标准”^[9]。

而处罚权，从国务院第570号《气象灾害防御条例》（自2010年4月1日起施行）的第四十五条颁布，才姗姗来迟，业已是十年之后，且非单独授权于气象局一家。

值至2011年9月1日起施行2011年修订后的《防雷减灾管理办法》（中国气象局第20号令），防雷办犹有今日之动静，——另见引言，委实拜“20号令”之所赐！

该号令把雷电灾害风险评估的对象从“大型建设工程、重点工程、爆炸和火灾危险环境”扩大到“人员密集场所”，如此修订后风险评估的范围便包括了机关、学校、办公楼、饭店、体育馆乃至公园等大多数民用建筑，业内人士就不客气地认为，“你组织人进行半个月的风险评估，我按《建筑物防雷设计规范》用半天时间进行分类，之后对比一下，看看我们的设计要求有什么区别？”^[20]

结语

所述迷思，或与我国工程建设标准的运行机制有关。

报载，为什么美国仍然被憎恨？塞繆尔·亨廷顿曾解释说，美国决不会意识到，在发展中世界，关键不是管理的类型（共产主义、资本主义、民主、独裁），而是管理的程度。

按此，防雷问题的症结，或不在标准（体系）管理的类型（强制、自愿），而在管理的不尽人意，即各相关利益者参与及协调的缺失^[18]。

它山之石，可以攻玉吗？

参考文献

[1] 戴绍基.探寻雷电的奥秘[J].中国防雷，2012.1：76，77

[2] 靳利梅.上海地区雷暴气候特征及变化研究[J].干旱气象，2010.3：54～58

[3] 许颖. 建（构）筑物雷电防护[M].北京：中国建筑工业出版社.2010.8: 12，96，108

[4] 傅剑锋.中美外部雷电防护系统设计规范比较[J].电气工程应用，2013.4：9

[5] 高晓东. 上海地区雷暴时空分布特征分析[J].安徽农业科学，201038(21)：11246-11248

[6] 李承耀译.工业和商业供电系统的接地 IEEE 标准 142—1982 [M].北京：机械工业出版社，1988.9：73