新農(nóng)村建筑雷電災害原因及預防措施

宣國芬，宣培珺

1.湖州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站檢測中心，浙江湖州 313000；2德清縣市政工程有限公司， 浙江德清 313200

雷電是自然界的一種放電現(xiàn)象，自身攜帶較強的能量，高壓電流、高溫、電輻射、電磁感應等都會對建筑物、電器、通訊設(shè)備、人員等造成巨大破壞，如果雷電直接擊中房屋，房屋沒有較好的防雷措施，會被直接擊垮、毀壞，對人們的生命財產(chǎn)安全會造成較大的影響。人們?yōu)楸苊膺@類事情的發(fā)生，在社會發(fā)展過程中也逐漸掌握雷電的活動規(guī)律，同時也研究與之相匹配的雷電防護策略。我國出臺了一系列建筑防雷規(guī)范，大中城市的建筑防雷保護做得比較規(guī)范。很多農(nóng)村建筑物的雷電防護一直是個短板，沒有得到足夠重視，容易遭受雷擊損害。

1 雷電的危害形式

1.1 直擊雷

直擊雷指的是雷云與地面凸出物迅猛放電而產(chǎn)生的現(xiàn)象。直擊雷發(fā)生時往往會產(chǎn)生強大的雷電流，雷電流經(jīng)過被擊物體時將會伴隨產(chǎn)生電效應、熱效應，進而引發(fā)電器損毀和火災。另外，直擊雷還能直接將人畜擊斃，由此造成巨大的影響與危害。

1.2 球形雷

球形雷俗稱滾地雷，是指在雷暴時發(fā)生的圓球狀閃電。它可以隨氣流起伏在近地空中自由飄飛或逆風而行，有時會因為碰到障礙物后釋放能量而爆炸，往往會通過開著的門、窗、煙囪等進入室內(nèi)而造成嚴重的危害。

1.3 雷電波入侵

雷電波入侵指的是由于遭受雷擊，在架空線路及金屬管道上將會產(chǎn)生一定的沖擊電壓，并沿著線路或管道進行快速傳播的一種雷電波。一旦遭受雷電波入侵不僅會破壞電氣設(shè)備的絕緣性，還會使高、低壓亂竄，進而引發(fā)嚴重觸電事故。

1.4 雷電感應

雷電感應可以分為電磁感應與靜電感應2種。電磁感應指的是周邊空間區(qū)域內(nèi)遭受雷擊產(chǎn)生強大的雷電流導致磁場發(fā)生明顯變化而引發(fā)的雷擊現(xiàn)象。 靜電感應使雷云下方導體上感應出與雷云下方相反的電荷，雷云主放電，先導通道中的電荷迅速中和，在導體上的感應電荷得到釋放，如不就近泄入大地，就會產(chǎn)生很高的電位，繼而造成損害。

2 農(nóng)村建筑雷電災害實例

浙江省氣象局對近年雷擊事件進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，約70%的雷擊事件發(fā)生在農(nóng)村。據(jù)不完全統(tǒng)計，2019—2020年，浙江全省共發(fā)生雷電災害事故343起，227起發(fā)生在村鎮(zhèn)，占比66.18%；從雷災受損類別統(tǒng)計來看，雷擊致4人身亡，全部在農(nóng)村；雷擊引起火災事故3起，2起在農(nóng)村；建（構(gòu)）筑物受損43起，30起在村鎮(zhèn)，占比69.77%；家用電子電器設(shè)備受損71起，農(nóng)村63起，占比88.73%。

圖1 2019-2020年浙江省雷電災情數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

7月29日下午，余姚市陽明街道北郊村一村民家中遭受直接雷和感應雷擊，電腦、電視、太陽能設(shè)備均遭雷擊損壞；另有2家企業(yè)遭受雷電波入侵，分別有8臺設(shè)備和100余個產(chǎn)品被擊壞，經(jīng)濟損失5萬多元 。

2019年8月，寧波慈溪一棟3層民宅被雷擊穿，遭雷擊處是房屋西角，雷電擊穿3層混凝土板，導致屋內(nèi)電器開關(guān)被燒毀，造成變壓器受損，周圍100多戶居民家中停電，損失不小，所幸無人員傷亡。

2020年，浙江菱湖千金一農(nóng)居的住房遭受雷擊，3層小樓，檐溝傾斜掉落、平屋頂裂縫移位，混凝土碎塊不斷掉落。原來新建的小樓原本比周邊建筑要高，屋頂又裝了2個葫蘆狀鐵球作裝飾，越發(fā)顯得鶴立雞群，整個建筑卻沒有做防雷網(wǎng)以及接地等防雷措施，吉祥物反而成了引雷物，招來災禍。

根據(jù)廣東省防雷減災管理中心統(tǒng)計資料顯示，2019年廣州、韶關(guān)、湛江、揭陽4市共發(fā)生雷電災害及次生災害140起，其中，農(nóng)村及村鎮(zhèn)雷災事故99起，占比70.71%；直接經(jīng)濟損失781.22萬元，農(nóng)村及村鎮(zhèn)事故直接經(jīng)濟損失439.27萬元，占比56.23%；間接經(jīng)濟損失729.76萬元，農(nóng)村及村鎮(zhèn)事故間接經(jīng)濟損失622.56萬元，占比85.31%；雷擊致10人身亡，全部在農(nóng)村。

圖2 2019年廣州、韶關(guān)、湛江、揭陽4市雷電災情數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析（合計）

根據(jù)實例分析，農(nóng)村雷災造成的損失主要包括建筑內(nèi)家用電子電器設(shè)備受損、辦公電子電器設(shè)備受損、建(構(gòu))筑物受損以及雷擊引起火災事故等，其中電子電器設(shè)備受損最多。這說明隨著現(xiàn)代電子通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，敏感電子器件廣泛使用，其抗雷電干擾能力弱且易遭受雷電感應損壞，雷電災害的影響更為廣泛和復雜，需要落實村鎮(zhèn)綜合防雷的工程技術(shù)措施，加強日常防雷安全檢查，最大限度地減少雷擊災害損失。

3 農(nóng)村建筑雷電災害的發(fā)生原因

農(nóng)村建筑雷電災害的主要原因包括局地強雷電天氣頻繁，智能化電子電氣設(shè)備廣泛應用，其抗雷電干擾能力弱且易遭受雷電感應損壞，建筑物防雷設(shè)施不完善以及人們防雷意識淡薄，防雷技術(shù)缺乏和政府部門全過程監(jiān)管不足。

3.1 地形及氣候因素

農(nóng)村住宅在選址上通常都會選擇離水源較近的河湖岸邊，或地勢較高的坡地[1]，這兩類地方是雷擊的常發(fā)地點。根據(jù)我國房屋建造習慣來看，大部分居民都會選擇以坐北朝南的方式建造房屋，雷電頻發(fā)的季節(jié)是夏季，在6—8月，我國受印度洋氣流的影響，西南季風頻發(fā)，由于房子是坐北朝南建設(shè)，此方向順應著雷云的運動方向，山區(qū)里的建筑大多建在山的南坡、山脊等處，氣流迂回流動遇到地形的阻擋雷云運動會有提升作用，在拐彎曲力最大的地方是雷擊最嚴重之處[2]，因此山區(qū)成為雷擊概率較高的地方。

3.2 農(nóng)房缺少防雷設(shè)施

通過走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近20年農(nóng)民自建的新農(nóng)村住宅每百戶僅有3～4戶有做防雷設(shè)施，但并不完備；成片建造的新農(nóng)村，除了靠近城鎮(zhèn)、市區(qū)的高層、小高層有完備的防雷設(shè)施，真正散落鄉(xiāng)間的新農(nóng)村建筑并無防雷設(shè)施。村鎮(zhèn)一級政府在住宅的占地面積和建筑總高度有限制外，其他并沒有強制的技術(shù)要求。農(nóng)村自建住宅大部分修建時沒有施工圖，未進行防雷設(shè)計，缺少專業(yè)的施工技術(shù)人員，沒有系統(tǒng)的設(shè)計、施工管理、質(zhì)量檢測、驗收等環(huán)節(jié)，大部分沒有防雷設(shè)施，有些農(nóng)戶雖有安裝避雷針、避雷帶，但缺少綜合防雷設(shè)施。

3.3 線路、金屬件架設(shè)不當

農(nóng)村電力路線與通訊廣播路線、有線網(wǎng)絡(luò)路線相互交錯，沒有得到很好的整理，或合成粗粗的一捆，或平行分散[3]，沒有防雷裝置保護。雷電波在空曠的田野閃擊之后，通過這些電路信號線路的傳輸，可最終傳輸?shù)阶舻姆课菔覂?nèi)，使相關(guān)電器使用遭受影響，室內(nèi)電壓波動同樣較大，嚴重情況下會導致電器爆炸，進而引發(fā)室內(nèi)火災。

很多農(nóng)村住宅為生活便利，屋頂常會放置水箱、太陽能熱水器、設(shè)置金屬欄桿等，這些金屬材料幾乎不會做接地處理。農(nóng)村居民有些還會為寓意吉祥或好風水而在屋頂設(shè)置葫蘆狀鐵球、寶塔等，高于屋頂2～5 m，沒有相應的防雷措施，發(fā)生雷電后，這些金屬設(shè)備反而成為招雷、引雷的媒介，更容易引發(fā)雷擊事故。

3.4 農(nóng)村建房監(jiān)管手續(xù)比較簡單

很多農(nóng)村建房缺乏有效的審批監(jiān)管機制，土地和規(guī)劃審批后，房屋設(shè)計施工主要由農(nóng)戶和農(nóng)村工匠負責，鄉(xiāng)鎮(zhèn)采取的“四到場”制度管理比較粗放，沒有進行防雷設(shè)計施工和驗收管理。

3.5 部分農(nóng)戶思想意識落后

有些農(nóng)村經(jīng)濟上雖然發(fā)展起來了，但仍有部分用戶思想仍然封建迷信，認為雷擊事故為鬼神之說，不愿意相信科學，用科學的方式去防御雷擊。有些農(nóng)戶的專業(yè)素養(yǎng)和法律意識比較淡薄，建房時對防雷不重視或無意識，出現(xiàn)雷擊災害后也無法進行維權(quán)。

3.6 缺少科學防雷技術(shù)來源、渠道

遭雷擊是小概率事件，但一旦被擊中，所受損失不小，因此，也有村民建房時想事先做好預防，但由于缺乏防雷知識，不清楚相關(guān)的監(jiān)管部門和指導渠道，隨即抱著僥幸及從眾的心理就此作罷。

4 農(nóng)村住宅防雷預防措施

4.1 住宅建筑物合理選址

農(nóng)村在住宅建造過程中，對住宅地址的選擇需考慮地形因素的影響，避免在地勢較高的山坡上選址建設(shè)，即使在空曠的田地上且周圍沒有高大的建筑物也要盡量避免，住宅離河岸和高壓線、高壓鐵塔不要太近，因為這樣也容易遭受雷擊。在新住宅選址之前需要通過雷擊風險評測對該地址的雷擊概率進行評估，盡量選擇在雷擊發(fā)生概率較小的地方進行房屋建造。

4.2 電源系統(tǒng)防護

前文提及農(nóng)村雷電災害發(fā)生的主要原因之一便是農(nóng)村地區(qū)的線路問題，大部分是架空引入，導致在雷電天氣情況下容易與雷擊產(chǎn)生反應，而導致輸送到用戶家庭的電壓并不穩(wěn)定，從而引發(fā)火災等雷擊安全事故，須安裝電涌保護器，對于進出房屋的電纜線，需要將進出端電纜金屬外皮、鋼管同電氣設(shè)備做好接地連接；若用戶環(huán)境條件許可，可以選擇埋地方式引入室內(nèi)線路，使用屏蔽線纜或套金屬管保護電纜，在入戶之前做好接地工作。

4.3 直擊雷防護

農(nóng)村住宅大多是磚混結(jié)構(gòu)，可選用規(guī)格為50.0 mm×2.5 mm的鍍鋅扁鋼分別沿屋角、屋檐、屋脊、檐角敷設(shè)作為接閃網(wǎng)使用；引下線可利用房屋四角的柱子鋼筋做好焊接連接，并與基礎(chǔ)鋼筋焊接牢固。減少屋面不必要的金屬裝飾件，如有突出屋面的金屬水箱、太陽能等金屬件，須做等電位連接。對原有農(nóng)村已建住宅，可用外敷的方式布置避雷網(wǎng)和引下線。

4.4 弱電系統(tǒng)防護

現(xiàn)代生活離不開各種智能電器，但其抗雷電干擾能力弱且易遭受雷電感應損壞，因而需要加強對此的防護，電信、廣播、電視等部門都需要做好線路鋪設(shè)，避免遭受雷擊而損毀。所有的線路在入戶之前都必須進行接地處理，條件允許可采用屏蔽電纜、地埋的形式接入，同時雷雨天氣盡量避免使用大型功率電器，避免因電壓不穩(wěn)而造成火災。

4.5 政府部門加強農(nóng)房建造防雷管理

鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府部門應在農(nóng)戶建房環(huán)節(jié)重視防雷技術(shù)支持和過程監(jiān)管，如編制和發(fā)放農(nóng)房建筑標準圖集、防雷工程技術(shù)手冊、派駐村技術(shù)員給予指導等；對已建成的農(nóng)房進行排查，開展防雷技術(shù)補救；對今后集中建造的新建村落進行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計，做好各級防雷技術(shù)措施和檢測。氣象部門要切實做好雷電環(huán)境監(jiān)測和分析，劃定雷電常見區(qū)域，做好研究分類施策，定制防雷技術(shù)標準。

4.6 加強宣傳，普及雷電防御知識

相關(guān)部門應加強雷電科學知識的宣傳和教育，通過各種渠道，如送技術(shù)下鄉(xiāng)、科普小講座、微信公眾號等，提高群眾對雷電的認識以及防雷意識和能力。及時了解天氣預報信息，雷電來臨時，氣象部門做好預警，鄉(xiāng)鎮(zhèn)部門及時傳達到農(nóng)戶，積極采取應對措施，盡量減少雷擊損害。