XX花城气候可行性论证报告.docx
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XX花城气候可行性论证报告
XX花城气候可行性论证报告
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前言
XX花城小区位于XX县沈阳路西侧，广州路南侧。
本项目主要存在生命损失（R1）、经济损失（R4）风险。
本评估报告共六大部分，由气候论证评估概述、气候论证评估背景资料分析、建筑单体气候论证评估、雷电防护相关参数分析、雷电防护设计指导、施工过程防雷安全指导意见等部分组成。
XX地处XX北部，沂沭泗水下游，属鲁南丘陵与江淮平原过渡带。
县域介于北纬33°53′至34°25′，东经118°30′至119°10′之间，东西60公里，南北55公里。
东与连云港接壤，南与淮安市毗邻，西倚宿迁，北接徐州，是徐、连、淮、宿四市结合部。
全县地形呈不规则方形，地势西高东低，大部分地面高程在7-4.5米。
县内最高峰韩山海拔70米，除潼阳、茆圩、刘集、悦来等乡镇有些岗岭外，土地平衍，河网密布，有新沂河、淮沭新河等29条河流纵横境内。
XX属于暖温带季风气候，全境气候温和，四季分明，日照充足，雨量丰沛。
年平均气温13.8℃，年平均最高气温19.3℃，最低9.4℃。
历年最高气温一般在35℃～38℃之间，最低气温在-4℃～-5℃左右。
年平均日照时数2161.7小时，年平均相对湿度为75%，年平均风速为2.4米/秒，年平均降水量901.2毫米。
夏季多雷雨，年平均雷暴日数高达三十八天，属于雷暴高发区。
XX花城小区位于XX省宿迁市XX县上海中路28号。
法律法规：
1、《中华人民共和国气象法》第三十四条第一款规定:
“各级气象主管机构应当组织对城市规划、国家重点建设工程、重大区域性经济开发项目和大型太阳能、风能等气候资源开发利用项目进行气候可行性论证。
”
2、《XX省气象灾害防御条例》第十条 气象主管机构应当依法组织对城市规划编制、重大工程建设、重大区域性经济开发项目进行气候可行性论证，对气象灾害风险作出评估。
3、国务院关于加快气象事业发展的若干意见（国发〔2006〕3号）（十八）条开展气候可行性论证工作。
各级气象主管机构要依法组织对城市规划编制、重大基础设施建设、大型工程建设、重大区域性经济开发项目进行气候可行性论证，避免和减少重要设施遭受气象灾害和气候变化的影响，或对城市气候资源造成破坏而导致局部地区气象环境恶化，确保项目建设与生态、环境保护相协调。
4、国务院办公厅关于进一步加强气象灾害防御工作的意见（国办发〔2007〕49号）第（三）条积极开展气候可行性论证工作。
各级气象主管机构要依法开展对城市规划、重大基础设施建设、公共工程建设、重点领域或区域发展建设规划的气候可行性论证。
有关部门在规划编制和项目立项中要统筹考虑气候可行性和气象灾害的风险性，避免和减少气象灾害、气候变化对重要设施和工程项目的影响。
5、中国气象局第18号令《气候可行性论证管理办法》第三条国务院气象主管机构组织管理全国的气候可行性论证工作。
地方各级气象主管机构在上级气象主管机构和本级人民政府的领导下，组织管理本行政区域内的气候可行性论证工作。
其他有关部门和单位应当配合气象主管机构做好气候可行性论证工作。
因此气候可行性论证是《中华人民共和国气象法》和《苏省气象灾害防御条例》等法律法规及规范性文件规定赋予气象部门的职责。
气候概况
我县处于亚热带与南温带的过渡性气候带中，具有明显的季风气候特征，四季分明、雨热同步、雨量集中、光照充足，自然条件优越，气候资源丰富，兼受西风带、副热带和热带辐合带天气系统影响。
据我县气象局（1971年—2011年）观测资料显示，我县年平均气温13.8℃，年平均最高气温19.3℃，年平均最低气温9.4℃，历年最高气温一般在35℃～38℃之间，年最低气温在-4℃～-5℃左右，年平均日照时数2161.7小时，年平均相对湿度为75%，年平均风速为2.4米/秒，年平均降水量901.2毫米，年最大降水量1444.3毫米，出现在1974年，年最小降水量551.7毫米，出现在1966年，全年降水主要集中在每年的汛期（5—10月）出现，其中又以夏季主汛期（6—8月）出现最多，主汛期我县平均总降水量为500mm左右，最多的2003年1063.3mm，最少的1999年172.1mm。
年平均发生暴雨2-3天。
雨季平均开始期为6月30日，结束期在7月18日，平均降水量220毫米。
历史大于等于35℃高温平均日数3.5天。
我县空气质量常年良好。
我县是气候复杂，灾害性天气频发地区，一年四季均可发生气象灾害，在我县出现的主要灾害性天气有暴雨、冰雹、连阴雨、持续高温、大风、洪涝、干旱、台风、寒潮、霜冻、低温冷害、雷电、大雾等。
气候可行性论证，是指对与气象条件密切相关的规划和建设项目进行气候条件适宜性、气象灾害风险性以及可能对局地气候产生影响的分析、评估活动。
近些年来，我县极端气候事件多发频发，气象灾害增多趋强，为了减轻和避免气象灾害造成的严重损失，合理开发利用和保护气候资源，应对气候变化，促进经济社会可持续发展，针对规划、建设项目等其他工作开展气候可行性论证，包括城乡规划、重点领域或者区域发展建设规划；重大基础设施建设、公共工程建设（大型工程建设）项目；重大区域性经济开发、区域农业结构调整和生态建设项目；大型太阳能、风能等气候资源和水资源开发利用项目等。
重大建设项目：
所谓重大项目建设所包含的面很广,基本上所有涉及投资、开发、建设等事业形式都可以说是项目建设。
项目建设可分为地方重大主体建设和生活配套，这是一项事关城镇经济发展的总体规划所谓项目建设所包含的面很广,基本上所有涉及投资、开发、建设等事业形式都可以说是项目建设。
项目建设可分为地方重大主体建设和生活配套，这是一项事关城镇经济发展的总体规划。
通常重大工程分国家级重大工程、地方重大工程。
国家级重大工程指一般列入国家重点投资计划而且投资额巨大，建设周期特别长，由中央政府全部投资或者参与投资的工程，属于国家重大建设项目，如三峡工程。
有些虽然未列入国家重点投资计划，投资额不算巨大，但影响很大的工程项目，也是属于国家重大建设工程项目，如国家大剧院工程。
也有些工程，虽然属于地方政府投资，但投资巨大、影响广泛的工程项目，如亚运工程建设，是主要由北京市政府投资的工程，其投资计划是经过国家批准，也属于国家重大建设工程项目。
地方重大工程：
指地方建设的工程，居住建筑、公共建筑（行政办公建筑、文教建筑、托教建筑、科研建筑、医疗建筑、商业建筑、观览建筑、体育建筑、旅馆建筑、交通建筑、通信广播建筑、园林建筑、纪念性建筑）、工业建筑、以及易爆易爆场所。
1）、多层房屋建筑工程小区；
2）、单体建筑面积10000平方米以上的房屋建筑；
3）、总投资达1个亿以上的项目；
4）、政府保障用房、校安工程等公共建筑；
5）、居住建筑、公共建筑、工业建筑、以及易爆易爆场所。
6）、其它重要人员密集场所。
我们将利用气象资料和气候学的基本理论和信息，对国民经济建设的有关行业和部门所涉及的具体气候问题，分析气候条件适宜性、极端气候事件出现概率、气象灾害的风险性或者可能对局地气候产生的影响评估，提出适应措施，预防或者减轻影响的对策和建议，以供规划和设计时参考的专门性工作。
气象灾害风险评估的重要性
城市生态环境保护和可持续发展问题、城市基础设施建设问题，成为影响城市化进程的主要因素。
城市热岛、雾、雷电、渍涝、大气环境污染等影响到城市的规划设计、城市人居与健康、大气污染的调控与防治、城市交通管理以及城市灾害预防等领域。
专家表示，目前，重要的是制订气象规划，即根据气象观测数据的积累及气候变化研究，综合分析城市规划、工程设计与气候资源之间的关系，修正有关规划设计指标体系和规范，以进一步提高工程设计中的安全性、可靠性、舒适性和经济效益。
气象灾害风险评估
（一）暴雨
XX花城小区项目处于暴雨高易发区，平均每年发生3.7次暴雨，最多一年发生9次暴雨。
XX花城小区项目处于暴雨次高危险区，一日最大降水量最多为271.1mm。
发生100年一遇的最大日降水量为299.8mm，发生50年一遇的最大日降水量是268.5mm。
（二）大风
XX花城小区项目处于大风不易发生地区，平均每年发生0.2次大风，最多一年发生12次大风。
XX花城小区项目处于大风低危险区，10分钟最大风速的极端值为23m/s。
发生100年一遇的最大风速为21.2m/s，发生50年一遇的最大风速是19.6m/s。
大风较XX省其他地区相对较少。
但XX省临海，易受台风影响。
虽然受台风影响次数不多，但一旦遭受强台风正面袭击，产生狂风暴雨，会有一定的危险性。
（三）雷暴
XX花城小区项目处于雷暴高易发生地区，平均每年发生38次雷暴，最多一年发生52次雷暴。
（四）高温
XX花城小区项目为≥35℃高温易发生地区，平均每年发生5.1次≥35℃的高温，最多一年发生15次≥35℃的高温。
XX花城小区项目处于高温高危险区，高温的极端值为36.5℃。
发生100年一遇的最高气温为38.4℃，发生50年一遇的最高气温是37.5℃。
（五）低温
XX花城小区项目处于≤-28℃低温不易发生地区，平均每年发生0次≤-28℃的低温。
XX花城小区项目处于低温次低危险区，低温的极端值为-11.7℃。
发生100年一遇的低温为-16.3℃，发生50年一遇的低温是-14.7℃。
（六）暴雪
XX花城小区项目处于暴雪高发区，平均每年发生0.5次暴雪，最多一年发生2次暴雪。
XX花城小区项目处于暴雪低危险区，历史上降雪的极端值为24.7mm。
发生100年一遇的降雪极值为25.4mm，发生50年一遇的降雪极值是22.7mm。
（七）雪压
XX花城小区项目100年一遇的雪压值为0.61KN/m2，50年一遇的雪压是0.54KN/m2。
可见，XX花城小区项目地区是苏北地区雪压值较大的地区。
（八）风压
XX花城小区项目100年一遇的风压值为0.27KN/m2，50年一遇的风压是0.24KN/m2。
因此，XX花城小区项目地区是苏北地区风压值相对较小的地区。
（九）冻土
XX花城小区项目所在地历史上最大冻土深度为23cm，是一个冻土层较薄的地区。
综合来看，XX花城小区项目所处位置属于暴雨、雷电的高易发区；高温的高发生区；暴雪的低发区；低温的低危险区和雪压的低值区，大风不易发生地区；建议对暴雨、高温、雷电等气象灾害采取相应的防范措施。
上述评估中所用的气象要素统计值见下表：
气象要素统计表
资料统计年代1971～2011年
第一章气候论证评估概述
1.1雷电及雷电危害
雷电是发生在大气层中的声、光、电并发的一种物理现象，气象上称为雷暴。
雷电放电瞬间可产生数十千安，甚至数百千安的放电电流，强大的雷电流能产生巨大的破坏力和很强的电磁干扰，给人类的生活、工作带来很大的影响，它引起的灾害是自然界十大灾害之一。
根据雷闪发生的位置，可把雷闪分为云闪和地闪两大类。
其中地闪是指发生在云与大地之间的放电现象，它极容易对人类造成不可挽救的危害，也是我们进行雷电防护研究的主要对象。
雷电成灾的主要形式可以分为直接雷击和间接雷击两种。
直击雷是指雷电直接击在物体上，产生巨大的电效应、热效应、冲击波和机械力作用等，从而对地面物体造成巨大的破坏。
间接雷主要表现为雷电感应和雷电波侵入。
雷电感应是指雷电在放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，从而可能使金属部件之间产生火花。
雷电波侵入是指雷电放电时产生的强烈电磁脉冲，在金属管道或金属导线上感应出强大的电磁脉冲，雷电过电压波可能沿着金属管道或架空线路侵入室内，危及人身安全或损坏仪器设备。
另外，随着科学技术的不断进步，各类电子信息产品得到广泛应用，特别是电子信息系统的应用，极大的方便了人们的生活。
但是，这些电子设备普遍存在着绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点，一旦建筑物受到直接雷击或其附近区域发生雷击，雷电过电压、过电流和脉冲电磁场会通过供电线、通信线、接收天线、金属管道和空间辐射等途径侵入建筑物内，威胁室内电子设备的正常工作和安全运行。
如防护不当，这些雷害轻则使电子设备误动作，重则造成电子设备永久性损坏，严重时还可能造成人员伤亡。
随着全社会现代化水平的不断提高，雷电对电子和通讯等设施的破坏，而造成的经济损失及人员伤亡，远远超过了雷击火灾的损失，雷电灾害已成为"电子化时代的一大公害"。
1.2气候论证评估
1.2.1气候论证的定义
风险（R）是一个捉摸不定和难以把握的概念，一般定义为遭受灾害和损失的可能性，或者具有不确定性的可能损失。
而关于气候论证的定义，国际电工委员会在IEC62305-02《风险管理》技术标准中，将其定义为雷击导致的建筑物或及服务设施的年平均可能损失。
1.2.2气候论证评估的定义
气候论证评估作为处理气候论证的措施，就是指为了衡量气候论证而对气候论证做评价与估算的一个过程。
它是以实现系统防雷为目的，运用科学的原理和方法，对系统可能遭受雷击的概率及雷击后产生后果的严重程度进行分析计算，有利于在防雷工程设计、施工、运行管理中向相关单位提供科学合理、经济安全的指导意见。
1.2.3气候论证评估的重要性
1）气候论证评估可以更加全面地反映评估对象的防雷现状；
2）通过气候论证评估，可以知道建筑物可能遭受雷击的主要风险分量，做好相应的防护措施，把损失减到最低；
3）通过气候论证评估，可以更加合理的采取防雷措施，避免盲目的浪费；
4）通过气候论证评估，可以提出全面的防雷策略，包括直击雷防护、雷电磁脉冲防护、雷电波侵入防护及雷电感应防护等，做到科学有效、安全可靠。
1.3气候论证评估引用标准
1、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343－2004
2、《雷电防护第2部分：
风险管理》（GB/T21714.2-2008/IEC62305-2，2006）
3、《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）
4、《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）
5、《雷电电磁脉冲防护第1部分：
通则》（GB/T19271.1-2003/IEC61313-1:
1995）
6、《雷电电磁脉冲的防护第2部分：
建筑物的屏蔽、内部等电位连接及接地》（GB/T19271.3-2005/IECTS61313-2
7、《雷电电磁脉冲的防护第3部分：
对浪涌保护器的要求》（GB/T19271.3-2005/IECTS61313-3:
2000）
8、《雷电电磁脉冲的防护第4部分：
现有建筑内设备的防护》（GB/T19271.3-2005/IECTR261313-4:
1998）
9、《雷电防护通信线路第1部分：
光缆》（GB/T19856.1-2005/IECTR261663-1:
1999）
10、《雷电防护通信线路第2部分：
金属导线》（GB/T19856.3-2005/IECTR261663-2:
2001）
11、《低压配电设计规范》（GB50054-2011）
12、《交流电气装置的接地》（DL/T612－1997）
13、《接地系统的土壤电阻率、接地阻抗和地面电位测量导则第1部分：
常规测量》（GB/T17949.1-2000）
1.4气候论证评估参考资料
1、项目初步防雷设计；
2、项目设计图纸（项目规划总平面图；单体立、平面设计图；屋顶防雷平面设计图；接地平面设计图；
3、人员密集程度、驻留时间调查表；
4、项目地质勘察报告；
5、项目附近闪电监测资料；
6、宿迁地区雷暴统计。
第二章气候论证评估背景资料分析
2.1项目概况
2.1.1建筑物周围环境特征
XX花城小区由宿迁市鑫嘉达置业有限公司申请建设，地址位于XX省宿迁市XX县沭城镇。
2.1.2建筑单体列表
表2-1建筑单体列表
单体名称
设计防雷类别
建筑类型
层数
高度（m）
建筑面积（m2）
XX花城1#
二类
框架
24
XX花城2#
二类
框架
24
XX花城3#
二类
框架
6
XX花城5#
二类
框架
6
XX花城6#
二类
框架
6
XX花城7#
二类
框架
6
XX花城8#
二类
框架
6
XX花城9#
二类
框架
6
XX花城10#
二类
框架
6
XX花城11#
二类
框架
6
XX花城12#
二类
框架
6
XX花城13#
二类
框架
32
XX花城14#
二类
框架
32
XX花城15#
二类
框架
3
2.1.3供电系统
该建筑工程自市网引10KV电源，电源的引入方式最终由建方与供电部门签订的"供用电协议"确定，供电系统输入电压为10KV，输出电压为380/220V。
建筑高低压配电接入方式为TN系统，电气装置的可接近裸导体均可靠接PE线，高压采用YTV交联电力电缆，低压出线电缆选用普通YJV交联电力电缆，应急母线选用耐火型NH-YJV交联电力电缆。
本工程进线电缆从建筑物一侧埋地引入，埋深地面向下0.8米。
低压配电系统采用TN-S制式，接地装置利用基础接地，为共用接地，接地电阻应小于10欧姆。
2.1.4弱电系统
该项目的弱电系统主要有电话与数据通信系统以及监控防盗报警系统等，建筑内设有弱电接线箱以及监控通信机房等。
2.1.5线路选型及敷设
高压电缆高压采用YTV交联电力电缆，低压出线电缆选用普通YJV交联电力电缆，应急母线选用耐火型NH-YJV交联电力电缆。
通信系统线路敷设采用穿金属管暗敷。
建筑内采用穿电线管敷设。
2.1.6防雷与接地
本工程屋面采用φ10热镀锌圆钢作避雷带，弯处间距0.5米。
天面所有金属管道，金属构架等金属物均应与防雷装置连接。
引下线利用柱或钢筋混凝土墙内两根大于φ16的钢筋上下通长焊接连通，并与每层梁主钢筋焊接，距地面向上0.5米焊出测试卡子供测量。
2.2地理环境综述
宿迁属于暖温带季风气候区，光热资源比较优越，四季分明，气候温和，年平均气温14.1℃，年均日照2315小时，太阳总辐射量约为117千卡／平方厘米，全年日照数2271小时年均降水量为892.3毫米，由于受季风影响，年际间变化不大，但降水分布不均，易形成春旱、夏涝、秋冬干天气。
地势是西北高、东南低，北东侧的六塘河，沂河水系向北东方向流入黄海，南西侧的沙河，西民便河等河流向南东方向流入洪泽湖，成为淮河水系的支流。
年平均雷暴日为30.5天，属于雷暴多发区。
2.3地理位置参数
通过GPS定位仪在XX花城小区所在位置采集的经度为118.80，纬度为34.04，绘制XX花城小区地理位置图如图2-5。
图2-5XX花城小区地理位置
2.4强对流路径分析
根据XX省可能影响区域的强对流路径图，分析得出XX省存在若干个雷暴高发区，分别是南京、扬州、泰州等地。
区域外生成的雷暴云团影响XX省的路径有以下几条：
1）西北路径，西北气流影响生成的雷暴云团移入。
2）西南路径，西南气流带来的水汽促成雷暴的生成。
3）东南路经，由于海陆热力分布不均或东风波系统生成的雷暴云团影响东南部。
通过对2006-2009年影响XX省的雷暴过程统计分析，得出对区域造成较大影响的主要是西北路径和局地生成的雷暴云团。
如图2-6。
图2-6可能影响XX的强对流路径
2.5雷电活动规律
2.5.1雷暴分布特征
雷暴日--一天内只要听到一次或一次以上的雷声就算是一个雷暴日。
雷暴日的观测一般都由测报员在气象观测站中完成。
虽然雷暴日只能反应测站周围15km范围内雷电发生情况,而不能准确表征地面落雷的频繁程度，但可一定程度上反映指定区域雷电活动规律，因此，可以通过分析多年雷暴日数据，得出该区域的雷电活动规律。
1961年到2008年宿迁年雷暴日气候趋势系数为-0.3198，表明宿迁年雷暴日呈下降趋势，每10年减少约3天。
图32也显示近48年来宿迁雷暴在波动起伏中逐年减少，80年代之前雷暴较之后明显多且波动幅度大。
最大年雷暴日为51天，出现在1964年，最小年雷暴日只有13天，出现在1989年，相差38天，最大值约是最小值的4倍。
年均雷暴日为30.5天，大于平均值的有18年，主要出现在80年代之前，占了61.1%，图中也可看出80年代之后的年雷暴日都围绕在平均值附近上下波动，而80年代之前年雷暴日大于平均值居多。
进入70年代中期之后年雷暴日减少明显，80年代雷暴发生最少，直到90年代雷暴开始略有增多，但相对60年代还是比较少的。
如图2-7。
图2-7宿迁雷暴日年变化趋势
宿迁全年各月都有雷暴发生，但月际变化明显，1、2月雷暴很少发生，从每年3月开始雷暴增多，4、5、6月持续稳定增多，7月迅速增加到峰值，8月略有减小，而9月雷暴迅速减少。
夏季雷暴最为集中，占全年雷暴的75.01%，因受副热带高压和台风的影响雷暴活动较频繁，尤以7月雷暴最多，月均雷暴日约11天，8月次之，约8天；10月雷暴比较少，平均不到0.5天，11、12月雷暴都很少发生，各月雷暴都只占全年的0.14%；冬季雷暴活动很弱，只占全年的0.35%；春季雷暴活动较秋季略多。
如图2-8。
图2-8雷暴日月均分布
为掌握宿迁任一天的雷暴气候概况，为建设项目规划和施工提供指导意见，统计全年某天发生雷暴的概率，分析得出：
宿迁1、2、11、12月发生雷暴的概率几乎为零，3月开始发生雷暴的概率不断增加，4月日雷暴发生概率明显增多，波动比较明显，6月迅速增加，7月达到顶峰，日雷暴发生概率≥0.35的日期都集中在7月中下旬，其中7月26日发生雷暴的概率最高，为0.5319，8月略有减少，9月骤减，10月平均每天发生雷暴的概率只有0.014，说明雷暴从春季开始不断增加，到夏季雷暴频繁发生，秋季发生雷暴概率相对减少，冬雷也偶有发生。
如图2-9。
图2-9逐日雷暴发生概率
为了更精确地表示地面闪击密度，我们进一步参考闪电定位仪资料。
在进行建筑物年雷击次数的估算时，以在建筑物所在区域测得的地闪密度为准。
2.5.2闪电定位资料分析
以下雷电资料取自XX雷电监测网，以在XX花城小区中心位置附近现场测量的地理参数为基准点，以3.5km为半径（如图2-10所示），提取4年（2008.1～2011.12）地闪资料，进行统计分析得出如下结论，作为气候论证评估的基础参数之一。
2.5.2.1地闪密度分布
地闪密度--每平方公里年平均落雷次数，是表征雷云对地放电的频繁程度的量，是估算建筑物年预计雷击次数时重要的参数。
用Ng表示，单位为：
次/km2·a。
根据图2-10（网格面积为1km2）可得到XX花城小区3.5km半径范围4年（2008.1～2011.12）平均地闪密度约为：
Ng=2.081次/km2·a，该值作为本评估报告所采用的地闪密度。
图2-10XX花城小区3.5km范围4年地闪密度等级范围图
2.5.2.2雷电流特征
根据XX花城小区位置地理参数，得出3.5km范围雷电流概率分布曲线（图2-11）。
图2-11XX花城小区3.5km范围地闪雷电流强度概率分布曲线图（单位：
kA）
根据图可知，XX花城小区（3.5km半径）区域范围内4年雷电流特征：
平均雷电流幅值为：
30.82kA;
1%的雷电流幅值大于81.50kA；
10.1-15.8kA的雷电流占5.39%；
15.8-50.8kA的雷电流占86.27%；
50.8-100kA的雷电流占7.60%；
100kA以上的雷电流占0.74%；
2.5.2.3地闪月变化规律
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