中國建筑金屬結構協會
建筑鋼結構分會主辦
有避雷針做“護身符”的東方明珠塔，為何還會被雷電擊中？15日上海消防網發出消息，說明了東方明珠塔著火的原因，是其信號發射架內壁上的電纜和外罩上的石棉瓦絲遭受雷擊而后起火所致。
避雷針為什么不能阻擋雷電的“襲擊”？“其實，避雷針并不避雷，它對雷電只能起到攔截作用。”參加國際電工委員會防雷標準起草工作的防雷專家關象石告訴《北京科技報》，“避雷針”作為一個翻譯詞，在氣象上的表述并不準確。1750年前后，富蘭克林發明了避雷針，在英國的標準中被稱為“雷電·導體”，可是被譯為中文時卻不知為什么變成了“避雷針”，好像有了它就能避開雷了。關象石說：“這是一個誤區。它的正確名稱應該叫‘接閃器’，顧名思義接閃器就是攔截雷閃的。攔住了叫攔截成功，沒攔住叫攔截失敗”。為此，最近修訂的《建筑物防雷設計規范》中便將避雷針更名為“接閃針”。當接閃針安裝在建筑物的頂端時，會與建筑物形成一個保護角，接閃針越高，它與建筑物形成的角度就越小，所保護的范圍也就越窄。
關象石向記者解釋了接閃針的工作原理，當云層聚集了大量的雷電后，電荷會如同流水一般向下傾瀉。等電荷接近地面時，會聚集成一個球狀體，如果此時球狀電荷正巧打在避雷裝置上，電流就會順著鋼筋往下走，從而達到避雷的效果。
但現實的情況往往不那么“湊巧”，當雷電落入地面上空后，接閃針只能將雷電從建筑物的頂端引流到地面，而雷擊的方向卻并不固定，一旦打在建筑物的側面，沒有避雷裝置的地方，就會對建筑物造成巨大的損害，并且越高的建筑物遭到側擊的幾率就越大。“歐洲第一塔”莫斯科奧斯坦金諾廣播電視塔，僅在4年半的時間里，就遭到了143次雷擊，雷經常打在莫斯科電視塔側面中間的位置，從而引發塔身部分受損。
2000年出版的《建筑物防雷設計規范》中，根據建筑物的高度將其分類，對第一類、第二類、第三類防雷建筑物分別做了防雷側擊的施工要求。東方明珠塔屬于第二類防雷建筑，規范中對此也有明確的要求，即高度超過45米的鋼筋混凝土結構或鋼結構建筑物，必須采取具體的防雷側擊保護措施。
那么，北京的高層建筑防雷側擊的情況又是怎樣的？記者獲悉，目前北京有超過24米或10層以上的高層建筑共8592棟，其中超過100米的超高層建筑58棟，主要集中在本市西城、朝陽、海淀和豐臺這4個城區。“我們很少看見這些高層建筑物有防雷電側擊措施。”關象石舉例，為防止雷電側擊，東方明珠塔球體觀光層的玻璃外殼上應該做一個鐵質的網，將整個觀光層包裹住，從而起到釋放雷電側擊的目的。
對于東方明珠塔著火原因的分析，關象石表示：“非阻燃保溫材料是導致很多建筑雷擊起火的主要原因。”目前，世界上大多數的現代大型塔是鋼筋混凝土建筑物，如東方明珠塔、天津天塔、遼寧彩電塔和北京的中央塔等。一般會在鋼筋混凝土塔中加入保溫層，以東方明珠塔為例，當塔內的保溫層為非阻燃材料時，雷電打在天線外面的玻璃鋼罩上，擊穿后點燃了保溫層的石棉，火災就發生了。
非阻燃保溫材料“惹禍”已不是第一次了，2002年沈陽市彩電塔也曾遭雷襲，閃電擊中塔尖，一個直徑40厘米的火球從塔尖滾落。瞬間，塔內一片漆黑，無線信號也同時中斷。隨后閃電擊穿塔壁，點燃保溫層，導致塔上200多米高的“空中樂園”里的14名游客和32名工作人員，被困3個多小時后方獲救。關象石表示：“其實只須將保溫層采用阻燃性材料，火災就可以避免。”
因此，建筑物從設計到施工都要按國家標準進行，投入使用后對防雷裝置還要維護保養，并定期進行檢測。“無論從技術標準還是政策法規的層面上講，各類防雷建筑物至少在每年雷雨季節前應進行一次全面的防雷安全檢測，對易燃易爆場所，每半年要檢測一次。”關象石拿出相關國家標準和法規指給記者看。
關象石表示，往往一到檢查時，開發商就跟防雷部門打起“太極拳”，你來我躲，在他們看來雷擊是個小概率的事件，發生的可能性微乎其微，所以根本沒有必要花錢做相應的防雷措施，并且在建筑的設計過程中，為了建筑物整體的美觀，往往忽略了防雷側擊措施的施工。
“建筑物外立面的防雷工作尚不重視，建筑物內的電氣和電子系統的防雷防護，更是被忽視。”關象石指出，隨著經濟水平的提高，越來越多個人和單位樓層內會存放大量的電線和電子設備，如果不進行防雷保護的話，一旦遭雷擊，后果不堪設想。因此，關象石建議建筑物的外墻應該采用導電材料，以此改變或減少由雷擊產生的電磁場對建筑物的穿透。建筑物之間采用的電纜一定不能鋪設在金屬管道內。
除此之外，由于缺乏對雷電知識的科學普及，在北京經常可以發現建筑物間存在很多安全隱患，例如平行的兩棟高樓因隸屬一個單位，為了節約成本，共同使用一個衛星訊號，當一個樓頂架上衛星電線時，另一棟樓往往會直接引一條線幫助接收信號，殊不知，一旦雷電來襲，電流會順著這條飛線擊中另一棟高樓，從而引發火災。
與國人對雷電安全漠然的態度相比，國外對建筑防雷的神經始終緊繃著。關象石介紹，美國雷電主管部門——國家海洋和大氣管理局將每年的6月18日至24日，定為“閃電安全周”，在全國范圍內，普及閃電安全知識。他們認為與其他的天氣事件相比，閃電會導致更加直接的死亡事故。在向大眾普及閃電知識的同時，國家海洋和大氣管理局還希望借“閃電安全周”之機，推動美國對閃電科學的研究。
陜西省氣象局防雷辦公室總工程師李彩蓮也對記者表示，在美國、法國、德國都會有私人性質的防雷公司存在，建筑商會主動找到防雷公司，請他們提供對建筑物從防雷、定期年檢、甚至到雷電預警的全方位服務。為此，關象石建議我國應加大對雷電防護的基礎研究，從而加強防雷的科研力量。
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