隨著國家對循環經濟的大力推廣，全國各地建成或在建很多秸稈生物質發電廠。由于秸稈生物質發電的主要能源介質秸稈具有燃燒值低﹑季節性強﹑需求 量大的特點，因此對秸稈的儲藏和堆放就提出了更高的要求。秸稈露天堆場的防雷設計便是工程設計中首先需要考慮好的問題。本文以在建的湖北安能熱電集團宜城 生物質熱電工程秸稈露天堆場為例，淺析秸稈露天堆場的防雷設計。

　　摘要：文章主要通過對湖北安能熱電集團宜城生物質熱電工程秸稈露天堆場防雷設計的介紹，探討避雷針在大面積室外堆場的防護范圍的計算及應注意的事項。

　　關鍵詞：建筑設計論文范文,秸稈露天堆場,防雷,避雷針,防護范圍

　　1工程介紹及設計方法

　　湖北安能熱電集團宜城生物質熱電工程建設規模為2×75t/h秸稈鍋爐+2×15MW單抽凝式汽輪發電機組，年耗秸稈約20萬t。本工程在廠區內共建了三座露天秸稈堆場，分別是露天秸稈堆場一，露天秸稈堆場二，露天秸稈堆場三。

　　由于露天秸稈堆場場區范圍廣且遠離其它高大建筑物，因此本工程考慮采用多支避雷針聯合保護的方法，對場區內的秸稈進行避雷保護。下面以露天秸稈堆場三為例，據體闡述避雷針的計算及布置。露天秸稈堆場三為長94m、寬72m的長方形堆場。

　　初步考慮采用四只避雷針進行聯合保護。根據《建筑物防雷設施安裝》圖集中避雷針的介紹，本次暫考慮采用h=30m高的鋼結構避雷針塔。根據規范 中記述的四支避雷針保護范圍的計算方法，避雷針保護范圍的最低點P點的保護高度ho按下式計算：ho=■■+h-hr，要想使最低點P的保護高度ho大于 被保護物的高度hx，則可經反推計算，得需要滿足D3<111m。既只要四支避雷針的位置在以P點為圓心，111為直徑的圓之內，則可保證四支避雷 針聯合保護范圍的最低點高度大于被保護物的高度。以這種反推法對避雷針的大概范圍進行定位，可解決計算過程中反復定位驗算的問題，節約設計的時間。以此種 方法，可確定露天秸稈堆場三中四支避雷針A﹑B﹑C﹑D的定位，如圖1所示。測得D3=87.13m，則保護范圍的最低點ho=■■+h-hr=20m& gt;12m，因此滿足要求。

　　下面以雙支避雷針外側保護范圍的計算方法確定四支避雷針外側的保護范圍。具體計算方法如下：

　　以A﹑B兩避雷針為例求四支避雷針外側在hx=12m高度上的保護范圍。以單支避雷針的保護半徑rx=23.9m為半徑，分別以A﹑B為圓心做 弧線與三角形ABM相交，以單支避雷針的（ro-rx）=47.5m為半徑，以M為圓心做弧線與上述弧線相接。便可的A﹑B兩避雷針在外側的保護范圍。其 中rx為避雷針在hx高度平面上的保護半徑，rx=■-■；ro為避雷針在地面上的保護半徑，ro=■。

　　其余與此類同，可求得四支避雷針的保護范圍，如圖2所示。

　　由圖2可見，露天秸稈堆場三內的堆垛完全在四支避雷針的保護范圍之內，此布置滿足防雷要求。

　　以上對露天秸稈堆場三避雷針的設計，是以堆垛盡可能多且均勻的堆放在露天秸稈堆場上考慮的。而實際情況是，根據露天倉庫消防安全管理的規定，每 個堆垛的面積以及堆垛與堆垛之間的距離都有較嚴格的要求，因此秸稈堆垛不可能布滿整個堆場，且堆垛邊沿與堆場邊沿在考慮到行車通道的情況下，其實際堆垛面 積要比堆場面積小的多。雖然《建筑物防雷設施安裝》圖集中鋼結構避雷針塔的高度最高為40m，但通過對國內獨立避雷針生產廠家的考察，鋼結構避雷針塔可做 到60m高。因此對本堆場的避雷針設計進行調整，采用單只h=60m高的避雷針塔。其在保護物的高度hx=12m的保護范圍為rx=■-■=43.6m， 具體布置如圖3所示。

　　由圖3可見，采用單支h=60m高的避雷針塔也可以滿足設計要求，且與采用四支h=30m高的避雷針相比，可節約投資成本和工程施工量。雖然 60m高的針塔對施工要求較高，但近年來隨著施工設備的發展，技術上也不存在問題。故露天秸稈堆場三采用單支60m高的避雷針塔對堆場內的秸稈進行保護。

　　露天秸稈堆場一﹑二，如圖4所示。可見露天秸稈堆場一和二均為不規格且面接較大的堆場，需要采用多支避雷針進行聯合保護的方法。為減少避雷針的數量，避雷針依然采用h=60m高的避雷針塔。布置方法參考露天秸稈堆場三中四支避雷針聯合保護的計算過程。

　　需要注意的是，由于露天秸稈堆場一和二均為不規格且面接較大的堆場，在避雷針的布置中，可能會出現避雷針的聯合保護范圍對堆場內的秸稈堆垛漏保 護的現象，因此在布置好避雷針的位置后，需要按兩只或多支避雷針保護范圍的計算方法，對其保護范圍進行逐一的核實，以便使堆場內的秸稈堆垛均在避雷針的保 護范圍之內。經過多次的計算和調整，得如圖5所示的保護范圍。

　　2發展方向

　　通過以上具體工程實例的介紹可以看出，在手工設計過程中，需要按規程中規定的設計方法進行反復試算繪制保護區域。隨著計算機的發展，越來越多的 工程計算方法和過程可通過建立數學模型來進行模擬計算，而且通過和CAD繪圖軟件的結合，可直觀而準確的在已經繪制好的布置圖上顯示避雷針在不同高度﹑位 置對所在區域的不同高度的被保護物的保護范圍，甚至可以對各個剖面的保護范圍進行顯示，以便及時查找疏漏和問題。

　　3結語

　　通過本文的闡述，以及通過湖北安能熱電集團宜城生物質熱電工程秸稈堆場的避雷針防護設計的介紹，應該使大家對露天堆場的防雷設計的大概過程和方 法有了較為初步的認識。而且隨著技術的發展和人們對雷電的深入了解，避雷針的在保護廣大人民的生命和財產安全中所發揮的作用，也必然越來越得到加強。

　　參考文獻：

　　[1]GB50057-94，建筑物防雷設計規范[S].