CN105760694A - 一种建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法，包括如下步骤：步骤一、获取整个本体建筑物在地面上的投影；步骤二、根据本体建筑物高度H将投影划分为多个区域；步骤三、根据每个区域的高度H计算出每个区域的扩大宽度D；步骤四、绘制每个区域的扩大轮廓线；步骤五、将所有部分的扩大轮廓线连接成一个整体，形成一条闭合的整体扩大轮廓线；步骤六、计算步骤五中闭合曲线所围成的面积，即本体建筑物的等效面积Ae；步骤七、获取相邻建筑物的扩大轮廓线，并计算与本体建筑物扩大轮廓线相重叠部分的面积S；步骤八、计算修正后的等效面积Ae₀。本发明操作方法简单，极易掌握，使得建筑物的防雷类别确定精确。

Description

一种建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法

技术领域

本发明涉及建筑物雷击等效面积计算技术领域，特别涉及一种建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法。

背景技术

建筑物的防雷设计首先要确定防雷类别，绝大多数建筑物的防雷类别是通过计算年预计雷击次数来确定，计算年预计雷击次数的关键是计算截收相同雷击系数的等效面积Ae。对此，《建筑物防雷设计规范》附录A中有较详细的利用公式计算方法。但此方法应用范围有限，即仅适用于长方体建筑物。而对于非长方体建筑物，则没法直接套用公式计算，为此，只能将非长方体建筑物简化成长方体建筑物来套用公式，从而造成计算结果不准。保守起见，一般会将建筑物在地面上投影的最长边当作整个建筑物的长，最宽边当作整个建筑物的宽，最高面当作整个建筑物的高来进行简化，则简化后的长方体建筑物体积大于原建筑物体积，从而使得套用公式后的等效面积计算结果偏大。

现在，雷击风险评估工作在全国各地如火如荼开展起来，这项工作给气象部门带来了巨大的社会效益和经济效益。雷击风险评估须对建筑物有相同雷击次数的等效面积进行计算，但《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)只介绍标准正六面体的计算方法，而实际工作中所碰到的建筑物并不都那么简单的建筑四边檐成圆弧型，有的分主楼群楼，有的建筑有凸凹等，因此很多时候等效面积的计算会很复杂。虽然《建筑物防雷设计规范》附录A“建筑物年预计雷击次数”中提到：“当建筑物各部分的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。”但这句话仅仅给不规则建筑雷击等效面积计算提供了原则方法，没有具体计算，若套用正六面体的计算公式显然是不正确的。因此需要对不规则建筑物雷击等效面积的计算进行探讨，总结出一套精确、快速的计算方法。

发明内容

本发明设计开发了一种建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法，利用绘图法计算建筑物截收相同雷击次数的等效面积，计算结果精确，操作方法简单，极易掌握。

本发明提供的技术方案为：

一种建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法，包括如下步骤：

步骤一、获取整个本体建筑物在地面上的投影。

步骤二、根据本体建筑物高度H的不同将投影划分为多个区域；

步骤三、根据每个区域的高度H计算出每个区域的扩大宽度D；

步骤四、在每个区域原有轮廓线的基础上向外偏移宽度D，绘制每个区域的扩大轮廓线；

步骤五、将所有部分的扩大轮廓线连接成一个整体，形成一条闭合的整体扩大轮廓线；

步骤六、计算步骤五中闭合曲线所围成的面积，即本体建筑物的等效面积Ae；

步骤七、获取相邻建筑物的扩大轮廓线，并计算与本体建筑物扩大轮廓线相重叠部分的面积S；

步骤八、本体建筑物的修正后的等效面积Ae₀满足：

${\mathrm{Ae}}_0=Ae-\[\frac{1}{\mathrm{\π}}\·\arctan (h-H)+\frac{1}{2}\]\·S$

其中h为相邻建筑物的高度。

优选的是，其特征在于，步骤三中，扩大宽度D满足

$D=\sqrt{H(200-H)}.$

优选的是，步骤三中，扩大宽度D满足

D＝24lnH+8。

优选的是，步骤四中绘制扩大轮廓线时需将两条直线的交点进行圆角处理。

本发明的有益效果是：

1、本发明方法适用于所有建筑物，而且操作方法简单，极易掌握。

2、采用本发明方法计算的建筑物截收相同雷击次数的等效面积结果精确，以此为依据的年预计雷击次数的计算结果精确，从而使得建筑物的防雷类别确定精确。减少了防雷类别错误定高的几率，也就减少了由此造成的投资浪费。

附图说明

图1为本发明所述的建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法流程图。

图2为本发明所述的本体建筑物在地面上的投影示意图。

图3为本发明所述的投影区域划分示意图。

图4为本发明所述的绘制扩大轮廓示意图。

图5为本发明所述的外轮廓线连接闭合曲线示意图。

图6为本发明所述的相邻建筑物扩大轮廓线与本体建筑物扩大轮廓线相重叠部分示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供了一种建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法，包括如下步骤：

步骤一S110、获取整个建筑物在地面上的投影。

根据建筑物的图纸或采用测绘的方式获取建筑物的外形轮廓，并使用绘图软件按照一定比例绘制出整个建筑物在地面上的投影。

步骤二S120、按照不同高度面进行投影的划分。

建筑物有多个高度面不同的区域，将该投影按照不同的高度面分成几个部分，并确定每个部分的高度H，单位为米。

步骤三S130、计算扩大宽度D。

利用公式或D＝24lnH+8计算出每个区域的扩大宽度D，单位为米。

步骤四S140、绘制扩大轮廓。

如图4所示，根据扩大宽度在制图软件中绘制出每个部分扩大后的外轮廓线，可以在制图软件中采用偏移命令，设置计算出的D值为偏移量，在原有轮廓线的基础上向外偏移，分别绘制每个区域的扩大轮廓线。

步骤五S150、将所有部分的外轮廓线连接成一个整体，即变成一条闭合的曲线。

步骤六S160、计算步骤五中闭合曲线所围成的面积，即为该建筑物的等效面积Ae。

步骤七S170、获取相邻建筑物的扩大轮廓线，并计算与本体建筑物扩大轮廓线相重叠部分的面积S；

步骤八S180、本体建筑物的修正后的等效面积Ae₀满足：

${\mathrm{Ae}}_0=Ae-\[\frac{1}{\mathrm{\π}}\·\arctan (h-H)+\frac{1}{2}\]\·S$

其中h为相邻建筑物的高度。

通过上式即可计算出本体建筑物的修正后的等效面积Ae₀，进而可以估算建筑物年预计雷击次数。

下面以某建筑为例，介绍本发明提供的建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法。

实施例一

如图2所示，绘制某建筑物在地面上的投影。如图3所示，根据高度面的不同，将投影划分为A、B、C、D四个部分，它们的高度H分别为60米、120米、30米、50米。根据本发明提供的方法计算出A、B、C、D四个部分的扩大宽度D分别为92米、100米、71米、87米。然后绘制出A、B、C、D四个部分的扩大轮廓线，如图4所示。将所有部分的外轮廓线连接成一个整体，如图5所示。计算图5中区域的面积，即等效面积Ae＝78000m²。如图6所示，与本体建筑相邻的一个建筑的高h＝100，它的扩大轮廓与本体建筑物扩大轮廓线相重叠部分的面积S＝8200m²，则修正后的等效面积Ae₀＝69866m²。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (4)

1.一种建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、获取整个本体建筑物在地面上的投影；

步骤二、根据本体建筑物高度H的不同将投影划分为多个区域；

步骤三、根据每个区域的高度H计算出每个区域的扩大宽度D；

步骤四、在每个区域原有轮廓线的基础上向外偏移宽度D，绘制每个区域的扩大轮廓线；

步骤五、将所有区域的扩大轮廓线连接成一个整体，形成一条闭合的整体扩大轮廓线；

步骤六、计算步骤五中闭合曲线所围成的面积，即本体建筑物的等效面积Ae；

步骤七、获取相邻建筑物的扩大轮廓线，并计算与本体建筑物扩大轮廓线相重叠部分的面积S；

步骤八、本体建筑物的修正后的等效面积Ae₀满足：

${\mathrm{Ae}}_0=Ae-\[\frac{1}{\mathrm{\π}}\·\arctan (h-H)+\frac{1}{2}\]\·S$

其中h为相邻建筑物的高度。

2.根据权利要求1所述的建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法，其特征在于，步骤三中，扩大宽度D满足

$D=\sqrt{H(200-H)}.$

3.根据权利要求1所述的建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法，其特征在于，步骤三中，扩大宽度D满足

D＝24lnH+8。

4.根据权利要求1所述的建筑物截收相同雷击次数的等效面积计算方法，其特征在于，步骤四中绘制扩大轮廓线时需将两条直线的交点进行圆角处理。