建筑物雷电灾害风险评估的体系(一)
引言
风险是无处不在和无时不有的，任何人、任何工程、任何项目都会不断的涉及风险。面对风险，一部分人喜欢选择用逃避的方式来处理，但逃避不是出路，正确的方法是正视它并认识它，寻找有效的措施来降低风险或让风险产生效益。
风险评估就是人们处理风险的一种常用措施。在雷电防护的实践中，常常会要求首先明确雷电防护的必要性，在防雷工程实施之前对防护对象进行防护级别的划分来指导合适的防雷设计，并且有必要对已经完成的防雷工程进行效果评估。
雷电灾害风险评估是十分有意义的而且相当重要的一项工作。在实践中，建筑物雷电灾害风险评估占有重要的地位，大部分的雷灾风险评估是针对建筑物或涉及建筑物的。在此，以建筑物雷电灾害风险评估作为研究对象，将会就风险和风险评估的定义、雷电灾害风险评估的基本原则、评估的工作流程和概念模型、相关的评估标准、建筑物风险评估体系和评估方法等方面进行分析。
在国外，IEC和ITU两大国际组织相继发布了一系列关于雷电防护的标准与规范，特别针对建筑物和通信站等雷电灾害风险评估制定了IEC61662、IEC62305和ITU-Tk.39等标准。逐渐形成了一套完整而实用的雷电灾害风险评估体系，对雷电防护及其风险评估提供了有力的依据，具有重要的指导意义。但这些标准大都建立在经验基础上，由于
具体情况的差异，如果完全抄袭和照搬它们来在国内进行雷电防护及其风险评估，必然会有所欠缺。因而，在国内，针对气象信息系统雷击电磁脉冲防护问题，发布了气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范规范QX3-2000。这个标准的雷电灾害风险评估方法相对比较简单，评估结构清晰，比较有针对性和实用性。
一、风险和风险评估的定义以及雷电灾害风险评估的基本原则 风险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。这表明可以有两类方法来定量风险，即相对值法和绝对值法。当然也可以使用定性的方法来衡量风险。对于个人风险评估，最常用的定性方法是将风险主体分为风险爱好者、风险中庸者和风险逃避者。一般来讲，风险是与收益相对而言的，高风险往往与高收益相伴随。风险评估是指为了衡量风险而对特定风险做评价与估算的一个过程，和风险评价相比，风险评估侧重于对风险的定量估算。
雷电灾害风险是指雷电对建筑物和服务设施造成的年度可能损失。雷电灾害风险评估通常采用相对值法，通过相对损失和雷击概率得出一个或多个无量纲的风险值。
在雷电灾害风险评估时，明确评估原则是十分必要的。在此提供以下5个评估原则：
1、认清评估对象，选择符合其适用范围的评估标准。这要求在做风险评估时应该根据评估对象而有针对性的处理问题。
2、评估方法和评估标准要及时更新。由于各种技术和产品的更新与发展更加日新月异，滞后的评估方法和标准是不能满足社会需求的。特别是LEMP危害逐渐占据主导地位时，通信、电子和网络等行业的发展给雷电灾害风险评估提出了很多需要解决的问题。
3、抓住风险评估的两个关键因素，即评估结构（评估体系）和评估指标（评估参数）。
4、雷电灾害风险评估要以风险（损失）为中心，而不是以风险的来源为中心。这是因为雷电灾害的来源与损失相比而言是很难准确确定的。同时要尽量避免重复性计算或遗漏性计算。
5、风险是对于不同的评估主体（评估者）是具有不确定性的，风险评估应该考虑评估主体的风险偏好。 二、评估的工作流程和概念模型
一般而言，评估工作应该按照一定的工作流程来执行。第一，确定评估对象；第二，明确评估范围；第三，选择评估标准，包括评估体系、评估指标及其基准值；第四，确定评价方法包括评估公式；第五，收集信息，进行评估；第六，提供评估结论包括评估等级，并提出适当的对策与相应的措施。
在开展一项评估工作时，需要对所做的评估在宏观上形成一个清晰的概念模型，目的是为了在评估过程中紧紧抓住中心问题而不致于迷失方向。作为评估主体的评估者（防雷工程师和防雷用户），以评估对象（建筑物或服务设施）为中心，选择合适的评估标准，确定有效的评
估方法，把工作重点防放在评估因子的分析与计算上，目的是得出全面而准确的评估结论，同时按照一定的评估级别来提出适当的防护措施。 三、评估标准
目前有多个关于雷电灾害风险评估的标准，对各个标准的分析和比较可以提供更好的评估参考。人们有理由坚信在没有发现更好的处理方法时，目前的处理方法是最好的。 1、QX3-2000风险评估
QX3-2000是气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范，其中风险评估的适用范围是由雷击电磁脉冲（LEMP）对气象信息系统造成损失的风险的评估。该标准中风险评估的中心是确定年平均直击雷次数N和年平均允许雷击次数Nc。
建筑物的年平均直击雷次数N，N=k*Ng*Ae，Ng=0.024*Td1.3。 年平均允许雷击次数Nc，公式为Nc=5.8*10-3/C或Nc=5.8*10-4/C，其中C=C1+C2+C3+C4+C5，C1是建筑材料因子（金属取值0.5，钢筋混凝土取值1.0，砖混结构取值1.5），C2是信息系统重要程度因子（A类机房取值3.0，B类机房取值2.0，C类机房取值1.0），C3是设备耐冲击类型因子，C4是设备的LPZ因子，C5是雷击后果因子。
信息系统LEMP防护分级E：E=1-Nc/N。按E值分为四个级别，E>0.98为A级，0.952 ITU-TK.39
ITU-TK.39是由国际电信联盟发布的，其名称为通信局站雷电损坏危险的评估。该标准的主要内容包括标准适用范围、危险程度的决定因素、损失、评估原则、有效面积的计算、概率因子、损失因子和可承受风险（允许风险）等。
适用范围：适合于通信局站雷电过电压（过电流）造成的设备危害和人员安全危害的风险的评估。危险程度的决定因素包括：1）输入线路的类型（电源线和通信线）；2）设备所在建筑物的形状、大小及其屏蔽效果；3）内部布局；4）防护措施。损失分为硬件损害、软件资源破坏和服务中断等3类。评估原则：1）F=Fd+Fn+Fs+Fa，其中Fd=Ng*Ad*Pd，Fn=Ng*An*Pn，Fs=Ng*As*Ps，Fa=Ng*Aa*Pa；对于面积Ad，An，As和Aa，在评估时要注意各类面积可能重叠，而对于损害次数F，一般情况以Fs为主，各项分开评估是为了分清损害的来源，便于实施雷电防护。2）R=(1-e-F*t)*δ≈F*δ=∑Fi*δi，其中R是风险，δ是损失。有效面积A的计算：Ad=a*b+6*h*(a+b)+л*(3*h)2，其中a、b和h分别是通信局站的长度、宽度和高度；An主要与土壤电阻率有关；As主要与线路性质和线路长度；Aa是附近关联目标的直接雷击面积，与Ad的计算方法相同。概率因子P：概率因子的确定方法基本上来自于经验，其大小与设备自身性质和特定的保护措施有关；整个风险评估的可信度和准确性主要取决于概率因子P的确定方法和具体数值。损失因子δ：δ表示为损失值与总价值的比值，是一个相对值；对于人身损失，人可能遭受严重伤害时δ=1；对于服务损失，δ=（t/8760）*(n/nt)，其中t是服
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