近日,广州雷雨天气频繁,被称为“超大号避雷针”的广州塔再上热搜,因为它1小时内被闪电劈中6次而安然无恙。为何广州塔等超高建筑易“被雷劈”,它屡屡安然“渡劫”的原因是啥?
其实,广州塔“被闪电击中”的说法并不准确,专业术语叫“接闪”——即广州塔主动吸引闪电,也就是利用避雷针和建筑物自身的金属来引雷,以免建筑物遭到雷击发生事故。
高层建筑为何易“被雷劈”
中国气象局广州热带海洋气象研究所雷电团队骨干陈绿文博士介绍,广州塔地处珠三角,该区域是我国雷电活动最为频繁的区域之一,连续雷暴日可达80天以上。
广州塔又高又尖,就是一个超大号避雷针,广州塔顶部对大气电场的增强作用非常明显。通俗来讲,身高拔群的它能够把很多附近发生的闪电吸引到自身来。据统计,广州塔每年“接闪”的累计次数可达40次以上,远比一般建筑要多得多。
中国建筑学会建筑电气分会理事长沈育祥曾表示,高层建筑的避雷针其实是“引雷针”,即闪电会主动“找”地面上较高的建筑来释放能量。
广州塔顶部对大气电场的增强作用非常明显。当高楼上空出现带电云层时,避雷针被感应上电荷,与带电云层形成了一个电容很小的电容器。但避雷针针头很尖,能聚集大量电荷,导致避雷针与云层之间的空气易被击穿,成为导体。
随即云层上的电荷经由接闪装置和引下线,流经建筑物基础,散落到周边大地,不对建筑构成威胁,对周围区域来说,它具有很好的防雷保护作用。
广州塔为何能安然“渡劫”
作为超高地标建筑,早在建筑设计阶段,广州塔就已非常关注防雷保护。据报道,广州塔委托有关单位对闪电雷击风险作了评估,并建立了防雷保护体系。
设计师在广州塔天线桅杆上安置了防雷接闪装置,并在塔身顶部设计了避雷网格,由它和塔身金属钢外筒、塔底的接地网格共同组成雷电的传导线路。一旦发生直击雷电,电流可以顺着天线桅杆传导到避雷网格,再传到地下,所以不会对塔身造成伤害。
广州塔按照最高的一类防雷标准进行设计施工,除了在塔顶、腰、底共设置了三重防雷保护外,广州塔还专门为摩天轮等游乐设施研发了一套雷电预警系统,能在雷电发生20分钟前实现雷暴检测与预警。
对于多次被“劈”上热搜这件事,广州塔官方曾回应,有关设计让广州塔被雷电击中时会接闪,减少被击中风险,公众不用太担心。
有避雷针就百分百安全吗
有些人认为,建筑物只要安装了避雷针和避雷带,建筑物内的人和设备便不会遭到雷击。事实上,避雷针在绝大部分情况下都能保护高层建筑,但科技不可能做到百分百安全。
首先,避雷针有一定保护范围,当建筑物超出避雷针保护范围时,便不受避雷针的保护。
其次,避雷针的性能是否符合技术要求,如材料规格、接地阻值等。若因年久失修失去作用,不但起不到防雷效果,反而会增加雷击概率。
再者,避雷针只能保护建筑物不受雷击,而不能保护建筑物内部的人和设备免遭雷击。避雷针只能将50%的雷电能量泄放入地,其余50%的能量会通过感应作用和能量耦合,通过各种管线和设备泄放入地。
香港气象学会发言人梁荣武亦曾表示,闪电是不规则的“之字形”,因此雷电未必每次都能击中避雷针。在有避雷针和防雷系统的情况下,虽然雷电击中建筑物的几率很低,但仍会发生。在雷暴期间,市民应留在建筑物内,远离金属窗框,避免意外发生。
沈育祥则建议,虽然打在窗户上的雷电会通过接地装置立即引入大地,但公众在雷雨天气最好不要靠近窗户,更不要用手去摸窗框;安坐家中时,应尽量不使用连接电源的电脑,也最好不要接打电话。
据《南方都市报》