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摘 要：本文介绍了几种使用CAD作图来精准快速地计算建筑物截收雷击次数的等效面积的方法，并依次和公式法、CAD作图法之间进行了简单的比较。
关键词：截收雷击次数的等效面积 防雷建筑物 CAD 填充
引言
计算防雷建筑物截收雷击次数的等效面积Ae（以下简称等效面积）是防雷技术服务工作中一项基本内容，仅仅依照规范上的公式计算的话，已经远远达不到要求。因为规范上的公式只局限于简单防雷建筑物的等效面积的计算，对稍复杂的一些防雷建筑物不适用。本文就这一情况，介绍几种使用CAD作图法来精准快速地计算防雷建筑物的等效面积。
1.建筑物年预计雷击次数相关计算公式[1]
GB 50057—2010《建筑物防雷设计规范》给出了建筑物年预计雷击次数相关计算公式如下。
1.1 建筑物年预计雷击次数
N=k×Ng ×Ae
式中：N- 建筑物年预计雷击次数（次/a）；
k- 校正系数，在一般情况下取1；在下列情况下取相应数值；位于山顶上或旷野孤立的建筑物取2；金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；
Ng-建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（次/km 2/a）；
Ae -与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2） 。
1.2 雷击大地的年平均密度
雷击大地的年平均密度首先应按当地气象台、站资料确定，若无此资料.可按下式确定：
Ng=0.1×Td
式中：Td-年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d/a）。
1.3建筑物截收相同雷击次数的等效面积应为其实际平面积向外扩大后的面积。其计算方法应符合下列规定：
①当建筑物的高度小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算D= H（200-H）
Ae=[LW+2（L+W） H（200-H）+πH（200-H）]×10-6
②当建筑物的高度大于等于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算
Ae=[LW+2H（L+W） +πH2]×10-6
式中：D-建筑物每边的扩大宽度（m）；
L、W、H-分别为建筑物的长、宽、高（m）
2.使用公式法和CAD作图法分别计算简单建筑物的等效面积
例如，有一个简单建筑物，长度L=80m，宽度W=30m，高度H=20m，要求计算其建筑物截收雷击次数的等效面积Ae。
2.1 根据公式法计算
Ae=[LW+2（L+W） +πH（200-H）]×10-6
=[80*30+2*110*60+π*3600]×10-6
=26909.7×10-6
=0.0269097km2
2.2 根据CAD作图法计算【2】
利用CAD绘图工具，先画出该简单建筑物的等效面积的图形，然后根据CAD求面积命令，得出所求建筑物等效面积Ae=26909.7m2，如图一所示：
2.3使用公式法和CAD作图法求等效面积的比较
通过这两种方法来求得简单建筑物的等效面积，都是准确可行的，但各有利弊。在使用公式法时会进行一些繁琐的数学运算，也可能会一不小心计算错误；而在使用CAD作图法中我们也可以看出，要求得等效面积，先要作图，然后才能得出其所求面积。
3.使用公式法和CAD作图法分别计算稍复杂建筑物的等效面积
如图二所示，有一个建筑物，裙房长度L=120m.宽度W=80m，高度H=20m。裙房左右侧中间处设两栋写字楼.写字楼长度l=20m，宽度w=10m，高度h=40m。要求计算其建筑物截收雷击次数的等效面积Ae。
2.1 根据公式法计算
因该建筑物的裙房高度和写字楼的高度不相同，故无法用公式法直接计算得出其等效面积Ae。
2.2 根据CAD作图法计算
根据已知条件，得出裙房的扩大宽度D= =60m，写字楼的扩大宽度d= =80m。
使用CAD作图法计算时，应分别作图画出裙房和写字楼的等效面积Ae，然后利用求面积命令，计算得出结果（叠加的面积不可以重复计算）。
最后使用CAD求面积命令，得出阴影图形的面积，如图四所示。然后计算出该建筑物等效面积Ae= 48830m2。
4.介绍三种CAD求封闭图形面积的具体步骤方法【3】
4.1 bo命令
先输入bo（边界创建）命令，然后点“拾取点”选项，然后按要求选择所求图形的内部区域，选择完毕后，单击右键确认，然后再输入li（查询图形参数特征）命令，选择对象，点击所求图形，然后单击右键，得出所求图形的各部分面积参数，然后把各部分相加即可。
4.2 h命令
先输入h（图案填充）命令，然后点击“添加：拾取点”选项，然后选择图形，选择完成后，单击右键点击“确认”，弹出对话框再次点击“确认”选项，然后再输入li命令，然后选择图形，单击右键，得出所求阴影图形的面积。
4.3 pl命令
使用这种方法求图形面积前，先在“对象捕捉”设置里面把“中点”前面的勾打上。再輸入pl（多段线）命令，自己定义一个起始点（笔者习惯从左上角直线和圆弧的连接处作为起始点，以免忘记），然后选择“a（圆弧）”，再选择“s（第二个点）”，选择该圆弧的中点为这第二个点， 再点击该圆弧的端点，就完成了该段圆弧的绘制。然后选择L（直线）画好直线段。按照这种方法依次画好整个图形。最后再输入li命令，然后选择图形，单击右键，得出所求图形的面积。
4.4三种方法的对比
使用以上三种方法都能正确地计算出稍复杂图形的面积，但略有差别。第一步都是使用不同的命令使得所求图形边界闭合起来，再使用相同的li命令，最终得出所求图形的面积。
5.结论
5.1当计算简单防雷建筑物的等效面积Ae时，使用公式法更为快捷方便。
5.2当计算稍复杂防雷建筑物的等效面积Ae时，只有通过CAD作图法，才能准确地计算出其结果。
5.3当使用CAD作图法计算等效面积Ae时，笔者建议使用h（图案填充）命令更为方便直观。
5.4当使用CAD作图法计算等效面积Ae时，因为所求图形中包含有圆弧，故不能直接使用aa（测量面积）命令计算，只能通过li（查询图形参数特征）命令计算得出所求面积。
参考文献：
[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010.
[2]杨雨松 刘娜编著.《AtuoCAD2006中文版实用教程》北京：化学工业出版社，2006
[3]周建国编著. 《AtuoCAD2006基础与典型应用一册通（中文版）》北京：人民邮电出版社，2006
关键词：截收雷击次数的等效面积 防雷建筑物 CAD 填充
引言
计算防雷建筑物截收雷击次数的等效面积Ae（以下简称等效面积）是防雷技术服务工作中一项基本内容，仅仅依照规范上的公式计算的话，已经远远达不到要求。因为规范上的公式只局限于简单防雷建筑物的等效面积的计算，对稍复杂的一些防雷建筑物不适用。本文就这一情况，介绍几种使用CAD作图法来精准快速地计算防雷建筑物的等效面积。
1.建筑物年预计雷击次数相关计算公式[1]
GB 50057—2010《建筑物防雷设计规范》给出了建筑物年预计雷击次数相关计算公式如下。
1.1 建筑物年预计雷击次数
N=k×Ng ×Ae
式中：N- 建筑物年预计雷击次数（次/a）；
k- 校正系数，在一般情况下取1；在下列情况下取相应数值；位于山顶上或旷野孤立的建筑物取2；金属屋面没有接地的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；
Ng-建筑物所处地区雷击大地的年平均密度（次/km 2/a）；
Ae -与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2） 。
1.2 雷击大地的年平均密度
雷击大地的年平均密度首先应按当地气象台、站资料确定，若无此资料.可按下式确定：
Ng=0.1×Td
式中：Td-年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d/a）。
1.3建筑物截收相同雷击次数的等效面积应为其实际平面积向外扩大后的面积。其计算方法应符合下列规定：
①当建筑物的高度小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算D= H（200-H）
Ae=[LW+2（L+W） H（200-H）+πH（200-H）]×10-6
②当建筑物的高度大于等于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算
Ae=[LW+2H（L+W） +πH2]×10-6
式中：D-建筑物每边的扩大宽度（m）；
L、W、H-分别为建筑物的长、宽、高（m）
2.使用公式法和CAD作图法分别计算简单建筑物的等效面积
例如，有一个简单建筑物，长度L=80m，宽度W=30m，高度H=20m，要求计算其建筑物截收雷击次数的等效面积Ae。
2.1 根据公式法计算
Ae=[LW+2（L+W） +πH（200-H）]×10-6
=[80*30+2*110*60+π*3600]×10-6
=26909.7×10-6
=0.0269097km2
2.2 根据CAD作图法计算【2】
利用CAD绘图工具，先画出该简单建筑物的等效面积的图形，然后根据CAD求面积命令，得出所求建筑物等效面积Ae=26909.7m2，如图一所示：
2.3使用公式法和CAD作图法求等效面积的比较
通过这两种方法来求得简单建筑物的等效面积，都是准确可行的，但各有利弊。在使用公式法时会进行一些繁琐的数学运算，也可能会一不小心计算错误；而在使用CAD作图法中我们也可以看出，要求得等效面积，先要作图，然后才能得出其所求面积。
3.使用公式法和CAD作图法分别计算稍复杂建筑物的等效面积
如图二所示，有一个建筑物，裙房长度L=120m.宽度W=80m，高度H=20m。裙房左右侧中间处设两栋写字楼.写字楼长度l=20m，宽度w=10m，高度h=40m。要求计算其建筑物截收雷击次数的等效面积Ae。
2.1 根据公式法计算
因该建筑物的裙房高度和写字楼的高度不相同，故无法用公式法直接计算得出其等效面积Ae。
2.2 根据CAD作图法计算
根据已知条件，得出裙房的扩大宽度D= =60m，写字楼的扩大宽度d= =80m。
使用CAD作图法计算时，应分别作图画出裙房和写字楼的等效面积Ae，然后利用求面积命令，计算得出结果（叠加的面积不可以重复计算）。
最后使用CAD求面积命令，得出阴影图形的面积，如图四所示。然后计算出该建筑物等效面积Ae= 48830m2。
4.介绍三种CAD求封闭图形面积的具体步骤方法【3】
4.1 bo命令
先输入bo（边界创建）命令，然后点“拾取点”选项，然后按要求选择所求图形的内部区域，选择完毕后，单击右键确认，然后再输入li（查询图形参数特征）命令，选择对象，点击所求图形，然后单击右键，得出所求图形的各部分面积参数，然后把各部分相加即可。
4.2 h命令
先输入h（图案填充）命令，然后点击“添加：拾取点”选项，然后选择图形，选择完成后，单击右键点击“确认”，弹出对话框再次点击“确认”选项，然后再输入li命令，然后选择图形，单击右键，得出所求阴影图形的面积。
4.3 pl命令
使用这种方法求图形面积前，先在“对象捕捉”设置里面把“中点”前面的勾打上。再輸入pl（多段线）命令，自己定义一个起始点（笔者习惯从左上角直线和圆弧的连接处作为起始点，以免忘记），然后选择“a（圆弧）”，再选择“s（第二个点）”，选择该圆弧的中点为这第二个点， 再点击该圆弧的端点，就完成了该段圆弧的绘制。然后选择L（直线）画好直线段。按照这种方法依次画好整个图形。最后再输入li命令，然后选择图形，单击右键，得出所求图形的面积。
4.4三种方法的对比
使用以上三种方法都能正确地计算出稍复杂图形的面积，但略有差别。第一步都是使用不同的命令使得所求图形边界闭合起来，再使用相同的li命令，最终得出所求图形的面积。
5.结论
5.1当计算简单防雷建筑物的等效面积Ae时，使用公式法更为快捷方便。
5.2当计算稍复杂防雷建筑物的等效面积Ae时，只有通过CAD作图法，才能准确地计算出其结果。
5.3当使用CAD作图法计算等效面积Ae时，笔者建议使用h（图案填充）命令更为方便直观。
5.4当使用CAD作图法计算等效面积Ae时，因为所求图形中包含有圆弧，故不能直接使用aa（测量面积）命令计算，只能通过li（查询图形参数特征）命令计算得出所求面积。
参考文献：
[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010.
[2]杨雨松 刘娜编著.《AtuoCAD2006中文版实用教程》北京：化学工业出版社，2006
[3]周建国编著. 《AtuoCAD2006基础与典型应用一册通（中文版）》北京：人民邮电出版社，2006