高达828米的哈利法塔始建于2004年,直到2010年才正式开放,是目前世界上最高的建筑。哈利法塔设置有完善的防雷措施,可以保护整个建筑免受闪电袭击。因此,哈利法塔虽经历数次闪电袭击,仍安然无恙。
美国《国家地理》为哈利法塔制作了一部专题纪录短片,主导塔楼结构工程设计的 SOM 合伙人William Baker等人在片中介绍了结构工程在哈利法塔抵御雷击等自然灾害方面的设计思路。
来源:国家地理
世界第一高楼抵御雷暴的“金钟罩”
建筑物越高,越容易受到雷击的损害。世界第一高楼哈利法塔高耸入云,遭受雷击的风险非同小可。雷暴云产生的电流通常可高达上千万伏特,即使仅仅被一道闪电击中,对建筑物的造成的破坏就可能是毁灭性的。
对哈利法塔这样达到前所未有高度的建筑来说,遭受雷击的频率和程度也没有任何数据记载可以参考。事实上,哈利法塔从建成至今,被雷暴击中的次数已达20次之多。
因此对所有超高层建筑来说,怎样应对雷暴,让雷击通过塔身外侧安全传导至地面,确保电流不会穿透塔楼内部就显得至关重要了。
在哈利法塔的塔尖顶端,安装有一个世界上最先进的雷暴保护系统。
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避雷针上的传感器可以预测雷暴即将击中的瞬间,并发送出一连串的电荷来吸引击中避雷针的闪电 ,这个方法对击中塔尖的雷暴来说是十分管用的。
但哈利法塔的高度实在是让人叹为观止,雷暴不见得就一定击中顶部,事实上,整座大楼的塔身都有可能成为雷暴攻击的目标,所以必须进行全方位的防雷暴保护。
幸运的是,在应付雷击方面,SOM 为大楼“练就”了一身“金钟罩”——在塔楼上全身包裹的金属“外骨骼”成了一个名副其实的“法拉第笼”,把雷暴完全吸收并驻留在大楼的外部,并最终安全送往地面。
这个“法拉第笼”能指引电流绕过这座摩天大楼所要保护的重要设备,不会危及电气设备,电器和楼内人员等。
为了保证强大的雷电电流能顺畅导入地下,首先支承结构的各构件都必须电气连通,形成建筑表面的防雷网。这一防雷系统必须与主体结构的防雷系统可靠连接,通过主体结构的防雷导线将雷电引入地下。由金属梁柱构成的防雷网,就像“金钟罩”一样保护了建筑本身。至今所有遭受雷击的超高层建筑,幕墙都未受到损坏。哈里法塔在2010年遭受雷击的照片见下图。
闪电击中哈利法塔的震撼场面——
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