2021 年设施防雷系统的经济案例

2021 年设施防雷系统的经济案例。

闪电每秒击中地球 100 次 - 每天超过 8 万次。 在美国 单，每年雷击 25 万次。 如果不 适当控制或吸收， 这些罢工 会对城市、住宅和农村地区造成损害。 工业和商业设施面临运营故障和退化， 随着 设施和资产的破坏。 2015 年 IDC 调查1 估计计划外停机时间 通常导致 财富 1000 强企业 支付额外费用 每年 2.5 亿美元，比防雷系统成本陡峭得多。 同一项调查显示，基础设施故障的平均每小时成本为 100,000 美元，关键系统中断可能造成每小时 500,000 美元的损失。

对企业的总体影响进一步增加 仍然 ，尤其是 考虑 雷击的成本 中小型企业。 雷电对美国工业和财产造成的损害的总成本 估计是 每年 8 亿至 10 亿美元2，使防雷系统成本显得不那么高。

需要改进风险管理

在行业中，对服务和运营可用性以及停机成本的需求不断增长，使得风险管理变得越来越重要。 雷击将成为需要管理的风险中越来越大的一部分。 不断变化的天气模式意味着本世纪雷击预计将增长 50%3，与 额外 每年增加 150,000 次罢工。 与此同时，雷击损坏造成的成本每年以 20% 的速度增长。 由于其对打击哪些建筑物或区域的非选择性性质，雷电风险会影响所有区域。

雷击造成的损坏和伤害类型包括：

• 伤害 对高压造成的人员和死亡事故
• 火灾、爆炸和破坏 雷电流造成的机械、结构和植被
• 中断和故障 雷电电磁脉冲 (LEMP)

可以防止与闪电相关的故障

增加风险是真正将雷击与其他基础设施故障原因区分开来的原因。 然而，与闪电相关的故障现在几乎是完全可以预防的。 当今可用的技术意味着任何设施、结构或操作都可以在发生雷击时受到保护，以免造成损失。 雷电预警系统、接地、连接、浪涌抑制装置和结构雷电保护满足雷电检测和防损需求。 例如，设施防雷系统帮助 Google 比利时数据中心 4 在一场风暴中被雷击不少于四次后，将数据损失限制在 0.000001%。

与设施漏洞不同步的充分保护

尽管越来越多地暴露在闪电之下，但大多数设施都没有得到充分保护。 最近的卡内基梅隆调查 5 得出结论，30% 的美国企业（目前总计约 5.8 万）将在某个时间点遭受与闪电相关的故障或中断。 然而，每年在美国建造的新建筑中只有 10% 实施了设施保护系统，以防止与雷电有关的损坏。 由于这种程度的不受管理的风险只会随着雷击变得更加频繁而增加，因此行业中的设施选择保持脆弱，而不是利用现成的有效解决方案。

关于实施设施照明保护系统的挑战和常见误解

无知在雷电相关风险和保护水平之间的差异中起着很大的作用。 由于没有意识到保护技术的可用性和有效性，建筑业主、建筑师和工程师继续将闪电视为不可避免的风险。 因此，他们唯一的解决方案是为业务中断和损坏寻求保险。 只有一个问题——没有保险可以涵盖雷击造成的所有损失。 提前防止雷击损坏可以为您提供减少不必要成本的最佳机会。 此外，迄今为止，许多国家电气/建筑规范都省略了设施防雷系统。 除佛罗里达州外，设施防雷系统的实施由建筑物所有者自行决定，而不是法律要求。

围绕防雷系统的常见误解包括：

• 开支 保护系统被认为很高，通常是因为缺乏精确的数字。 这对投资防雷系统的商业案例产生了不利影响，并且在设施管理人员甚至没有考虑 LPS 将提供的无价利益之前就将其拒之门外。
• 复杂 从有效的设施保护系统必须与设施适当集成这一事实推断。 虽然这个过程对于外行来说可能看起来很复杂，但那些专门从事防雷实施的人可以相对轻松地完成这些事情。
• 负面的视觉影响 在架构和环境上也被认为是一个不可避免的缺点，但这是不正确的。 事实上，多年来，设施保护系统已经变得比前几十年更美观，视觉侵入性更小。

让我们进一步深入研究这三个主题。

防雷系统成本考虑和投资回报

商业建筑的综合设施防雷系统 (FLPS) 的平均成本通常在 35,000 美元左右。 原则上，这种 FLPS 的使用寿命将接近建筑物本身的使用寿命。 实际上，每当安装新的屋顶系统时，系统都可能会被更换，这通常是每 30 年左右更换一次。 在此基础上（每 30 年更新一次），综合 FLPS 的费用约为每年 1,200 美元或每月 100 美元。 然而，它可以防止基础设施故障的成本高达每小时 100,000 美元，更不用说提高员工安全的好处，以及您的客户和可能在您网站上的任何其他人的安全。

另外两个因素可以使设施防雷系统更实惠：

• 使用“保护水平”可以使费用与您的实际保护需求保持一致。 例如，核反应堆的保护要求与住宅公寓大楼的保护要求可能不同，而住宅公寓大楼的保护要求又可能与工业设施不同。 每个安装都需要保护，但只能根据其独特的相关风险。
• 不同类型的 FLPS 和相关应用允许在不影响保护水平或质量的情况下，将防雷系统成本降低纳入实施方案。

降低复杂性并提高效率

一个有效的设施防雷系统必须是全面的。 对于现代数字设施来说尤其如此，因为闪电产生的极高电荷自然更容易出现中断和损坏。 对接地、电位均衡、浪涌抑制装置和结构防雷的要求使得有效的 FLPS 在许多情况下都是复杂的（尤其是对于现有建筑物）。 另一方面，在施工前将 FLPS 集成到建筑物的设计中可以提高效率并降低复杂性。

视觉冲击和美学

一旦安装了合适的系统，您的建筑物应该具有可靠和有效的防雷保护，几乎没有外部迹象表明其存在。 当在设计阶段考虑到 FLPS 时，可以以减少或消除任何视觉影响的方式将其合并。 即使在预先存在的建筑物中，栏杆和其他结构元件/装饰特征通常也可以稍微改变并用作保护系统的组成部分。

设施照明保护系统标准和建筑规范

每年，世界上越来越多的地区将设施防雷系统纳入其建筑规范。 这是因为配备符合当今防雷系统标准的 FLPS 的建筑物更有可能满足未来的建筑规范要求，并确保有效保护业主和用户免受雷击和感应电流的影响。 在美国，佛罗里达州在这些系统的要求规范方面处于领先地位。

设施防雷系统的风险评估、设计和实施的三个主要标准（美国和国际）：

• NFPA 780 是美国国家消防协会安装被动系统的标准，具有简单的风险评估，不执行保护等级。
• IEC 62305 是欧洲和南美洲（以及其他地区）使用的国际防雷击标准，适用于无源系统。 它使用高级风险评估和保护级别定义。
• 适用于欧洲和亚洲大部分地区的 NF C 17-102 涉及使用 IEC 62305 进行风险评估和保护级别的有源系统（早期流光发射空气终端或 ESEAT）。

提高防雷保护的实用步骤

以下三个阶段的过程使建筑业主、建筑师和工程师能够经济有效地防止雷击造成的损失和其他风险：

综合风险评估
所有设施都有风险，但这并不是说它们的风险是相等的。 NFPA 780 附录 L 或 IEC 62305 的应用允许以您设施的独特规格所独有的方式正确评估风险。 点击这里阅读 闪电风险评估：您需要知道的.

基于保护级别的设计
了解每个设施的风险是确定保护级别和控制建筑物防雷成本的关键。 这可以通过使用 IEC 62305 和商业应用程序（例如 StrikeRisk IEC/EN 62305-2 风险管理软件）更轻松地应用。

综合设计

1. 在可能的情况下，在建筑物初始建造之前完成 FLPS 设计，作为整体设施建造设计文件的一部分。
2. 如果您要向现有设施添加 FLPS，请在实施前完成设计。
3. 必须由合格的设计/工程人员设计，尤其是防雷协会 (LPI) 认证的主设计师。
4. 安装必须由合格的 LPI 认证安装人员完成，因为设施防雷是一门专业学科。

在结论

美国工业和经济对当今庞大的电子基础设施的依赖程度令人震惊。 数字资产极易受到闪电和瞬态电流的损害，这种脆弱性扩展到由这些数字资产控制（或依赖于）这些数字资产的任何其他资产。 与此同时，美国的雷击次数（已经达到每年 25 万次）也在增长。 随着城市扩张的发展，这些雷击将继续产生越来越大的影响，基础设施故障造成的停机现在每年给设施所有者造成 2.5 亿美元的损失。 总体而言，闪电对美国工业造成的损失估计每年达到 8 亿至 10 亿美元。

解决方案可以为建筑物和设施提供防雷保护。 如果部署和集成得当，接地、电位均衡、电涌保护装置、结构防雷和雷电预警系统等现代技术可以完全减轻损害。 这些具有成本效益的系统很容易获得，并且由于设施管理人员的实施增加，每年有可能为美国工业/经济节省数十亿美元。

如果您想保护您的设施免受雷电和瞬态电流的损害， 今天联系VFC！ 我们的专家随时为您提供帮助，并可以回答您可能遇到的任何问题。

Todd D. Vought，VFC – BSBA 业务发展副总裁，在防雷系统的设计和实施方面拥有 30 多年的经验。 LPI 认证 #861。

参考文献：

1. 2015 年 IDC 调查：
2. http://lightningsafety.com/nlsi_lls/ListofLosses14.pdf
3. 雷击增加：
4. 谷歌比利时数据中心：
5. 卡内基梅隆大学 2006 年调查：
6. CBECS 数据：