古建筑防雷工程設(shè)計與施工技術(shù)

古建筑防雷工程設(shè)計與施工技術(shù)郭紅晨河南省防雷中心2012年手機號：古建筑防雷工程設(shè)計與施工技術(shù)探討

我國是一個歷史悠久文明古國，在這幾千年璀璨的歷史長河中，我們的祖先為我們留下為數(shù)眾多、造型各異的古建筑。這些古建筑種類繁多，結(jié)構(gòu)獨特，是古代工程技術(shù)、建筑藝術(shù)與工藝和人類創(chuàng)造智慧的結(jié)晶，是前人認識社會、創(chuàng)造居住環(huán)境的重要體現(xiàn)和歷史見證，是不可再生的，任何損壞和破壞都將無法彌補。

雷電是古建文物遭受自然災(zāi)害破壞的主要原因之一。除造成直接損毀外，因我國傳統(tǒng)古建筑多為木結(jié)構(gòu)，雷擊還易導(dǎo)致古建筑起火造成大面積損失。中國古建筑種類繁多、造型各異、結(jié)構(gòu)獨特，因此防雷設(shè)計和施工須根據(jù)其特點進行，使安裝的防雷設(shè)施既安全可靠、又美觀隱蔽。讓古建筑物獲取最大的美觀和最可靠的安全保障。本文根據(jù)所接觸過的古建筑物防雷工程設(shè)計和施工及從事防雷工程多年的實踐經(jīng)驗，就古建筑物防雷設(shè)計和施工技術(shù)措施，淺談一些經(jīng)驗體會與大家共同探討研究一、我國古建筑物的特點我國古建筑以木材、磚瓦為主要建筑材料，以木構(gòu)架結(jié)構(gòu)為主要的結(jié)構(gòu)方式，木結(jié)構(gòu)作為建筑物的基本骨架，起到支撐屋面、承重和維持結(jié)構(gòu)等作用，其中粗大的木材作為建筑物的梁、柱等，邊材作為建筑物的門窗等物。磚石作為建筑物的墻體，起來承重、分隔的作用，同時磚石也可鋪作地板，埋設(shè)成為建筑物周邊的基臺。其平面布局以“間”為單座建筑單位，再以單座建筑組成庭院，進而組成各種形式的建筑群落。古建筑平面呈圓形、正方形、十字形等幾何形狀。屋頂造型各異、種類繁多，主要有廡殿、歇山、懸山、硬山、攢尖、卷棚等形式。屋頂中直線和曲線組合，形成向上翹的飛檐，不但擴大了采光面、有利于雪、雨水排泄，而且增添了建筑物的美感。我國古建筑在進行設(shè)計時都十分注意周圍的山川形勢、地理特點、氣候條件、水體、林木植被等，務(wù)使建筑布局、形式、色調(diào)等跟周圍的環(huán)境相適應(yīng)，而相互融合為一體。二、古建筑物易遭受雷擊的原因分析古建筑物遭受雷擊的外部因素分析

1、古建筑物多數(shù)建在地勢較高的山上，或建在山腳邊或者水體附近，是不同導(dǎo)電土壤相接、土壤電阻發(fā)生畸變的地方，易遭雷電侵襲。

2、現(xiàn)代化元素的引入增加了古建筑物遭雷擊的幾率。二、古建筑物易遭受雷擊的原因分析古建筑物易遭受雷擊的原因分析古建筑遭受雷擊的內(nèi)部因素分析1、我國的古建筑絕大多數(shù)為磚木結(jié)構(gòu)，這些也都是極易燃燒的材料。一旦遭受雷擊，極易引起木質(zhì)構(gòu)件燃燒。2、多數(shù)古建筑物大殿正脊中部埋設(shè)有用于辟邪金屬寶盒，有的建筑物屋頂內(nèi)部還有錫背，銅質(zhì)寶頂，還有的建筑物屋面有金屬鏈條作裝飾用。這些金屬物均沒有任何接地處理，而且通常都安置在建筑物的最頂端，這些金屬物都大大增加了建筑物遭受雷擊的概率。3、從結(jié)構(gòu)上看，古代建筑多以坡屋頂為主，坡度較大，且大多有高翹的飛檐和高聳的屋頂且屋脊比較多。而這些高翹的飛檐，高聳的屋脊也正好為帶電云層放電創(chuàng)造條件。古建筑物防雷現(xiàn)狀分析有相當(dāng)一部分古建筑缺少有效的防雷保護措施，或防雷措施不完善。國內(nèi)尚無關(guān)于古建筑的防雷規(guī)范和標(biāo)準，簡單地應(yīng)用現(xiàn)代建筑防雷措施安裝在古建筑物上的防雷裝置，既影響了古建原有的藝術(shù)風(fēng)貌，也降低了其防雷效果。古建筑防雷類別的劃分古建筑防雷類別的定性劃分參照國家現(xiàn)行《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》、《古建筑木結(jié)構(gòu)維護與加固技術(shù)規(guī)范》，古建筑防雷類別應(yīng)根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果，宜劃分為三個防雷類別。被聯(lián)合國教科文組織列入“世界文化遺產(chǎn)”目錄的和屬于國家級重點文物保護的古建筑；省、自治區(qū)和直轄市級重點文物保護單位的古建筑；市縣級文物保護的古建筑三類。當(dāng)古建筑為園林式群體建筑時，應(yīng)以其中最高類別來確定。古建筑防雷類別的劃分古建筑防雷類別的定量劃分計算古建物的年預(yù)計雷擊次數(shù)定量劃分對于園林式的古建群落，應(yīng)以其占地面積換算成規(guī)則幾何圖形的面積來計算，其高度則以該古建群落中最高建筑（或者為古樹）的高度來確定。古建筑直擊雷防護裝置的形式接閃器古建筑防雷工程設(shè)計和施工中，須遵守不改變文物原狀的文物保護原則。選擇使用接閃器的顏色應(yīng)與古建筑物相應(yīng)位置的顏色協(xié)調(diào)一致。既要做到保證其防雷效果，也要做到不影響古建筑的外觀與其周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致；并盡可能做到避免對古建筑造成破壞。選用避雷帶作為其接閃器時，宜使用銅質(zhì)材料，而不使用熱鍍鋅鋼材。在古建筑物上敷設(shè)避雷帶，其支持卡子不能靠在古建筑上打孔來固定，這會破壞古建筑，可以采用U型（抱箍式）固定件、固定螺絲與瓦面之間應(yīng)加橡膠墊進行保護[5]，接閃導(dǎo)線的固定支件的高度不宜小于150mm，可選用25mm×4mm的熱鍍鋅鋼。攢尖頂古建筑物接閃器的敷設(shè)古建筑直擊雷防護裝置的形式引下線古建筑物引下線敷設(shè)時，應(yīng)避開建筑物的正面，盡量在建筑物的側(cè)面、后面等不經(jīng)常被人注意到的地方敷設(shè)；并做到分段固定，并以最短路徑敷設(shè)到接地體，敷設(shè)應(yīng)平正順直、無急彎。引下線可選熱鍍鋅鋼材或銅材。木立柱引下時，采用環(huán)形抱箍固定。古建筑直擊雷防護裝置的形式接地裝置接地裝置的材料選擇和現(xiàn)代建筑物類似，采用熱鍍鋅角鋼和扁鋼敷設(shè)就行。古建筑接地裝置的形式，要充分考慮古建周圍場地、環(huán)境施工時受局限的情況，應(yīng)本著為節(jié)約經(jīng)費和有利于防止跨步電壓危害的原則。采用A型接地裝置（見圖3A型）。反之，在土壤電阻率較高和古建筑周圍較空曠且便于施工時，可采用B型接地裝置（見圖3B型）。敷設(shè)時還需注意接地裝置與地下管線路的安全距離。注意在進行接地施工時應(yīng)避免掘到地宮或其他文物，在挖掘之前要進行仔細勘測。接地裝置開挖時，需對地面所敷設(shè)的古磚、石做好方位標(biāo)記和編號，回填時，將其恢復(fù)原貌。古建斜筑物竹防側(cè)波擊雷逐、球稱雷措亡施古建著筑物犯防側(cè)鴉擊雷申，要掙根據(jù)瞇古建眨的地夢理位楊置和年其遭糟雷歷鏟史來慚決定款。一練般情障況下燥，位箱于城顯市里如的古話建筑耳物一屢般不迅需要槳設(shè)防鋒側(cè)擊片雷；連對建莫在海煮拔較睡高的努山體肯、水左體附蹄近的服且較糕為孤掏立高息大的勻古建畜筑物叨（如毀古塔橡），黑可以說每隔6m沿古課建四真周外糠伸的考脊檐判設(shè)置姥環(huán)形篩避雷眾帶，須并使齒環(huán)形良避雷雜帶和扛古建尾四周方的金鄙屬窗澡等與慢防雷脖引下棄線可悉靠連爆接。膚而防厚球雷魂的最駱好措并施是制對古深建上映的開陵放式您門、身窗安津裝金份屬屏蒜蔽網(wǎng)它并可隔靠接添地，包但古校建有錫時是分很難雁做到竊的。慶比較魄適宜鏈的方警法是跑把古熱建的渴所有醉窗都禍裝上奔玻璃協(xié)，并建應(yīng)注在意在弓雷雨幫天緊毯閉門移窗，檔以防射球雷陳的進盾入室翁內(nèi)。古樹捕的防怖雷技攔術(shù)措督施被列為種國家級譜文物保弊護單位嶼的名貴字古樹，消也是防廚雷的保拐護對象弟之一。頁一般情般況下，末古樹的吐防雷往漫往在樹辜上做防識雷裝置兄，即在餃古樹樹友冠的主幼要干叉冤上裝設(shè)霸圓鋼制招成的避丈雷針，俊支持其咬避雷針遣的支承所桿必須為固定在謎樹干上穴，因為同樹木要堵逐漸長穗粗，因搞此支承仇桿的抱泡箍以及冬固定引罰下線的煤抱箍必識須做成宿能松緊請的圓形徒卡箍，辱以便不粗影響樹途木的生箭長；引許下線用照絕緣軟來銅線上迫端與接綠閃器電集氣連接估、中間敘部分彎叨曲布設(shè)置，并與著樹根附儀近的環(huán)合形（B型）人闊工垂直沃接地極嘗連接。對古究樹群湊或者隸古建高筑群還可在穴古樹做群或演者古洋建筑測群的爹中央圈部位奔設(shè)置壯不影究響古梁建筑鞏整體飛觀瞻充的仿蛋真樹猛（仿延真樹黑太高優(yōu)就和裙周圍淋環(huán)境腿不協(xié)眉調(diào)）鄭形式綢的避父雷針期，使薄周邊贏古樹她或者支古建籠筑群憐在其校保護曲范圍烘內(nèi)古建瓦筑群貢可在疑古樹汽群或饒者古慮建筑酒群的良中央受部位洋設(shè)置峰不影椒響古罵建筑玻整體蘋觀瞻損的仿雄真樹家（仿盯真樹此太高饒就和適周圍簡環(huán)境鉛不協(xié)哥調(diào)）沃形式葬的避沸雷針貞，使濾周邊指古樹拳或者哀古建煤筑群敏在其搶保護煉范圍給內(nèi)仿真樹屈防雷設(shè)扭施古樹的攝防雷技州術(shù)措施通過實蛛踐，我卸們認為女，對于腸古建筑哈群、古倚樹群或塘無法在田其上敷茶設(shè)避雷最帶或架賓立避雷劇針，且隸其自身斯高度低么于20米時，短使用常糕規(guī)避雷肚針難于餅將被保氣護的古州建筑群鬼落、古紙樹群置纖于保護翁范圍內(nèi)停，可采醋用仿真往樹樹頂革安裝具菜有提前欺放電功掀能的避為雷針，暈以達到躁不增加濱接閃桿紐奉高度而刪擴大保削護范圍送的目的吃。用這皺種方式醫(yī)保護古島建筑既雪不影響汽其原貌近也與周腸圍環(huán)境壯協(xié)調(diào)一秤致。防雷克電波奮侵入架和雷屯擊電愁磁脈宋沖的洽措施當(dāng)古建躬筑內(nèi)安部裝有低詢壓電氣服系統(tǒng)和廁（或）渣電子系慎統(tǒng)時，巾古建筑易內(nèi)有大濫型金屬槽構(gòu)件或內(nèi)存有體訂積較大宏的金屬生物體時枯，應(yīng)有蛾防雷電淡波侵入傲和雷擊擴電磁脈際沖（LEM益P）的問技術(shù)武措施劣。如球采取翅等電胖位連齊接措詳施和補在低莖壓電倡氣系維統(tǒng)及盒電子染系統(tǒng)斧中安挎裝電者涌保播護器舊（SPD）等。樣防LE被MP的主要門技術(shù)措供施為：慢等電位桑連接、識屏蔽、出綜合布犬線和安猴裝SPD。防雷電程波侵入板和雷擊怖電磁脈益沖的措劇施（1）等視電位矮連接愿要求古建筑乖上和其找內(nèi)有金柜屬物體億，如金框?qū)賹氻斕J、寶盒沿、錫被鞏、銅被籠等金屬么物，要艷和防雷廚裝置作嫌等電位銷連接。歉同時還北需考慮庫到古建浙筑檐下抓的防鳥星鐵絲網(wǎng)莫（主要岸是指引忙下線均膝與防鳥皮鐵絲網(wǎng)困連成一漲體，構(gòu)驕成一個拔等電位苗體）、竹所有金去屬管線醉的屏蔽棗層、設(shè)紹備金屬占外殼等迷設(shè)施的冷等電位木連接?？刂茩C攏房（如魚監(jiān)控、繁消防）續(xù)的等電勾位連接劣，應(yīng)根練據(jù)電子框系統(tǒng)的覆工作頻逆率分別讀采用星瓦形（S型）系結(jié)構(gòu)傘或網(wǎng)桑形（M型）桐結(jié)構(gòu)器。（2）屏柏蔽要糾求對于腫進入勉古建攏筑的擴供電宋線路凈、電怖話線份等不美宜架醒空引復(fù)入。相當(dāng)其烏架空紗引入于時，承應(yīng)在縮慧進入亦古建徐筑前醒用埋液地電膀纜或掩穿金罩屬管廟屏蔽臂埋地總引入掠，并獻在進艱入古癥建筑齊物時稠與古旗建筑掙的防雕雷裝網(wǎng)置相標(biāo)連。（3）綜冶合布提線要門求建筑餐物內(nèi)貫傳輸?shù)W(wǎng)絡(luò)沒的綜詠合布鞋線施蠅工應(yīng)召符合鞠現(xiàn)行員國家周標(biāo)準《綜合布湯線系統(tǒng)敬工程驗求收規(guī)范》GB粗503敘12-見200姨7的要求好。需統(tǒng)好一考慮綁其走向邊和相互蕉間的距絮離，使撫各種室朽內(nèi)布線踐合理?？咀畹偷能娨笫歉?，將這猜些系統(tǒng)旬穿金屬銳管或采捷用有金辛屬外皮訪的電纜假，并可外靠接地況。防雷話電波桌侵入巖和雷罷擊電幸磁脈追沖的士措施防雷電皇波侵入慕和雷擊要電磁脈搖沖的措脖施（4）安健裝電飯涌保位護器疲的要壯求古建內(nèi)銹不應(yīng)隨地便引入撤架空電到力線、顆通訊線相纜；如朗果架空拌引入時疊，必須營在進戶源處加裝跡適配的伙低壓避菊雷器。對所軌安裝遵防雷快設(shè)施棋的要求：盡可能藝采取既盒安全又貿(mào)隱蔽的栽施工工彩藝技術(shù)艙，以不謎影響古售建的建格筑藝術(shù)榮風(fēng)格和謀觀瞻為開原則。綜述（1）從辭古建行筑物循的整嫌體風(fēng)海貌，黃到大研量的周珍貴傳木刻辰、磚獸雕、狗繪畫枝等藝紡術(shù)品承，許乒多都郵是無切價之撿寶，狀是世合界人熟類文淺化珍場貴遺耐產(chǎn)，廁多屬哥于國借家重解點文墊物保步護單暢位。脾因此偷，古努建筑悟物防萄雷，摔須首逝先對平古建騎筑物諷有全虎面了夕解，硬對它警的雷雕擊歷告史、先結(jié)構(gòu)唉特性惜、自借然環(huán)山境、廳地質(zhì)芳地理向、建墓筑物自內(nèi)的貢電器率設(shè)備對