古建筑防雷工程設(shè)計與施工技術(shù)講義

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、石做好方位標記和編號，回填時，將其恢復原貌。古建筑哪物防側(cè)姥擊雷、列球雷措露施古建筑仔物防側(cè)慘擊雷，禿要根據(jù)千古建的陣地理位堪置和其咐遭雷歷率史來決忌定。一驅(qū)般情況欲下，位住于城市鹿里的古振建筑物模一般不哪需要設(shè)飼防側(cè)擊扁雷；對田建在海城拔較高去的山體頭、水體虎附近的府且較為鎖孤立高成大的古省建筑物燈（如古大塔），宿可以每甘隔6m沿古建粗四周外腿伸的脊猾檐設(shè)置蒙環(huán)形避持雷帶，生并使環(huán)火形避雷線帶和古蓋建四周嫂的金屬脈窗等與涂防雷引世下線可幸靠連接現(xiàn)。而防辜球雷的熔最好措非施是對壯古建上華的開放喇式門、伸窗安裝妥金屬屏份蔽網(wǎng)并麻可靠接仿地，但糠古建有汪時是很臭難做到毒的。比腳較適宜搬的方法文是把古帆建的所扣有窗都沈裝上玻腰璃，并鋸應(yīng)注意招在雷雨翻天緊閉戲門窗，束以防球釋雷的進定入室內(nèi)田。古樹的河防雷技奪術(shù)措施被列頑為國條家級早文物提保護膨單位旗的名患貴古歸樹，乓也是行防雷泳的保敘護對近象之晃一。亂一般水情況騙下，滴古樹椒的防寬雷往宵往在農(nóng)樹上脂做防遭雷裝牢置，謀即在株古樹狂樹冠獄的主慘要干喂叉上波裝設(shè)舟圓鋼殘制成駐的避智雷針章，支今持其政避雷鼓針的偽支承言桿必渠須固譜定在羊樹干勺上，晉因為拉樹木牢要逐惠漸長繁粗，或因此女支承喚桿的牙抱箍立以及慨固定林引下互線的裹抱箍段必須擺做成聚能松罩緊的肅圓形輕卡箍抵，以我便不叉影響膜樹木淹的生未長；橫引下掙線用剖絕緣引軟銅份線上總端與旦接閃踩器電得氣連浙接、期中間浪部分游彎曲愿布設(shè)糠，并爽與樹光根附齊近的裂環(huán)形銷（B型）人搶工垂直急接地極款連接。對古嚼樹群濱或者翠古建尚筑群止可在香古樹唇群或閱者古碧建筑礎(chǔ)群的午中央唇部位隱設(shè)置察不影種響古假建筑多整體偵觀瞻象的仿那真樹枝（仿社真樹校太高謹就和里周圍督環(huán)境荒不協(xié)遠調(diào)）鬧形式玻的避擾雷針便，使趴周邊貸古樹緣瑞或者抵古建估筑群槐在其培保護請范圍卸內(nèi)古建吃筑群單可在鍛古樹并群或衛(wèi)者古蛾建筑屠群的澇中央殼部位泛設(shè)置刺不影錢響古衡建筑丸整體誕觀瞻籃的仿頁真樹垃（仿恢真樹溝太高堡就和況周圍撞環(huán)境搭不協(xié)置調(diào)）添形式邁的避圈雷針單，使鬧周邊勸古樹英或者病古建待筑群炭在其梁保護雙范圍復內(nèi)仿真樹準防雷設(shè)甲施古樹的煮防雷技施術(shù)措施通過意實踐遭，我梁們認禁為，種對于某古建挽筑群維、古在樹群聲或無估法在最其上懇敷設(shè)莫避雷紡帶或柳架立繭避雷岡針，倍且其甩自身脈高度貧低于20米時，南使用常談規(guī)避雷英針難于瞞將被保將護的古齡建筑群漫落、古蘋樹群置銜于保護必范圍內(nèi)靠，可采吉用仿真號樹樹頂席安裝具態(tài)有提前突放電功松能的避丑雷針，閣以達到辨不增加護接閃桿榆高度而膊擴大保間護范圍茫的目的歌。用這殲種方式攪保護古錢建筑既座不影響豈其原貌慨也與周柱圍環(huán)境歐協(xié)調(diào)一吐致。防雷電絲式波侵入尤和雷擊鉤電磁脈濟沖的措塑施當古建粱筑內(nèi)安才裝有低優(yōu)壓電氣課系統(tǒng)和屢（或）才電子系修統(tǒng)時，沉古建筑難內(nèi)有大互型金屬咳構(gòu)件或嘆存有體榴積較大完的金屬紛物體時派，應(yīng)有儀防雷電萌波侵入愧和雷擊首電磁脈籃沖（LEM都P）的裳技術(shù)恐措施飽。如伶采取蓬等電虜位連圓接措浩施和杠在低搜壓電將氣系臣統(tǒng)及暫電子在系統(tǒng)脾中安鹿裝電你涌保與護器越（SPD）等普。防LEM砌P的主熱要技理術(shù)措朱施為不：等底電位反連接箭、屏魄蔽、塞綜合挎布線跑和安錫裝SP吐D。防雷電械波侵入燭和雷擊盈電磁脈鄭沖的措費施（1）等苦電位丈連接兇要求古建熱筑上春和其點內(nèi)有集金屬弟物體血，如旬金屬說寶頂鋼、寶適盒、壟錫被繼、銅舍被等好金屬件物，楚要和迫防雷表裝置鈔作等罵電位快連接閱。同簡時還將需考典慮到土古建瘡筑檐蘋下的曠防鳥品鐵絲咸網(wǎng)（堤主要遼是指稻引下脹線均澆與防柴鳥鐵瓜絲網(wǎng)算連成扎一體遍，構(gòu)差成一逮個等貫電位機體）宿、所魔有金殲屬管企線的萌屏蔽咬層、燙設(shè)備膚金屬絡(luò)外殼般等設(shè)筍施的氏等電精位連護接。控制機挖房（如撒監(jiān)控、遠消防）媽的等電殊位連接未，應(yīng)根亦據(jù)電子筑系統(tǒng)的更工作頻洗率分別外采用星至形（S型）喇結(jié)構(gòu)舞或網(wǎng)好形（M型）結(jié)桿構(gòu)。（2）屏筒蔽要字求對于緞進入勢古建夫筑的曠供電擔線路柜、電辛話線驚等不營宜架通空引理入。引當其購架空曠引入療時，祥應(yīng)在常進入往古建文筑前彩用埋理地電參纜或及穿金榜屬管施屏蔽奇埋地錘引入筑，并干在進員入古慶建筑煎物時翁與古鼓建筑派的防仇雷裝鏡置相傭連。（3）綜需合布頃線要葬求建筑物制內(nèi)傳輸匪網(wǎng)絡(luò)的雀綜合布齒線施工喂應(yīng)符合宜現(xiàn)行國宇家標準《綜合布惰線系統(tǒng)鴿工程驗元收規(guī)范》G繭B5土03另12始-2莖00有7的要聽求。侍需統(tǒng)肌一考同慮其庸走向別和相輪互間笛的距繁離，鼓使各際種室袖內(nèi)布憑線合堂理。助最低廳的要領(lǐng)求是倆，將暢這些培系統(tǒng)礦穿金絡(luò)屬管做或采馬用有倍金屬待外皮腔的電索纜，質(zhì)并可努靠接港地。防雷電壩波侵入標和雷擊登電磁脈星沖的措死施防雷衡電波凈侵入攏和雷狹擊電勻磁脈嗓沖的希措施（4）安裝駱電涌保別護器的屬要求古建清內(nèi)不技應(yīng)隨錢便引節(jié)入架援空電充力線睜、通定訊線吊纜；嘗如果液架空汁引入孝時，襯必須遍在進吳戶處基加裝珠適配租的低繩壓避呢雷器泳。對所績安裝鴉防雷涌設(shè)施藏的要求：盡可能嘗采取既偶安全又膛隱蔽的乒施工工跳藝技術(shù)博，以不國影響古籃建的建療筑藝術(shù)機風格和千觀瞻為旦原則。綜述（1）從古潔建筑物系的整體糊風貌，廈到大量割的珍貴贈木刻、奏磚雕、陰繪畫等抬藝術(shù)品登，許多員都是無軍價之寶尿，是世的界人類拾文化珍屠貴遺產(chǎn)儲，多屬支于國家薯重點文勾物保護構(gòu)單位。橫因此，肚古建筑色物防雷逗，須首政先對古勒建筑物露有全面誦了解，梳對它的影雷擊歷臺史、結(jié)集構(gòu)特性駐、自然旗環(huán)境、鴨地質(zhì)地來理、建老筑物內(nèi)朵的電器梅設(shè)備、距金屬器魚物等等眾做出全欺面分析堡，統(tǒng)籌浩規(guī)劃古斤建筑的那防雷工至