古建筑防雷工程设计与施工技术31

古建筑筑防雷雷工程程设计计与施施工技技术郭红晨晨河南省省防雷雷中心心2012年手机号号建筑筑防雷雷工程程设计计与施施工技技术探探讨我国是是一个个历史史悠久久文明明古国国，在在这几几千年年璀璨璨的历历史长长河中中，我我们的的祖先先为我我们留留下为为数众众多、、造型型各异异的古古建筑筑。这这些古古建筑筑种类类繁多多，结结构独独特，，是古古代工工程技技术、、建筑筑艺术术与工工艺和和人类类创造造智慧慧的结结晶，，是前前人认认识社社会、、创造造居住住环境境的重重要体体现和和历史史见证证，是是不可可再生生的，，任何何损坏坏和破破坏都都将无无法弥弥补。。雷电是是古建建文物物遭受受自然然灾害害破坏坏的主主要原原因之之一。。除造造成直直接损损毁外外，因因我国国传统统古建建筑多多为木木结构构，雷雷击还还易导导致古古建筑筑起火火造成成大面面积损损失。。中国国古建建筑种种类繁繁多、、造型型各异异、结结构独独特，，因此此防雷雷设计计和施施工须须根据据其特特点进进行，，使安安装的的防雷雷设施施既安安全可可靠、、又美美观隐隐蔽。。让古古建筑筑物获获取最最大的的美观观和最最可靠靠的安安全保保障。。本文文根据据所接接触过过的古古建筑筑物防防雷工工程设设计和和施工工及从从事防防雷工工程多多年的的实践践经验验，就就古建建筑物物防雷雷设计计和施施工技技术措措施，，浅谈谈一些些经验验体会会与大大家共共同探探讨研研究一、我我国古古建筑筑物的的特点点我国古古建筑筑以木木材、、砖瓦瓦为主主要建建筑材材料，，以木木构架架结构构为主主要的的结构构方式式，木木结构构作为为建筑筑物的的基本本骨架架，起起到支支撑屋屋面、、承重重和维维持结结构等等作用用，其其中粗粗大的的木材材作为为建筑筑物的的梁、、柱等等，边边材作作为建建筑物物的门门窗等等物。。砖石石作为为建筑筑物的的墙体体，起起来承承重、、分隔隔的作作用，，同时时砖石石也可可铺作作地板板，埋埋设成成为建建筑物物周边边的基基台。。其平面面布局局以““间””为单单座建建筑单单位，，再以以单座座建筑筑组成成庭院院，进进而组组成各各种形形式的的建筑筑群落落。古古建筑筑平面面呈圆圆形、、正方方形、、十字字形等等几何何形状状。屋顶造造型各各异、、种类类繁多多，主主要有有庑殿殿、歇歇山、、悬山山、硬硬山、、攒尖尖、卷卷棚等等形式式。屋屋顶中中直线线和曲曲线组组合，，形成成向上上翘的的飞檐檐，不不但扩扩大了了采光光面、、有利利于雪雪、雨雨水排排泄，，而且且增添添了建建筑物物的美美感。。我国古古建筑筑在进进行设设计时时都十十分注注意周周围的的山川川形势势、地地理特特点、、气候候条件件、水水体、、林木木植被被等，，务使使建筑筑布局局、形形式、、色调调等跟跟周围围的环环境相相适应应，而而相互互融合合为一一体。。二、古古建筑筑物易易遭受受雷击击的原原因分分析古建筑筑物遭遭受雷雷击的的外部部因素素分析析1、古建建筑物物多数数建在在地势势较高高的山山上，，或建建在山山脚边边或者者水体体附近近，是是不同同导电电土壤壤相接接、土土壤电电阻发发生畸畸变的的地方方，易易遭雷雷电侵侵袭。。2、现代代化元元素的的引入入增加加了古古建筑筑物遭遭雷击击的几几率。。二、古古建筑筑物易易遭受受雷击击的原原因分分析古建筑筑物易易遭受受雷击击的原原因分分析古建筑筑遭受受雷击击的内内部因因素分分析1、我国国的古古建筑筑绝大大多数数为砖砖木结结构，，这些些也都都是极极易燃燃烧的的材料料。一一旦遭遭受雷雷击，，极易易引起起木质质构件件燃烧烧。2、多数数古建建筑物物大殿殿正脊脊中部部埋设设有用用于辟辟邪金金属宝宝盒，，有的的建筑筑物屋屋顶内内部还还有锡锡背，，铜质质宝顶顶，还还有的的建筑筑物屋屋面有有金属属链条条作装装饰用用。这这些金金属物物均没没有任任何接接地处处理，，而且且通常常都安安置在在建筑筑物的的最顶顶端，，这些些金属属物都都大大大增加加了建建筑物物遭受受雷击击的概概率。。3、从结结构上上看，，古代代建筑筑多以以坡屋屋顶为为主，，坡度度较大大，且且大多多有高高翘的的飞檐檐和高高耸的的屋顶顶且屋屋脊比比较多多。而而这些些高翘翘的飞飞檐，，高耸耸的屋屋脊也也正好好为带带电云云层放放电创创造条条件。。古建筑筑物防防雷现现状分分析有相当当一部部分古古建筑筑缺少少有效效的防防雷保保护措措施，，或防防雷措措施不不完善善。国内尚尚无关关于古古建筑筑的防防雷规规范和和标准准，，简单单地应应用现现代建建筑防防雷措措施安安装在在古建建筑物物上的的防雷雷装置置，既既影响响了古古建原原有的的艺术术风貌貌，也也降低低了其其防雷雷效果果。古建筑筑防雷雷类别别的划划分古建筑筑防雷雷类别别的定定性划划分参照国国家现现行《建筑物物防雷雷设计计规范范》、《古建筑筑木结结构维维护与与加固固技术术规范范》，古建建筑防防雷类类别应应根据据其重重要性性、使使用性性质、、发生生雷电电事故故的可可能性性和后后果，，宜划划分为为三个个防雷雷类别别。被联合合国教教科文文组织织列入入“世世界文文化遗遗产””目录录的和和属于于国家家级重重点文文物保保护的的古建建筑；；省、、自治治区和和直辖辖市级级重点点文物物保护护单位位的古古建筑筑；市市县级级文物物保护护的古古建筑筑三类类。当当古建建筑为为园林林式群群体建建筑时时，应应以其其中最最高类类别来来确定定。古建建筑筑防防雷雷类类别别的的划划分分古建建筑筑防防雷雷类类别别的的定定量量划划分分计算算古古建建物物的的年年预预计计雷雷击击次次数数定定量量划划分分对于于园园林林式式的的古古建建群群落落，，应应以以其其占占地地面面积积换换算算成成规规则则几几何何图图形形的的面面积积来来计计算算，，其其高高度度则则以以该该古古建建群群落落中中最最高高建建筑筑（（或或者者为为古古树树））的的高高度度来来确确定定。。古建建筑筑直直击击雷雷防防护护装装置置的的形形式式接闪闪器器古建建筑筑防防雷雷工工程程设设计计和和施施工工中中，，须须遵遵守守不不改改变变文文物物原原状状的的文文物物保保护护原原则则。。选选择择使使用用接接闪闪器器的的颜颜色色应应与与古古建建筑筑物物相相应应位位置置的的颜颜色色协协调调一一致致。。既既要要做做到到保保证证其其防防雷雷效效果果，，也也要要做做到到不不影影响响古古建建筑筑的的外外观观与与其其周周围围环环境境协协调调一一致致；；并并尽尽可可能能做做到到避避免免对对古古建建筑筑造造成成破破坏坏。。选用用避避雷雷带带作作为为其其接接闪闪器器时时，，宜宜使使用用铜铜质质材材料料，，而而不不使使用用热热镀镀锌锌钢钢材材。。在古古建建筑筑物物上上敷敷设设避避雷雷带带，，其其支支持持卡卡子子不不能能靠靠在在古古建建筑筑上上打打孔孔来来固固定定，，这这会会破破坏坏古古建建筑筑，，可可以以采采用用U型（（抱抱箍箍式式））固固定定件件、、固固定定螺螺丝丝与与瓦瓦面面之之间间应应加加橡橡胶胶垫垫进进行行保保护护[5]，接接闪闪导导线线的的固固定定支支件件的的高高度度不不宜宜小小于于150mm，可可选选用用25mm××4mm的热热镀镀锌锌钢钢。。攒尖尖顶顶古古建建筑筑物物接接闪闪器器的的敷敷设设古建建筑筑直直击击雷雷防防护护装装置置的的形形式式引下下线线古建建筑筑物物引引下下线线敷敷设设时时，，应应避避开开建建筑筑物物的的正正面面，，尽尽量量在在建建筑筑物物的的侧侧面面、、后后面面等等不不经经常常被被人人注注意意到到的的地地方方敷敷设设；；并并做做到到分分段段固固定定，，并并以以最最短短路路径径敷敷设设到到接接地地体体，，敷敷设设应应平平正正顺顺直直、、无无急急弯弯。。引下下线线可可选选热热镀镀锌锌钢钢材材或或铜铜材材。。木木立立柱柱引引下下时时，，采采用用环环形形抱抱箍箍固固定定。。古建建筑筑直直击击雷雷防防护护装装置置的的形形式式接地地装装置置接地地装装置置的的材材料料选选择择和和现现代代建建筑筑物物类类似似，，采采用用热热镀镀锌锌角角钢钢和和扁扁钢钢敷敷设设就就行行。。古古建建筑筑接接地地装装置置的的形形式式，，要要充充分分考考虑虑古古建建周周围围场场地地、、环环境境施施工工时时受受局局限限的的情情况况，，应应本本着着为为节节约约经经费费和和有有利利于于防防止止跨跨步步电电压压危危害害的的原原则则。。采用用A型接接地地装装置置（（见见图图3A型））。。反反之之，，在在土土壤壤电电阻阻率率较较高高和和古古建建筑筑周周围围较较空空旷旷且且便便于于施施工工时时，，可可采采用用B型接接地地装装置置（（见见图图3B型））。。敷设设时时还还需需注注意意接接地地装装置置与与地地下下管管线线路路的的安安全全距距离离。。注注意意在在进进行行接接地地施施工工时时应应避避免免掘掘到到地地宫宫或或其其他他文文物物，，在在挖挖掘掘之之前前要要进进行行仔仔细细勘勘测测。。接接地地装装置置开开挖挖时时，，需需对对地地面面所所敷敷设设的的古古砖砖、、石石做做好好方方位位标标记记和和编编号号，，回回填填时时，，将将其其恢恢复复原原貌貌。。古建建筑筑物物防防侧侧击击雷雷、、球球雷雷措措施施古建建筑筑物物防防侧侧击击雷雷，，要要根根据据古古建建的的地地理理位位置置和和其其遭遭雷雷历历史史来来决决定定。。一一般般情情况况下下，，位位于于城城市市里里的的古古建建筑筑物物一一般般不不需需要要设设防防侧侧击击雷雷；；对对建建在在海海拔拔较较高高的的山山体体、、水水体体附附近近的的且且较较为为孤孤立立高高大大的的古古建建筑筑物物（（如如古古塔塔）），，可可以以每每隔隔6m沿古古建建四四周周外外伸伸的的脊脊檐檐设设置置环环形形避避雷雷带带，，并并使使环环形形避避雷雷带带和和古古建建四四周周的的金金属属窗窗等等与与防防雷雷引引下下线线可可靠靠连连接接。。而而防防球球雷雷的的最最好好措措施施是是对对古古建建上上的的开开放放式式门门、、窗窗安安装装金金属属屏屏蔽蔽网网并并可可靠靠接接地地，，但但古古建建有有时时是是很很难难做做到到的的。。比比较较适适宜宜的的方方法法是是把把古古建建的的所所有有窗窗都都装装上上玻玻璃璃，，并并应应注注意意在在雷雷雨雨天天紧紧闭闭门门窗窗，，以以防防球球雷雷的的进进入入室室内内。。古树树的的防防雷雷技技术术措措施施被列列为为国国家家级级文文物物保保护护单单位位的的名名贵贵古古树树，，也也是是防防雷雷的的保保护护对对象象之之一一。。一一般般情情况况下下，，古古树树的的防防雷雷往往往往在在树树上上做做防防雷雷装装置置，，即即在在古古树树树树冠冠的的主主要要干干叉叉上上装装设设圆圆钢钢制制成成的的避避雷雷针针，，支支持持其其避避雷雷针针的的支支承承杆杆必必须须固固定定在在树树干干上上，，因因为为树树木木要要逐逐渐渐长长粗粗，，因因此此支支承承杆杆的的抱抱箍箍以以及及固固定定引引下下线线的的抱抱箍箍必必须须做做成成能能松松紧紧的的圆圆形形卡卡箍箍，，以以便便不不影影响响树树木木的的生生长长；；引引下下线线用用绝绝缘缘软软铜铜线线上上端端与与接接闪闪器器电电气气连连接接、、中中间间部部分分弯弯曲曲布布设设，，并并与与树树根根附附近近的的环环形形（（B型）人工工垂直接接地极连连接。对古树群群或者古古建筑群群可在古古树群或或者古建建筑群的的中央部部位设置置不影响响古建筑筑整体观观瞻的仿仿真树（（仿真树树太高就就和周围围环境不不协调））形式的的避雷针针，使周周边古树树或者古古建筑群群在其保保护范围围内古建筑群群可在古古树群或或者古建建筑群的的中央部部位设置置不影响响古建筑筑整体观观瞻的仿仿真树（（仿真树树太高就就和周围围环境不不协调））形式的的避雷针针，使周周边古树树或者古古建筑群群在其保保护范围围内仿真树防防雷设施施古树的防防雷技术术措施通过实践践，我们们认为，，对于古古建筑群群、古树树群或无无法在其其上敷设设避雷带带或架立立避雷针针，且其其自身高高度低于于20米时，使使用常规规避雷针针难于将将被保护护的古建建筑群落落、古树树群置于于保护范范围内，，可采用用仿真树树树顶安安装具有有提前放放电功能能的避雷雷针，以以达到不不增加接接闪杆高高度而扩扩大保护护范围的的目的。。用这种种方式保保护古建建筑既不不影响其其原貌也也与周围围环境协协调一致致。防雷电波波侵入和和雷击电电磁脉冲冲的措施施当古建筑筑内安装装有低压压电气系系统和（（或）电电子系统统时，古古建筑内内有大型型金属构构件或存存有体积积较大的的金属物物体时，，应有防防雷电波波侵入和和雷击电电磁脉冲冲（LEMP）的技术术措施。。如采取取等电位位连接措措施和在在低压电电气系统统及电子子系统中中安装电电涌保护护器（SPD）等。防防LEMP的主要技技术措施施为：等等电位连连接、屏屏蔽、综综合布线线和安装装SPD。防雷电波波侵入和和雷击电电磁脉冲冲的措施施（1）等电位位连接要要求古建筑上上和其内内有金属属物体，，如金属属宝顶、、宝盒、、锡被、、铜被等等金属物物，要和和防雷装装置作等等电位连连接。同同时还需需考虑到到古建筑筑檐下的的防鸟铁铁丝网（（主要是是指引下下线均与与防鸟铁铁丝网连连成一体体，构成成一个等等电位体体）、所所有金属属管线的的屏蔽层层、设备备金属外外壳等设设施的等等电位连连接。控制机房房（如监监控、消消防）的的等电位位连接，，应根据据电子系系统的工工作频率率分别采采用星形形（S型）结构构或网形形（M型）结构构。（2）屏蔽要要求对于进入入古建筑筑的供电电线路、、电话线线等不宜宜架空引引入。当当其架空空引入时时，应在在进入古古建筑前前用埋地地电缆或或穿金属属管屏蔽蔽埋地引引入，并并在进入入古建筑筑物时与与古建筑筑的防雷雷装置相相连。（3）综合布布线要求求建筑物内内传输网网络的综综合布线线施工应应符合现现行国家家标准《综合布线线系统工工程验收收规范》GB50312-2007的要求。。需统一一考虑其其走向和和相互间间的距离离，使各各种室内内布线合合理。最最低的要要求是，，将这些些系统穿穿金属管管或采用用有金属属外皮的的电缆，，并可靠靠接地。。防雷电