目前大部分古建筑物未得到有效的防雷保護，保護古建筑物的防雷意識還比較淡薄，手段相對滯后，防雷裝置設施不完善，雷害仍在不斷發(fā)生。因此，本文擬從古建筑物的結(jié)構(gòu)、雷擊原理、防雷措施等幾個方面來論述古建筑物防雷所應采取的一些對策，以期對古建筑物防雷工作提供一些有益的參考。
古建筑物易遭受雷擊的結(jié)構(gòu)特點
古建筑物結(jié)構(gòu)、用途、性質(zhì)及所建地理環(huán)境與一般建筑物不同，容易遭受雷擊。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：
古建筑物多數(shù)建在地勢較高的山上，或建在土壤電阻率有突變的山腳邊，易被雷電侵襲。
從結(jié)構(gòu)上看，為了體現(xiàn)建筑的雄偉、挺拔，古建筑物都建有高聳的屋脊，而這些高聳的屋脊也正好為帶電云層放電創(chuàng)造條件。
多數(shù)古建筑物大殿正脊中部埋設金屬寶盒，有的建筑物屋頂內(nèi)部還有錫背，這些金屬物都大大增加了建筑物接閃放電的可能性。
古建筑絕大多數(shù)為磚木結(jié)構(gòu)，一旦遭受雷擊，極易引起木質(zhì)構(gòu)件燃燒。
古建筑物防雷現(xiàn)存缺陷分析
已有防雷設施未達防雷技術(shù)標準：部分通過修建、改建、擴建的古建筑物以及較高的寶塔類型建筑物多數(shù)安裝了防雷裝置，從實際檢測發(fā)現(xiàn)，這些古建筑物的防雷裝置還存在著不少缺陷。如：接閃器大多采用“蘇式”長針，對易受雷擊部分布設不到位；防雷引下線少；接地引下線過長，獨立垂直接地體數(shù)量少，接地裝置位置不適宜；無均壓措施；無防球雷措施；室內(nèi)外的電氣管線路及設備與防雷系統(tǒng)的距離不夠等；一些單位在設計防雷方案時因?qū)纂姎夂颦h(huán)境影響缺乏認識，降低了建筑物的防雷類別，從而降低了安全系數(shù)?！?/span>
與現(xiàn)代建筑物相比，大多古建筑物周圍的地理環(huán)境、地質(zhì)條件不理想，建筑物的外形結(jié)構(gòu)也比較復雜。因此，給古建筑物防雷裝置的施工安裝帶來了一定的難度，防雷效果相對現(xiàn)代建筑物要差一些。古建筑物防雷裝置設施的安裝敷設與保護古建筑原有風貌相矛盾，影響了防雷設施的安裝與使用。
古建筑物防雷類別的劃分 根據(jù)國家現(xiàn)行建筑物防雷設計規(guī)范（GB50057-94），建筑物的防雷分類根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的可能性和后果來確定。國家級重點文物保護的建筑物根據(jù)其大小至少應劃為二類以上防雷建筑物。
古建筑物的防雷措施 根據(jù)IECl024-1和GB50057-94（2000版）的有關規(guī)定，建筑物防雷可分為內(nèi)、外部防雷，并按人、物和設備對雷電災害的感受強度不同可把建筑物內(nèi)、外環(huán)境劃分為LPZ0A、LPZ0B、LPZl、LPZn+1等不同的防雷區(qū)。LPZ0A為建筑物的外部防雷保護區(qū)域，LPZ0B～LPZn+1為建筑物內(nèi)部防雷保護區(qū)域。古建筑物的防雷設計必須將外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置作為整體統(tǒng)一考慮。
古建筑物外部防雷
外部防雷裝置（即傳統(tǒng)的常規(guī)避雷裝置）由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器（也叫接閃裝置）有三種形式：避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)。它位于建筑物的頂部，其作用是引雷或叫截獲閃電，即把雷電流引下。引下線上與接閃器連接，下與接地裝置連接，它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。接地裝置位于地下一定深度，它的作用是使雷電流頃刻流散到大地中去 接閃器的布設 為保持古建筑物的藝術(shù)特點，接閃器宜采用避雷帶與短支針的組合，代替原有的“蘇式”長針，并宜在敷有引下線屋角的避雷帶上焊接30～50cm左右的短支針，以便有效接閃雷電泄流人地。根據(jù)雷擊規(guī)律，避雷帶應沿建筑物屋面的正脊、吻獸、屋頂檐部、斜脊、垂獸和高出建筑物的煙囪等易受雷擊的部位敷設。為減小雷電流產(chǎn)生的電動力危害，在敷設避雷帶時盡量避免直、銳角彎曲，應采用圓弧形彎曲，其引下彎曲的弦長應大于對應弧長的十分之一?！?/span>
外部防雷裝置（即傳統(tǒng)的常規(guī)避雷裝置）由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器（也叫接閃裝置）有三種形式：避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)。它位于建筑物的頂部，其作用是引雷或叫截獲閃電，即把雷電流引下。引下線上與接閃器連接，下與接地裝置連接，它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。接地裝置位于地下一定深度，它的作用是使雷電流頃刻流散到大地中去 接閃器的布設 為保持古建筑物的藝術(shù)特點，接閃器宜采用避雷帶與短支針的組合，代替原有的“蘇式”長針，并宜在敷有引下線屋角的避雷帶上焊接30～50cm左右的短支針，以便有效接閃雷電泄流人地。根據(jù)雷擊規(guī)律，避雷帶應沿建筑物屋面的正脊、吻獸、屋頂檐部、斜脊、垂獸和高出建筑物的煙囪等易受雷擊的部位敷設。為減小雷電流產(chǎn)生的電動力危害，在敷設避雷帶時盡量避免直、銳角彎曲，應采用圓弧形彎曲，其引下彎曲的弦長應大于對應弧長的十分之一?！?/span>
引下線的布設 防雷引下線根數(shù)少，雷電流分流就小，每根引下線所承受的雷電流就越大，容易產(chǎn)生雷電反擊和雷電二次效應危害。因此，在布設引下線時盡量多設幾根，盡量利用建筑物的柱子和鋼筋。但古建筑物多為磚木結(jié)構(gòu)，故只能采用明敷。敷設時應注意引下線要對稱，在間距符合規(guī)范的前提下，盡可能多設幾根。為減少引下線自身電感所引起的雷電感應過壓，應以最短的接地路徑敷設。引下線彎曲應采用“軟連接”的弧形彎曲。在引下線距地面1.8～0.3m處應有良好的保護覆蓋物，避免與游客接觸產(chǎn)生接觸電壓危害。
接地裝置布設 古建筑物接地裝置的布設應根據(jù)其用途、性質(zhì)、地理環(huán)境和游客多少等情況來選擇結(jié)構(gòu)方式和位置。對重要的游客集中的古建筑物內(nèi)部應做均壓措施。對寬度較窄的古建筑物可采用水平周圈式接地裝置，并注意接地裝置與地下管線路的安全距離。若達不到規(guī)范要求的一律連接成一體，構(gòu)成均壓接地網(wǎng)。這樣可以使到接地網(wǎng)界面以內(nèi)的電場分布比較均勻，可以減小跨步電壓對游客的危害，也可以減小室內(nèi)在被雷擊時由于地面電位梯度大而容易產(chǎn)生的反擊高壓危害。另外，為降低雷電跨步電壓對游客的危害，當接地體距建筑物出人口或人行道小于3 m時，接地體局部應埋深1m以下，若深埋有困難，則應敷設50～80mm厚的瀝青層，其寬度應超過接地體2m?！?/span>
防側(cè)擊雷、球雷措施 古建筑物防側(cè)擊雷，要根據(jù)所建地地理位置來決定。對于建在城市里的建筑物一般不需要設防側(cè)擊雷；對建在海拔較高的古建筑物應根據(jù)實際情況確定，確實需要的可以每隔6m沿建筑物四周設置圈式防雷均壓帶，并使均壓帶和建筑物四周的所有金屬物均與防雷地可靠連接。防球雷的最好措施是安裝金屬屏蔽網(wǎng)并可靠接地，最低要求是把建筑物的所有門窗都裝上玻璃，使其沒有孔洞，以防球雷沿孔洞鉆進室內(nèi)。此外，還應注意附近高大樹木引來的球雷，要考慮樹木與建筑物的安全距離?！ ?．2 古建筑物內(nèi)部防雷 內(nèi)部防雷裝置的作用是減少建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁效應以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。除外部防雷裝置外，所有為達到此目的所采用的設施、手段和措施均為內(nèi)部防雷裝置，它包括等電位連接設施（物）、屏蔽設施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施?！ 〈蠖鄶?shù)國家、省、市級重點文物保護的仿古建筑物內(nèi)都增設了消防廣播、防盜報警、監(jiān)視系統(tǒng)等。這些弱電電氣系統(tǒng)對雷電雖沒有計算機電子信息系統(tǒng)那樣“敏感”，但一旦受雷其危害也是很大的。為此，隨著人類科技的發(fā)展，古建筑物、仿古建筑物的內(nèi)部防雷也顯得非常重要。具體措施如下：
把從LPZ0A區(qū)進入LPZI區(qū)各類金屬管包括鎧裝電纜的金屬外皮在LPZ0A與LPZl交界處就近與防雷地或建筑基礎地作等電位連接，使沿各類金屬管和電纜侵入的雷電涌泄流人地?！?/span>
把從LPZ0B區(qū)進入LPZl區(qū)各類天饋線路在LPZ0B與LPZl交界處串接相應的天饋電涌保護器(SPD)；把從LPZ0A區(qū)進入LPZl區(qū)的各類通訊、數(shù)據(jù)信號線路在LPZ0A與LPZl交界處串接相應的信號SPD；把從LPZ0A區(qū)進入UPZl區(qū)的電源線路在LPZ0A與LPZl交界處并接相應的電源SPD。對上述SPD的配置、施工應注意以下幾方面：
aSPD的最大鉗壓加上其兩端引線的感應電壓應與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設備允許的最大電涌電壓協(xié)調(diào)一致；SPD還應與其相應的能量承受能力相一致?！?/span>
在天饋、通訊、數(shù)據(jù)等信號線路上一般采用一至二級SPD保護，而在電源配電線路上要根據(jù)被保護設備的重要性和雷災環(huán)境來決定在不同防雷區(qū)的交界處設一至三級SPD保，但每級之間應有一定的間距（根據(jù)選擇SPD類型不同，間距應不小于5～15m）。
SPD的接地線規(guī)格應符合規(guī)范，并以最短的距離在LPZ交界處就近接地（接地線一般應不大于50cm）?！?/span>
雷擊電磁脈沖干擾（LEMP）對信息系統(tǒng)的危害是很大的，為此對設有弱電電氣設備的古建筑物來說也應該采取防LEMP措施。LEMP主要指雷擊時從三維空間侵入到建筑物內(nèi)的雷電磁場輻射干擾和通過各類傳輸導體侵入到建筑物內(nèi)的感應過電壓、過電流。可見，對LEMP的防止，除需上述建筑物內(nèi)部防雷措施外，還需防止從三維空間侵入的雷電磁場輻射干擾。防止雷電磁場干擾的最好方法是在建筑物的LPZ0區(qū)與LPZl區(qū)之間設置一個金屬屏蔽接地籠。在實際操作中，現(xiàn)代仿古建筑物可以利用建筑物內(nèi)的鋼筋做成法拉第籠式避雷網(wǎng)，對磚木結(jié)構(gòu)的古建筑物可以利用防直擊雷的接閃器、引下線和接地體做成法拉第籠，接閃器網(wǎng)格、引下線間距應盡可能設置得密一些。經(jīng)屏蔽措施后，絕大部分的LEMP被衰減，但對特別重要的設備，還可以放置在作為后續(xù)防雷區(qū)的屏蔽室內(nèi)，以確保設備的安全。
標簽： 古建筑防雷
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