目前大部分古建筑物未得到有效的防雷保護(hù)，保護(hù)古建筑物的防雷意識(shí)還比較淡薄，手段相對(duì)滯后，防雷裝置設(shè)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(gè)方面來(lái)論述古建筑物防雷所應(yīng)采取的一些對(duì)策，以期對(duì)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(diǎn)
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(gè)方面：
古建筑物多數(shù)建在地勢(shì)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(shè)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(shè)施未達(dá)防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：部分通過(guò)修建、改建、擴(kuò)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(shí)際檢測(cè)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(zhǎng)針，對(duì)易受雷擊部分布設(shè)不到位；防雷引下線少；接地引下線過(guò)長(zhǎng)，獨(dú)立垂直接地體數(shù)量少，接地裝置位置不適宜；無(wú)均壓措施；無(wú)防球雷措施；室內(nèi)外的電氣管線路及設(shè)備與防雷系統(tǒng)的距離不夠等；一些單位在設(shè)計(jì)防雷方案時(shí)因?qū)纂姎夂颦h(huán)境影響缺乏認(rèn)識(shí)，降低了建筑物的防雷類別，從而降低了安全系數(shù)。
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(fù)雜。因此，給古建筑物防雷裝置的施工安裝帶來(lái)了一定的難度，防雷效果相對(duì)現(xiàn)代建筑物要差一些。古建筑物防雷裝置設(shè)施的安裝敷設(shè)與保護(hù)古建筑原有風(fēng)貌相矛盾，影響了防雷設(shè)施的安裝與使用。
古建筑物防雷類別的劃分 根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行建筑物防雷設(shè)計(jì)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(lái)確定。國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的建筑物根據(jù)其大小至少應(yīng)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(guān)規(guī)定，建筑物防雷可分為內(nèi)、外部防雷，并按人、物和設(shè)備對(duì)雷電災(zāi)害的感受強(qiáng)度不同可把建筑物內(nèi)、外環(huán)境劃分為L(zhǎng)PZ0A、LPZ0B、LPZl、LPZn+1等不同的防雷區(qū)。LPZ0A為建筑物的外部防雷保護(hù)區(qū)域，LPZ0B～LPZn+1為建筑物內(nèi)部防雷保護(hù)區(qū)域。古建筑物的防雷設(shè)計(jì)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(shè) 為保持古建筑物的藝術(shù)特點(diǎn)，接閃器宜采用避雷帶與短支針的組合，代替原有的“蘇式”長(zhǎng)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(yīng)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(shè)。為減小雷電流產(chǎn)生的電動(dòng)力危害，在敷設(shè)避雷帶時(shí)盡量避免直、銳角彎曲，應(yīng)采用圓弧形彎曲，其引下彎曲的弦長(zhǎng)應(yīng)大于對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)的十分之一。
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(shè) 為保持古建筑物的藝術(shù)特點(diǎn)，接閃器宜采用避雷帶與短支針的組合，代替原有的“蘇式”長(zhǎng)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(yīng)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(shè)。為減小雷電流產(chǎn)生的電動(dòng)力危害，在敷設(shè)避雷帶時(shí)盡量避免直、銳角彎曲，應(yīng)采用圓弧形彎曲，其引下彎曲的弦長(zhǎng)應(yīng)大于對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)的十分之一。
引下線的布設(shè) 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(yīng)危害。因此，在布設(shè)引下線時(shí)盡量多設(shè)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(shè)時(shí)應(yīng)注意引下線要對(duì)稱，在間距符合規(guī)范的前提下，盡可能多設(shè)幾根。為減少引下線自身電感所引起的雷電感應(yīng)過(guò)壓，應(yīng)以最短的接地路徑敷設(shè)。引下線彎曲應(yīng)采用“軟連接”的弧形彎曲。在引下線距地面1.8～0.3m處應(yīng)有良好的保護(hù)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(shè) 古建筑物接地裝置的布設(shè)應(yīng)根據(jù)其用途、性質(zhì)、地理環(huán)境和游客多少等情況來(lái)選擇結(jié)構(gòu)方式和位置。對(duì)重要的游客集中的古建筑物內(nèi)部應(yīng)做均壓措施。對(duì)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(dá)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(chǎng)分布比較均勻，可以減小跨步電壓對(duì)游客的危害，也可以減小室內(nèi)在被雷擊時(shí)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(duì)游客的危害，當(dāng)接地體距建筑物出人口或人行道小于3 m時(shí)，接地體局部應(yīng)埋深1m以下，若深埋有困難，則應(yīng)敷設(shè)50～80mm厚的瀝青層，其寬度應(yīng)超過(guò)接地體2m。
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(lái)決定。對(duì)于建在城市里的建筑物一般不需要設(shè)防側(cè)擊雷；對(duì)建在海拔較高的古建筑物應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定，確實(shí)需要的可以每隔6m沿建筑物四周設(shè)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(méi)有孔洞，以防球雷沿孔洞鉆進(jìn)室內(nèi)。此外，還應(yīng)注意附近高大樹(shù)木引來(lái)的球雷，要考慮樹(shù)木與建筑物的安全距離。 4．2 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(yīng)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(dá)到此目的所采用的設(shè)施、手段和措施均為內(nèi)部防雷裝置，它包括等電位連接設(shè)施（物）、屏蔽設(shè)施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。 大多數(shù)國(guó)家、省、市級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)的仿古建筑物內(nèi)都增設(shè)了消防廣播、防盜報(bào)警、監(jiān)視系統(tǒng)等。這些弱電電氣系統(tǒng)對(duì)雷電雖沒(méi)有計(jì)算機(jī)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(jìn)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(chǔ)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。
把從LPZ0B區(qū)進(jìn)入LPZl區(qū)各類天饋線路在LPZ0B與LPZl交界處串接相應(yīng)的天饋電涌保護(hù)器(SPD)；把從LPZ0A區(qū)進(jìn)入LPZl區(qū)的各類通訊、數(shù)據(jù)信號(hào)線路在LPZ0A與LPZl交界處串接相應(yīng)的信號(hào)SPD；把從LPZ0A區(qū)進(jìn)入U(xiǎn)PZl區(qū)的電源線路在LPZ0A與LPZl交界處并接相應(yīng)的電源SPD。對(duì)上述SPD的配置、施工應(yīng)注意以下幾方面：
aSPD的最大鉗壓加上其兩端引線的感應(yīng)電壓應(yīng)與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設(shè)備允許的最大電涌電壓協(xié)調(diào)一致；SPD還應(yīng)與其相應(yīng)的能量承受能力相一致。
在天饋、通訊、數(shù)據(jù)等信號(hào)線路上一般采用一至二級(jí)SPD保護(hù)，而在電源配電線路上要根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的重要性和雷災(zāi)環(huán)境來(lái)決定在不同防雷區(qū)的交界處設(shè)一至三級(jí)SPD保，但每級(jí)之間應(yīng)有一定的間距（根據(jù)選擇SPD類型不同，間距應(yīng)不小于5～15m）。
SPD的接地線規(guī)格應(yīng)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(yīng)不大于50cm）。
雷擊電磁脈沖干擾（LEMP）對(duì)信息系統(tǒng)的危害是很大的，為此對(duì)設(shè)有弱電電氣設(shè)備的古建筑物來(lái)說(shuō)也應(yīng)該采取防LEMP措施。LEMP主要指雷擊時(shí)從三維空間侵入到建筑物內(nèi)的雷電磁場(chǎng)輻射干擾和通過(guò)各類傳輸導(dǎo)體侵入到建筑物內(nèi)的感應(yīng)過(guò)電壓、過(guò)電流。可見(jiàn)，對(duì)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(chǎng)輻射干擾。防止雷電磁場(chǎng)干擾的最好方法是在建筑物的LPZ0區(qū)與LPZl區(qū)之間設(shè)置一個(gè)金屬屏蔽接地籠。在實(shí)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(duì)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(yīng)盡可能設(shè)置得密一些。經(jīng)屏蔽措施后，絕大部分的LEMP被衰減，但對(duì)特別重要的設(shè)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(shè)備的安全。
標(biāo)簽： 古建筑防雷
客服1