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【摘要】通過對我國古建筑物的結(jié)構(gòu)材質(zhì)的認(rèn)識,得出了古建筑物防雷安全隱患,并提出了古建筑物的防雷對策,為了確保古建筑物的防雷裝置得到保證,還需做好日常管理和維護(hù)工作,避免或者降低雷電災(zāi)害對人們生命財產(chǎn)的威脅。
【關(guān)鍵詞】古建筑雷電安全隱患對策
1古建筑防雷的安全隱患
由于古建筑物的用途、結(jié)構(gòu)、建造地理環(huán)境以及性質(zhì)都與一般建筑物之間有較大的差異存在,所以很容易受到雷電的侵襲,古建筑防雷的安全隱患主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)結(jié)合古建筑物的結(jié)構(gòu)來看,為了將古建筑的挺拔、雄偉等更好的表現(xiàn)出來,在古建筑物上大都建造了高聳的屋脊,這些高聳的屋脊也為雷電入侵古建筑物創(chuàng)造了更好的條件。(2)結(jié)合古建筑物的建造地理環(huán)境,古建筑物大都在地勢較高的山上或者是比較開闊的區(qū)域及土壤電阻率有突變的山腳邊,會加大雷電的入侵幾率。(3)大多數(shù)的古建筑都為磚木結(jié)構(gòu),一旦受到雷電的侵襲,很容易引發(fā)火災(zāi)。(4)在建造古建筑周圍會有高大的樹木,這些樹木很容易遭受到直擊雷的侵襲,繼而引起雷電反擊,古建筑物很容易受到雷擊。(5)在古建筑的大殿正脊中部大都埋設(shè)有金屬寶盒,還有的古建筑物頂部內(nèi)有錫背,這些金屬物都會使古建筑物接閃放電的可能性大幅度增加。
2古建筑防雷對策
2.1古建筑物外部防雷設(shè)計(jì)
引下線、接地裝置以及接閃器三部分共同組成了外部防雷裝置。接閃器主要包括有三種形式:避雷針、避雷帶以及避雷網(wǎng),它的主要作用是攔截雷電流,通常安裝在建筑物頂部。接閃器與引下線上端進(jìn)行連接,而下端則與接地裝置進(jìn)行連接,引下線的主要作用是將接閃器攔截的雷電流引流到接地裝置上。接閃器則距離地面有一定深度,其主要作用是將雷電流瀉放進(jìn)大地。
2.1.1引下線
防雷引下線根數(shù)越少越危險,很容易產(chǎn)生雷電反擊和雷電二次效應(yīng)危害。所以,應(yīng)多布設(shè)幾根引下線,對建筑物的柱子和鋼筋進(jìn)行充分利用。大多數(shù)的古建筑物為磚木結(jié)構(gòu),因此只能采用明敷引下線。在敷設(shè)的過程中需要引起注意的是,要確保引下線對稱分布,引下線之間的間距應(yīng)符合規(guī)定要求。為了有效降低引下線自身電感所引起的雷電感應(yīng)過壓,應(yīng)以最短的接地路徑來對引下線進(jìn)行敷設(shè)。在距離地面1.8m~0.3m處應(yīng)確保有良好的覆蓋物可以保護(hù)引下線,防止引下線與游客接觸從而產(chǎn)生電壓危害。
2.1.2接地裝置
應(yīng)結(jié)合古建筑物的性質(zhì)、用途、地理環(huán)境以及客流量數(shù)等情況來選擇接地裝置的方式和位置。如果古建筑的游客量較多,需要在古建筑物內(nèi)部做好均壓措施。如果古建筑物的寬度交戰(zhàn)則可以選擇水平周圈式的接地裝置,要確保接地裝置與地下管線路之間的距離符合規(guī)定要求。如果不符合規(guī)定要求則需要連接成一體,形成均壓接地網(wǎng)。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以確保接地網(wǎng)以內(nèi)電場的分布比較均勻,將跨步電壓對游客的危害降到最低,同時還能減小室內(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。如果接地體與古建筑物出入口或者人行道口的距離不超過3m時,應(yīng)將局部接地體埋入深1m的地下,如果在埋設(shè)的過程中出現(xiàn)困難,則應(yīng)敷設(shè)50~80mm厚、寬度超過接地體2m的瀝青層來進(jìn)行替代。主要以垂直接地體為主,不斷增大接地深度,最大限度的降低或者避免對古建筑物內(nèi)部地表的破壞。
2.1.3接閃器
為了使古建筑物的藝術(shù)特點(diǎn)得到保證,在設(shè)計(jì)接閃器的過程中最好選用接閃帶與短支針組合,為了更好的使雷電瀉放進(jìn)入大地,最好選擇敷設(shè)有引下線的屋角的接閃帶焊接大小為30~50cm左右的短支針。通過研究雷擊規(guī)律可以發(fā)現(xiàn),應(yīng)沿著建筑物正脊、屋檐、垂脊等容易遭受到雷擊的地方來敷設(shè)接閃帶。為了防止雷電流中的電動力造成的危害,在對接閃帶進(jìn)行敷設(shè)時避免將直角或者銳角彎曲,最適宜于圓弧形彎曲,應(yīng)以接閃帶彎曲弦長大于對應(yīng)弧長的十分之一為準(zhǔn)。如果古建筑物的高度小于15m,則可以選擇與古建筑物之間的距離不超過5m的高達(dá)樹木上布設(shè)接閃針,最好將引下線沿樹干敷設(shè),沖擊節(jié)電阻不能超過10?,應(yīng)使用滾球法來計(jì)算接閃針保護(hù)的有效范圍。如果古建筑物上有金屬裝飾物,要確保部隊(duì)古建筑物進(jìn)行破壞的前提下,對所有的金屬裝飾物與接閃帶做等電位連接。
2.2內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)
內(nèi)部防雷裝置的主要作用是不斷降低建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。為了確保古建筑物的安全應(yīng)將內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)與內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)合,除了外部防雷裝置外,為了達(dá)到良好的防雷效果所采用的措施都屬于內(nèi)部防雷設(shè)計(jì),內(nèi)部防雷設(shè)計(jì)主要包括有等電位連接、合理布線、接地、加裝電涌保護(hù)器等。很多國家、省、市級重點(diǎn)文物保護(hù)單位的古建筑內(nèi)部都增設(shè)了消防、報警、監(jiān)視系統(tǒng)等。這些都屬于這些弱電系統(tǒng),很容易遭受到雷電感應(yīng)的危害,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對古建筑物內(nèi)部防雷進(jìn)行設(shè)計(jì)也具有十分重要的作用。應(yīng)在古建筑內(nèi)部設(shè)置多個等電位連接的端子,將較大的金屬物、設(shè)備機(jī)殼、電涌保護(hù)器的接地線、電源PE線,與較近的端子進(jìn)行連接或者是在等電位連接線上進(jìn)行連接,需要注意的是需要將等電位連接端子與防雷接地連接;對于建筑物內(nèi)部的線纜,應(yīng)通過屏蔽電纜或者是穿金屬管的方法來降低雷電對其造成的危害。
3古建筑防雷設(shè)施的管理與維護(hù)
對古建筑物的防雷設(shè)計(jì)進(jìn)行管理和維護(hù)也是古建筑物防雷的重要環(huán)節(jié)之一。為了確保古建筑物的防雷裝置得到保證,除了需要有合理的設(shè)計(jì)和正確的施工外,還需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)檢查。
3.1防雷裝置的管理
在管理古建筑物防雷裝置,應(yīng)派遣熟悉雷電防護(hù)技術(shù)的兼職或者是專職人員,不斷建立健全各項(xiàng)防雷管理規(guī)章制度,不斷落實(shí)防雷裝置的日常維護(hù)、定期檢測以及雷害災(zāi)情上報工作。如果由于古建筑周圍環(huán)境發(fā)生變化而增大雷電安全隱患時,相關(guān)人員要及時評估古建筑雷電風(fēng)險,同時還要采取正確的防護(hù)措施。對于古建筑物的防雷設(shè)計(jì)、安裝、隱蔽工程圖紙資料、測試記錄等都需要進(jìn)行歸檔,并妥善保管。應(yīng)盡量在維護(hù)和修復(fù)古建筑的過程中來對其進(jìn)行防雷施工。一旦出現(xiàn)雷擊事故后,需要及時向當(dāng)?shù)胤览讬C(jī)構(gòu)上報,防雷機(jī)構(gòu)組織防雷專家類評估和分析雷害出現(xiàn)的原因。
3.2防雷裝置的維護(hù)
防雷裝置的維護(hù)主要包括有日常性維護(hù)和周期性維護(hù)兩部分,日常性維護(hù)就是在每次雷暴天氣結(jié)束之后進(jìn)行,而周期性維護(hù)則是每隔一年或者是半年對建筑物防雷裝置進(jìn)行維護(hù)。在雷電活動比較旺盛的地區(qū),需要隨時檢查內(nèi)部防雷裝置和外部防雷裝置情況。一旦發(fā)現(xiàn)相關(guān)的防雷設(shè)計(jì)不符合規(guī)定要求,要及時找出原因,并提出正確有效的整改措施。
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[2]楊世剛,張華明,陶彪.古建筑防雷探討[J].防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報,2010,12(03).
作者:馬慧妍 單位:河南省濮陽市氣象局