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古建筑防雷工程设计方案要点分析

文章出处:本站 人气:1045发表时间:2023-02-13

   现遗存的古建筑是华夏民族文化的瑰宝,因此合理可行的古建筑防雷设计方案,对古建筑进行合理的雷电风险评估,指导古建筑的防雷设计,做到对古建筑原状最大的保护是十分重要的。易探索技术支持站带您来分析一下古建筑防雷设计有哪些要点!

古建筑现场勘察
   古建筑在进行防雷设计前,应进行现场勘察,充分了解相关情况:如古建筑特性、类别;外形尺寸及与周围建筑群的关系;屋面形式、形状及坡度;屋顶外露设施及特性;室内陈列品的特性;所处位置的地理、气象、水文资料;古建筑内及其周围的现代系统、设置、管道情况等。

古建筑雷电风险评估
   建议将古建筑雷电灾害的风险评估分成两部分,一是雷击古建筑产生的风险评估,确定是否设置外部防直击雷装置;另外一部分,对雷击古建筑物、雷击古建筑物附近、雷击线路(电力、电子信息系统线路)、雷击线路附近这四种情况分别评估对内部系统产生的失效风险,以确定合适的防护措施,保证在四种雷击情况下,其内部系统均不会失效。


古建筑接闪器设计
   古建筑接闪器选择应遵循不改变古建筑原状、不影响景观风貌为基本原则,优先考虑在古建筑本体之外独立安装,如设置独立接闪杆或结合周边高大古树设置接闪杆。有些文物古建筑的屋顶基本不具备安装接闪器的条件,比如有些古建筑屋面铺装基本是青瓦,接闪器装置在上面根本无法安装固定,也不能承受人员在其上面进行施工作业。此种项目如确需设置防雷保护,建议考虑在雷雨季节的主导风向上设置独立接闪杆,以保护建筑原状。当接闪杆在高大古树上安装时,其古树应距离古建筑需大于3m,接收器需延伸至树木的最高部位,不仅要保护古建筑,也需保护树冠的主要部分。

   当接闪杆方案不能满足要求时,可在古建筑物屋顶安装“接闪带+接闪短杆”等,并应配合古建筑艺术的美观要求,充分利用古建筑坡屋顶的独特形式,计算“接闪带+接闪短杆”的保护范围,在保护范围满足要求的前提下,减少屋面接闪器装置的安装。如重檐庑殿顶,在很多时候其上层屋面檐口接闪器的保护范围可以保护下层檐口,可以不需在下层檐口设置接闪带。对于传统的屋面均有青瓦、琉璃瓦等不可燃的材料建成接闪带可考虑贴临安装。

古建筑防雷引下线设计
   传统古建筑柱多,前后墙(正面和后面)多为门、窗及柱子只有两侧有山墙。山墙处相对容易设置引下线。为了保持古建筑原状和减少防雷装置对古建筑原状的影响,在一些情况下,按规范要求间距均匀布设防雷引下线可能不允许、不可能或不适合,需要加大引下线的布设间距,但应保证古建筑引下线的平均间距满足规范要求。当在一些位置引下线布置间距增大时,需要在数量上不减少,从而使雷电流通过总引下线导体的阻抗不变,保持通过各导体的电流值基本不变。

   目前对于重要的古建筑防雷引下线装置均采用铜材。如果投资允许,也可以采用铜芯电缆,可方便引下线更好的随形敷设,与古建筑原貌更好的协调;而且也可采用多根电缆拼接替代每处引下线,从而减少闪络的危害,即相同的电流经多根拼接电缆的分流,降低雷电流在引下线上的压差。

古建筑防雷接地设计
   接地效果的好坏是防雷安全的重要保证,常用的接地型式有放射型接地体(A型)和环型接地体(B型)两种。如古建筑室外位置空间足够,所在场地地面保护要求不严格时,应优先采用环型接地体。环型接地体可使各引下线在地面形成电位均衡,而且也能保证环路中一点断开连接时,仍能保留接地体原有功能。

   对于位置受限,不允许大范围开挖施工的古建筑以及地面不允许破坏的古建筑只能采用放射型(A型)独立接地体,每条引下线各自接到一个接地极上(各接地极不相互连接,各自的接地电阻不同)。
   为达到规范要求的接地电阻值,独立接地极以钻孔深埋接地极的效果最好,深孔接地极容易达到地下水位,可节省接地极的数量。对于山石地区,很难打入接地装置时可采用物理降租措施或采用水平接地带,加大接地带与土壤的接触面积以实现加大降租的目的。不建议采用对土壤、环境有污染的化学降阻剂;对于电解离子接地极,应对产品性能、使用寿命进行详细了解,谨慎使用。

   古建筑防雷接地体安装位应不破坏古树、地下管线、排水道、地宫及甬道,接地极距离古建筑基础或台基的距离不应小于1m。接地极的埋深应尽可能使腐蚀、土壤干燥和冰冻的影响减到最小,以使接地电阻值保持稳定。

古建筑防闪电电涌侵入
   对于重要的古建筑,任何时候均应避免采用架空线的方引入电源、通信(安防、消防、电信等)等线路,如须引入,应采用埋地敷设方式。入户处应将电缆金属外皮或穿电线电缆的金属导管与防雷装置做等电位连接,或通过浪涌保护器实现就地的等电位连接。建议对古建筑引入的照明、电源线路、安防及火灾自动报警系统线路在防雷层面上进行统一全面的设计,考虑系统线路进入时防闪电电涌侵入的措施。

古建筑等电位及安全隔离
   古建筑主要以木结构、砖木结构为主,建筑内所有导体系统均处在完全没有电磁屏蔽的空间。当雷电流流经接闪器、引下线等防雷装置时,在其上产生阻抗压降,由于没有屏蔽结构,此压降对附近的金属管道(如消防水管、电线管)、装置(配电箱柜、火灾探测器、视频安防摄像机等)及内部系统(电力、电子信息系统)等导体的影响要比有钢筋混凝土墙隔离时大得多。为防止防雷导体上雷电流产生的过电击穿绝缘间隙,发生危险火花放电,将雷电流分流至附近非防雷导体上,要求这些导体、装置与防雷装置采取等电位连接或者保持安全隔离距离。

   对于古建筑内陈列或安装的金属物体(如镀金佛像、金属梯、金属栏杆),当其不能与防雷装置做绝缘隔离时,应与防雷装置做等电位连接。当不便与防雷装置进行等电位连接时,应就近与地连接,从而可避免雷电静电感应和防雷装置通过雷电流电磁感应产生危险电压,可保证就近人和物的安全。
 

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