古建筑防雷工程设计与施工技术解析郭翔

古建筑防雷工程设计与施工技术解析郭翔

天津市福莱特建筑工程有限公司天津300140

摘要:古建筑大多是以木质为主要的结构形式,并且周围大多布置着古树,近年来我国加强了古建筑的保护,在其周边环境中加入了大量的消防以及安防设备,导致了古建筑遭受雷击的可能性变大。为了切实保护古建筑不被损坏,需要提高防雷效果,在不影响其主体结构的性能上,设置完善的防雷防护系统,提高古建筑的安全性。

关键词:古建筑;防雷工程;设计施工

引言

古建筑是人类祖先的宝贵财富,经历了历史的严格影响,具备我国传统建筑的形式,也是我国古代文化和意识的结晶,是人类文明的体现,也是非常重要的历史文化遗产,除了极具观赏价值,还具备历史研究价值,是了解古代宗教、经济、政治等方面重要的史料。古建筑文物是非常珍贵的,这就需要采取措施来保护文化遗产不被损害,是当代社会的责任。这些古建筑大部分都是木质结构形式,经过了自然环境的侵蚀,发生了一定程度的损伤和破坏,非常容易发生雷击的危险,一旦发生,必然会导致其结构发生严重的损坏。

某市境内是一座历史悠久的城市,其处于三面环山之处,存在着百余座山头,中西部属于平原的结构形式,是中南山地丘陵向华北平原过渡的地区,海拔的落差比较大,气候是温带季风气候。因为该地区的地理条件等情况,导致了其雷电的发生概率非常高,每年的6~8月是集中的时期,具备很强的破坏力。本文深入的分析在该地区采取防雷措施来提高古建筑稳定性的主要措施,具有非常高的参考意义。

1古建筑物易遭雷击原因

大部分的古建筑都建设在山上,海拔比较高,且明显突出,极易诱发雷击事件的发生,并且,很多的建筑周围都分布着参天大树,加大了雷击发生概率;古建筑大多是以木质结构形式体现的,经过了长期自然环境的侵蚀,含水率非常低,如果其处于潮湿的淤积,那么木材的电阻率变小,存在着较为丰富的静电,一旦遭遇雷暴天气,雷电流增大,而近年来为了加强古建筑的保护在其结构或者关键位置都设置了消防和监控等电子设备,满足防盗的要求,而这些电子设备以及电源、信号金属遭受雷暴袭击,雷电流会产生电磁脉冲而导致金属线路的损害酿成火灾的出现,将会损坏古建筑的结构。

古建筑的防雷主要是通过直接雷、雷电电磁脉冲和球型雷等几种形式实现的,直击雷以及球型雷对于古建筑的影响最为严重。根据雷击灾害事故的历史资料以及试验之后研究发现,雷击地点以及遭受雷击影响存在一定的规律性,其会受到建筑结构、形式、内部设备等等方面的影响,这是因为雷电发生在距离地面较远的天空中,当地传到到建筑结构上,会在顶尖或者是边缘的区域上达到最强,直接将雷击引入到建筑内部。古建筑的檐角、屋顶设置着非常多的铜质雕塑,这些都是引雷的关键部件。

2古建筑物防雷设计

2.1直接雷防护

直接雷防护对于保护古建筑具备非常高的实际意义,对于檐角等部分的铜质雕塑,应该在该结构中设置避雷针或者是避雷带来进行防护处理,为了保持整体建筑结构的外观,通常情况下,不会设置避雷针以及避雷塔。在避雷针和避雷带设置的过程中,尽量的不影响建筑的正常结构形式,也不破坏建筑的整体风貌。

2.2接地系统设计

接地系统是防雷措施中最为重要的一个组成部分,根据古建筑的位置、结构形式等等方面的信息可以在建筑结构的两侧以及阴面等游客很少进入的地方作为接地线的设置地方,一般都是垂直设置,可以适当的增加接地深度,同时避免造成古建筑结构的影响,接电线还应该采取必要的措施进行防护处理,避免因人为因素所造成严重损坏。古建筑内部的弱点系统需要与内部的接地系统以及避雷带接地系统至少保持5m以上的距离,否则必然会造成其系统的作用无法发挥出来。

2.3电气和电子系统防雷设计

为了进行古建筑的防火防盗,就要在古建筑的周围环境中加入大量的监控以及火灾报警系统,通过安全通信系统来实时的监控古建筑内部的具体情况,这些系统基本都是弱点系统,耐过电压的能力一般都比较弱,并且这些设备一般都是安装在古建筑外侧的,如果在雷暴发生的季节中遭受了袭击,会直接产生电脉冲损坏这些电子设备,导致整个系统无法正常工作,因此,在实际工作中,需要做好电子设备的防雷避雷工作。

①电源系统防雷。古建筑内部的低压配电系统的电源输出一侧需要安装大电流电涌保护措施,进行初级的防护处理,然后在建筑的各个分支机构的配电箱中安装II级电涌保护器来保护整个系统。建筑的周围区域内所安全的监控、门禁、报警系统等等都需要在电源端处引入电源中段电涌保护器。

②监控系统防雷保护设计。摄像头通常都是出于室外的,雷雨电气如果不能采取必要的防护措施必然会导致其遭遇雷击,因此需要重点防护。首先应该将摄像头安装在相对较为安全的区域中,一般在LPZOB区内;摄像头视频线与电源线的两端需要设置电涌保护器,如果摄像头是带云台的,应该对于该区域内的两侧进行防雷设计,提高整体的防雷性能。

③消防、安防系统防雷保护设计。各个系统的信号通过线路直接传送到室内操作系统中,当雷击发生之后,线路中的电流会通过线路引入到室内设备上,导致其发生严重的安全事故,因此需要加强安防、消防以及通信线路的防雷和过压保护,确保所有线路正常使用。首先,在古建筑的信号线路总线端进行防雷设置,尤其是在各个报警的位置上设置相应的电涌保护器,各个火灾系统中设置火灾主机专用符合电涌保护器,对于整个信号传递系统采取必要的过电压保护措施,同时还应该加强主机、报警主机的防雷处理。

3古建筑防雷装置施工技术要点分析

3.1等电位连接

古建筑的顶部通常设置金属结构的宝盒、宝顶等,这些结构应该和防雷装置进行等电位的连接,才能充分的保证整体建筑具备较强的防雷效果。对于檐角以及屋檐出存在铁丝网或者是金属结构组成的设施需要进行等电位连接,避免存在电流差而导致雷击损坏建筑的整体结构。监控、消防系统中也是重点的防雷区域,应该根据系统的工作频率要求选择使用S型结构或者是M型结构进行等电位的连接。

3.2屏蔽

对于进入到古建筑内部或者是贯穿的一些供电线路、各个信息系统的信号线路,如果其不能够架空入室的,应该在入室之前采取必要的屏蔽措施,也可以直接将这些线路埋入地下然后引入到室内中,并且将这些线路直接跟建筑的防雷装置连接在一起。

3.3综合布线

古建筑的综合布线施工的最终结果应该满足国家的《综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2016的要求,在施工结束之后应该由相关部门组织验收和检验,保持使用线路的走向,严格的控制各个相互间隔的距离,合理的布置设备的线路,做好各个线路系统的接地工作。对于系统中的各个线路应该在其表层进行套管安装,并且可以直接将金属外皮的电缆直接接地。

4结语

古建筑是人类文明的产物,因为其特殊的木质结构形式,所以需要采取必要的措施进行防雷,在该项工作中,首先需要全面了解当地的自然环境、雷电规律以及建筑结构形式,全面规划,合理布置和施工,不损坏建筑的主体结构形式。在选择防雷措施时,应该根据具体的情况才能进行最终的确定,选择合适的防雷产品,降低成本,同时建立完善的防雷保护体系,切实保护古建筑不会受到雷击的破坏。

参考文献

[1]杨世刚,张华明,陶彪.古建筑防雷探讨[J].防灾科技学院学报.2013(03).

[2]易志学,王长金,雷安林.黎平县古建筑防雷现状及解决对策探讨[J].贵州气象.2014(04).

[3]陶彪.山西省古建筑防雷思考[J].陕西气象.2013(S1).

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