古代建筑物,如我們常見的亭#65380;塔#65380;廟#65380;殿#65380;樓#65380;閣以及舊式民居等,其建筑特色鮮明#65380;風格獨特,具有重要的歷史價值.雷擊和火災是古建筑的天敵,而很多火災又是由雷擊引起的,因此,要保護這些古建筑物,防雷工作就顯得十分重要了.
古建筑物的下列特點使古建筑物特別容易遭到雷電的襲擊.
1. 古建筑多為磚木結構,以木質為主.木材經過千百年時間后,含水量很低,極易燃燒.部分木材內部材質疏松,容易積蓄靜電,吸引雷電流.
2. 古建筑的修建地點大都地勢較高,比如寺廟#65380;古塔等多建在位置突出的山邊,這些因素使古建筑物容易受到雷電的侵襲.
3. 古建筑的飛檐#65380;翹角#65380;梁柱#65380;屋脊等突出部分十分容易接收雷電,大部分古建筑的大殿正脊中部埋設著金屬寶盒,有的屋頂內部還設有錫背,這些金屬物體的存在,增大了建筑物接收雷電的可能性.
4. 古建筑所在之處,大都有高大樹木相依,而這些高大的古樹最容易成為雷電的落腳點,增大了古建筑受雷擊的概率.
所以在進行古建筑的防雷設計時,首先應該對多方面因素進行綜合考慮.如應考慮古建筑物的雷擊規律,建筑物所在地的氣象及地理條件,建筑物所處環境條件,古建筑自身結構特點等.在設計過程中,必須對建筑物的具體情況進行具體的設計考慮,然后采取對應措施.在保護古建筑物本身的同時,也要保護建筑物內部的電氣設備和人員,以及古建筑的周圍環境#65380;樹木等.
一#65380;古建筑物的外部防雷
外部防雷主要是指防護古建筑物及室外設施免受直擊雷#65380;球雷及側擊雷的危害,所采用的外部防雷裝置主要由三部分組成,即接閃器(通常包括避雷針#65380;避雷帶和避雷網)#65380;引下線和接地體.其作用主要是由接閃 器接收雷電,通過引下線將接閃器截獲的雷電流引至接地體,并通過接地體流散到大地中去.
根據古建筑雷擊規律,建筑物的飛檐#65380;斗拱#65380;屋脊#65380;梁柱及寶頂等部位最容易遭到雷電侵襲.因此,不能僅僅依靠單一的避雷針作保護,而應采用避雷帶與避雷針的組合.除在屋脊#65380;屋檐上暗設避雷帶外,還應在古建筑脊頂#65380;寶頂#65380;挑檐等易受雷擊部位采用圓鋼做避雷小針,使建筑物易受雷擊部位均處于接閃器保護之下.在鋪設避雷帶時,應沿建筑物屋面正脊#65380;屋頂檐部#65380;山墻屋檐#65380;斜脊等部位鋪設.為減小雷電流帶來的危害,鋪設時應沿古建筑輪廓采用圓弧形彎曲,古建筑上部的寶頂#65380;尖塔#65380;塑像#65380;寶盒以及斗拱下的防鳥鐵絲網等金屬物體與部件,均應與防雷裝置可靠地連接.另外,不能在古建筑屋頂上安裝各種天線.
引下線連接接閃器與接地體,是雷電流的通路.根據分流原理可知,引下線的數量越多,雷電流的分支就越多,每根引下線所通過的雷電流就越小,這樣一來,就可以減小雷電反擊和雷電二次效應的危害.因此,應盡可能多地設置引下線.
由于古建筑以磚木結構居多,引下線一般為明設獨立引下線,因此接地體一般也采用獨立人工接地方式.接地體一般應設置在土壤電阻率較低且行人較少的地方,以避免或減小跨步電壓的危害.
球雷,又稱球狀雷或球形閃電,是一種橙色或紅色的類似火焰的發光球體,偶爾也有黃色#65380;藍色或綠色的.其本質是空中帶靜電荷的氣霧層運動相互作用放電電離的結果.球雷通常由建筑物的孔洞#65380;煙囪或門窗進入室內,最常見的是沿大樹滾下進入建筑物內,破壞性巨大.防止球雷最好的辦法是采用籠式避雷網,但對于磚木結構為主的古建筑來說,這樣做十分困難,所以我們可在古建筑的門窗上安裝金屬紗網并可靠接地,且應堵好古建筑物墻面上不必要的孔洞.若受條件所限不能加裝金屬紗網,則最低要求是把所有門窗都安上玻璃,使其無孔洞,達到防止球雷進入室內的目的.
當古建筑附近有高大樹木時,應采取以下防雷措施:一是在樹頂裝避雷針,沿樹干設引下線,下部埋設接地裝置;二是枯朽樹木的洞穴應用灰膏封堵嚴密,防止積水導致樹木接雷;三是樹木本身和根部不得纏繞鋼筋,并不得在樹下堆放大量金屬物體;四是在古建筑物周圍栽種樹木時,樹干距建筑物不應小于5 m,樹冠距建筑物不應小于3 m.
二#65380;古建筑物的內部防雷
古建筑防雷不光要考慮建筑物外部防雷,還應充分考慮內部防雷.隨著建筑電氣技術的發展和對古建筑物保護要求的提高,越來越多的電氣系統出現在古建筑中,如設置火災報警與消防系統#65380;防盜報警及監控系統#65380;照明控制系統等.這些電氣系統在受到雷擊時同樣會遭受破壞,特別是隨著古建筑物內電子設備的增加,雷電電磁脈沖的危害也更加嚴重.因此古建筑物內部防雷工作也顯得非常重要.內部防雷的內容主要包括防雷電感應#65380;防反擊#65380;防雷電波侵入和防人身生命危險等.除外部防雷裝置外,所有為達到此目的所采用的設施#65380;手段和措施均為內部防雷裝置,它包括等電位連接設施#65380;屏蔽設施以及合理布線和良好接地等措施.內部防雷裝置可減少建筑物內的雷電流和所產生的電磁效應,以及防止反擊#65380;接觸電壓#65380;跨步電壓等二次雷害.
三#65380;古建筑物的整體防雷思想
古建筑整體防雷思想是指在進行古建筑物防雷設計與施工時,除了要對外部防雷裝置和內部防雷裝置統一考慮之外,還應將古建筑物#65380;古建筑群落#65380;石碑#65380;桅桿#65380;樹木#65380;各種設施以及周圍環境作為一個整體來進行全面的防雷規劃,如,在進行防雷設計時所安裝的外部防雷裝置是否影響了古建筑美觀,內部防雷裝置是否破壞了古建筑物的內部結構,所用避雷針#65380;避雷帶#65380;避雷網等是否與建筑物相配,低矮建筑物能否由高大建筑物的避雷裝置所保護,相距較近的建筑物能否共用接地體等.
責任編輯蔡華杰