文物建筑防雷特點及施工要點

文/李衛紅 武漢雷光防雷有限公司 湖北武漢 430000

文物建筑防雷特點及施工要點

文/李衛紅 武漢雷光防雷有限公司 湖北武漢 430000

文章通過對文物建筑防雷裝置特點及布設方法，說明了文物建筑防雷措施的施工與普通建筑防雷的區別，為文物建筑防雷工程施工提供借鑒。

文物建筑；防雷；施工；特點

引言

世界文化遺產----武當山文物建筑群中的宮闕廟宇體現了中國元、明、清三代世俗和宗教建筑的建筑學和藝術成就。文物建筑群坐落在溝壑縱橫、風景如畫的湖北省武當山麓，在明代期間逐漸形成規模，其中的道教建筑可以追溯到公園七世紀，這些建筑代表了近千年的中國藝術和建筑的最高水平。

武當山文物建筑群系木質梁式結構體系，火災荷載大，耐火等級低，建筑物無防火間距，容易出現“火燒連營”，火災撲救難度大，若遭受雷擊，極易引發火災，建筑物及其珍貴的藝術品也將遭受損毀，造成的災害損失是無法以金錢來衡量的。

武當山雷電活動頻繁，歷史上多次記載了武當山遭受雷擊的記錄，其雷暴活動季節在3月22日至9月25日，特異年份1月、12月也有雷暴發生。年雷暴日數約50多天，6-8月為多發月，占全年雷暴日的近80%；夏季各月雷暴日概率12-35%間，8月最多，平均11天，7月次之。

1．文物建筑的特點

我們在對武當山的金頂、南巖、紫霄、中觀、太子坡、五龍宮、城區等7個片區文物建筑群和文物防雷情況進行詳實的勘察過程中，歸納總結了文物建筑群具備以下特點：

1.1 文物建筑古樸雄偉，屋脊形式多樣。武當山文物建筑群包括有重檐廡殿式、重檐歇山式、廡殿式、歇山式、縣山式、硬山式等。

1.2 文物建筑大多飛檐翹角，造型精美。武當山文物建筑群屋頂上的飛檐翹角既有靈魂飛升之勢，又有高大壯觀之感，小動物造型惟妙惟肖，神態各異。既能起到固定該部位鐵釘的作用，又能根據小動物個數代表建筑物等級。

1.3 文物建筑絕大多數為磚木結構，以梁柱承重。文物建筑年久失修，一旦遭受雷擊，極易引起木質結構的燃燒而損壞建筑物。

1.4 文物建筑大多與高大樹木相伴，而這些大樹極易遭受雷擊，增大了文物建筑群遭受雷擊概率。

1.5 現代電子設備的加入，增加了雷電感應隱患。為了保護建筑群，當重建或修復時，往往會安裝監控、安防、計算機等現代化電子設備，從而給文物建筑帶來了雷電波侵入的通道。

1.6 文物建筑大多坐落在高山、丘陵等土壤電子率較高，且湖泊環繞易遭受雷擊的環境中。

2. 文物建筑防雷類別劃分

根據QX189-2013《文物建筑防雷技術規范》要求：

2.1 應根據文物建筑的重要性、所處環境及發生雷擊可能性、雷擊史等將文物建筑防雷分為三類。

2.2 在可能發生對地閃擊的地區，下列建筑應劃為第一類防雷文物建筑：

----全國重點文物保護單位的文物建筑

----年預計雷擊次數不小于0.05次/年、或有雷擊史、或高度超過26m的省級文物保護單位的文物建筑。

2.3 在可能發生對地閃擊的地區，下列建筑應劃為第二類防雷文物建筑

----省級文物保護單位的文物建筑；

----年預計雷擊次數不小于0.05年/年、或有雷擊史、或高度超過26m的市、縣級文物保護單位的文物建筑。

2.4 在可能發生對地閃擊的地區，其他市、縣級文物保護單位中的文物建筑，應劃為第三類防雷文物建筑。

2.5 年預計雷擊次數應按GB50057-2010附錄A計算。

因此我們將世界文化遺產----武當山文物建筑群及文物劃為第一類防雷文物建筑。

3. 文物建筑的防雷措施及施工要點

一般文物建筑的防雷主要是防直擊雷，但近年來，許多文物建筑進行了修繕，安裝了大量電子設備，使其內部結構發生了變化，同時也增加了雷擊隱患。因此在防雷設計中增加了防雷電感應和雷電波侵入的措施。

3.1 避雷帶安裝

根據文物建筑的特點，避雷帶的安裝制作工藝較普通建筑高，即要考慮防雷效果，更要保持文物建筑本身的特色，施工中應沿著文物建筑屋面的正脊、吻獸、屋頂檐部、斜脊等易受雷擊部位敷設，并將避雷帶做成與建筑造型相吻合的藝術效果，在施工中盡量避免直角、銳角彎曲，采用圓弧彎曲，同時兼顧實用和美觀功能。

3.2 引下線的布設

根據文物建筑規模確定好引下線的根數，文物建筑多為磚木結構，只能采用明敷。敷設時注意引下線要對稱，在間距符合規范前提下，盡可能多設幾根。為減少引下線自身電廠所引起的雷電感應過壓，應以最短的接地路徑敷設。在引下線距地面1.8-0.3米處還應有良好的保護，避免與游客接觸產生接觸電壓危害。

3.2 避雷針的選擇

對于無法敷設避雷帶的文物建筑要考慮增設避雷針，避雷針的選擇同樣不能破壞文物建筑的歷史風貌，必須與周圍環境相協調，仿真樹避雷針是很好的選擇。結合文物建筑所在樹木特點，仿真樹可以很好的偽裝在景區內，而且防雷效果很好。仿真式獨立避雷針，是將引下線通過樹桿內部敷設，表面包仿真樹皮或與景觀協調的油漆，樹頂端安裝避雷針接閃器，再與接地裝置可靠連接。這種方法很好的保護了文物建筑原有的風貌。

3.3 接地裝置布設

接地裝置的材料選擇和現代建筑物類似,采用熱鍍鋅角鋼和扁鋼敷設就行。古建筑接地裝置的形式,我們充分考慮到古建周圍場地、環境施工時受局限的情況,應本著為節約經費和有利于防止跨步電壓危害的原則。敷設時還需注意接地裝置與地下管線路的安全距離。若達不到規范要求的須連接成一體,構成均壓接地網。這樣可以使到接地網界面以內的電場分布比較均勻,可以減小跨步電壓對游客的危害。如果遇到電阻率高的區域,可考慮采用換土、降阻劑、接地模塊等方法。注意在進行接地施工時應避免掘到地宮或其他文物,在挖掘之前要進行仔細勘測。接地裝置開挖時,需對地面所敷設的古磚、石做好標記和編號,回填時,將其恢復原貌。

4. 結語

從古建筑物的整體風貌,到大量的珍貴木刻、磚雕、繪畫等藝術品,是世界人類文化珍貴遺產。因此,古建筑物防雷須首先對古建筑物有全面了解,對它的雷擊歷史、結構特性、自然環境、金屬器物等等做出全面分析,統籌規劃古建筑的防雷工程設計和施工。古建筑是不可再生的資源,若保護不當會造成不應有的破壞。因此,古建筑防雷工程的設計要遵循以保留古建筑原狀為準則,堅持古建筑保護與環境保護并重,遺產保護與人身保護并重,應因地制宜,從外部防護和內部防護兩個方面采用安全可靠、對建筑原狀最小影響的方案與方法,建立完善的雷電防護體系。

[1]QX189-2013《文物建筑防雷技術規范》.