浅谈古建筑的防雷技术

浅谈古建筑的防雷技术

唐 ,鹏

晋中市人工影响天气服务中心，山西  晋中  030600

摘要：雷电，是常见的自然现象之一，它是“国际十年减灾”统计的最严重的十大灾害之一。我国是一个具有悠久历史的文明古国，古建筑是中国几千年来文化艺术的结晶，具有重要的政治、历史及文化价值，是国家重要的人文旅游资源和珍贵文化遗产，具有不可复原性。保护这些古建筑，加强古建筑的雷电防护，对延续中国的古文明具有重要意义。

关键词：雷电；古建筑；雷电防护

一、古建筑防雷的重要性

传统意义上的古建筑就是古代的建筑物，古建筑都经历了历史的沧桑巨变，因此，在建筑自身当中也蕴含着丰富的历史信息，古建筑能够生动地对当时社会的社会水平和科技水平进行反映，能够向当今的人类展示之前的社会政治情况，使我们了解之前的一些民族和风范，给我们更好的了解和认识社会历史。强化对文物古建筑的防雷保护，是十分重要的一项工作，必须从根本上予以重视。

二、古建筑物易遭雷击的缘由

1、大多数古建筑物都建在高山上、山脚下、靠近水域的地方，不同区域接地电阻率不同，电阻率发生变化的地方，容易遭受雷击。

2、古建筑一般都有高耸的屋脊，容易引起对其闪击。

3、我国古建筑以砖木结构居多，遭受到雷击，极易引起火灾。

4、新科技（红外线报警器、高清摄像头等）的加入，增加雷击风险。

三、古建筑防雷措施

1、古建筑物的外部防雷

外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器有三种形式：接闪针、接闪带、接闪网组成。它位于建筑物顶（女儿墙），其作用是引雷或者截获雷电。引下线上部分与接闪器连接，下部分与接地装置连接，其作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置安装于地下深处，由接地体组成，其作用把雷电流释放到大地。

1.1接闪器

为保持古建筑物原貌和艺术特点，接闪器宜采用接闪带与接闪雷针的组合形式。根据雷击规律，接闪带应沿建筑物屋面的正脊、吻兽、屋顶檐部、斜脊、垂兽和高出建筑物等易受雷击的部位敷设。大型古建筑正脊上的吻兽、正脊中间较突出的尖塔、法轮宝顶处可安装接闪针，原则上应安装在顶端中心位置，不破坏古建筑物的对称平衡原貌。沿斜脊和四檐安装接闪带，接闪带的外口沿檐角走向安装短接闪针。

1.2引下线

引下线应从古建筑物外立面四角、山墙、后檐墙布设，须尽可能对称隐蔽安装。古建筑物正面为安全及美观起见不宜设引下线，引下线根数少，雷电流分流就小，每根引下线所承受的雷电流就越大，容易产生雷电反击和二次危害。因此，在布设引下线时应按规范要求敷设。但古建筑物多为砖木结构，故只能采用明敷。敷设时应注意引下线要对称。为减少引下线自身电感所引起的雷电感应过电压，应以最短的接地路径敷设。引下线弯曲应采用弧形弯曲。在引下线距地面1.8～0.3m处应有良好的保护覆盖物，避免与人员接触产生触电危险。

1.3接地装置

古建筑物接地装置的布设应根据其用途、性质、地理环境和人员多少等情况来选择结构方式和位置。对重要的游客集中的古建筑物内部应做均压措施。对宽度较窄的古建筑物可采用水平周圈式接地装置，并注意接地装置与地下管线的安全距离。若达不到规范要求的一律连接成一体，构成均压接地网。这样可以使接地网界面以内的电场分布比较均匀，可以减小跨步电压对人员的危害，也可以减小室内在被雷击时由于地面电位梯度大易产生高压反击危害。

2、古建筑的内部防雷

内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁感应等造成人员及设备损伤。内部防雷装置还包括等电位连接、屏蔽、加装浪涌保护器以及合理布线等措施。

2.1电子信息设备

大多数国家、省、市级重点文物保护单位的古建筑物内部都增设了消防、报警、监视系统等。这些弱电系统受雷电感应的危害是很大的。为此，随着科技发展，古建筑物内部防雷也显得非常重要。具体措施如下：

   （1）把从LPZ0A区进入LPZI区各类金属管包括铠装电缆的金属外皮在LPZ0A与LPZl交界处就近与防雷接地或建筑基础地作等电位连接，使沿各类金属管和电缆侵入的雷电泄流人地。

   （2）把从LPZ0B区进入LPZl区各类天馈线路在LPZ0B与LPZl交界处串接相应的天馈浪涌保护器(浪涌保护器)；把从LPZ0A区进入LPZl区的各类通讯、数据信号线路在LPZ0A与LPZl交界处串接相应的信号浪涌保护器；把从LPZ0A区进入UPZl区的电源线路在LPZ0A与LPZl交界处并接匹配的浪涌保护器。

2.2浪涌保护器的配置

   （1）浪涌保护器的最大钳压加上其两端引线的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大浪涌电压协调一致；浪涌保护器还应与其相应的能量承受能力相一致。

   （2）在天馈、通讯、数据等信号线路上加装浪涌保护器，在电源配电线路上要根据被保护设备的重要性和环境来决定在不同防雷区的交界处加装分级浪涌保护器保，每级之间有一定的间距。

   （3）浪涌保护器的接地线规格应符合规范，并以最短的距离在LPZ交界处就近接地。

   （4）当古建筑物内部有大型金属构件或存放金属物体、金属设备；将电源线、信号线等引入古建筑物内时，应加强对雷击电磁感应的防护。防护措施应符合GB50057-2012第3．3．7条的规定。

   （5）室外的安全监控摄像头，应在接闪针的保护范围内，金属外壳应接地，并与建筑物的防雷接地连接。其视频线、控制线、电源线应安装浪涌保护器。

   （6）在古建筑物内应设一个或多个等电位连接端子，将设备机壳、电源PE线、浪涌保护器的接地线、较大的金属物，就近连接到端子或等电位连接线上，等电位连接端子必须与防雷接地连接。

   2.3屏蔽措施

   外门窗安装金属纱窗、纱门或较密的金属保护网，并可靠接地。可减小雷击电磁感应的影响，同时又可防球形雷侵入；在室内的线缆，尽量采用屏蔽电缆或穿金属管，屏蔽电缆外层或金属管两端接地。

四、结束语

中华民族是一个具有悠久历史的文明古国，随着社会的不断发展，我们对于文明古迹的保护意识也越来越加强烈。文物古建筑是国家重要和珍贵的的文化遗产，具有不可复原性，古建筑的防雷安全工作并非小事。因此，防雷装置的敷设应是文物保护基本建设的项目之一。全社会都应当增强古建筑雷电灾害忧患意识，切实做好古文物建筑的防雷安全保护工作。

参考文献

[1]《建筑物防雷设计规范》 GB50057—2010

[2]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 GB50343—2012

[3]《文物建筑防雷技术规范》  QX/T189-2013

[4]《建筑物防雷装置检测技术规范》 GB/T21431—2015