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1古建筑遭受雷擊的主要原因
(1)古建筑為體現福祥,大多都會在建筑的大殿正脊中部埋設有金屬寶盒。有些建筑的房頂內部還設有錫背,極大地增加遭受雷擊的概率。另一方面來說,我國的古建筑風格本身就存在著雷擊的危險,像是飛檐、翹角、梁柱、屋脊、吻獸、塔剎等構架都是突出建筑輪廓的,這就會造成安全隱患。
(2)古建筑分布在比較空曠的風景區、江河湖泊的附近等區域,極易遭受雷擊。
(3)從古建筑選址的地理環境可知,其修建的場地一般地勢都是比較高的,為了顯示其高貴壯觀,位置還比較突出,這都會加大遭受雷擊的可能性。還有些古建筑比較講究風水,其四周一般都會有高大的樹木,而且都是成片的分布,這些高大的樹木會增大遭受雷擊的可能性。
(4)為了保護古建筑,國家也相繼出臺了一系列的規定,但畢竟是有限的,再加上古建筑本身的結構構架不能夠被二次改造,所以有些建筑還是存在著很大的問題,其防雷設施的安裝及使用均未達到應有的標準。
2關于古建筑防雷類別的分類與確定
我國建筑防雷標準是按照《建筑物防雷設計規范》(GB50057-1994(2000版))來作為建筑的建設與后期維修中的防止雷擊標準來執行的。另外在GB50165-1992第3、4、5條做了以下大致的規范:對于不同的建筑的防雷要求不同,它是根據防雷的裝置與構造的不同來變換的。對于國家一類的古建筑要進行專門的研究,分析并制定出有效的防雷保護措施;關于二類古建筑的保護,要求是按照一類民用建筑的標準來進行保護;對于三類的古建筑,要嚴格的執行第二類民用建筑物來考慮,盡量做到很好的保護古建筑與建筑內的文物。另外,我國的古建筑的防雷分類也是有特定的標準的,要求是必須要根據其重要性與使用性質來確定,并且規定國家級的文物保護單位的古建筑大小至少要分為二類以上的防雷建筑物,盡量避免稀有文物的損失與破壞。
3古建筑設計的防雷措施
在具體的古建筑物防雷設施中,要根據條件的不同來分別進行不同的防雷設施的安裝。我們可以大體的將防雷措施分為內、外部防雷,就是可以按照建筑物對雷電的感應程度不同分為若干個不同的防雷區,這些防雷區有專門的功能要求,并做了不同的規定:直接接受雷擊不采取任何的防護措施非保護區,沒有任何的保護方法,這些區域會直接遭受雷擊,天空中的雷電周圍的電磁場沒有任何的衰減;直接接受雷擊但受保護的防護區,這個區域內的特點就是電磁場沒有減弱,但是這個區域內的大部分物體都很少遭受雷擊,并且所有的建筑物都是暴露在空曠的空間內。第一防雷擊的保護區,這一保護區簡稱LPZ1,它的特點就是從空中流來的電磁場得到了一定的減弱,其結果與作用就是這個區域內的所有物體都能夠有效的避免直接遭受雷擊;第二防止雷擊保護區,這一區域可以減少所導引的雷電流或電磁場而引起的后續防護區;防雷擊后續防護區,這個防護區的具體要求就是進一步減少雷電電磁脈沖,以此來達到保護水平高的標準。
3.1直擊雷的防護措施
我們大致的了解一下過去的外部防雷設施,從以前的防雷經驗上總結來看,傳統的避雷裝置一般是由接閃器、引下線和接地裝置來組成的。接閃器通常有避雷針、避雷帶和避雷網這樣的三種部件。接閃器都是安裝在建筑物的頂部,其功能與作用就是要把高空中的雷電引下來。然后接閃器的下部會和引下線的上部緊密的相連,接閃器的下部件就會和接地的裝置相連,它的作用類似有一條通路的導線,把接閃器引下來的雷電順利的流到接地裝置,這樣接地裝置會埋于地面很深的地方,就可以把大電流疏散到大地中去。另外除了以上的要求外還有一些特殊的要求:
(1)在避雷裝置的安裝時,要盡量采用長度比較短的避雷針。
古建筑的寶貴之處是由于其保存著其原始原貌,所以在安裝避雷裝置的時候,要在滿足要求的前提下盡量保存其原始面貌,這樣的話就能夠盡最大可能的滿足建筑物的旅游價值和觀賞價值。另外我們要合理科學的鋪設避雷設施,一般的情況下,我們會在建筑物屋面的正脊、斜脊等地方安裝。同時要盡量避免直、銳角彎曲,采用圓弧狀的彎曲,并且其引下線的彎曲弦長應該大于對應弧長的1/10。
(2)避雷裝置中的引下線應該環繞古建筑的四周、墻面鋪設,兩條引下線的平均距離為18m。
為了保證古建筑正面的足夠美觀,原則上是不能鋪設引下線的,但是為了安全,所以在鋪設引下線的過程中,要盡量隱蔽鋪設安裝。另外,在一些面闊較大的錢物避雷帶要盡量的選用直徑較大的材料來進行鋪設,在兩端的引線也要加大材料的直徑。同時要增加引線的數目,這樣能夠做到有效的分流。在鋪設的時候要嚴格按照操作規范來進行。
(3)在古建筑的的不同地域要根據游客的分布和集中程度來采取不同的均壓措施。
如:在寬度較為狹窄的古建筑周圍可以采用水平圈式的接地裝置,這樣的話,要特別注意保持接地裝置與地下管線的安全距離,避免引下來的雷電擊穿地下管線。
3.2關于側面雷擊的應對措施
在古建筑的防雷措施方面,我們可以根據古建筑物的地理位置來確定防側擊雷的方法。如在山區地帶亦或是在空曠的古建筑物周圍,要確定需要進行防雷的均壓帶,并且使均壓帶和建筑物四周的金屬物體進行接地。最基礎的安全要求就是窗上的玻璃沒有空洞,因為在山野地帶雷電可能會以雷球的狀態鉆進室內。還要特別注意一下樹木與建筑物的安全距離。
3.3做好建筑物內部的防雷措施
古建筑的內部防雷就是指的減少建筑物內的雷電流和所產生的電磁感應以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次危害。在加強建筑物的外部防護措施的同時,也不能夠放松對于內部防雷的建設安裝,它大致可以分為地位連接、加裝避雷器和合理布線等一系列措施。在我國重點保護文物的古建筑內,一般都設有消防、報警和監控設備等,然而這些弱電系統的雷電感應的危害很大,因此加強內部防雷顯得尤為重要。
4在古建筑防雷工程中需要注意的問題
我們發現,很多古建筑的建筑地理位置都不是很好,大都處于高山、險峻的地帶,這樣地理不佳的問題就會在一定程度上增加防雷工程施工的難度。另外,考慮到為了使古建筑保持良好的藝術價值和觀賞價值,防雷工程施工時就要小心,隱蔽。除此之外還有一些技術指標不能夠達標:
(1)我國對于古代建筑的統一避雷施工標準,會使得文物保護人員難以保持一個合理的尺度,可能會存在著想要很好的保護古建筑,加大防雷措施,但會減弱古建筑的魅力。否則就會使得古建筑風韻猶存,但處于極易破壞的狀態下。
(2)我國的古建筑大都是以木材為主,但是現代的避雷裝置都是一些沉重的金屬,這樣就很容對古建筑造成傷害。
(3)在古建筑地面四周的引下線的間距很難達到技術規范的要求,加上古建筑的墻體形狀不一,也極大地增加了施工的難度。
5結論
伴隨社會的不斷進步,人們的保護意識不斷增強,對于古建筑物防雷保護的要求也越來越高,這就要求各級工作人員轉變防雷觀念,不斷改善、提高原有的技術水平,從設計、施工、管理、維護等方面入手,完善各方面的不足之處,構建一套更為合理、規范的古建筑物防雷保護體系,為我國的古建筑防雷保護作出突出貢獻。
作者:陶詩琨單位:福建省尤溪縣氣象局