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登封市文物古建筑物防雷措施探讨

发表时间：2021/6/16 来源：《城市建设》2021年6月作者：吴怀亮

[导读] 本文根据登封古建筑物的防雷现状，结合有关防雷规范，对登封市的文物古建筑进行了防雷分类，并对不同类别的古建筑的具体防雷措施进行了探讨，希望对登封的防雷工作有所促进。

河南登封市气象局，吴怀亮 452470

摘要：本文根据登封古建筑物的防雷现状，结合有关防雷规范，对登封市的文物古建筑进行了防雷分类，并对不同类别的古建筑的具体防雷措施进行了探讨，希望对登封的防雷工作有所促进。
关键词：登封古建筑防雷探讨
        1.登封市文物历史雷灾及防雷设施现状
        登封的古代建筑遗存是几千年中国古老文明的宝贵遗产，由于战乱和人为破坏，仅存的文物古迹弥足珍贵。中国的古建筑物以其独特的结构、无法估量的历史价值而在中华民族悠久的发展史上占有特殊的地位。其承载的建筑思想、建筑美学和营造法式贯穿于汉以至明清一千余年，值得我们继承和发扬光大。因此，保护古代建筑遗存的重要性就显得尤为突出，尤其是古建筑物的防雷保护。
        2.登封市历史文物防雷分类
        2.1根据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94，2000版）、《古建筑木结构维护与加固技术规范》(GB50165-92)、《古建筑物防雷技术规范》（征求意见稿--气象行业标准QXT2006-67）三部规范，结合古建筑物的特殊结构和对防雷的要求，将古建筑物防雷作如下分类：　
        根据国家现行建筑物防雷设计规范（GB50057-94，2000版），建筑物的防雷分类根据其重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果来确定。国家级重点文物保护单位的古建筑物根据其大小至少应划为二类以上防雷建筑物。第一类防雷建筑物是指有爆炸危险，因电火花而引起爆炸，会造成巨大损失和人身伤亡者。但古建筑屋架大多为木结构，亟易起火燃烧，在第一类古建筑物中属于“国宝”级的和列入联合国世界人类文化遗产的大型古建筑群应参照第一类防雷建筑物标准进行防护。第一类古建筑物其余部分及第二类古建筑物应划为第二类防雷建筑物。第三类古建筑物中，当古建筑物有电源线、信号线等引入内部，有大型金属构件、金属物体、使用电子设备时，也应划为第二类防雷建筑物。除此之外的第三类古建筑物可划为第三类防雷建筑物。
        2.2古建筑物的雷电防护分级
        2.2.1古建筑的雷电防护等级应根据其雷击风险划分为 A、B、C 级。评估古建筑雷击风险的项目有：重要性和价值、年预计雷击次数、自身结构、内部环境变化、雷击史。根据古建筑的实际要素取相应的分值和权重。按所计算值 E 确定其雷电防护等级：
        当E≥90 时，         定为A级，必须安装防雷设施
        当E在89—80 时，      定为B级，应安装防雷设施
        当E≤79时，            定为C级，可安装防雷设施
        2.2.2古建筑的防雷，根据其文物重要性和价值分为A、B、C三级：
        A级：国家级重点保护的古建筑。
        B级：省、自治区、直辖市保护的古建筑。
        C级：其他古建筑。
        3.古建筑物的防雷措施
        3.1一般规定:保护措施、保护措施的选择
        3.1.1各类古建筑物应采取防直击雷和防雷击电磁脉冲的措施，古建筑物的防雷设计，宜满足雷电防护分级确定的等级要求，古建筑物内部增设了消防、防盗防火报警、监视系统等，则古建筑物应做相应的弱电防雷。
        3.1.2防雷装置的安装应尽量做到保持古建筑物原貌和艺术特点，可采用拦截防雷方式或采用艺术防雷装置，要以所安装的防雷装置尽可能与古建筑及其周围环境相协调为原则。
        3.1.3装有防雷装置的古建筑物，在防雷装置与其它设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位连接，以防接触电压和跨步电压。
        3.2 A 级古建筑物的防雷措施
        3.2.1 防直击雷的措施应符合下列要求
        3.2.1.1 接闪器
        A、确认安装接闪器不会对古建筑物产生影响时，接闪器应采用符合古建筑物原貌和艺术特点的接闪带和短接闪杆。
        B、接闪带应沿古建筑物屋面的正脊、吻兽、屋顶檐部、戗脊、垂兽和高出建筑物的烟囱等易受雷击的部位敷设。应在接闪带的外口沿檐角走向安装短接闪杆（30-50cm）。在敷设接闪带时，应高出正脊、戗脊、屋檐瓦当以及其上的吻兽、法轮宝顶和戗脊下端的垂兽等20cm，接闪带应设计成古建筑物屋面的轮廓线，使防雷设施与古建筑物融为一体。
        C、古建筑上的吻兽、较突出的尖塔、法轮宝顶等处可安装短接闪杆，接闪杆高度宜为30-50cm，以不破坏古建筑物的对称平衡原貌为原则。所有避雷短针应有接闪带相互连接。
        D、如金属宝顶的金属层厚度大于等于4mm时，可做接闪器，但须与接闪带连接。

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        E、安装接闪带的支持架间距不大于1m，支持架用U型卡固定在脊瓦、筒瓦和瓦当上。
        F、雕刻精美的石质牌楼，不易在其上安装接闪带，可在两侧安装接闪杆。
        3.2.1.2 引下线
        A、确认安装引下线不会对古建筑物产生影响时，引下线应在古建筑物外立面四角、山墙、后檐墙布设，平均间距12米，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，面阔较大的大殿两端引下线须加大材料直径（如：≥Ф12的圆钢，≥25mm的铜线）。引下线一般不得少于2组，大型古建筑物不得少于4组。
        B、对于砖木结构的古建筑物，引下线宜采用明敷。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。
        3.2.1.3 接地装置
        古建筑物接地装置应根据其地理环境和人员多少等情况来选择埋设方式和埋设位置。对于古塔的接地装置，要了解其地宫的方位，选择合适的埋设方式和埋设位置合理避开地宫进行敷设。
        A、对重要的游客集中的古建筑物内部应做均压措施。
        B、对宽度较窄的古建筑物可采用闭合环形接地装置，并注意接地装置与地下管线的安全距离；若≤3米，相互之间应连接成一体，构成均压接地网。
        C、冲击接地电阻应不大于4Ω，若位于岩石上的接地装置，可用加大接地面积的方法弥补接地电阻过大的不足。
        3.3 B 级古建筑物的防雷措施
        3.3.1古建筑物防直击雷的措施应符合下列要求
        3.3.1.1 接闪器
        A、同A级的3.2.1.1 A条。
        B、接闪器安装方法同A级2.1.1 B条。
        C、古建筑物的攒尖顶、亭、塔、殿的宝顶处，正脊上的吻兽、较突出的尖塔可安装短接闪杆。
        3.3.1.2 引下线
        A、确认引下线不会对古建筑物产生影响时，引下线应从古建筑物外立面四角、山墙、后檐墙合理布设，平均间距为18米，古建筑物正面为安全及保持古建筑物原貌起见不宜设引下线。引下线一般不少于2组。
        B、同A级3.2.1.2 B条。
        3.3.3.2 采用拦截方式保护古建筑物
        对于B类古建筑，鼓励采用拦截式防雷方式，即：在古建筑的外围，雷电来向的上风方，安装独立接闪杆，接闪杆高度可高出古建筑3-5米。
        3.3.3.3   B 类古建筑防侧击雷和球雷的措施
        3.3.3.1 在确认防侧击雷的措施不会对古建筑物产生影响时，应采取防侧击雷措施。
        3.3.3.2 应把建筑物的所有门窗都装上玻璃，使其没有孔洞，以防球雷沿孔洞钻进室内。独立的古塔，塔身的上部应有防侧击雷的措施。
        3.4   C 级古建筑物的防雷措施
        3.4.1可安装接闪器、引下线、接地装置
        3.4.1.1 接闪器
        A、同A级2.1.1 A条。
        B、接闪带应沿古建筑物屋脊的轮廓弯曲，接闪带应高出屋脊及其上的吻兽等20cm。
        C、正脊上较突出的尖塔、宝顶等处安装短接闪杆。
        3.4.1.2 引下线
        引下线应从正脊的两端、房屋外立面四角布设，平均间距24米。一般不得少于1组。
        3.4.1.3 接地装置
        安装方式和位置同A级防雷措施，接地电阻应不大于30Ω，若位于岩石上（土壤电阻率≥3000/M）的接地装置，可用加大接地面积的方法弥补接地电阻过大的不足。
        3.4.2采用拦截方式保护古建筑物
        对于C类古建筑，一般可采用拦截式防雷方式，即：在古建筑的外围，雷电来向的上风方，安装独立接闪杆，接闪杆高度可高出古建筑3-5米。
参考文献：
[1] 杨波王凤山.《文物保护与古建筑物防雷措施探讨》,2010
[2]《古建筑物防雷技术规范》（征求意见稿--气象行业标准QXT2006-67）,2010
作者简介：吴怀亮(1963.02），男，汉族，单位：河南登封人，工程师，从事农业服务工作。