冰 夢
古代建筑物,如我們常見的亭?塔?廟?殿?樓?閣以及舊式民居等,其建筑特色鮮明?風(fēng)格獨(dú)特,具有重要的歷史價值.雷擊和火災(zāi)是古建筑的天敵,而很多火災(zāi)又是由雷擊引起的,因此,要保護(hù)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(diǎn)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(jié)構(gòu),以木質(zhì)為主.木材經(jīng)過千百年時間后,含水量很低,極易燃燒.部分木材內(nèi)部材質(zhì)疏松,容易積蓄靜電,吸引雷電流.
2. 古建筑的修建地點(diǎn)大都地勢較高,比如寺廟?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?翹角?梁柱?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(shè)著金屬寶盒,有的屋頂內(nèi)部還設(shè)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(diǎn),增大了古建筑受雷擊的概率.
所以在進(jìn)行古建筑的防雷設(shè)計時,首先應(yīng)該對多方面因素進(jìn)行綜合考慮.如應(yīng)考慮古建筑物的雷擊規(guī)律,建筑物所在地的氣象及地理條件,建筑物所處環(huán)境條件,古建筑自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等.在設(shè)計過程中,必須對建筑物的具體情況進(jìn)行具體的設(shè)計考慮,然后采取對應(yīng)措施.在保護(hù)古建筑物本身的同時,也要保護(hù)建筑物內(nèi)部的電氣設(shè)備和人員,以及古建筑的周圍環(huán)境?樹木等.
一?古建筑物的外部防雷
外部防雷主要是指防護(hù)古建筑物及室外設(shè)施免受直擊雷?球雷及側(cè)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?避雷帶和避雷網(wǎng))?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(jù)古建筑雷擊規(guī)律,建筑物的飛檐?斗拱?屋脊?梁柱及寶頂?shù)炔课蛔钊菀自獾嚼纂娗忠u.因此,不能僅僅依靠單一的避雷針作保護(hù),而應(yīng)采用避雷帶與避雷針的組合.除在屋脊?屋檐上暗設(shè)避雷帶外,還應(yīng)在古建筑脊頂?寶頂?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(hù)之下.在鋪設(shè)避雷帶時,應(yīng)沿建筑物屋面正脊?屋頂檐部?山墻屋檐?斜脊等部位鋪設(shè).為減小雷電流帶來的危害,鋪設(shè)時應(yīng)沿古建筑輪廓采用圓弧形彎曲,古建筑上部的寶頂?尖塔?塑像?寶盒以及斗拱下的防鳥鐵絲網(wǎng)等金屬物體與部件,均應(yīng)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(jù)分流原理可知,引下線的數(shù)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(yīng)的危害.因此,應(yīng)盡可能多地設(shè)置引下線.
由于古建筑以磚木結(jié)構(gòu)居多,引下線一般為明設(shè)獨(dú)立引下線,因此接地體一般也采用獨(dú)立人工接地方式.接地體一般應(yīng)設(shè)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(fā)光球體,偶爾也有黃色?藍(lán)色或綠色的.其本質(zhì)是空中帶靜電荷的氣霧層運(yùn)動相互作用放電電離的結(jié)果.球雷通常由建筑物的孔洞?煙囪或門窗進(jìn)入室內(nèi),最常見的是沿大樹滾下進(jìn)入建筑物內(nèi),破壞性巨大.防止球雷最好的辦法是采用籠式避雷網(wǎng),但對于磚木結(jié)構(gòu)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(wǎng)并可靠接地,且應(yīng)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(wǎng),則最低要求是把所有門窗都安上玻璃,使其無孔洞,達(dá)到防止球雷進(jìn)入室內(nèi)的目的.
當(dāng)古建筑附近有高大樹木時,應(yīng)采取以下防雷措施:一是在樹頂裝避雷針,沿樹干設(shè)引下線,下部埋設(shè)接地裝置;二是枯朽樹木的洞穴應(yīng)用灰膏封堵嚴(yán)密,防止積水導(dǎo)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(yīng)小于5 m,樹冠距建筑物不應(yīng)小于3 m.
二?古建筑物的內(nèi)部防雷
古建筑防雷不光要考慮建筑物外部防雷,還應(yīng)充分考慮內(nèi)部防雷.隨著建筑電氣技術(shù)的發(fā)展和對古建筑物保護(hù)要求的提高,越來越多的電氣系統(tǒng)出現(xiàn)在古建筑中,如設(shè)置火災(zāi)報警與消防系統(tǒng)?防盜報警及監(jiān)控系統(tǒng)?照明控制系統(tǒng)等.這些電氣系統(tǒng)在受到雷擊時同樣會遭受破壞,特別是隨著古建筑物內(nèi)電子設(shè)備的增加,雷電電磁脈沖的危害也更加嚴(yán)重.因此古建筑物內(nèi)部防雷工作也顯得非常重要.內(nèi)部防雷的內(nèi)容主要包括防雷電感應(yīng)?防反擊?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(dá)到此目的所采用的設(shè)施?手段和措施均為內(nèi)部防雷裝置,它包括等電位連接設(shè)施?屏蔽設(shè)施以及合理布線和良好接地等措施.內(nèi)部防雷裝置可減少建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁效應(yīng),以及防止反擊?接觸電壓?跨步電壓等二次雷害.
三?古建筑物的整體防雷思想
古建筑整體防雷思想是指在進(jìn)行古建筑物防雷設(shè)計與施工時,除了要對外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置統(tǒng)一考慮之外,還應(yīng)將古建筑物?古建筑群落?石碑?桅桿?樹木?各種設(shè)施以及周圍環(huán)境作為一個整體來進(jìn)行全面的防雷規(guī)劃,如,在進(jìn)行防雷設(shè)計時所安裝的外部防雷裝置是否影響了古建筑美觀,內(nèi)部防雷裝置是否破壞了古建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu),所用避雷針?避雷帶?避雷網(wǎng)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(hù),相距較近的建筑物能否共用接地體等.
責(zé)任編輯蔡華杰
中學(xué)生數(shù)理化·八年級物理人教版2008年2期