1竹沟革命纪念馆现场勘察
1.1确山县地理和气候资料
确山县竹沟镇位于河南省确山县西30公里。北纬32。55、—33。23、,东经110.58、—111.53、,四季分明,据近30年统计、年雷电日最少为14d,最多为37d,平均约为32.4d。气候:确山县位于暖温带大陆性季风气候区,气候多样,呈区域或立体相态分布。总的特点是春季温暖多风,夏季炎热多雨,秋季天高气爽,冬季干冷少雪。年均日照为2370.5小时,年均气温14.3℃,年均降水量为646.4毫米。初冬至秋季盛行东风,秋末至冬初多为西南风或西风,西北风出现次数最少。2012年首次雷暴日3月21日,末次雷暴日9月8日。每年平均雷暴日数是32.4天。春、夏季,确山县雷击较为频繁。我们认为,竹沟纪念馆建筑区进行防雷是很必要的。
1.2竹沟革命纪念馆建筑物结构特点及防雷现存缺陷
1.2.1纪念馆建筑群附近无高大建筑物,易被雷电侵袭。1.2.2从结构上看,建筑物都建有高耸的屋脊,而这些高耸的屋脊也正好为带电云层放电创造条件。1.2.3纪念馆建筑群为砖木结构,一旦遭受雷击,极易引起木质构件燃烧。1.2.4建筑物顶部形状复杂,空间较小,易碎,接闪带、引下线以及泄流接地装置敷设难度较大。
1.3勘察结论
根据国家现行建筑物防雷设计规范(GB50057-2010),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的建筑物根据其大小至少应划为二类以上防雷建筑物。竹沟纪念馆四周无高大建筑,易遭受直击雷侵袭。随着当地经济发展和旅游事业的发展,国内外游人的增多,为了保护国家文物财产和人员的安全,必须采取较好的防直击雷保护措施,避免雷击事故的发生。
2沟革命纪念馆的防雷措施
2.1外部防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成
2.1.1接闪器的布设接闪器有三种形式:接闪杆、接闪带和接闪网,其作用是引雷,即把雷电流引下。引下线上与接闪器连接,下与接地装置连接,作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。竹沟纪念馆屋面接闪器宜采用接闪带,并在敷有引下线屋角的接闪带上焊接50cm左右的短针,以便有效接闪雷电泄流人地。根据雷击规律,对于周边极不整齐的建筑来说,应采用直径10mm的镀锌圆钢作避雷带,接闪带应沿建筑物屋面的正脊、屋顶檐部、斜脊等易受雷击的部位敷设。安装接闪带带的支持架间距不大于1m,支持架用U型卡固定在脊瓦、筒瓦上。2.1.2引下线的布设竹沟革命纪念馆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,在间距符合规范“第2.3.3条引下线不应少于两根,并应沿建筑物四周均匀或对称布置,其间距不应大于18m……”的前提下尽可能多设几根。为减少引下线自身电感所引起的雷电感应过压,应以最短的接地路径敷设。在选择引下线敷设位置时,应避开建筑物的正面,尽量在建筑物的侧面、后面等不易被人注意到的位置,并在地面以上1.8m左右加装绝缘套管,以防止接触电压对人员的伤害;沿木立柱引下时,宜采用绝缘的多股铜线作为引下线,圆形抱箍固定。2.1.3接地装置布设接地是竹沟革命纪念馆建筑物防雷设计施工中的重要环节之一。竹沟革命纪念馆土壤电阻率(p)一般在100~1000Ω,为使接地电阻值(R)达到规范要求(R)达到规范要求(R≤10Ω),采取了以下措施:一是,对各独立文物建筑采用环形接地;二是,接地体周围敷设化学降阻剂,并用黄土回填,以保持土壤温度;三是,将密集的文物建筑的接地体进行联网,以增大雷电泄流面积;四是,为降低雷电跨步电压对游客的危害,当接地体距建筑物出人口或人行道小于3m时,接地体局部应埋深1m以下,若深埋有困难,则应敷设50~80mm厚的沥青层,其宽度应超过接地体2m。2.1.4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效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害。除外部防雷装置外,所有为达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置,它包括等电位连接设施(物)、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。大多数国家、省、市级重点文物保护的仿古建筑物内都增设了消防广播、防盗报警、监视系统等。这些弱电电气系统对雷电虽没有计算机电子信息系统那样“敏感”,但一旦受雷击其危害也是很大的。首先,进入建筑物的各类金属管和电缆就近与防雷地或建筑基础地作等电位连接。其次,加装电涌保护器。在天馈、通讯、数据等信号线路上一般采用一至二级SPD保护,而在电源配电线路上要根据被保护设备的重要性和雷灾环境来决定在不同防雷区的交界处设一至三级SPD保,但每级之间应有一定的间距(根据选择SPD类型不同,间距应不小于5~15m)。按需要加装电源及信号SPD,安装时就近接地(接地线一般应不大于50cm)。
3防雷工程施工质量的控制措施
3.1为使避雷装置使用时间更长,所用全部原材料均为热镀锌材料
3.2避雷引下线临近人地点以上
1.5~1.8m部分穿人绝缘用PVC塑料管内,该塑料管颜色与建筑墙体颜色相近,避免了其反差大而影响文物建筑的外观
3.3因建筑物大多是木质结构,故在靠近木质结构进行焊接操作时,采用石棉板遮盖木质构件
3.4避雷引下线敷设较为隐蔽,未将其敷设在文物建筑容易被游人观赏的部分上
4结束语
文物古建筑是国家极其珍贵和重要的文化遗产,具有不可复原性,其防雷安全工作需要引起足够重视。避雷设施作为文物保护的基本项目,更要强调全方位、高效率的保护,因此,做好文物古建筑的防雷工程设计尤为重要。此外,由于木制古建筑施工难度较大,施工时更要严格按照国家相关规范要求,同时也应注意保持建筑原有的风格和美观。
作者:杨洪 单位:驻马店市气象局