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火狐全站app:中国古建筑物遭雷击的原因和规律之防雷工程设计

{发布时间:2022-10-07 08:21:11来源:火狐体育最新官网登录入口 作者:火狐体育下载链接

  古建筑一般是指古人遗留下来的具有较长历史年代的寺、庙、殿、楼、塔等建筑,它是研究古代社会政治经济、文化艺术、宗教信仰的历史资料,也是人类文化遗产的瑰宝。由于古建筑多为木结构,火灾荷载较大,一旦遭雷击起火,火势易蔓延,可能造成难以挽回的损失。而我国现存古建筑的防雷还存在许多问题,比如防雷引下线少,不易采取均衡电位措施,没有防球雷措施等。因此笔者撰文介绍几种常见的防雷技术,希望对古建筑防雷工作有所启示。

  一般雷击类型可分为直击雷、感应雷、雷电波侵入和球雷四种。对古建筑危害较大的主要是直击雷和球雷。而要产生雷击,首先必须有足够的电量积累,达到一定的强度,击穿绝缘空气,形成电流通道;其次要有突出的物体造成其周围电场突变,感应出异号电荷。古建筑多为木结构,木材经过千百年变得十分干燥,在雨天潮湿,电阻率变小,并且内部年久积满灰尘,易积蓄净电,带有电荷容易引来雷电流。还有很多古建筑建于高山上,本身地势较高,且位置突出,更容易遭受雷击;同时有些古建筑内高大树木较多,也容易引雷殃及古建筑。

  雷击规律的影响因素。大量雷害事故统计资料和试验研究证明,雷击的地点和建筑物遭受雷击的部位是有一定规律的,这些规律称为雷击规律。地面上建筑物的性质、形状,以及建筑物的结构、内部设备情况对雷击的选择都会产生影响。当雷电先驱发展到离地面不远的空中时,地面上的电场不断增强,在高大建筑物的尖顶和边缘上场强最大,构成雷电发展的良好条件。雷电先驱就自然被吸引到这些地方,因此高大建筑物就容易遭雷击。

  A、地点上的规律。雷害事故表明,多数雷击发生在靠近河湖池沼和潮湿地区,其次是大树、旗杆、杉槁,球雷占8%.

  B、雷击部位上的规律。古建筑易受雷击的部位多为屋角兽头、房脊和梁柱以及丰宝铜顶。北京十三陵长陵的棱恩殿、鼓楼、故宫的承乾殿皆因兽头、屋脊被雷击起火,也恰恰说明了这一规律。故此在防雷时应加以防范。

  随着科技大发展,人们对雷电知识的了解逐步深入,防雷技术也不断更新,但主要有以下7种:避雷针防雷法、法拉第笼式防雷法、滚球防雷法、E·F避雷保护系统、消雷器防护法、避雷设施保护法、人工影响雷电防雷法。几种方法各有侧重,对古建筑较为适用的是避雷针防雷法。

  A、防雷原理。避雷针防雷法是利用避雷针高出被保护物的高度,使雷云下的电场发生畸变,从而将雷电流吸引到避雷针上,通过引下线和接地装置导入大地,使被保护对象免遭雷电直击。也就是说其实质并不是避雷,而是引雷。

  B、适用范围。避雷针系统主要用于防直击雷,这一系统的接闪器有很多,如:避雷针、避雷线、避雷网、带等。由于古建筑防雷设置不仅要具有实效性,同时要尽量保持其原有风貌,所以多用避雷带、网作为古建筑防雷的接闪器。

  A、保护范围不稳定。避雷针保护范围是一个伞形或屋脊形保护区,其张开角度受到接闪器设置高度、雷电强度等多种参数的影响,有的采用30,有的采用60,尽管关于保护角的计算公式很多,但如何确定一直是富兰克林防雷理论的最大困扰所在。

  B、反击问题。当雷击避雷针或避雷带时,由于引下线的阻抗,对地电压可达到相当高的数值,以至于可能造成接闪器及引下线向周围设备跳火反击。避雷针系统还存在着感应电压的危害,以及接触电压和跨步电压等问题,但其对古建筑危害不大,在此不作详细讨论。

  球雷很久以来就引起了人们的注意,根据球雷现象规律和许多球雷案例剖析及模仿实验表明:球雷是空中带静电荷气雾层运动相互作用放电电离的结果。其本质是一个由高速旋转电子封闭的等离子球体,之所以能形成球体,主要是空气中气雾层电离产生强电场和高频电磁振荡,产生一团漩涡状等离子体的缘故。漩涡体的存在或消失,取决于其内部的电磁平衡和能量补充。球雷是一个复杂的电荷系统,球体本身好似法拉第笼,对外不呈现电性,普通避雷针、网、带对其不起作用,并能从网、带孔洞缝隙中自由出入。故此,目前还没有同它斗争的较为有效、可靠的办法。

  由于球雷的难预防性,防护球雷的最好方法是采用屏蔽。对于一般的建筑(钢筋混凝土),可将门窗加上金属纱网与全部钢筋连成一片,构成一个笼式防雷网,可以防止球雷侵入。但对古建筑这样做是很困难的。对重要的古建筑应当做金属纱窗和金属纱门,将它可靠接地;对次要的古建筑,如不能补加金属纱门窗,应注意在雷雨天紧闭门窗,力争达到全封闭状态,以防球雷的侵入,但不可用纸裱糊门窗。

  YD/T926-1~3(2000) 《大楼综合布线《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

  依据中国气象局第 11 号令《防雷装置设计审核和竣工验收规定》 、符合《气象法》、《防雷减灾管理办法》 、《省气象条例》、《省防雷减灾实施办法》和《市人民政府关于加强防雷减灾工作的通知》等相关防雷规范进行设计。

  防雷整改工程就是针对现有的不合格的防雷设施进行升级改造,防雷工程整改分外部防雷工程整改及内部防雷工程整改。外部防雷工程整改内容根据现场情况的不同,防雷工程整改内容也不相同,常见的防雷工程整改内容有:增加避雷带、避雷网格,接地引下线,防雷接地、避雷针、避雷塔、防雷等电位连接等。内部防雷工程整改就是根据用户需求及实际情况在电源系统或者信号系统增加电源防雷器(浪涌保护器)信号防雷器,并做好防雷接地及防雷等电位连接,同时做好屏蔽等措施,在计算机房安装环形汇流排,做好设备等电位连接,接地电阻不大于4欧姆。

  公司自主研发的气象安全监控云平台广泛运用于各种场所,通过自主研发的智能 物联网网关,可以轻松的连接各种气象安全智能监测设备,实现PC、手机、PAD终端 对智能设备的远程监测和控制。物联网云平台的用户管理功能,方便不同权限的用户 远程管理自己的智能设备等,并不断的推出符合客户需求的创新性产品,确保气象安 全监控云平台安全运行,以及各类气象安全监测产品的稳定性、可靠性、数据传输、 采集及控制的准确性、持续无故障运行时间性达到业内顶尖水平。 公司自主研发的的气象安全监测设备包括:大气电场仪(雷电预警)、气象六要 素、自然雷电流波形、自然雷电流峰值、接地电阻监测、高压避雷器在线监测、SPD 在线监测、智能安全柜等,广泛应用于各类对气象安全高要求的场所。

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  防雷在线监测系统是我公司多年来致力于“防雷在线监测”的又一高新技术产品,可在线监测雷电流、浪涌保护器(SPD)劣化程度、浪涌保护器(SPD)遥信监测、接地电阻值监测、空气开关状态监测、三相电压监测、环境温湿度监测,无需自检、实时监测、采用RS485有线通讯或无线通讯传输数据,实现远程在线监测。分析仪在线监测雷电流、浪涌保护器(SPD)劣化状态,当发生雷击、浪涌保护器(SPD)发生异常、空气开关出现跳闸、三相电压出现异常波动时,实时报警,监测仪可连接到后台服务器,在网络范围内,电脑可与远程监控防雷情况。产品采用工业级设计,具有高精度、高稳定性、高可靠性。

  适用于天然气行业、电力行业、铁路行业、石油石化行业、新能源行业、通讯行业、环保水利行业、机场码头等防雷系统中,实现对用户对防雷环境状态实时的监测。

  屋顶天面(LPZOB区)等电位连接:接地体、引下线、等电位连接带、天面金属构架之间的等电位连接;

  室内等电位连接:电力线路、通信线路、金属轨道、变配电系统接地装置、SPD电涌保护器安装位置。

  科锐作为国家高新技术企业,利用自身优势专门为用户提供防爆工程、防爆电气设备维修维保,石油液化气领域防爆工程的安全服务,在LNG管网工程防爆技术研发、升级改造和驻场施工,防爆工程安全运营及其配套产品一体化系统运行解决方案等领域进行一条龙服务。

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  接闪器。接闪器一般可分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等,针对古建筑则主要有这样几种形式:

  A、避雷针是经常置于古建筑屋顶的,通常采用双支接闪器,置于大吻内自箭把伸出。此种做法美观但费时,一般置于大吻的一侧,用铁卡子卡牢,然后与导线焊接牢固,固定的长度为针长的三分之一左右。

  B、采用避雷带时,按大吻的轮廓用避雷线cm ,用铁卡子卡牢。但保护范围不包括檐头时,避雷线应顺脊延续至翼角至檐头,并将垂兽、戗兽、翼角的小兽等都包括在内。

  C、有铜宝顶的建筑物,如果其范围够用时,可利用铜宝顶做接闪器,仅将倒替焊接在最上面铜块上即可。

  导线(引下线)导线安装分为明、暗两种,对古建筑而言,应采用明线,易于检查施工。导线一般应垂直引下,但古建筑轮廓复杂,事实上不可能做到。当引下线沿古建筑轮廓弯曲时,应保证其弯曲段开口部分的直线距离,不小于弯曲段全长的十分之一,并避免弯折成直角或锐角。古建筑的导线安装应自上而下,先与接闪器焊接,至檐头斗拱部位,预先在瓦顶上打一个直径10 cm的圆洞,套在磁管内,将导线穿洞而下。

  接地体。接地体应选择安装在土壤电阻率较低的地方,同时应考虑在行人较少的地方,以避免或减少跨步电压的危害。距离建筑物的台基不小于300 cm,埋深深度在100 cm以上。地极的形状有闭合形、一字形、放射形,闭合形又分为方形、三角形、圆形。我们一般采用闭合方形或一字形。方形地极用镀锌铁管4根,每角1根,管距不小于250 cm;一字形用管3~4根排列成一字形。安装时,管子打入地内,上露50 cm以便与导线连接,导线引至地极自作一弯与第一根管子接上,用卡子卡紧焊牢,同样将第二、三、四根与导线. 维护检查

  为了使建筑物的防雷装置有可靠的保护效果,不仅要有合理的设计和正确的施工,还要注意经常维护检查。维护检查分为定期检查和临时检查。一般检查事项有如下几条:

  很多古建筑中都有不少高大树木,这些树木可能遭受直击雷或引下球雷,对古建筑造成破坏,因此应注意采取以下措施:A、在树顶安装避雷针,沿树干敷设引下线,下部埋设接地装置;

  D、古建筑周围栽种树木时,树干应距建筑物不应小于5米,树冠不应小于3米。

  以上是对古建筑防雷技术的初步探讨,可以看到防雷技术存在很大的缺陷,避雷针系统虽然经过安装设计上的调整,但仍存在不妥之处。相信随着对雷电认识的逐步加深,还会出现更完善、有效的防雷技术,能够更好地保护古建筑。


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