收稿日期：2023-11-30

作者簡介：李楊（1983—），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，本科，副經(jīng)理，從事雷電防護(hù)研究工作。

摘 要：由于自身以及環(huán)境特點(diǎn)，古建筑物容易遭遇雷擊，為此需要做好防雷工作。在進(jìn)行防雷時(shí)需要采取合理的手段以及設(shè)備，提升防護(hù)效果?；诖?，對古建筑物雷擊的結(jié)構(gòu)以及方式進(jìn)行介紹，重點(diǎn)從外部和內(nèi)部兩個(gè)角度提出了古建筑物防雷的具體手段，并提出了相應(yīng)的保障策略，為古建筑物防雷工作開展提供參考。

關(guān)鍵詞：古建筑物；防雷；策略

中圖分類號：TU895? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2024）03-0126-03

0 引言

古建筑物歷史悠久，多是從古代保留至今的各種建筑，包括寺廟、樓、殿以及塔等，這些古建筑物不僅是重要的文化遺產(chǎn)，也是一個(gè)地區(qū)歷史的載體，是歷史文明的重要組成部分。氣象災(zāi)害有很多種，除了暴雨洪澇、氣象地質(zhì)災(zāi)害以外，雷電災(zāi)害也是其中之一，雷電災(zāi)害對古建筑物產(chǎn)生一定的破壞，為此需要做好防雷工作。

國家文物局出臺制定了《全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位防雷安全專項(xiàng)檢查方案》，要求各地區(qū)根據(jù)自身情況，做好古建筑物防雷工作。古建筑物防雷工作實(shí)施具有重要的作用，可以有效地保護(hù)古建筑物，拓展我國物質(zhì)文化內(nèi)涵。為此對古建筑物防雷工作實(shí)施情況進(jìn)行分析，并提出對策，為相關(guān)工作開展奠定基礎(chǔ)。

1 古建筑物防雷設(shè)計(jì)原則

1.1 災(zāi)害安全性

對于一些國家級文物保護(hù)的古建筑物而言，在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)需要確保安全。具體應(yīng)用防雷技術(shù)時(shí)，需要嚴(yán)格遵守相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范，有效地保護(hù)國家文物，避免古建筑物出現(xiàn)損壞，從而更好地體現(xiàn)出古建筑物的價(jià)值。為此，在具體防雷工作中需要選擇合適的材料，采用先進(jìn)的防雷技術(shù)，有效提升防雷效果。

1.2 技術(shù)先進(jìn)性

在保護(hù)古建筑物時(shí)，做好防雷工作可以避免古建筑物遭遇雷擊。為了能夠更好地開展防雷工作，需要做好技術(shù)創(chuàng)新工作，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，并對各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行推廣。還可以學(xué)習(xí)國際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國古建筑物的具體情況，對保護(hù)手段進(jìn)行優(yōu)化，從而更好地保證古建筑物安全。

1.3 經(jīng)濟(jì)合理性

古建筑物防雷工作實(shí)施時(shí)需要投入一定的資源，為此需要對防雷工作的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行全面的評估，核算防雷的具體成本。在防雷工作中需設(shè)置成本控制目標(biāo)，并定期對成本控制工作的實(shí)施情況進(jìn)行考核，有效提升防雷工作成本控制效果，降低成本。

1.4 持久性

要制定相應(yīng)的保護(hù)規(guī)劃，做好防雷基礎(chǔ)工程建設(shè)，以為古建筑物安全提供保障。在保護(hù)古建筑物時(shí)，需要確保使用的防護(hù)裝置合理、持久有效，保證防雷裝置與建筑的協(xié)調(diào)一致。古建筑物防雷工作實(shí)施時(shí)，需要根據(jù)情況選擇合適的防雷材料。選擇材料時(shí)需要考慮質(zhì)量、價(jià)格以及壽命，以保證防雷裝置在古建筑中的持久性。

2 古建筑物易遭受雷擊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及方式

2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

古建筑物與一般建筑物相比存在很多的不同，包括結(jié)構(gòu)不同、用途不同、性質(zhì)不同以及地理環(huán)境不同，因此相比于一般建筑物，古建筑物更容易遭遇雷擊。

部分古建筑物建設(shè)在地勢較高的區(qū)域，例如山上，這就容易遭遇雷擊。在結(jié)構(gòu)方面，古建筑物為了凸顯建筑物的大氣磅礴，大多具有高聳的屋脊，甚至一些建筑物在屋頂中含有錫背，這就為帶電云層放電提供了一個(gè)良好條件。部分古建筑物在建造時(shí)，會在大殿中央埋設(shè)金屬寶盒，這些金屬物也會使得建筑物接閃放電的可能性變大。古建筑物在建造時(shí)材料大多是磚木，這些材料如果遭遇雷擊很容易出現(xiàn)燃燒情況，從而使古建筑物遭到破壞[1]。

2.2 雷擊方式

古建筑物遭遇雷擊侵害的方式有5種：第一，直擊雷。這種方式是閃電直接擊中古建筑物，出現(xiàn)各種效應(yīng)，比如說電效應(yīng)、熱效應(yīng)等，對古建筑物產(chǎn)生一定的破壞。

第二，球雷。球雷相對來說比較復(fù)雜，人們對于球雷的研究也比較多，通過各種實(shí)驗(yàn)以及自然現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，球雷出現(xiàn)的原因是空氣中帶有靜電的氣霧層相互作用。這種雷電容易進(jìn)入到古建筑物的內(nèi)部。

第三，閃電電涌侵入。架空線路以及金屬管道對于雷電具有一定的傳導(dǎo)作用，閃電電涌可以通過這些物品進(jìn)入古建筑物內(nèi)部，對古建筑物產(chǎn)生一定的危害。特別是當(dāng)前很多古建筑物在開發(fā)過程中，都增設(shè)了照明線路、監(jiān)控線路以及消防線路等，增大了閃電電涌發(fā)生的可能性[2]。

第四，古建筑物周圍如果存在大量的高大樹木，這些樹木遭遇雷擊，可能會導(dǎo)致古建筑物發(fā)生災(zāi)害。

第五，地電位反擊。地網(wǎng)之間需要有足夠的安全距離，一般情況下需要超過20 m。如果安全距離小于20 m，一個(gè)地網(wǎng)接閃。產(chǎn)生高電位雷電流，便會對沒有接閃的地網(wǎng)產(chǎn)生影響，從而使地上的系統(tǒng)遭遇危險(xiǎn)。

3 古建筑物防雷手段

3.1 外部防雷

3.1.1 接閃器布設(shè)

為了更好地保護(hù)古建筑物，應(yīng)選擇接閃帶（網(wǎng)）和接閃針相結(jié)合的接閃器。需在屋角的接閃帶上焊接短針，短針的長度一般為30～50 cm，以更好地將雷電導(dǎo)入到大地。

在敷設(shè)接閃帶時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注正脊、吻獸、屋頂檐口、垂脊、垂獸和高出建筑物的煙囪等區(qū)域，這些區(qū)域容易遭遇雷擊。同時(shí)為了能夠提升防護(hù)效果，在敷設(shè)接閃帶時(shí)需要避免出現(xiàn)直角彎曲、銳角彎曲這些情況，一般采用圓弧形彎曲。

3.1.2 引下線布設(shè)

引下線的數(shù)量少，在出現(xiàn)雷擊時(shí)分流就會小，這就會導(dǎo)致每根引下線需要承擔(dān)較大的雷電流，從而遭遇雷電反擊以及二次效應(yīng)。為此在布設(shè)引下線時(shí)，需要根據(jù)情況增加數(shù)量，充分地利用古建筑物的柱子。古建筑物在建造時(shí)使用的材料多是磚木，為此布設(shè)一般都是采用明敷的方式。在具體敷設(shè)時(shí)，需要確保引下線對稱，在滿足間距的基礎(chǔ)上盡可能地增加引下線的數(shù)量。引下線自身電感會導(dǎo)致雷電感應(yīng)情況出現(xiàn)，為了避免這種情況需要采用接地敷設(shè)的方式[3]。彎曲一般采用的是弧形彎曲，設(shè)置保護(hù)覆蓋物。一般距離地面0.3～2.7 m，以避免游客接觸產(chǎn)生意外事故。

3.1.3 布設(shè)接地裝置

在布置接地裝置時(shí)，需要選擇合適的結(jié)構(gòu)方式以及位置，具體考慮的因素包括古建筑物的用途、游客規(guī)模、地理環(huán)境等，對于一些游客數(shù)量比較多的、重要的古建筑物需要做好防止跨步電壓措施。環(huán)形接地裝置主要應(yīng)用在一些寬度較窄的古建筑物上，在具體布設(shè)的過程中，需要保證接地裝置與地下管線路之間具有安全距離。

如果由于條件限制不能滿足規(guī)范的要求，則需要將接地裝置連接在一起，使接地網(wǎng)內(nèi)部的電場分布均衡，這樣可以盡可能地降低跨步電壓對游客產(chǎn)生的危害，在遭遇雷擊時(shí)可以避免反擊高壓危害出現(xiàn)。為了進(jìn)一步降低跨步電壓對游客的危害，接地體如果距離古建筑物出入口的距離小于3 m，則需要將其埋在1 m以下。

3.1.4 樹木防雷管理

古建筑物防雷工作實(shí)施時(shí)需要做好樹木管理工作，可在樹木頂端安裝接閃針，同時(shí)并沿著樹干敷設(shè)引下線，在樹底埋設(shè)接地體，通過這種方式保護(hù)樹木。如果需要栽樹，則需要確保樹干與古建筑物的間距，不得低于5 m，樹冠高度不得低于3 m。

3.2 內(nèi)部防雷

古建筑物防雷工作開展時(shí)除了進(jìn)行外部防雷以外，還需要進(jìn)行內(nèi)部防雷。在建筑物中安裝一些內(nèi)部防雷裝置，其目的是有效地避免建筑物雷電流出現(xiàn)的電磁效應(yīng)、跨步電壓等雷電災(zāi)害。內(nèi)部防雷手段有很多，除了防雷裝置以外，所有為防雷工作開展的措施、手段均屬于內(nèi)部防雷，比如良好接地、合理布線等。

很多古建筑物在保護(hù)開發(fā)的過程中都增設(shè)了一些現(xiàn)代設(shè)備，如廣播、報(bào)警系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)一定程度上容易遭遇雷擊。這些系統(tǒng)一旦受到雷擊也會造成嚴(yán)重的后果。

根據(jù)內(nèi)部環(huán)境，采取合理的手段進(jìn)行防雷保護(hù)，具體的防護(hù)措施可以從以下3個(gè)方面入手：第一，對于古建筑物內(nèi)部使用的各種金屬保護(hù)管的外皮在LPZOA與LPZ1交界處與最近的防雷接地進(jìn)行等電位連接，通過這種方式可以將侵入的雷電導(dǎo)入大地。

第二，把從LPZOB區(qū)進(jìn)入LPZ1區(qū)各類天饋線路在LPZOB與LPZ1交界處安裝相應(yīng)的天饋電涌保護(hù)器（SPD）。把從LPZOA區(qū)進(jìn)入LPZ1區(qū)的各類通訊、數(shù)據(jù)信號線路在LPZOA與LPZ1交界處安裝相應(yīng)的信號SPD。把從LPZOA區(qū)進(jìn)入LPZ1區(qū)的電源線路在LPZOA與LPZ1交界處并安裝相應(yīng)的電源SPD。對這些SPD進(jìn)行施工時(shí)，需要確保SPD能夠承受的最大電壓與其系統(tǒng)和設(shè)備能夠允許的最大電壓保持一致。對于通訊、數(shù)據(jù)等信號線路，在保護(hù)的過程中一般都是采用1～2級的SPD保護(hù)。在電源配電線路方面則需要根據(jù)設(shè)備的重要性以及具體天氣環(huán)境設(shè)置不同等級的SPD保護(hù)，一般等級為1～3級[4]。不同等級SPD之間需要保留一定的間距，具體間距大小需要考慮SPD的類型。最后SPD的接地線需要嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)范，并且在LPZ交界處進(jìn)行接地時(shí)需要保證距離最短，通過這種方式能夠有效地提升防雷效果。

第三，雷擊電磁脈沖干擾會嚴(yán)重影響到信息系統(tǒng)，如果古建筑物含有弱電電氣設(shè)備，則需要做好相關(guān)的防護(hù)工作。雷擊電磁脈沖干擾主要指的是出現(xiàn)雷擊時(shí)會產(chǎn)生雷電磁場輻射干擾和利用各種傳導(dǎo)進(jìn)入古建筑物的電壓、電流。為此防護(hù)雷擊電磁脈沖干擾時(shí)需要從三維空間這一角度入手，避免雷電磁場輻射干擾。常用的方法是在建筑物L(fēng)PZO區(qū)域和LPZ1區(qū)域中間位置設(shè)置屏蔽接地籠。在具體操作的過程中可以將古建筑物中的鋼筋做成法拉第籠式避雷網(wǎng)。對于一些磚木結(jié)構(gòu)的古建筑物，則需要使用接閃器、引下線等做出法拉第籠。接閃器之間的需要不宜過大，保證密集。引下線也需要設(shè)置得密集一些，通過這些措施可以有效地減弱雷擊電磁脈沖干擾。對于一些重要的設(shè)備，在防護(hù)時(shí)需要將其放置在屏蔽室內(nèi)，最大限度地保證安全[5]。

4 古建筑物防雷工作實(shí)施保障策略

4.1 做好防雷技術(shù)創(chuàng)新工作

在開展防雷工作時(shí)需要使用到一定的技術(shù)以及設(shè)備，為此需要做好相應(yīng)的技術(shù)創(chuàng)新工作，為防雷工作開展提供技術(shù)支持。技術(shù)研發(fā)人員需要彼此進(jìn)行溝通，學(xué)習(xí)國際上先進(jìn)的防雷技術(shù)，根據(jù)我國的自身情況，對技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。

對研發(fā)人員進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)，在培訓(xùn)之前需要了解研發(fā)人員能力方面的不足，選擇合適的培訓(xùn)內(nèi)容，將線上培訓(xùn)和線下培訓(xùn)結(jié)合在一起，充分發(fā)揮培訓(xùn)的作用，增強(qiáng)研發(fā)人員能力。還可以適當(dāng)?shù)亻_展一些研討交流活動(dòng)，在交流時(shí)學(xué)習(xí)其他人員的工作經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)，取長補(bǔ)短，彌補(bǔ)自身能力方面的欠缺。最后還可以積極地進(jìn)行研發(fā)人員引進(jìn)工作，聘請具有豐富經(jīng)驗(yàn)的雷電防護(hù)技術(shù)人員從事相關(guān)的工作，有效提升技術(shù)研發(fā)效果，不斷對防雷技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到防雷工作中。

4.2 做好防雷成本控制工作

古建筑物防雷工作實(shí)施時(shí)需要使用到大量物資，耗費(fèi)大量資金，為此需要做好成本控制工作，通過成本控制有效地降低成本。要對資金的使用情況進(jìn)行審計(jì)，了解各項(xiàng)資金的具體使用，提升資金利用效率。在進(jìn)行成本控制時(shí)，要對施工人員進(jìn)行必要的教育，讓施工人員了解到成本控制與自身的關(guān)系，積極參與到成本控制活動(dòng)中。對于積極參與成本控制的施工人員以及工作人員需要進(jìn)行必要的獎(jiǎng)勵(lì)，通過這種方式樹立一個(gè)良好的學(xué)習(xí)榜樣，從而使更多的人參與成本控制工作。

4.3 轉(zhuǎn)變觀念，重視防雷工作

防雷工作對于古建筑物保護(hù)工作實(shí)施具有重要的作用，然而實(shí)際上很多地區(qū)在保護(hù)古建筑物時(shí)對于防雷這些工作不夠重視，針對這種情況需要轉(zhuǎn)變觀念，高度重視防雷工作開展，從而為防雷工作開展奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

各地區(qū)要根據(jù)自身的情況，制定防雷保護(hù)制度，各古建筑物保護(hù)機(jī)構(gòu)需要根據(jù)古建筑物的具體情況明確管理細(xì)則，并定期對各項(xiàng)防護(hù)工作的落實(shí)情況進(jìn)行監(jiān)督。通過監(jiān)督發(fā)現(xiàn)防雷工作中存在的不足，并在以后的工作中進(jìn)行優(yōu)化。要定期對防雷工作的實(shí)施人員進(jìn)行必要的教育，安排專業(yè)的專家進(jìn)行相關(guān)防雷知識的講解，提升實(shí)施人員的綜合素質(zhì)。

古建筑物防雷工作實(shí)施時(shí)需要使用到一定的設(shè)備，要定期對這些設(shè)備進(jìn)行檢查，查看各項(xiàng)設(shè)備正常運(yùn)行，對于損壞的設(shè)備要及時(shí)地進(jìn)行更換。對于出現(xiàn)故障的設(shè)備則需要進(jìn)行檢修。具體檢查內(nèi)容包括：檢查接地裝置在鋪設(shè)過程中是否存在斷裂情況，檢查修繕古建筑時(shí)防雷裝置變化情況，檢查接閃器是否存在斷裂的情況；檢查引下線絕緣保護(hù)處理有無破壞等。如果發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決，以便充分發(fā)揮各項(xiàng)防雷設(shè)備的作用。

5 結(jié)束語

防雷工作實(shí)施對于古建筑物保護(hù)而言具有重要的作用，通過實(shí)施防雷工作可以避免古建筑物遭遇雷擊，從而更好地保證古建筑物的完整。古建筑物防雷保護(hù)工作不是一朝一夕能夠完成的，在具體實(shí)施時(shí)需要樹立一個(gè)正確的觀念，結(jié)合古建筑物的具體情況，做好技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新工作，合理運(yùn)用高科技手段，有效提升防雷效果，從而更好地保護(hù)古建筑物。

參考文獻(xiàn)

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