司空山二祖禅寺雷电安全防护工程设计

　　【摘要】我国现存古代建筑物是世界文化遗产中的瑰宝，除巍巍皇宫王府外，更大量是宗教寺庙。千百年来，除毁于人为外，更多的则毁于地震、洪水以及雷火之中，随着国家对古建筑的保护以及旅游业的兴起，高山景区尤其是高山寺庙的防雷工作越来越受到人们的重视，对寺庙采取有效的防雷措施来保护寺庙及人员的安全，具有重要的社会经济意义。本文通过对司空山雷暴特征的分析，结合寺庙建筑结构和防雷特点，对二祖禅寺进行雷电安全防护工程设计。

　　【关键字】二祖禅寺;雷电;防护;设计

　　【Abstract】 China's existing ancient building is the world cultural heritage treasures, in addition to the Imperial Palace, a large religious temples. For thousands of years, but was destroyed by human, more then destroyed by earthquakes, floods and thunder and fire, as the state of the ancient architecture protection and tourism, mountain scenic area especially mountain temple mine work is valued by people more and more, to the temple to take effective lightning protection measures to protect the temple and the safety of personnel, has important social and economical significance. Based on the division of the thunderstorm characteristic analysis, combined with the temple construction and characteristics of the ancestral temple of lightning protection, lightning protection engineering design.

　　【Keywords】the ancestral temple; lightning protection; design

　　中图分类号：[TU29] 文献标识码：A 文章编号

　　引言

　　我国现存古代建筑物是世界文化遗产中的瑰宝，除巍巍皇宫王府外，更大量是宗教寺庙。司空山坐佛的相对高度为1000米，乃世界第一天然大佛，二祖禅寺坐落在司空山顶，海拔高度较高且司空山又较孤立，多次遭雷击。高山景区尤其是高山寺庙的防雷工作越来越受到人们的重视，随着改革开放的不断深入和旅游经济的发展，寺庙已成为人员密集、活动频繁的场所，采取有效的防雷措施来保护寺庙及人员的安全，具有重要的社会经济意义。

　　1司空山雷暴特征

　　1.1 雷暴日数多。

　　1.2 时空分布不均匀。

　　1.3 雷电强度大、直击雷危害严重，这也是高山景区雷电的普遍特点。

　　2寺庙建筑的结构特点及其对防雷的影响

　　2.1寺庙几乎都建在地势较高的山脊或是建在土壤电阻率有突变的山脚边，易受雷暴侵袭。并且雄伟、挺拔的结构有利于雷雨云下导放电。

　　2.2寺庙屋脊中间大多设有金属宝顶，屋檐有风铃、铜兽等金属饰物。而这些都没有可靠的接地，增加了建筑物接收闪电的可能性。

　　2.3大多数寺庙主要是木质或砖木混合结构，均为易燃材料，加上寺庙内有大量的经幡、幔帐等易燃物。一旦受到雷击，极易引起火灾，且灭火十分困难，易造成人员伤亡及财产严重损失。

　　3司空山二祖禅寺防雷级别的确立

　　3.1 现场勘查情况

　　二祖禅寺位于司空山山顶，海拔约1150m，由于山体多为玄武岩结构、地质土层为麻石混合粗沙土，土壤电阻率极高，通过单一打入接地极方法难以实现，而防雷接地又是防雷工作的重点。

　　大雄宝殿位于寺院中后部(玉观堂之后)。殿内有照明，供电由低压配电盘引入。

　　玉观堂位于寺院内二级台地正中，建筑平面接近于正方形，为砖木结构，周围很多高大树木。殿内有照明和计算机，供电由低压配电盘引入。

　　该寺低压供电由架空线路引入至寺内配电盘，然后分别分配至各大殿及生活区。该寺无任何防雷装置。

　　3.2 防雷类别的确定

　　目前在用的涉及古建筑防雷类别确定的标准主要有两个，一个是《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92，另一个是《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94,2000版)。二祖禅寺为安徽省重点文化遗产保护单位，省级风景区，国家AAA级旅游区，按照《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92中第5.3.1条规定和《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)的第2.0.1条规定，应将二祖禅寺雷电防护级别确定为二类防雷建筑。

　　4设计方案

　　通过认真地实地勘察和防雷级别的确立，同时考虑不影响寺庙结构风格和整体美观，对大雄宝殿防雷工程做了如下设计和施工。

　　4.1 接闪器

　　为保护寺庙的建筑艺术特点，接闪器采用隐蔽避雷带方式，采用10M×l0M和12M×8M的避雷网格。 保护范围足以覆盖整个建筑物。

　　避雷带安装方法及工艺：

　　1)、揭开屋脊的屋脊瓦，将25×4镀锌扁钢压在瓦下，弯曲后与Φ10mm2圆钢进行焊接作为支撑架，避雷带(Φ10mm2圆钢)与屋脊上的支撑架进行焊接，支持架间距不大于1m，对支持架底部敷设适量的防水沥青;避雷带(Φ10mm2圆钢)应沿建筑物屋脊的轮廊弯曲，避雷带应高出正脊的高度，以及其上的兽头、法轮宝顶等10㎝。

　　2)、根据屋脊瓦的高度和宽度定做相应的U形卡，将U形卡卡在屋脊上，间隔距离为1m，将避雷带(Φ10mm2圆钢)与U形卡进行有效连接;避雷带(Φ10mm2圆钢)应沿建筑物屋脊的轮廊弯曲，避雷带应高出正脊的高度，以及其上的兽头、法轮宝顶等10㎝。

　　避雷带材质：热镀锌圆钢;避雷带规格：Φ10mm2。避雷短针材质：热镀锌圆钢;避雷针规格：Φ14mm2。

　　4.2 引下线

　　4.2.1建筑物：

　　引下线材质：热镀锌圆钢;引下线规格：φ10mm;引下线数量：6根。

　　引下线安装方法及工艺：引下线从建筑物外立面四角、后檐墙等布设，尽可能对称隐蔽安装。建筑物正面为安全及美观考虑不宜设引下线，面阔较大的大殿前屋檐避雷带可选直径较粗的材料敷设，两端引下线也须加大材料直径。敷设时引下线尽量沿建筑四周对称布置，并在后檐墙敷设2根，安装完后应涂上与建筑物颜色相适宜的颜料。

　　为减少引下线自身电感所引起的雷电感应过电压，以最短的接地路径敷设。引下线弯曲应采用弧形弯曲。在引下线距地面以上1.8m加装绝缘护套管，以防止接触电压对人员的伤害。

　　4.2.2古树：

　　引下线材质：热镀锌圆钢;引下线规格：φ16 mm，引下线数量：1根;

　　引下线安装方法及工艺：敷设时，沿树木的主干引下，用卡子每隔3m固定;安装完后应涂上与树木颜色相适宜的颜料。在引下线距地面以上1.8m加装绝缘护套管，以防止接触电压对人员的伤害。

　　4.3 接地装置

　　我们主要采用“法拉第笼”结构。利用附近的少量土层，制作人工接地池，加大接地体接触面积，并和基础钢筋相连接。

　　将所有建筑接地装置相连接扩大接地网面积，既减小了接地电阻和跨步电压又增强了二祖禅寺的整体防雷能力。

　　安装方法及工艺：

　　地沟要求挖深≥60cm、宽≥50cm，水平接地体用4×40mm的镀锌扁钢，垂直接地体用5mm×50mm×1000mm的镀锌角钢(本应设计2000mm或1500mm，但因地质结构问题只能采用1000mm)，两者之间的焊接要求为单面焊接长度应大于12d、双面焊接应大于6d为标准，焊接部位应采取防锈处理。地网、地沟回填时应敷埋适量降阻剂以保持接地电阻的长期稳定。

　　工程竣工验收时，工频接地电阻为6.5Ω左右，完全达到了设计要求。

　　4.4 增加了防侧击雷和雷电过电压波入侵措施

　　我们对原有建筑的金属门窗、屋脊、挑檐等都做了等地位连接。

　　二祖禅寺还有少数电器设备如电视、电脑等，各种线路从山下一直延伸到寺庙内。通过在配电盘入端加装多级电源避雷器，并在电话及有线电视等弱电系统入端加装信号SPD，有效地减轻了过电压波对设备的破坏力。同时，对寺庙的各种线路，做到穿金属管屏蔽并尽量埋地进入寺内，防止雷电电磁感应在室内设备上产生的静电高压，避免设备的旁络闪击。

　　5结束语

　　古建筑的防雷类别确定是个难点，主要是使用标准不同。个人认为应使用国家现行标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)，在实践中要灵活运用，并且高山景区的防雷技术复杂，施工难度大，防雷措施更要强调全方位、综合治理，特别是接地处理要因地制宜、合理设计。加强 管理，强化年检制度。每年在雷雨季节来临之前，对所有防雷设施进行细致检查，对腐蚀达30%的设施必须进行更换，确保防雷设施稳定有效。

　　参考文献

　　[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)

　　[2]《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB-50165

　　[3]《雷电防护》IEC62305-1

　　[4]《雷电电磁脉冲的防护》IEC61312

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文章名称： 司空山二祖禅寺雷电安全防护工程设计

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