一、古建园林防雷维护要点

(一)定期检查

  1. 直击雷防护装置检查
    • 避雷针:每月检查避雷针的外观,查看是否有倾斜、断裂、生锈等情况。避雷针针尖应保持尖锐,若有磨损应及时修复或更换。例如,对于一些金属质地的避雷针,若表面生锈面积超过 10%,就需要进行除锈处理或考虑更换。每年对避雷针的高度和垂直度进行测量,确保其符合设计要求,偏差不得超过 0.5%。
    • 避雷带:检查避雷带是否有松动、脱落、断裂等现象,尤其是在避雷带的连接点和拐角处。每季度检查避雷带与引下线的连接是否牢固,连接螺栓有无松动,焊接处有无锈蚀或开裂。如发现避雷带的固定支架损坏,应及时更换,确保避雷带安装牢固,能有效接闪。

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古建园林防雷

引下线检查

  • 外观检查:定期查看引下线的外观,检查其是否有破损、断裂、被植物缠绕等情况。引下线表面应无明显腐蚀,若发现腐蚀深度超过其直径的 1/4,应考虑更换。每月检查引下线与避雷带、接地装置的连接部位,确保连接可靠,无松动、虚接现象。
  • 导通测试:每年至少进行一次引下线的导通测试,使用专业的接地电阻测试仪或导通测试仪,测量引下线的电阻值。一般要求引下线的电阻值不得超过 0.2 欧姆,若电阻值超标,应检查连接点是否存在问题或引下线是否有断裂等故障,并及时修复。
  1. 接地装置检查
    • 接地极:每半年检查接地极是否外露、松动或被破坏。对于垂直接地极,检查其入土深度是否符合要求,一般不应小于 2.5 米。若发现接地极周围土壤有塌陷或流失现象,应及时填补并夯实土壤。
    • 接地电阻测量:每年在雷雨季节来临前,对接地装置的接地电阻进行测量。古建园林的接地电阻一般要求不大于 10 欧姆,对于一些重点保护的古建筑或电子设备较多的园林区域,接地电阻应不大于 4 欧姆。若接地电阻超标,可采取增加接地极数量、使用降阻剂等措施进行整改。

(二)日常巡查

  1. 周边环境巡查
    • 检查古建园林周边是否有新建的高大建筑物或构筑物,这些可能会影响原有防雷设施的保护范围。若发现有此类情况,应重新评估防雷设施的有效性,并根据需要进行调整或增设防雷装置。
    • 查看古建园林内的树木生长情况,避免树木过高生长靠近防雷装置,引发雷电反击或造成接地装置短路。定期修剪树木,保持树木与防雷设施之间的安全距离,一般不应小于 3 米。
  2. 设备运行巡查
    • 对于安装有雷电监测设备、电涌保护器(SPD)等防雷相关设备的古建园林,每日检查这些设备的运行状态指示灯是否正常。若发现指示灯异常,应及时检查设备故障原因并进行维修或更换。
    • 检查古建园林内的电气线路,查看是否有线路老化、破损、私拉乱接等情况,这些都可能增加雷电感应过电压的风险。每月对电气线路进行一次全面检查,及时修复或更换有问题的线路。

(三)维护记录与档案管理

  1. 建立详细的防雷维护记录,记录每次检查的时间、检查人员、检查内容、发现的问题及处理措施等信息。维护记录应妥善保存,至少保存 5 年以上,以便日后查阅和追溯。
  2. 建立古建园林防雷档案,包括防雷设计方案、施工图纸、验收报告、维护记录、设备检测报告等资料。定期对档案进行整理和更新,确保档案的完整性和准确性,为防雷设施的维护、改造和评估提供依据。

二、古建园林防雷方案设计

(一)直击雷防护设计

  1. 避雷针选型与布置
    • 根据古建园林的建筑风格、高度、布局等因素,选择合适的避雷针类型。对于古建筑的庑殿顶、歇山顶等复杂屋顶形式,可采用定制的装饰性避雷针,使其与建筑风格相协调。避雷针的布置应遵循滚球法计算保护范围,确保古建筑的各个部位都能得到有效保护。例如,对于较高大的古建筑,可在屋顶的四角及屋脊的中心位置设置避雷针。
    • 避雷针的高度应根据建筑高度和保护范围要求确定,一般避雷针高度应高于被保护建筑的最高点 1 - 2 米。避雷针应采用耐腐蚀、强度高的材料制作,如不锈钢或热镀锌钢材,其直径不应小于 20 毫米。
  2. 避雷带设置
    • 沿古建筑的屋檐、屋脊、女儿墙等易受雷击部位敷设避雷带,避雷带可采用圆钢或扁钢制作。圆钢直径不应小于 8 毫米,扁钢截面不应小于 48 平方毫米,厚度不应小于 4 毫米。避雷带应平整、牢固地安装在建筑表面,其支持件间距不宜大于 1 米,在转弯处和伸缩缝处应适当加密。
    • 避雷带之间的连接应采用焊接或专用的避雷带连接夹,焊接处应做好防腐处理。避雷带应与避雷针可靠连接,形成完整的直击雷防护网络。

(二)感应雷防护设计

  1. 电源线路防护
    • 在古建园林的配电箱、配电室等电源进线处安装电涌保护器(SPD)。SPD 的选型应根据电源系统的电压等级、雷电防护等级等因素确定,其通流容量和电压保护水平应满足要求。一般情况下,对于低压配电系统,可选用最大持续运行电压为 385 伏、通流容量为 40 - 80 千安(8/20 微秒波形)的 SPD。
    • SPD 的连接导线应尽量短直,其截面积不应小于 6 平方毫米。SPD 的接地端应与接地装置可靠连接,接地电阻不应大于 4 欧姆。同时,应在电源线路上设置多级 SPD,形成分级防护,以提高防护效果。
  2. 信号线路防护
    • 对于古建园林内的监控系统、通信系统等信号线路,在其进入设备端或线路的起始端安装信号 SPD。信号 SPD 的选型应根据信号类型、传输速率、接口形式等因素确定。例如,对于视频监控信号线路,可选用视频信号 SPD;对于网络通信线路,可选用网络信号 SPD。
    • 信号 SPD 的接地端应与接地装置或设备的接地端连接,其接地电阻应符合要求。信号线路的屏蔽层应在两端接地,以减少雷电感应的影响。

(三)接地系统设计

  1. 接地极设计
    • 接地极可采用垂直接地极和水平接地极相结合的方式。垂直接地极可选用镀锌角钢(如∠50×5,长度 2.5 米)或镀锌钢管(如直径 50 毫米,壁厚 3.5 毫米,长度 2.5 米),每隔 5 - 10 米设置一根,打入地下深度不小于 0.6 米。水平接地极可采用镀锌扁钢(如 - 40×4),埋深不小于 0.6 米,与垂直接地极可靠焊接。
    • 根据古建园林的土壤电阻率情况,可采用降阻剂来降低接地电阻。降阻剂应选用环保、长效、对金属无腐蚀的产品,并按照产品说明书的要求进行施工。在接地极周围填充降阻剂时,应确保降阻剂均匀分布,与接地极充分接触。
  2. 接地母线设计
    • 接地母线采用镀锌扁钢(如 - 40×4)制作,将各个接地极连接成一个整体接地网。接地母线应沿古建园林的周边或建筑物的基础敷设,尽量形成闭合环路,以提高接地的可靠性。接地母线的连接应采用焊接,焊接处应做好防腐处理。
    • 接地系统应与古建园林内的金属构件、电气设备的接地端等进行等电位连接,形成等电位连接网络,以消除电位差,减少雷电反击的风险。等电位连接可采用镀锌扁钢或铜导线进行连接,连接点应牢固可靠,接触良好。

(四)防雷方案的综合考虑

  1. 在设计古建园林防雷方案时,应充分考虑古建筑的历史文化价值、建筑结构特点和周边环境等因素,做到防雷设施与古建筑风格相协调,不破坏古建筑的原有风貌。例如,防雷装置的安装位置应尽量隐蔽,可利用古建筑的装饰构件进行伪装。
  2. 防雷方案应符合国家和地方的相关防雷标准和规范,如《古建筑防雷工程技术规范》(GB 51017 - 2014)等。同时,应邀请专业的防雷设计单位进行设计,并组织专家进行评审,确保防雷方案的科学性、合理性和有效性。
  3. 结合古建园林的使用功能和未来发展规划,预留一定的防雷设施升级和改造空间。例如,对于可能增加的电气设备或电子系统,在接地系统设计时应考虑其接入的便利性和兼容性。

通过以上古建园林防雷维护与方案设计的实施,可以有效地保护古建园林免受雷电灾害的威胁,传承和弘扬历史文化遗产。