原胶济铁路济南站近代建筑防雷工程施工探讨

原胶济铁路济南站近代建筑防雷工程施工探讨

张鑫 1 张渤 2 刘云飞 3

1、 3济南宏铁建筑装饰工程有限公司 250000;2 济南铁路科技开发有限公司 250000

雷电是一种常见的自然现象，它雄伟壮观，令人生畏，它变化无常，偶尔也会给我们带来灾难。中国作为四大文明古国之一，我们的先祖在创造了灿烂文化的同时， 也一直思索和解释各种自然现象，比如雷电的产生。在先秦上古时代，我国哲人、伟大的文学家庄子就曾提出：“阴阳分争故为电，阴阳交争为雷，阴阳错行，天地大骇， 于是有雷、有霆”。他虽然只是用朴素的唯物辩证法揭示雷电的产生，但今天我们看来，这个观点也具有一定的道理。

我们非常荣幸地参与原胶济铁路济南站近代建筑防雷工程，我们一定发挥行业的优势，做好本次防雷工程的设计工作，协助贵单位做好雷电灾害的防御工作，近而为祖国的文物保护事业做出自己的贡献！

在整个防雷装置设计中安全可靠是核心，这就要求按照国家相关法规、标准、技术规范、施工图集的要求，做到层层设防，分类防护，重点突出，综合考虑。对雷电风险评估较高的建筑应适当提高防护类别。 在整个防雷装置设计中技术先进性原则是关键，它是实现安全可靠的重要技术保障。技术先进包括：设计是不是采用最新的国家（国际）标准，施工是不是采用最新的且在工程中实践应用过的技术，材料的选择是不是合理。 在整个防雷装置设计中经济合理性原则是基础，它是实现安全可靠、技术先进的的经济支撑，必须充分地做好雷电风险评估，选择最合理设计方案、施工方案。 在整个防雷装置设计中文物建筑保护原则是根本，文物建筑防雷根本是保护文

物，绝不到做到一边保护，一边损害，更不能做打着保护文物建筑旗帜，损害文物建筑。文物建筑防雷必须遵守不改变文物原状的文物保护原则，防雷装置安装最大程度做到与建筑原貌一致。

设计沿原胶济铁路济南站近代建筑的物正脊、斜脊、檐口等易受雷击部位安装接闪带，屋面形成接闪带网格尺寸不大于10×10m或12m×8m。中间顶部金属旗杆仍作为接闪器使用，旗杆就近与屋顶接闪带连接。本项目引下线主要指采用在建筑物外明装专用引下线，考虑文物建筑现场情况并结合国家相关标准规范要求，把引下线位置设计在建筑物正立面和侧立面隐蔽处。 在正立面安装5根引下线，背立面安装4根引下线，东侧面安装1根引下线， 共计：10根接地引下线。

为了更少的影响文物建筑的原貌，更少的破坏文物建筑周围地面的外貌结构，减小防雷装置安装场地的活动范围，接地装置的接地电阻值尽量少的依靠水

平方向敷设接地体，设计采用主要依靠垂直接地体降阻效果的方式。本设计方案采用打井方式进行垂直接地体的施工安装。

每根引下线安装1组A型防雷接地装置，防雷接地装置采用2根垂直接地极， 垂直接地极采用高效防腐离子接地极，接地极长度为3m，接地线采用紫铜带30mm

×3mm，每组防雷接地装置接地阻值≤10Ω 。高效防腐离子接地极采用接地井深埋方式安装，接地井深3m，井径150mm，每口井安装一根高效防腐离子接地极。

采用深井安装设计，主要考虑两个因素：

将雷电流引入大地深处，减小损害地面生命的危险电压；降低接地电阻，减小对路面的破坏。

人工防雷接地装置安装在建筑四周，尽量靠近引下线，距离建筑物外墙或基础之间的水平距离不小于 1m，人工接地装置安装应距道路进出口或人员活动密集的部位3m 以外安装，对必须安装在上述位置的，应采取防止跨步电压措施。

防止接触电压（旁侧闪络）和机械损伤措施

地下0.3m至地面2.7m的接地线、引下线安装在不小于3mm厚交联乙烯保护管内，保护管在断接卡处分为上下两截，两截之间采用加强型管接头连接，保证接地电阻检测时方便露出断接卡。保护管起到防止接触电压和防止接地线、引下线机械损伤的双重功能。对需经台阶入地的保护管，台阶等妨碍游人行走的部位应安装缓坡加强型镀锌钢槽，防止游人绊摔和损伤保护管。引下线保护管、管接头等部位应粘贴明显告警提示和测试点提示，尽量减小游人触碰保护管，方便检测维护人员测试巡检。

引下线或接地线采用热镀锌特制硬钢槽，钢槽厚度不小于 2mm，引下线或接地线先穿3mm 厚的交联聚乙烯管（PVC 管）后再再槽内安装，交联聚乙烯管（PVC 管）应无破损，确保钢槽与引下线绝缘水平为：100kV 冲击电压（1.2/50μ s 波形）。钢槽两侧面应有坡度，防止绊倒行人。

防接触电压保护管和防机械损伤保护管（槽）可以合为一套装置，为了测量方面，在断接卡处分为上下两截，两截之间采用加强型管接头连接或在此处设在测试端子箱。

在建筑物外人员可经过或停留的引下线与接地体连接处 3m 范围内，应采用防止跨步电压对人员造成伤害的下列一种或多种方法如下：

A 铺设使地面电阻率不小于 50kΩ ·m 的 5cm 厚的沥青层或 15cm 厚的砾石层，地面石砖可以达到此要求的，可以不需要额外考虑跨步电压措施。

B 设立阻止人员进入的护栏或警示牌。

C 将接地体敷设成水平网格，网格尺寸通过计算所得。

防雷施工防范要求

古建筑由于大部分是石木结构，火灾荷载较大，一旦遭到雷击，就会引起火灾， 火势极难控制，我国古建筑的防雷设计施工还存在诸多问题，比如，古建筑群如果设计多座独立避雷塔针，就会影响外观和环境的协调。 因此，在原胶济铁路济南站近代建筑防雷装置采用接闪带安装方式。

古建筑的防直击雷设计古建筑群多属石结构或兽头、屋脊较多的特殊结构，应设计加装接闪短针或接闪带保护，一般不要加装独立接闪针和接闪塔。做接闪带时以尽量不破坏、损坏建筑物外观原貌为前提。 因此，在原胶济铁路济南站近代建筑正脊、斜脊脊、檐口、屋面等易受雷击部位安装接闪带，屋面形成接闪带网格尺寸不大于 10m×10m 或 12m×8m。接闪带与屋面部位固定均采用弧形或方形卡，不打孔钻钉， 接闪带采用卡子固定，每个 1m 固定一次，遇到转角、装饰等起伏突变位置每隔 0.5m 固定一次。接闪带采用紫铜棒φ 8mm 之间采用放热熔焊接，形成对接、T 型及十字型连接。

在施工中所有引下线采用支架固定，引下线尽量安装拐角隐蔽处。引下线沿墙体敷设时，首先安装顶端和底端支架，减小对墙体的损伤。引下线沿柱子敷设采用抱箍固定，沿砖墙固定，支架固定在砖缝内，固定完毕，采用原有材料对砖缝进行凝固。支架或抱箍每隔 1～1.5m 分布一个，遇到拐弯连接处每隔 0.5m 分布一个。引下线与接闪带、同一根引下线各段之间采用放热熔焊接，形成 T 型连接和对接。每根引下线距地面 1.8m 处设置 1 套断接卡，通过断接卡与接地线连接，该断接卡同时作为接地电阻检测点。

古建筑接地系统的设计在整个防雷设计中是最重要的一部分，第一，接地位置的选择应尽量选择古建筑两侧，阴面等游人相对较少或没有观景点和休息厅的偏僻处；第二，要以垂直接地极为主，加大接地深度，以减少对古建筑内部地表的破坏； 第三，古建筑内参观游览人员很多，为了不对游人造成威胁或被游人有意或无意破坏， 接地引下线要在地面一定高度内设保护措施；第四，弱电设备的接地系统要和接闪带等直接雷击的接地系统间隔五米以上，否则要在地面下采取等电位连接措施。

在施工过程中，接闪带、引下线等防雷装置，均采取搭接脚手架的方式进行安装，避免施工过程中对文物本体造成新的破坏。

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