五台山南台普济寺防雷工程设计探讨.docx

摘要雷电是自然界中较为严重的自然灾害之一而本文中的五台山南台普济寺又处于高海拔多雷区要在不影响古建筑旅游景观的前提下正确合理巧妙安装防雷设施显得至关重要工程要求技术精施工难度大本文就寺庙防雷工程设计方面的措施提出了一些针对性方案将对诸如各类旅游建筑寺庙等防雷工程具有一定的指导意义论文关键词五台山南台普济寺防雷工程设计探讨由于古代建筑多为木结构火灾的荷载较大雷电对古建筑的破坏事例不胜枚举如年月河北省承德市避暑山庄外八庙之一的普佑寺因为没有安装防雷设施遭雷击后起火很著名的法轮殿和周围的楼群配殿间全部付之一炬年月日明十三陵长陵陵恩殿西部的兽头被雷击一半南木大柱劈裂厘米横梁被炸裂造成人员一死三伤两天后雷击焚毁了北京中山公园音乐堂这连续两次雷击事故曾惊动了周恩来总理他当即指示北京人民政府对北京重要古建筑物采取防雷措施由此开始了天安门三大殿景山万春亭北海白塔鼓楼天坛祈年殿颐和园排云殿等古建筑物的防雷因此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五台山是驰名中外的佛教名山和国际性佛教道场寺庙作为神圣的佛教场所遍及山间各处而今五台山正处在申报世界文化遗产期间对寺庙的保护更显得十分重要南台普济寺始建于隋朝隋文帝诏令修建明朝成化年间重修现属县级重点保护寺庙随着改革开放的不断深入和旅游经济的快速发展寺庙已成为人员密集活动频繁的场所对寺庙采取有效的防雷措施来保护寺庙及人员的安全显得迫在眉睫具有重要社会意义五台山雷暴特征概要雷暴日数多五台山年平均雷暴日数为天最多年份可达天是典型的雷击灾害频发地区时空分布不均匀时间上全年均有雷击发生的可能性其中月份最为集中占全年雷暴日数的月份占全年雷暴日数的月占全年雷暴日数的年变化曲线呈单峰型空间上南边多北边少山顶多山谷少而五台山南台普济寺处在山顶多雷区这也是我们开展防雷工作的重点区域所在雷电强度大直击雷危害严重这也是高山区雷电普遍特征寺庙建筑的结构特点以及防雷工程设计措施探讨寺庙建筑的结构特点南台普济寺海拔米建在地势较高的山脊是周围的最高点占地约平方米所处地理环境孤立空旷容易遭受雷击危害寺庙在结构上雄伟挺拔且都有高耸的屋脊有利于雷雨云下行先导放电寺庙屋脊中有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寺庙主要是木质或砖木结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但受到雷击极易引起火灾且灭火十分困难易造成人员及财产严重损失五台山普济寺防雷设计措施探讨普济寺是五台山南台的主要景点寺内由大雄宝殿古佛殿三大士殿普贤塔天王殿等重要建筑设施组成整体建筑于山顶海拔米由于山体多为风化岩结构岩石缝隙和低凹处仅有少量地表风化土土壤电阻率极高通过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通过认真地实地勘察同时考虑不影响寺庙结构风格和整体美观根据建筑物防雷设计规范古建筑木结构维护和加固技术规范等国家标准我们对普济寺防雷工程做了如下设计全部建筑安装防雷带接闪器为保护寺庙建筑的可靠防雷接闪器采用避雷带方式接闪材料选用毫米镀锌圆钢采用和的避雷网格带带高厘米支柱间距米与传统的防雷带不同的是支柱立在下面的镀锌钢筋网格上这样做的好处是减小对古建筑的破坏根据寺庙结构接闪的规律对易受雷击的部位如屋脊挑檐左右兽头处增设避雷带并增设高出的短支架间距使得建筑不但可以良好地接受闪电而且整个庙宇都处于保护范围之内又不影响建筑物的整体风格在铺设避雷带时为了减小雷电流产生的电动力危害避雷带在拐弯处均采用了圆弧型弯曲并可靠焊接引下线防雷引下线根数少则雷电流分流就小每根引下线所承受的雷电流也就越大易产生雷电反击和雷电的二次效应危害对于普济寺防雷引下线的设计我们将引下线设计在寺庙的后墙引下线采用毫米乘毫米的镀锌扁钢引下线不应少于两根且均匀对称间距不应大于米每根引下线的冲击接地电阻不应大于欧以加大雷电流的分流接地装置根据建筑物防雷设计规范要求寺庙的防雷冲击接地电阻不应大于欧姆但普济寺所处之地多为风化岩石土壤电阻率极高并且大殿和寮房之间多为人行通道游客较多为此我们对大殿和寮房分别做了接地装置根据实际情况采用了两种不同方法对于大殿接地装置我们主要采用法拉第笼结构利用大殿附近有少量土层制作了人工接地池加大了接地体接触面积然后填土夯实并添加高山用化学降阻剂从而改善了接地处的土壤电阻率对西窑西僧舍正房客堂五观堂东耳殿西耳殿东大门南寮采用传统接地方法我们在风化的岩石土中多处预埋接地体做接地体用毫米镀锌扁铁焊连成网络将多根引下线分多处进行等电位连接形成环形人工接地增加防侧击雷和雷电过电压波入侵措施南台普济寺所处海拔较高受侧击雷旁络闪击的概率较大我们对原有建筑的屋脊挑檐等都做了等电位连接接地引下线尽可能沿寺庙外侧悬崖面敷设避开人行通道以保护游客安全防二次雷击措施的考虑南台普济寺现在还没有通电当通电后很多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时雷电过电压波就容易沿导线传导进入寺庙对寺庙里的人员及设备造成很大危害这就要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结束语上述防雷设计方案充分考虑了古建筑特点在不影响古建筑原貌的基础上进行了设计但是也有它的局限性造成工程量大人员工费高且在建筑顶施工易损坏建筑基于这种考虑我们进行了第二种方案设想即在寺院墙外四个角立防雷塔但被寺院方否决主要理由是破坏古寺庙的整体建筑风貌五台山风景区月强雷暴频发而此时游人最集中极易发生雷击灾害而大部分寺院均未安装防雷设施需各级政府及寺院高度重视按照有关规定把防雷措施落到实处高山景区的防雷技术复杂施工难度大要严格按照国家相关规范要求设计和施工还应注意保持庙宇的风格和美观防雷措施更要强调全方位综合考虑更重要的是接地处理要因地制宜设计合理本文针对性地设计了一些特别的方案参考文献关象石防雷技术标准规范汇编北京年月