五臺(tái)山南臺(tái)普濟(jì)寺防雷工程設(shè)計(jì)的探討

1、五臺(tái)山南臺(tái)普濟(jì)寺防雷工程設(shè)計(jì)的探討由于古代建筑多為木結(jié)構(gòu)，火災(zāi)的荷載較大，雷電對(duì)古建筑的破壞事 例不勝枚舉。如：1969年9月,河北省承德市避暑山莊外八廟之一的普佑寺，因?yàn)?沒有安裝防雷設(shè)施，遭雷擊后起火，很著名的法輪殿和周圍的樓群、配殿 94間全 部付之一炬；1957年7月6日明十三陵長(zhǎng)陵陵恩殿西部的獸頭被雷擊一半，南木 大柱劈裂20厘米,橫梁被炸裂，造成人員一死三傷，兩天后雷擊焚毀了北京中山 公園音樂堂，這連續(xù)兩次雷擊事故曾驚動(dòng)了周恩來總理 ，他當(dāng)即指示北京人民政 府對(duì)北京重要古建筑物采取防雷措施，由此開始了天安門、三大殿、景山萬春亭、 北海白塔、鼓樓、天壇祈年殿、頤和園排云殿等古建筑物的

2、防雷。因此，高山景區(qū)尤其是高山寺廟的防雷工作越來越受到人們的重視。五臺(tái)山是馳名中外的佛教名山和國際性佛教道場(chǎng)，寺廟作為神圣的佛教場(chǎng)所，遍及山間各處，而今五臺(tái)山正 處在申報(bào)世界文化遺產(chǎn)期間，對(duì)寺廟的保護(hù)更顯得十分重要。南臺(tái)普濟(jì)寺始建于 隋朝，隋文帝詔令修建，明朝成化年間重修，現(xiàn)屬縣級(jí)重點(diǎn)保護(hù)寺廟。隨著改革開 放的不斷深入和旅游經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，寺廟已成為人員密集、活動(dòng)頻繁的場(chǎng)所。 對(duì)寺廟采取有效的防雷措施來保護(hù)寺廟及人員的安全，顯得迫在眉睫，具有重要社會(huì)意義。1五臺(tái)山雷暴特征概要雷暴日數(shù)多。五臺(tái)山年平均雷暴日數(shù)為天，最多年份可達(dá)60 天，是典型的雷擊災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)。時(shí)空分布不均勻。時(shí)間上，全年均有雷

3、擊發(fā)生的可能性。其 中,6-8月份最為集中,占全年雷暴日數(shù)的 75%,4-5月份占全年雷暴日數(shù)的 13%,9-10月占全年雷暴日數(shù)的12%年變化曲線呈“單峰型”?？臻g上,南邊多北 邊少,山頂多山谷少。而五臺(tái)山南臺(tái)普濟(jì)寺處在山頂多雷區(qū)，這也是我們開展防雷 工作的重點(diǎn)區(qū)域所在。雷電強(qiáng)度大、直擊雷危害嚴(yán)重，這也是咼山區(qū)雷電普遍特征。2寺廟建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及防雷工程設(shè)計(jì)措施探討 寺廟建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a）南臺(tái)普濟(jì)寺海拔2474米,建在地勢(shì)較高的山脊,是周圍的 最高點(diǎn)，占地約5300平方米,所處地理環(huán)境孤立、空曠，容易遭受雷擊危害。b）寺廟在結(jié)構(gòu)上雄偉、挺拔，且都有咼聳的屋脊，有利于雷雨云下行先導(dǎo)放電C）寺

4、廟屋脊中有銅獸等金屬飾物，而這些都沒有可靠的接地， 增加了建筑物接收閃電的可能性。d）寺廟主要是木質(zhì)或磚木結(jié)合結(jié)構(gòu)，均為易燃材料，加上寺廟 內(nèi)有大量的經(jīng)幡、幔帳等易燃物。一但受到雷擊，極易引起火災(zāi)，且滅火十分困難， 易造成人員及財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失。五臺(tái)山普濟(jì)寺防雷設(shè)計(jì)措施探討普濟(jì)寺是五臺(tái)山南臺(tái)的主要景點(diǎn)，寺內(nèi)由大雄寶殿、古佛殿、 三大士殿、普賢塔,天王殿等重要建筑設(shè)施組成。整體建筑于山頂，海拔2474米。 由于山體多為風(fēng)化巖結(jié)構(gòu)，巖石縫隙和低凹處僅有少量地表風(fēng)化土 ，土壤電阻率 極高,通過打入接地極方法難以實(shí)現(xiàn)，而防雷接地又是防雷工作的重點(diǎn)。通過認(rèn)真地實(shí)地勘察，同時(shí)考慮不影響寺廟結(jié)構(gòu)風(fēng)格和整體美 觀

5、,根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-94古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)和加固技術(shù)規(guī) 范GB50165等國家標(biāo)準(zhǔn),我們對(duì)普濟(jì)寺防雷工程做了如下設(shè)計(jì)：&n bsp；全部建筑安裝防雷帶a）接閃器為保護(hù)寺廟建筑的可靠防雷，接閃器采用避雷帶方式，接閃材 料選用為10毫米鍍鋅圓鋼,采用10MX 10M和12 MX 8M的避雷格帶,帶高12厘米, 支柱間距1米,與傳統(tǒng)的防雷帶不同的是支柱立在下面的鍍鋅鋼筋格上 ，這樣做 的好處是減小對(duì)古建筑的破壞。根據(jù)寺廟結(jié)構(gòu)接閃的規(guī)律 ，對(duì)易受雷擊的部位， 如屋脊、挑檐、左右獸頭處增設(shè)避雷帶并增設(shè)高出 10CM的短支架，間距1M,使得 建筑不但可以良好地接受閃電，而且整個(gè)廟

6、宇都處于保護(hù)范圍之內(nèi)，又不影響建 筑物的整體風(fēng)格。在鋪設(shè)避雷帶時(shí)，為了減小雷電流產(chǎn)生的電動(dòng)力危害，避雷帶在 拐彎處均采用了圓弧型彎曲并可靠焊接。b）引下線防雷引下線根數(shù)少則雷電流分流就小，每根引下線所承受的雷 電流也就越大，易產(chǎn)生雷電反擊和雷電的二次效應(yīng)危害。對(duì)于普濟(jì)寺防雷引下線 的設(shè)計(jì),我們將引下線設(shè)計(jì)在寺廟的后墻，引下線采用5毫米乘50毫米的鍍鋅扁 鋼，引下線不應(yīng)少于兩根，且均勻、對(duì)稱，間距不應(yīng)大于18米，每根引下線的沖擊 接地電阻不應(yīng)大于10歐,以加大雷電流的分流。c）接地裝置根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-94要求,寺廟的防雷沖 擊接地電阻不應(yīng)大于10歐姆。但普濟(jì)寺所處之地多為風(fēng)

7、化巖石，土壤電阻率極高, 并且大殿和寮房之間多為人行通道，游客較多。為此,我們對(duì)大殿和寮房分別做了 接地裝置,根據(jù)實(shí)際情況采用了兩種不同方法。 對(duì)于大殿接地裝置，我們主要采用“法拉第籠”結(jié)構(gòu)。利用 大殿附近有少量土層，制作了人工接地池，加大了接地體接觸面積，然后填土夯實(shí), 并添加高山用化學(xué)降阻劑，從而改善了接地處的土壤電阻率。 對(duì)西窯、西僧舍、正房、客堂、五觀堂、東耳殿、西耳殿、 東大門、南寮采用傳統(tǒng)接地方法。我們?cè)陲L(fēng)化的巖石土中多處預(yù)埋接地體做接地 體,用4X 40毫米鍍鋅扁鐵焊連成絡(luò)，將多根引下線分多處進(jìn)行等電位連接，形成 環(huán)形人工接地。增加防側(cè)擊雷和雷電過電壓波入侵措施南臺(tái)普濟(jì)寺所處海拔

8、較高，受側(cè)擊雷、旁絡(luò)閃擊的概率較大。 我們對(duì)原有建筑的屋脊、挑檐等都做了等電位連接 ，接地引下線盡可能沿寺廟外 側(cè)懸崖面敷設(shè)，避開人行通道，以保護(hù)游客安全。防二次雷擊措施的考慮南臺(tái)普濟(jì)寺現(xiàn)在還沒有通電，當(dāng)通電后很多電器設(shè)備如電視、 電腦等,各種線路從山下一直延伸到寺廟內(nèi)時(shí)，雷電過電壓波就容易沿導(dǎo)線傳導(dǎo) 進(jìn)入寺廟,對(duì)寺廟里的人員及設(shè)備造成很大危害。這就要通過在配電盤入端加裝 多級(jí)電源避雷器，并在及有線電視等弱電系統(tǒng)入端加裝信號(hào)SPD有效地減輕了過電壓波對(duì)設(shè)備的破壞力。同時(shí),對(duì)寺廟的各種線路，做到穿金屬管并盡量埋地進(jìn) 入寺內(nèi)，防止雷電電磁感應(yīng)在室內(nèi)設(shè)備上產(chǎn)生的靜電高壓，避免設(shè)備的旁絡(luò)閃擊。 結(jié)束語1）上述防雷設(shè)計(jì)方案充分考慮了古建筑特點(diǎn)，在不影響古建筑 原貌的基礎(chǔ)上進(jìn)行了設(shè)計(jì)，但是也有它的局限性，造成工程量大，人員工費(fèi)高，且 在建筑頂施工易損壞建筑?；谶@種考慮，我們進(jìn)行了第二種方案設(shè)想，即在寺院 墻外四個(gè)角立防雷塔，但被寺院方否決，主要理由是破壞古寺廟的整體建筑風(fēng)貌。 2）五臺(tái)山風(fēng)景區(qū)6-8月強(qiáng)雷暴頻發(fā)，而此時(shí)游人最集中，極易發(fā)生雷擊災(zāi)害，而大 部分寺院均未安裝防雷設(shè)施，需各級(jí)