仿古建築的雷擊規律
雷擊規律的影響因素。大量雷害事故統計資料和試驗研究證明,雷擊的地點和建築物遭受雷擊的部位是有一定規律的,這些規律稱為雷擊規律。地麵上建築物的性質、形狀,以及建築物的結構、內部設備情況對雷擊的選擇都會產生影響。當雷電先驅發展到離地麵不遠的空中時,地麵上的電場不斷增強,在高大建築物的尖頂和邊緣上場強最大,構成雷電發展的良好條件。雷電先驅就自然被吸引到這些地方,因此高大建築物就容易遭雷擊。
A、地點上的規律。雷害事故表明,多數雷擊發生在靠近河湖池沼和潮濕地區,其次是大樹、旗桿、杉槁,球雷占8%.
B、雷擊部位上的規律。古建築易受雷擊的部位多為屋角獸頭、房脊和梁柱以及豐寶銅頂。北京十三陵長陵的棱恩殿、鼓樓、故宮的承乾殿皆因獸頭、屋脊被雷擊起火,也恰恰說明瞭這一規律。故此在防雷時應加以防范。
仿古建築防雷技術
隨著科技大發展,人們對雷電知識的瞭解逐步深入,防雷技術也不斷更新,但主要有以下7種:避雷針防雷法、法拉第籠式防雷法、滾球防雷法、E·F避雷保護系統、消雷器防護法、避雷設施保護法、人工影響雷電防雷法。幾種方法各有側重,對古建築較為適用的是避雷針防雷法。
1. 避雷針系統
防雷原理及使用范圍
A、防雷原理。避雷針防雷法是利用避雷針高出被保護物的高度,使雷雲下的電場發生畸變,從而將雷電流吸引到避雷針上,通過引下線和接地裝置導入大地,使被保護對象免遭雷電直擊。也就是說其實質並不是避雷,而是引雷。
B、適用范圍。避雷針系統主要用於防直擊雷,這一系統的接閃器有很多,如:避雷針、避雷線、避雷網、帶等。由於古建築防雷設置不僅要具有實效性,同時要盡量保持其原有風貌,所以多用避雷帶、網作為古建築防雷的接閃器。
2. 避雷針系統的局限性
A、保護范圍不穩定。避雷針保護范圍是一個傘形或屋脊形保護區,其張開角度受到接閃器設置高度、雷電強度等多種參數的影響,有的采用30,有的采用60,盡管關於保護角的計算公式很多,但如何確定一直是富蘭克林防雷理論的最大困擾所在。
B、反擊問題。當雷擊避雷針或避雷帶時,由於引下線的阻抗,對地電壓可達到相當高的數值,以至於可能造成接閃器及引下線向周圍設備跳火反擊。避雷針系統還存在著感應電壓的危害,以及接觸電壓和跨步電壓等問題,但其對古建築危害不大,在此不作詳細討論。
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