文物建筑雷电防护技术规范Word文档下载推荐.docx
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GB/T21431-2008建筑物防雷装置检测技术规范
GB/T21714.2雷电防护第2部分风险管理（IEC62305-2:
2006，IDT）
GB/T21714.4雷电防护第4部分建筑物内电气和电子系统（IEC62305-4:
GB50057建筑物防雷设计规范
GB50165古建筑木结构维护与加固技术规范
GB50343建筑物电子信息系统防雷技术规范
GB50348安全防范工程技术规范
GA/T670安全防范系统雷电浪涌防护技术要求
CJJ39古建筑修建工程质量检验评定标准（北方地区）
QX10.1电涌保护器第1部分：
DB11/634建筑物电子系统防雷装置检测技术规范
3 术语和定义
GB50057和CJJ39中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
文物建筑historicalandculturalrelics
被公布或登记为不可移动文物，具有历史价值、科学价值和艺术价值的古建筑、纪念建筑及优秀近代建筑。
3.2
仿古建筑imitateantiquearchitectural
外观形式等与古建筑相似，具有古代传统风格的现代建筑，采用现代材料、现代工艺建造或使用与传统古建筑基本相同的材料、工艺、做法建造的建筑。
3.3
有保护价值的历史建筑historicbuildingsworthprotecting
具有一定的历史、科学、艺术、人文价值，经认定并履行一定批准程序尚未被列入不可移动文物但受保护的建筑。
3.4
正脊mainridge；
ridge
中国传统建筑屋顶屋脊形式之一。
庑殿顶和非卷棚的歇山、悬山、硬山顶上前后两个坡面相接处的屋脊，在屋顶的最高处。
3.5
垂脊verticalridge
中国传统建筑屋顶屋脊形式之一，庑殿顶自正脊两端至屋檐四角，攒尖顶自宝顶至屋檐转角处，歇山、悬山、硬山顶自正脊两端沿前后坡垂直向下的屋脊。
3.6
戗脊slopingridge
中国传统建筑屋顶屋脊形式之一，自歇山顶建筑垂脊下端至屋檐四角部分的屋脊。
脊身与垂脊成45°
，对垂脊起支戗作用。
3.7
坡度agradient；
aninclination
中国传统建筑屋面的倾斜度，也称榉架（昂度）。
3.8
宝顶topofanemperor’smausoleum
中国传统建筑攒尖屋面顶面做法之一，造型多为宝顶座加顶珠的形式。
3.9
宝瓶sacredvase
原指中国传统建筑角梁下的构件。
这里指古建筑正脊上砌筑的塔式造型构筑物，俗称宝瓶，多见于塔顶和藏传佛教建筑。
3.10
垂兽verticalridgeofaniaml
中国传统建筑屋顶垂脊上安装的主要兽件。
3.11
戗兽slopeingridgeofaniaml
中国传统建筑戗脊上安装的主要兽件。
3.12
防雷装置lightningprotectionsystem；
LPS
用以对某一空间进行雷电效应防护的整套装置，它由外部防雷装置和内部防雷装置两部分组成。
在特定情况下，防雷装置可以仅由外部防雷装置或内部防雷装置组成，也称雷电防护系统。
[GB/T21431-2008，定义3.4]
3.13
接地earth；
ground
一种有意或非有意的导电连接，由于这种连接，可使电路或电气设备接到大地或接到代替大地的某种较大的导电体。
接地的目的是：
a.使连接到地的导体具有等于或近似于大地（或代替大地的导电体）的电位；
b.引导入地电流流入和流出大地（或代替大地的导电体）。
[GB/T17949.1-2003，定义4.1]
3.14
人工接地体madeearthelectrode
为接地需要而埋设的接地体。
人工接地体可分为人工垂直接地体和人工水平接地体。
3.15
共用接地系统commonearthsystem
将各部分防雷装置、建筑物金属构件、低压配电保护线（PE）、设备保护地，屏蔽体接地、防静电接地和信息设备逻辑地等连接在一起的接地装置。
[GB/T19663-2005，定义5.19]
3.16
防雷等电位连接lightningequipotentialbonding
将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上，以减小雷电流引发的电位差。
3.17
电涌保护器surgeprotectivedevice；
SPD
用于限制瞬态过电压和分流浪涌电流的装置。
它至少应包含一个非线性电压限制元件，也称浪涌保护器。
[GB/T21431-2008，定义3.9]
3.18
额定冲击耐受电压水平ratedimpulsewithstandvoltagelevel；
UW
由制造商对设备或其某一部件认定的冲击耐受电压，表征其规定的对过电压耐受能力。
本标准仅考虑带电导体和地之间的耐受电压（GB/T16935.1）。
3.19
电压保护水平voltageprotectionlevel；
Up
表征SPD限制接线端子间电压的性能参数，其值可从优先值的列表中选择。
该值应大于限制电压的最高值。
[GB18802.1-2002，定义3.15]
3.20
有效电压保护水平effectivevoltageprotectionlevel；
Uｐ/ｆ
包含连接导线的电压降在内的SPD的输出限制电压。
其计算方法见附A。
3.21
冲击电流impulsecurrent；
Iimp
用于低压电涌保护器的Ⅰ级分类试验的电流，由电流幅值Ipeak、电荷Q和单位能量W/R三个参数所限定。
3.22
标称放电电流nominaldischargecurrent；
In
流过SPD具有8/20μs波形的电流峰值，用于Ⅰ级试验的SPD分级以及Ⅰ级、Ⅱ级试验的SPD的预处理试验。
[GB18802.1-2002，定义3.8]
3.23
最大持续运行电压maximumcontinuousoperatingvoltage；
Uc
可持续施加于电涌保护器端子上，且不至于引起电涌保护器性能降低的最大电压（直流或均方根值）。
[GB/T19663-2005，定义7.51]
3.24
雷电防护区lightningprotectionzone；
LPZ
需要规定和控制雷击电磁环境的区域。
3.25
土壤电阻率earthresistivity；
ρ
表征土壤导电性能的参数，它的值等于单位立方体土壤相对两面间测得的电阻，通常用的单位是Ω•m。
[GB/T19663-2005，定义5.40]
4 分类
根据文物建筑的位置、结构、保护级别、使用要求等情况及发生雷击事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。
年预计雷击次数按GB50057提供的方法计算。
遇下列情况之一时，应划为第一类防雷文物建筑：
1——全国重点文物保护单位的文物建筑；
2——有雷击历史的市级文物保护单位的文物建筑；
3——年预计雷击次数大于0.05次/a的市级文物保护单位的文物建筑；
4——年预计雷击次数大于0.25次/a的区、县级文物保护单位的文物建筑；
5——市级文物保护单位中孤立高耸的（高度不低于15m）碑、塔、楼、台、亭、阁等文物建筑。
遇下列情况之一时，应划为第二类防雷文物建筑：
6——市级文物保护单位的文物建筑；
7——有雷击历史的区、县级文物保护单位的文物建筑；
8——年预计雷击次数大于0.05次/a的区、县级文物保护单位的文物建筑；
9——区、县级文物保护单位中孤立高耸的（高度不低于15m）碑、塔、楼、台、亭、阁等文物建筑；
10——全国重点文物保护单位保护范围内需防护的非文物建筑。
遇下列情况之一时，应划为第三类防雷文物建筑：
11——区、县级文物保护单位的文物建筑；
12——文物普查登记项目等具有保护价值的历史建筑；
13——市级及以下文物保护单位保护范围内需防护的非文物建筑。
5 基本要求
文物建筑实施雷电防护工程前应进行风险评估。
雷电防护工程应遵循安全性、经济性、科学性和先进性原则。
文物建筑（含建筑中的电气和电子信息系统）的雷电防护应包括接闪、分流、等电位、电涌保护、屏蔽、接地等防护措施。
文物建筑实施防雷工程设计、施工前，应对其现场进行认真地勘察。
防雷设计、施工宜与文物建筑修缮的设计和施工同步，防雷设计方案应在确保防雷安全的前提下执行最少干预原则，不得破坏文物建筑的整体风貌。
防雷装置的安装应具有可逆性。
不应在文物建筑墀头、干摆、丝缝墙和立柱等建筑结构上挖眼打孔、架杆拉线，应尽可能隐蔽敷设。
注1：
墀头：
山墙两端伸出至檐柱外的砌体。
注2：
干摆：
中国传统建筑墙体砌筑作法之一，即磨砖对缝作法。
特点是：
选砖讲究，并需对每块砖逐一砍磨加工成“五扒皮”式，摆砌成墙，砖与砖之间不铺灰，后口垫稳后灌浆。
是墙体的讲究作法。
注3：
丝缝：
我国传统建筑墙体砌筑做法之一。
多用砍磨加工的“五扒皮”砖，挂老浆灰砌筑，有很小的砖缝，是墙体的讲究作法。
防雷装置的设置与文物保护发生矛盾时，应遵照文物保护优先的原则提出可行方案。
文物建筑本体金属构件不宜作为接闪器。
仿古建筑的雷电防护工程设计应符合GB50057的要求。
不宜选用文物建筑作为电子信息系统机房。
文物建筑施工修缮期间，脚手架等施工设施应有防雷击措施，金属结构应单独作接地或就近与建筑防雷装置连接。
6 风险评估
6.1 现场勘察
勘察内容包括：
14——文物建筑所在区域的地理位置、地质地貌、土壤电阻率、气候特征、环境等条件和雷击历史；
15——文物建筑的高度、面积、屋顶形式；
单体建筑与周围建筑、构筑物的四至距离、地面状况；
文物建筑本体结构、材料等；
四至距离：
单体被保护建筑与其四周邻近建筑、构筑物、道路等标志物之间的直线距离。
16——建筑物内电气、电子设备位置、数量，进入建筑物的管线的位置、铺设方式，是否采用屏蔽线缆；
17——凡需要进行地面开挖、文物建筑上加装防雷装置、铺设管线等，应对建筑物的结构形式、构造特征和结构承载力等方面进行勘察；
18——雷雨季节游人的数量、活动范围及文物管理、使用部门的特殊要求等；
现场勘察应根据实际情况填写勘察表并编制勘察报告。
现场勘察报告是风险评估的主要依据，应作为设计文件的重要附件。
勘察报告还应包括：
对工程对象的文字表述、现状照片、必要的图纸及其它相关资料。
6.2 雷击风险评估
在雷击风险评估前应认真核查现场勘察资料，有关天气气候、雷电活动规律资料应以当地气象机构提供的资料为准；
文物建筑结构资料应以文物机构提供的图纸、资料为准。
文物建筑防雷设计应按照GB/T21714.2的要求进行雷击风险评估。
评估内容应包括安装防雷装置前的雷击损失概率和安装防雷装置后的雷击损失概率，且计算出防雷装置对文物建筑的保护有效率。
6.3 文物建筑风险评估
应对文物建筑的雷电防护设计、施工方案进行风险评估，重点评估防雷装置的材料、重量及安装工艺对文物建筑结构、景观和环境的影响。
评估内容包括：
19——结构承载力；
20——施工材料伸缩性；
21——材料污染性；
22——可逆性。
应就雷电防护装置对文物建筑整体景观的影响度进行评估，包括外观形状、色调等。
施工方案和施工现场应符合文物建筑保护原则和防火安全要求。
7 文物建筑直击雷防护
7.1 一般要求
各类文物建筑应采取防直击雷措施。
直击雷防护措施包括安装接闪器、引下线、接地装置等。
各类文物建筑应处于接闪器的保护范围之内。
引下线与接闪器、接地装置的连接应可靠，连接应采用夹接或热熔焊。
当允许采用常规的焊接方法时，应在焊接处做防腐处理。
每组接地引下线应设置断接卡。
7.2 接闪器
设计要求
接闪器的保护范围采用GB50057所规定的滚球法计算。
滚球半径应符合表1的要求。
表1 文物建筑防雷类别与滚球半径对应表
文物建筑防雷类别
第一类防雷文物建筑
第二类防雷文物建筑
第三类防雷文物建筑
滚球半径（m）
35
45
60
接闪器由下列的—种或多种组成，宜优先采用避雷针：
23——直接装设在建筑物上的避雷针、避雷带或避雷网；
24——独立避雷针；
25——架空避雷线或架空避雷网。
坡度不小于1/2（五榉）的屋面应在正脊、垂脊、戗脊上安装避雷带，末端应向斜上方延伸30cm，屋檐不宜安装避雷带。
坡度小于1/2（五榉）的屋面，应按表2的要求设置避雷网格，沿屋檐设置的避雷带的高度不宜高于屋檐顶5cm。
表2 避雷网格尺寸
避雷网网格尺寸（m）
≤8×
8或≤6×
10
≤10×
10或≤12×
8
≤20×
20或≤24×
16
正脊上有突出的脊兽或宝瓶的文物建筑，避雷带敷设到此处应加高或加装避雷针，将其处于避雷针（带）保护范围内。
对于外型有特殊要求的文物建筑，如藏式佛塔、清真寺等，避雷针设计形式应与建筑外观形式相协调。
采用避雷网作接闪器时，其网格尺寸应符合表2的要求。
接闪器材料尺寸的选择应符合表3的要求。
第一类防雷文物建筑的接闪器宜采用铜材。
表3 接闪器选用材料表
接闪器材料
避雷针直径（mm）
避雷带
避雷网
架空避雷线（mm2）
铜
1m以下：
Ф14
1m～2m：
Ф18
圆铜：
≥Ф8mm
扁铜：
≥48mm2
≥50mm2的钢芯铜绞线
钢
Ф12
Ф16
圆钢：
≥Ф10mm
扁钢：
≥50mm2的镀锌钢绞线
1注：
采用扁铜或扁钢时，其厚度应不小于4mm。
建筑高度15m以下需单独保护的碑、塔、楼、台、亭、阁等孤立的文物建筑，宜设置避雷针塔（杆）进行保护。
当文物建筑周围5m范围内需保护的树木高于建筑物或树冠距建筑物不足2m时，应对树木或树冠采取直击雷防护措施，使其处于接闪器的保护范围之内。
施工要求
有金属宝顶或尖顶的文物建筑，可在其上或旁边安装避雷针，在其上安装避雷针宜从宝顶底座处引上金属支持柱，在顶部连接在一起，从连接处焊接一根短避雷针。
避雷针应与宝顶底座连接。
文物建筑顶部防雷装置3m以内的金属构件宜与其就近连接。
文物建筑上安装的接闪器、引下线和各种金属管线进行固定时，应考虑金属构件的热胀冷缩，留有余量。
避雷带若采用圆铜或圆钢，其支持件应将避雷带可靠固定并不得对建筑物造成损坏，支持件的间距为0.5m～1.5m。
文物建筑本体外的避雷针针杆与文物建筑的水平距离不宜小于3m，选址应回避地下文物遗存。
可选择具备升降功能的避雷针针杆。
正脊上的避雷带采用扁铜（钢），宜平敷在脊上固定，正脊终端处避雷带应向外向上延伸不小于30cm。
在有垂兽、戗兽的垂脊、戗脊上，避雷带应沿其轮廓随形钝角弯曲。
长城及古城墙的防雷保护，接闪器宜采用针、带结合的形式。
固定避雷带的抱箍安装在垛口下边，避雷针宜在墙角处抱箍安装。
垛口：
城墙上的防御工事。
指城墙外侧上部用于进行防守的砌筑成“凹凸”形状的城墙缺口。
处于山顶或孤立的古塔，高于30m时应采取防侧击措施，在顶层及以下每隔10m檐上安装接成一体的水平避雷带、避雷针。
防雷装置的造型、安装工艺应与文物建筑风格相协调。
采用避雷针接闪时，避雷针的色调应与文物建筑的整体风格协调一致。
7.3 引下线
引下线采用圆铜或扁铜、圆钢或扁钢，宜优先采用圆铜或扁铜。
第一类防雷文物建筑的引下线宜选用铜材。
引下线选用材料及规格应符合表4的要求。
表4 引下线材料规格
材料
圆铜
圆钢
扁铜
扁钢
规格
Ф≥8mm
Ф≥10mm
截面积≥50mm2
2注：
选用扁铜时，其厚度应不小于3mm，而选用扁钢时，其厚度应不小于2.5mm。
单体建筑接闪器的引下线不应少于两根，并应沿文物建筑四周均匀或对称分布，其间距宜满足表5的要求，方形建筑时，当引下线多于二条时宜在四角附近敷设，引下线线路以最短、弯路最少为宜。
表5 引下线分布间距要求
分布间距m
≤14
≤18
≤25
引下线应与接地装置可靠连接，且每根引下线的冲击接地电阻值应符合表6的要求。
表6 引下线的冲击接地电阻值
冲击接地电阻值（Ω）
≤10
≤30
文物建筑高度超过20m的部分宜做均压环，环间垂直距离不大于10m。
所有引下线、文物建筑的金属结构和金属设备均应连接到均压环上。
引下线间距不满足7.3.1.3要求的，宜根据文物建筑的特点、景观要求、接地装置的位置合理选择和布设引下线，并适当加大引下线截面积。
引下线宜敷设在隐蔽处或游人不易触及到的部位。
引下线敷设时，应根据建筑物的轮廓弯曲，弯曲角度不应小于90°
。
引下线不宜直接敷在木构件上，宜选择抹灰墙体进行安装经最短路径接地，裸露部分应作绝缘处理，宜直接敷设。
采用多根引下线时，应在各引下线上距地面0.3m～1.8m之间装设断接卡。
地面上2.7m至地面下0.3m接地线应采用外套塑料管或橡胶管进行保护，应采取防积水措施。
敷设在游人可以触及到部位的引下线应在入地处采取防接触电压、防跨步电压的保护措施。
有金属防鸟网的文物建筑，防鸟网应与避雷带、引下线做可靠连接。
7.4 接地装置
防直击雷的接地装置宜围绕文物建筑敷设成闭合的环形接地体；
当受条件限制时，可设局部闭环接地体。
接地装置当采用扁铜、热镀锌钢材时，其材料规格应符合表7的要求。
表7 接地装置用材料规格
材质种类
角钢
钢管
铜包钢
规格（mm）
≥30×
3
Ф≥10
≥40×
50×
Ф≥25；
壁厚≥3
防直击雷接地装置的接地电阻宜满足表6要求，埋于土壤中的接地引线长度不应大于2√ρ。
土壤电阻率大于300Ω•m小于等于1000Ω•m时，接地装置的冲击电阻应小于等于30Ω。
当土壤电阻率大于1000Ω•m时，接地装置的冲击电阻可适当放宽。
埋于土壤中的人工垂直接地体宜采用离子接地体、电铸铜接地体、铜包钢或新型接地模块等先进工艺材料；
也可采用热镀锌钢材（角钢、圆钢或钢管）；
埋于土壤中的人工水平接地体宜采用铜排、热镀锌扁钢或圆钢。
垂直接地体间的距离及人工水平接地体间的距离宜为5m，受条件限制时可适当减小。
人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.8m。
引下线入地点应远离建筑物出入口和人行通道，与人行通道的距离应不小于3m。
当无法达到3m距离时，应采取局部深埋等防护措施，深度不小于1m或采用厚度大于5cm的沥青层或15cm厚的碎石层，其宽度应超过接地体边缘2m。
在腐蚀性较强的土壤中，应采取热镀锌等防腐措施或加大材料的截面积。
文物建筑院内不具备条件安装较长水平接地体时，应采用垂直接地体方式。
接地体应远离由于高温影响使土壤电阻率升高的地方。
接地除应符合本规范其它章的规定外，尚应符合下列规定：
26——每幢文物建筑应采用共用接地系统；
27——当互相邻近的文物建筑之间有电力和通信电缆连通时，宜将其接地装置互相连接。
8 雷击电磁脉冲的防护
8.1 一般要求
安装有电气和电子信息系统的文物建筑应采取雷击电磁脉冲防护措施，主要包括屏蔽、防雷等电位连接和安装电涌保护器（SPD）。
文物建筑保护范围内的电气和电子信息系统宜采用共用接地系统，并在室内预留接地端子。
接地端子经接地干线在地网中心位置直接引出，当不满足要求时应做独立接地体。
接地电阻宜小于4Ω，特殊情况下不应大于20Ω。
供电系统采用TN系统时，从文物建筑内总配电盘（箱）开始引出的配电线路和分支线路应采用TN-S系统。
8.2 屏蔽和防雷等电位连接的要求
室外低压配电线路宜采用铠装电缆或电缆穿钢管直接埋地敷设，埋地长度宜大于15m，在入户处应将电缆的金属外皮、钢管接到防雷等电位连接带上。
文物建筑内的信号线缆宜采用屏蔽电缆，其屏蔽层应至少在两端处做防雷等电位连接或接地。
当系统要求只在一端做防雷等电位连接时，应采用两层屏蔽或穿钢管敷设，外层屏蔽或钢管按本条前述要求处理。
穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统均应在界面处做防雷等电位连接。
进入文物建筑的外来导电物均应在LPZ0A或LPZ0B与LPZ1区的界面处做防雷等电位连接。
当外来导电物、电力线、通信线及各种金属管道等设施在不同地点进入文物建筑时，宜设若干防雷等电位连接带，并应就近连接到环形接地体、内部环形导体或此类钢筋上，它们在电气上是贯通的。
室内环形导体应每隔5米与接地体（含基础接地体、人工环形接地体或此类钢筋）连接一次。
对各类文物建筑，各种连接导体的截面积不应小于表8的规定。
表8 各种连接导体的最小截面积
单位：
mm2
防雷等电位连接带之
升级会员 