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古树防雷技术方案

发布时间:2022-07-27 15:15:13
一、现场勘查情况:
被保护物为银杏树,树龄300年。树高30M,树冠为20M。
古树生长的一般比较高壮,根据雷电活动的特征,位居高点的物体遭受雷击的可能性很大。雷电放电时,能产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压,由于雷电的热效应,还会将使雷电通道中木材纤维缝隙和其它结构中间的缝隙里的空气剧烈膨胀,同时使水分及其它物质分解为气体,在被雷击物体内部出现强大的机械压力,使被击物遭受严重破坏或造成爆炸,雷像一把利斧,会整齐地从古树的中间劈下,古树被劈成了两半。古树见证着白然环境的变迁,被成为绿色文物和活化石,根据以上情况所述,所涉及的古树完善并安装有效的防雷系统已显的尤为重要。
二、依据的规范:
1.《古树名木防雷技术规范》
2.《中华人民共和国文物保护法》;
3.《文物建筑防雷技术规范》QX189-2013
4.《文物建筑雷电防护技术规范》DB11/741-2010;
5.《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010;
6.《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92;
7.《建筑物防雷》IEC 61024
8.《古建筑物木结构维护与加固技术规范》lGB50165-92  (摘要)
9.其它现行国家规范、规程及标准;
10.现行文物保护、管理规范、规定和条例;
三、方案设计:
1.方案组成
本方案包括二大部分
第一部分:直击雷防护,其目的是保护古树不被直击雷击坏。
第二部分:防雷地网的制作,地网是避雷针、避雷带、避雷器等设施有效发挥作用的保障。
2.方案达到的目的
保障古树在雷雨季节免被雷击,确保古树的安全。
3.方案的具体内容
3.1.古树名木的防雷分类
1.古树名木应根据古树名木的珍稀程度、地区雷暴日等级划分,按防雷要求分为以下三类:
a)凡树龄在300年以上,特别珍贵稀有、具有重要历史文化价值和纪念意义、重要科研价值且处于强雷区的古树名木为一类防雷古树名木;
b)凡树龄在100年以上,不足300年的为二类防雷古树名木,树龄虽不足300年,但处于重要风景旅游区且处于高雷区的古树名木为二类防雷古树名木;
c)其他古树名木及古树后续资源且处于多雷区(树龄在80a以上)为三类防雷古树名木;
处于强雷暴区的二类防雷古树名木应按一类防雷古树名木的技术要求进行防雷保护。
根据以上要求及结合古树的实际情況,并考虑到更安全有效的防护方式,本方案按所涉及古树按最高防雷类别进行防护,滚球半径按30米进行计算。
2.避雷针安装
3.2.1避针的安装高度
由于古树树冠比较庞大,如安装普通避雷针,根据GB50057-2010规范规定和计算,需架设很高才能对树木有效防护,如避雷针架设太高,即影响美观,则对针杆的固定问题增加很大难度,又存在安全问题。因此我们选用提前放电避雷针进行防护,单支避雷针的保护范国计算公式如下:
第一类建筑物滚球半径hr=30米
第二类建筑物滚球半径hr=45米
第三类建筑物滚球半径hr=60米



h为避雷针高度;
hx为被保护物高度;
根据以上计算,安装一支高于古树最高树干1.5米的提前放电避雷针,可以完全有效的对单棵树进行雷击防护。
3.2.2避针的安装
避雷针固定于树体的主干部位或粗壮枝干上,在树干上设置避雷针考虑树体的生长变化,采用柔性材料底衬的抱擁固定,柔性材料的宽度应大于抱箍宽度,且抱箍长度应留有一定余量。抱箍应选择绝缘材料。
3.2.3避雷针引下线的安装
引下线应选用圆钢、圆铜或多芯金属绞线,优先选用绝缘多芯铜绞线。单根引下线的截面积不应小于100mm2。使用两根以上引下线时,每根引下线的截面积应不小于50m2。考虑到安全性、实用性、导电率及美观性,我们采用120平方铜绞线单根引线与接地网连接。
引下线应沿树体的树冠稀疏一侧敷设,敷设应平直,并经最短路径接地,不可弯成直角或锐角。引下线与避雷针的连接应采用机械连接或电气焊接,其连接点过渡电阻应不大于0.03Q,并做好连接点的防腐处理。
引下线沿树干敷设时应套绝缘管,并用抱箍与树干固定,固定抱箍的间距不应大于3m,抱箍内采用柔性材料做底村,柔性材料的宽度应大于抱箍宽度,且抱箍长度应留有一定的余量
引下线护管颜色与树干颜色相同或相近。引下线在接闪器端及接地体端的连接点外均应预留定的余量。应在引下线距地面1.8m处设置断接卡或不同金属连接时设转换器,地面至2.5m高度应采用绝缘塑料套管作保护。应在引下线距地面3m高度内设置防雷警示标识。
3.地网的设计与制作
标准地网是为防雷提供雷电流的最终去处,地网的好坏直接影响到防雷的效果,本案地网要求制作接地电阻小于10欧姆的地网,考虑到地网埋深与地下,普通材质极其容易遭受腐蚀,普通材料地网一两年就需要翻修。考虑到地网使用的长久性和经济性,因此我们选用非金属接地模块和铜包钢接地体,焊接点热熔化焊接方法,进行地网制作。
地网接地电阻要求小于10欧。挖沟深1米,宽0.5米,长6米。
接地极应设置在古树名木的树冠稀疏的一侧,并在树冠的垂直投影3m之外。接地体由垂直接地体和水平接地体组成,接地体的埋设深度不宜小于1m。垂直接地体宜采用角钢、圆钢或钢管,其中:角钢应不小于40mm×4mm,圆钢直径应不小于20m,钢管直径应不小于50mm,壁厚应不小于3.5mm
垂直接地体长度不宜小于2.5m,垂直接地极间距应大于5m。水平接地体宜采用圆钢或扁钢,其中:圆钢直径应不小于12m扁钢截面积应不小于100m2,其厚度应不小于4m。采用深井技术设置接地体,不宜由单根垂直接地体组成,垂直接地体宜采用热镀锌钢管,钢管直径不应小于80mm,壁厚不应小于4mn,长度由设计计算确定。
接地装置的接地电阻值应符合下列要求
a)一类古树名木防雷接地装置的接地电阻不大于109:
b)二类古树名木防雷接地装置的接地电阻不大于209
c)其他古树名木防雷接地装置的接地电阻不大于3092。
接地装置的安装
接地体的连接应采用搭接焊,搭接长度必须符合下列规定
a)扁钢与扁钢搭接长度为扁钢宽度的二倍,且至少三个棱边施焊;
b)圆钢与圆钢搭接长度为圆钢直径的六倍,且双面施焊;
c)圆钢与扁钢连接时,其长度为圆钢直径的六倍,且双面施焊:
d)接地体的焊接必须牢固无虚焊,并在焊接处进行防腐处理。
接地体与人行道或活动场所距离应不小于3m,为防止雷击发生时产生的跨步电压,当无法满足要求时,应采取深埋不低于1m或敷设绝缘层。
当古树名木附近有多种金属构筑物时,应考虑在接地体作均压等电位连接,若共用接地,接地电阻值应以最小值为准。

 

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