浅谈古建筑防雷工程及其预算

知识点：文物建筑防雷技术

一、古建筑与现代建筑防雷工程采用的材质不同

古建筑接闪器、引下线、水平接地体材质宜使用铜制材料而非普通镀锌钢材，铜制材料具有熔点高、强度高、耐腐蚀性强、使用寿命长、安装方便，具有良好的导电性等优点，相对于其它材料更宜引流，且具有良好的可塑性，适合古建筑复杂的造型要求，材质颜色又与文物建筑相协调，视觉效果好，对古建筑影响最小。

接闪器支架材质宜采用亚光不锈钢，亚光不锈钢属高标号不锈钢，适合在室外安装使用，可确保不生锈，杜绝由于铁锈物质对古建筑瓦面的污染；亚光不锈钢材料之间焊接采用氩弧焊接法，焊接精度高，工艺美观效果好；亚光不锈钢还具有钢性强、耐腐蚀、杜绝生锈源，使用时间更长久等特点，更适合古建筑使用。

垂直接地体采用环保无污染的电解离子接地棒，传统接地方式与XIT电解离子接地棒相比，前者一般采用镀锌角钢或扁钢材料，安装工序复杂时间长；材料费用低，安装施工费用高，因此前期投资较少，但须经常维护，重复投资较大；其连接方式采用电焊，连接点电气性能不稳定。后者为K标准纯铜导体材料，安装相对简单，时间短；材料费用略高，安装施工费用低，故而一次性投资大，但使用时间长且不需要维护；采用最新的高温熔焊技术连接，电气性能稳定，电阻低；其接地效果稳定，可始终维持在一个较低水平；在耐腐能力、导电能力方面，纯铜材质比钢强10倍；并且能够适用各种地质条件，特别是山区、沙土、高腐蚀性土壤、施工面积较小，或周边环境恶劣的场所。不损害周围植被根系，且30年免维护，使用寿命可以达到50年以上；它能够通过内部自带的特制环保型电解盐，不断吸收周围环境空气中的水分子，并与之结合，产生电解液并在根部出液口缓慢释放出电解离子，形成“根状网络”，提高导电状态，降低土壤电阻率；不含危险材料或化学物质，不会对环境造成污染；不受四季气候变化的影响，有效减少地网开挖量，有利于文物建筑的保护。

二、古建筑与现代建筑防雷工程的施工工艺不同

首先，因古建筑接闪器、引下线及水平接地体的材质宜选用铜制材料，其配套焊接方式则采用高温熔焊技术连接，即采用放热焊接而非普通的电弧焊，放热焊接是在耐高温的石墨模具内进行的，将焊接药粉倒入磨具中，使用专业的点火工具点燃焊粉，使其充分燃烧产生高温，将铜材熔融紧密连接的方法。焊接过程只需要几秒时间。金属间的复合介面是分子连接，无残余物，结合面并不会产生腐蚀情况。放热焊接的工艺质量更容易得到保证，电气性能比较稳定，电阻低，是一种高效化、高质量的金属连接工艺。与传统化的焊接工艺对比，放热焊接是真正意义上的分子焊接，导体并不会被损坏同时没有接触面，导体交界面的总体有效性没有更改。

其次为避免破坏古建筑的一砖一瓦，接闪器亚光不锈钢支架的固定方式也与现代建筑不同，不允许在古建筑屋面瓦片上打孔固定，可采用U型（抱箍式）固定件，支架与屋面固定处采用金属顶丝加缓冲垫片，即避免顶丝直接施力于屋脊给古建筑带来伤害，同时也防止热胀冷缩效应导致接闪带张力损坏屋脊。

再次，为保证对古建筑最小干预的原则，水平接地体铺设方式宜优先采用A型接地，即每根引下线终端的接地形成开放式或称放射型接地体，相对于围绕建筑物形成封闭环形的B型接地，A型接地能减少水平接地体沟槽的开挖，避免过多破坏地面、地基及植被。沟槽开挖时，需对地面所敷设的古砖、青石板等面层加强方位标识和编码，有破损时采用仿古材料替换。回填时将其按原貌进行恢复。

除此之外，应针对古建筑采用不同的保护措施。例如，在南方，屋面施工安装接闪器时，宜揭掉屋面瓦片并进行妥善保管，待安装完毕后按原状恢复瓦片。因为南方屋面瓦片一般为小青瓦，薄而脆，不能踩踏，在屋面施工时要保证不损坏瓦片就需要拆除后再施工；而在北方，屋面瓦片较厚实，一般不易破碎，所以施工时只需在屋面铺设棉被进行保护即可，或将碎木屑装入麻袋中置于古建筑屋面以避免接闪器施工时工作人员踩踏屋面造成瓦片损坏。

三、古建筑和现代建筑相对于防雷工程预算方面的几点不同

目前，国内尚无针对古建筑的防雷预算定额，现有的预算定额与古建筑的施工工艺不径相同，如何编制古建筑防雷预算使其更贴近施工的实际情况，使得工程造价更加合理就尤为重要了，因此在编制古建筑防雷工程预算时要注重对现有防雷预算定额的分析，并在此基础上依据所采用的施工工艺、材料及现场实际环境做相应的调整。

其一，古建筑的防雷工程大多是纯人工操作，对技术工人的技术要求较高，要投入的人力和物力受古建筑本体的特点及周围环境的影响较大，因此古建筑防雷工程和现代房屋防雷工程在预算定额的人工、材料、机械的含量、种类方面有着一定的差异。

其二，古建筑接闪器、引下线安装工艺采用放热焊接而现有预算定额中的焊接工艺采用普通的电弧焊接方式，因此定额中无论是人工费还是材料费、机械费都要进行替换，人工费依据古建筑屋顶形式的复杂程度记取人工工日数；材料费则依据所采用的的实际材料进项替换（如用铜材替换普通镀锌钢材，亚光不锈钢支架替换普通钢支架）；原有电弧焊机取消采用放热磨具及焊接药粉替代，一套焊接磨具的使用寿命为焊接70次（即能焊接70个焊点），每个焊点需用1包焊接药粉，替换后的定额能更贴合实际的施工工艺。

其三，电解离子接地棒的安装需打孔后安装，地质情况较好的地方可采用洛阳铲打洞，土质较硬的地区则需采用机械方式钻孔，施工方式也与现有预算定额中的直接打入不径相同，需在原预算定额中调整人工费，增加洛阳铲或及机械费用。

其四，由于古建筑的不可再生性，在进行防雷工程施工时需要采取相对应的保护措施，如对屋面瓦片、挑檐、吻兽的保护；对墙面、地面及精美结构件的保护；对室内、室外因防雷工程施工造成影响的一切可移动、不可移动文物的保护，这些保护措施不一定都有现成的预算定额可用，需要根据实际情况进行替换或依据实际产生的人工、材料、机械自行进行编制。

最后，由于与现代建筑相比，古建筑防雷工程工艺相对复杂，编制预算时一定要注重细节，不可漏项。

结语：古建筑是不可再生的资源，具备不可逆性，如果保护不合理，便会产生不可挽救的损失，事关重大。故此在古建筑防雷工程设计时需要遵循不更改古建筑原貌的基本原则，始终坚持古建筑保护与生态环境保护兼具，遗产保护与人身保护兼具，因地制宜，从外部防护和内部防护两个方面综合考虑，选用安全稳定、对古建筑原貌干扰较小的方案与方法，构建健全完善的雷电防护体系。综上所述，古建筑防雷工程势在必行。

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