4.5 防雷装置

4.5.1 古建筑防雷装置所使用的材料和规格应符合下列规定：

1 防雷装置及其部件使用的材料应符合环保要求，且应使用耐腐蚀的或经过合格防腐处理的材料。在具有腐蚀性气体或土壤的环境下，应采用与腐蚀性物质相适应的耐防腐材料或相应的耐腐蚀处理。

2 同一古建筑的接闪器、引下线及接地装置宜采用相同材质的材料，当接闪器、引下线及接地装置连接处采用不同材料时，应采用双金属连接件。

3 接闪器不得使用含有放射性物质的材料。

4 古建筑防雷装置可采用铜、铁及铜铁合金材料，防雷古建筑的接闪器及引下线宜选用铜材。接闪器及引下线不宜采用表面光亮的导体材料。

5 防雷装置可选用的材料及最小规格应符合表4.5.1的规定。在潮湿或有盐雾等腐蚀性气体的地区，防雷装置的材料规格宜适当加大。

表4.5.1 防雷装置的材料及最小规格

注：(1)铜绞线和绞线的直径是指单根绞线的最小直径。

4.5.2 接闪器应符合下列规定：

1 接闪器应根据古建筑的屋顶形制在正脊、垂脊、角脊、博脊和戗脊等部位或沿檩条在屋面步架上敷设和安装。遇屋脊上非金属饰物时，应在其上方敷设。沿檐口布置的接闪带不应妨碍落叶时节雨水的排泄。在檐角处接闪带应向上翘起并向外伸延150mm。

2 古建筑应优先利用自然金属物作接闪器。利用自然金属物作接闪器时，其材质和规格应符合本规范第4.5.1条的规定。对不符合规定的自然导体应作保护，并应与防雷装置作等电位连接。当利用金属屋顶作接闪器时，金属屋顶的金属板厚度应符合下列规定：

1)金属板下无易燃物时，铜、钢铁及其合金材质的厚度不应小于0.5mm；

2)金属板下有易燃物时，钢材厚度不应小于4.0mm；铜材厚度不应小于5.0mm。

3 不应在由易燃材料构成的屋顶上直接安装接闪器。在可燃材料构成的屋顶上安装接闪器时，接闪器的支撑架应采用隔热层与可燃材料之间隔离。

4 屋顶安装接闪杆时，杆长度不宜超过0.60m。超过0.60m的短杆中间应作支撑。

5 接闪杆和架空接闪线的规格应符合下列规定：

1)杆高0.26m～0.60m时，热镀锌圆钢、圆铜直径不应小于10mm；

2)杆高大于0.60m且小于等于1.00m时，热镀锌圆钢、圆铜直径不应小于12mm；

3)杆高大于1.00m且小于等于2.00m时，热镀锌圆钢、圆铜直径不应小于16mm；

4)架空接闪线或接闪网宜采用截面不小于50mm²热镀锌钢绞线或铜绞线，每股绞线直径不宜小于1.7mm。

6 接闪器水平导体距屋顶高度不宜小于0.15m。

7 独立接闪器的地上部分距建筑物的外轮廓的距离不应小于5m。

8 接闪器的固定方法不应对古建筑产生损害。

4.5.3 专设引下线应符合下列规定：

1 采用多根专设引下线时，宜优先布置在易受雷击部位，应沿最短的路径接地。

2 在易受机械损伤之处，外露引下线在距地1.7m及以下部分应穿改性塑料管或橡胶管等加以保护，保护管下端应延伸到地下不小于0.3m处。

3 每根防雷引下线均应通过连接件与接地装置进行连接，并应设断接卡作为接地电阻的测试装置，断接卡宜设置在距地2.7m以上或地下专用的接地电阻测试井内。

4.5.4 接地装置应符合下列规定：

1 接地极宜采用独立接地体，且布置在建筑物基础或台基1m外。在现场条件许可情况下，同一建筑物的不同引下线的接地极宜相互连接。独立设置的接闪器，其接地装置距建筑物基础或台基的距离不应小于3m。

2 单体古建筑中存在多种系统的接地装置时，宜采用共用接地。共用接地体的接地电阻应为各系统要求接地电阻的最小值。不同系统的接地装置相互连接时，接地装置之间应有不少于两根导体作可靠连接。

3 接地极埋深宜在冻土层以下，且不宜小于0.5m。

4 人工垂直接地极宜采用热镀锌角钢、网钢或钢管，垂直接地极长度宜为2.5m。相邻的垂直接地极水平间距不宜小于5m。垂直接地极之间宜用热镀锌扁钢相互连接。

5 防直击雷的人工接地网距古建筑的出入口处及人行道不宜小于3m，当小于3m时，应按本规范第4.4.7条第3款的规定，采取防跨步电压措施。

6 在高土壤电阻率的场所，可采用下列降阻措施：

1)采用多支线外引接地装置，外引长度不宜大于接地体的有效长度l_e，l_e的计算应按本规范附录E的规定；

2)将接地体埋于较深的低电阻土壤中；

3)将接地体周围土壤更换成低电阻率的土壤；

4)采用降阻剂，但不应对土壤、地下水造成污染和对古建筑物基础造成腐蚀。

条文说明

4.5.1

2 本款是1款的补充，强调不同导体之间的电偶效应的腐蚀作用。常用材料中，需避免铜与镀锌材料的接触或非直接接触，铜材的细小微粒对镀锌部件会产生严重的腐蚀作用。在选择材质时，应尽可能选择相同或电化学特性相近的材质。防腐蚀是外部防雷装置最重要要求之一，包括金属支架、构件在内。在特别恶劣的环境，建议采用非金属的固定支架、构件。

3 放射性物质不利于环境和人类健康。

4 采用表面光亮的导体材料会影响古建筑原貌的观赏。

5 表4.5.1是为了便于使用和应用，根据《雷电防护第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险》GB/T 21714.3-2008表6、表7综合所得。在综合过程中，鉴于古建筑的防雷保护装置应具有耐久性和长寿命性，若需要详细资料可见《雷电防护第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险》GB/T 21714.3-2008表6、表7。

4.5.2

2 本款规定考虑防止由于雷电流通过引起的击穿、热熔或燃烧等因素。当不考虑易燃物时，金属板的厚度按本款第1项确定。若古建筑采用的是非易燃材料，但当作为接闪器金属板击穿、穿孔、热熔可能产生对其下面的古建筑材质引起损害，仍应按第2项确定。

另外，自然接闪器是指古建筑上的下列导电体：

1)各部分导体件之间具有永久性的电气连接(如焊、螺栓、螺钉、铆、卷边缝等)；

2)导体材料规格符合本款第1项和第2项或本规范表4.3.1的要求；

3)导体表面层未覆盖无用的绝缘材料(例如：薄的防腐保护漆层约1mm厚的沥青层或0.5mm的PVC薄膜层等可不视为绝缘材料)；

4)导体是覆盖在屋面的薄板，或者是栏杆、管道、容器或其他装饰物等。

3 本款为强制性条款。制订目的是防止由于接闪器安装方式不当而引起火灾。接闪器安装在易燃物和可燃物两种材料的屋顶上时，需要采取不同的方法，并且接闪器安装不仅包括接闪器本身，还包括接闪器的支架。

易燃材料指茅草、稻草等细小易点燃物。这些材料可能因雷电的放电火星引起燃烧，所以不允许在其上直接安装接闪器。在易燃材料构成的屋顶安装接闪器时，接闪器通常需要距其表面0.15m以上，且防雷部件(含支架)不能直接与易燃材料接触；或在接闪器导体层面投影的两侧至少各外延0.5m范围内的易燃物上覆盖不可燃物，接闪器安装在不可燃物上。

可燃材料指木材等可燃的材料。这类可燃材料热容性较大，故需采取隔热措施。为了满足隔热要求，可以采用空间间隔50mm；贴邻时，接闪器通常采用3mm厚度的不可燃绝缘垫层进行隔离。

4.5.3

引下线的数量和位置布置需要充分考虑到：引下线越多，流过每根引下线的雷电流越小，则由于雷电流经过引下线产生闪络或电磁效应产生的危险性越小。所以在有条件情况下，多设引下线是有益的，而实际情况往往相反，不允许多设引下线。因此一定数量的引下线应尽可能均匀分布在建筑物的四周及易受雷击的部分，使雷电流均匀分流和以最短距离引入地下。

4.5.4 常用的接地装置有两种基本类型，一种称A型接地装置，即每根引下线终端的接地形成开放式或称放射型接地体(图2)；一种称B型接地装置，即围绕着建筑物形成封闭环形的接地体(图3)。

图2 A型接地装置

1-引下线；2-水平接地体；3-垂直接地体

按照《雷电防护第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险》GB/T 21714.3-2008/IEC62305-3：2006定义，A型导接地装置是安装在受保护建筑物外，且与引下线相连的水平接地极与垂直接地极。接地极的总数不能小于2。A型接地装置也可称放射型接地装置，或放射型接地极。

B型接地装置可以是位于建筑物外面且总长度至少80％与土壤接触的环型导体或基础接地体。接地体可以是网状。B型接地装置也可称环型接地装置，或环型接地极。

图3 B型接地装置

1-引下线；2-水平接地体；3-垂直接地体

建议接地体优先选用环型接地极(或B型接地装置)，其目的是接地装置泄放雷电流时，对建筑物有相对平衡的电位；建筑物四周的引下线之间相互等电位连接；而且当环路中发生一点断开连接时，仍能保留接地装置原有的功能。此外，放射型接地极在功能上不如环型接地极，因为放射型接地极是各个引下线各自接到一个接地极上，各接地极不相互连接，各自的接地电阻不同；这些差异将引起雷电流在各引下线上的分布不均，引起各接地极具有不同的电位。但由于其不需连接成环，对敷设接地极位置受条件限制较小，方便施工，所以作为环型接地极的补充，是不可缺少的。

在一般情况下，接地装置埋深0.8m，距建筑物基础或台基1.0m，是我国除寒冷地区以外的大部分区域适用的习惯做法，也为了施工简单、安全(不会破坏古建筑物的台基)及今后维修方便。冬季北方气温较低的地区，应考虑冻土深度，适当埋深接地装置。

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