古树名木防雷接地方案

 一、防雷原理

直击雷经过接闪器[如避雷针（带）、引下线和接地装置而直接泄放入地，从而防止建筑物或者需要防护的构建物等遭受雷击伤害。

完整系统防雷方案包括外部防雷和内部防雷，本案只要有外部防雷:

外部防雷包括接闪器（避雷针、带、线）、引下线（建筑物钢筋、人工引下线）、接地装置（接地体、地网）等等，其主要的功能是为了确保建筑物或构建物等本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针、避雷带、引下线、接地体等，泄放入大地。

当雷电发生在距离建筑物或构建物较近的地方，通过避雷针将可能击中于建筑物本体的雷电吸引并通过避雷针泄放入大地，引雷进入大地的过程，避雷针必须和树木有绝缘层隔离，引下线要用绝缘管等绝缘物质包裹着，防止雷电流进入树木，对树木产生破坏。

二、设计依据

1 甲方提供的设计要求；

2. 《古树名木防雷技术规范》

3. 《中华人民共和国文物保护法》；

4. 《文物建筑防雷技术规范》QX189-2013

5. 《文物建筑雷电防护技术规范》DB11/741-2010；

6. 《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010；

7. 《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92；

8. 《建筑物防雷》IEC 61024

9. 《古建筑物木结构维护与加固技术规范》lGB50165-92 （摘要）

10. 其它现行国家规范、规程及标准；

11. 现行文物保护、管理规范、规定和条例；

三、防雷、接地系统设计；

3.1 防雷等级

根据《古树名木防雷技术规范》规定本工程应划分为第二类防雷文物建筑。应根据该规范进行设计、施工。

本次古树防雷系统主要有：避雷针、引下线、接地装置等系统构成。避雷针主要用于防直击雷，等电位连接进行侧击防护。由于古树防雷设置不仅要具有实效性，同时要尽量保持其原有风貌，所以用避雷针不超出树木太多的情况下，根据滚球半径法，能覆盖整个树木，保持美观的同时做到防雷的效果。

3.2 防直击雷措施

3.2.1 接闪装置

依据规范要求，本方案采用避雷针的接闪方式。在古树顶部附近做避雷针，避雷针采用玻璃钢避雷针，高处树冠2米左右，避雷针应与树木采用可伸缩性抱箍固定，可伸缩性抱箍为生态抱箍，可随树木生长伸缩，不影响树木，同时起到固定的作用。

由于本次防雷设计范围仅为树木的整体.周围其余建筑均无任何防雷保护装置，根据滚球半径法计算：Rp=½{h(2hr-h）+Δt(2hr+Δt)}

3.2.2 引下线装置

根据DB11/741-2010《文物建筑雷电防护技术规范》第7.3.1.4条要求，“第二类防雷文物建筑引下线分布间距不大于18米；冲击接地电阻值不大于10Ω”。“根据现场环境实际情况，引下线沿树干引下。每棵树用每根引下线，分别引导到树的旁边处的不同的接地装置上。为保证引下线与其他接触物质起到良好的绝缘性，采用直径50mm交联聚乙烯保护管进行全程绝缘保护，若现场施工环境不具备安装条件，可将引下线进行明敷设，明装引下线在尽量保持隐蔽不影响树木美观的前提下最短路径垂直引下，为求整体美观性，经过专业的涂刷工艺，将接地保护管尽量与树木等周围环境颜色保持一致。

3.2.3 接地装置

根据古树的体量、级别、使用用途，其基础部分的土壤情况也相应较为复杂，为塑造百年工程目标，根据本公司多年在古建文物和树木防雷工程中总结的实际经验，结合古树现场特殊情况，设计每条引下线安装两组接地装置。并与原有预埋镀锌扁钢接地体进行有效连接，形成环形接地体，保证其接地电阻持久保持良好范围内。达到持久泄流目的，电阻在10欧姆以下。

1）防雷接地装置的接地电阻与土质的关系：

接地装置的接地电阻与土壤电阻率、接地装置的结构和布置有关。接地系统的接地电阻值与土壤电阻率和接地系统的面积的关系为土壤电阻率越大，接地电阻值就越高。而古树周围的土壤电阻率较高。正是由于古树的特性给防雷接地装置的接地效果带来了一系列问题：接地阻值不易降低，地阻值受季节影响易反复，土质坚硬、施工困难等。

2）降低接地电阻的方法

在高土壤电阻率地区要求获得较低接地电阻的方法主要有：

采用多支线外引接地装置，即扩大接地系统的面积。从前述的接地系统的接地电阻值的计算公式可以看出：接地系统的接地电阻值R与接地系统的面积S的平方根成反比。因此，扩大接地系统的面积是可以降低接地系统的接地电阻。

但对于古树而言，其接地系统面积几乎可以无限扩大。因此，接地系统采用挖一个长5米深1米宽1米的深沟，铺设接地材料，把电阻尽可能的降低。

我国是一个具有悠久历史的国家，地大物博，拥有很多珍贵的物种，特别是古树名木，它不但是重要自然文化遗产和旅游资源，更是不可再生的绿色化石，对于研究特殊物种的发源、进化、历史价值和科研价值具有非常重要的意义。然而我国幅员辽阔，雷暴活动异常频繁，对古树名木的生存造成威胁，同时也对人身安全造成隐患。目前我国还没有一部正式的古树名木的防雷规范，因此采取科学的防雷措施对古树名木进行保护己经迫在眉睫。