五台山南台普济寺防雷工程设计的探讨

1、五台山南台普济寺防雷工程设计的探讨由于古代建筑多为木结构，火灾的荷载较大，雷电对古建筑的破坏事 例不胜枚举。如：1969年9月,河北省承德市避暑山庄外八庙之一的普佑寺，因为 没有安装防雷设施，遭雷击后起火，很着名的法轮殿和周围的楼群、配殿 94间全 部付之一炬；1957年7月6日明十三陵长陵陵恩殿西部的兽头被雷击一半，南木 大柱劈裂20厘米,横梁被炸裂，造成人员一死三伤，两天后雷击焚毁了北京中山 公园音乐堂，这连续两次雷击事故曾惊动了周恩来总理 ，他当即指示北京人民政 府对北京重要古建筑物采取防雷措施，由此开始了天安门、三大殿、景山万春亭、 北海白塔、鼓楼、天坛祈年殿、颐和园排云殿等古建筑物的

2、防雷。因此，高山景区尤其是高山寺庙的防雷工作越来越受到人们的重视。五台山是驰名中外的佛教名山和国际性佛教道场，寺庙作为神圣的佛教场所，遍及山间各处，而今五台山正 处在申报世界文化遗产期间，对寺庙的保护更显得十分重要。南台普济寺始建于 隋朝，隋文帝诏令修建，明朝成化年间重修，现属县级重点保护寺庙。随着改革开 放的不断深入和旅游经济的快速发展，寺庙已成为人员密集、活动频繁的场所。 对寺庙采取有效的防雷措施来保护寺庙及人员的安全，显得迫在眉睫，具有重要社会意义。1五台山雷暴特征概要雷暴日数多。五台山年平均雷暴日数为天，最多年份可达60 天，是典型的雷击灾害频发地区。时空分布不均匀。时间上，全年均有雷

3、击发生的可能性。其 中,6-8月份最为集中,占全年雷暴日数的 75%,4-5月份占全年雷暴日数的 13%,9-10月占全年雷暴日数的12%年变化曲线呈“单峰型”。空间上,南边多北 边少,山顶多山谷少。而五台山南台普济寺处在山顶多雷区，这也是我们开展防雷 工作的重点区域所在。雷电强度大、直击雷危害严重，这也是咼山区雷电普遍特征。2寺庙建筑的结构特点以及防雷工程设计措施探讨 寺庙建筑的结构特点a）南台普济寺海拔2474米,建在地势较高的山脊,是周围的 最高点，占地约5300平方米,所处地理环境孤立、空旷，容易遭受雷击危害。b）寺庙在结构上雄伟、挺拔，且都有咼耸的屋脊，有利于雷雨云下行先导放电C）寺

4、庙屋脊中有铜兽等金属饰物，而这些都没有可靠的接地， 增加了建筑物接收闪电的可能性。d）寺庙主要是木质或砖木结合结构，均为易燃材料，加上寺庙 内有大量的经幡、幔帐等易燃物。一但受到雷击，极易引起火灾，且灭火十分困难， 易造成人员及财产严重损失。五台山普济寺防雷设计措施探讨普济寺是五台山南台的主要景点，寺内由大雄宝殿、古佛殿、 三大士殿、普贤塔,天王殿等重要建筑设施组成。整体建筑于山顶，海拔2474米。 由于山体多为风化岩结构，岩石缝隙和低凹处仅有少量地表风化土 ，土壤电阻率 极高,通过打入接地极方法难以实现，而防雷接地又是防雷工作的重点。通过认真地实地勘察，同时考虑不影响寺庙结构风格和整体美 观

5、,根据建筑物防雷设计规范GB50057-94古建筑木结构维护和加固技术规 范GB50165等国家标准,我们对普济寺防雷工程做了如下设计：&n bsp；全部建筑安装防雷带a）接闪器为保护寺庙建筑的可靠防雷，接闪器采用避雷带方式，接闪材 料选用为10毫米镀锌圆钢,采用10MX 10M和12 MX 8M的避雷格带,带高12厘米, 支柱间距1米,与传统的防雷带不同的是支柱立在下面的镀锌钢筋格上 ，这样做 的好处是减小对古建筑的破坏。根据寺庙结构接闪的规律 ，对易受雷击的部位， 如屋脊、挑檐、左右兽头处增设避雷带并增设高出 10CM的短支架，间距1M,使得 建筑不但可以良好地接受闪电，而且整个庙

6、宇都处于保护范围之内，又不影响建 筑物的整体风格。在铺设避雷带时，为了减小雷电流产生的电动力危害，避雷带在 拐弯处均采用了圆弧型弯曲并可靠焊接。b）引下线防雷引下线根数少则雷电流分流就小，每根引下线所承受的雷 电流也就越大，易产生雷电反击和雷电的二次效应危害。对于普济寺防雷引下线 的设计,我们将引下线设计在寺庙的后墙，引下线采用5毫米乘50毫米的镀锌扁 钢，引下线不应少于两根，且均匀、对称，间距不应大于18米，每根引下线的冲击 接地电阻不应大于10欧,以加大雷电流的分流。c）接地装置根据建筑物防雷设计规范GB50057-94要求,寺庙的防雷冲 击接地电阻不应大于10欧姆。但普济寺所处之地多为风

7、化岩石，土壤电阻率极高, 并且大殿和寮房之间多为人行通道，游客较多。为此,我们对大殿和寮房分别做了 接地装置,根据实际情况采用了两种不同方法。 对于大殿接地装置，我们主要采用“法拉第笼”结构。利用 大殿附近有少量土层，制作了人工接地池，加大了接地体接触面积，然后填土夯实, 并添加高山用化学降阻剂，从而改善了接地处的土壤电阻率。 对西窑、西僧舍、正房、客堂、五观堂、东耳殿、西耳殿、 东大门、南寮采用传统接地方法。我们在风化的岩石土中多处预埋接地体做接地 体,用4X 40毫米镀锌扁铁焊连成络，将多根引下线分多处进行等电位连接，形成 环形人工接地。增加防侧击雷和雷电过电压波入侵措施南台普济寺所处海拔

8、较高，受侧击雷、旁络闪击的概率较大。 我们对原有建筑的屋脊、挑檐等都做了等电位连接 ，接地引下线尽可能沿寺庙外 侧悬崖面敷设，避开人行通道，以保护游客安全。防二次雷击措施的考虑南台普济寺现在还没有通电，当通电后很多电器设备如电视、 电脑等,各种线路从山下一直延伸到寺庙内时，雷电过电压波就容易沿导线传导 进入寺庙,对寺庙里的人员及设备造成很大危害。这就要通过在配电盘入端加装 多级电源避雷器，并在及有线电视等弱电系统入端加装信号SPD有效地减轻了过电压波对设备的破坏力。同时,对寺庙的各种线路，做到穿金属管并尽量埋地进 入寺内，防止雷电电磁感应在室内设备上产生的静电高压，避免设备的旁络闪击。 结束语1）上述防雷设计方案充分考虑了古建筑特点，在不影响古建筑 原貌的基础上进行了设计，但是也有它的局限性，造成工程量大，人员工费高，且 在建筑顶施工易损坏建筑。基于这种考虑，我们进行了第二种方案设想，即在寺院 墙外四个角立防雷塔，但被寺院方否决，主要理由是破坏古寺庙的整体建筑风貌。 2）五台山风景区6-8月强雷暴频发，而此时游人最集中，极易发生雷击灾害，而大 部分寺院均未安装防雷设施，需各级