古建筑防雷接地与施工部署应用方案

古建筑由于年代久远、结构特殊、材料多为木结构或砖木混合结构，一旦遭受雷击不仅易引发火灾，更会造成不可逆的文物损坏。因此，文物古建筑的防雷工程必须符合 GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》、GB/T 21431-2015《建筑物防雷装置检测技术规范》、GB 50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 以及 文物建筑防雷技术要求（文物局行业规定）。

一、古建筑防雷接地如何安全实施

1. 古建筑防雷接地总体原则

避免破坏文物结构：不得随意破坏斗拱、梁柱、古瓦、彩绘等原构件，接地和引下线应“隐蔽化设计”。

保持原貌可逆性：补充的金属件需可拆卸，且颜色、形态与古建风貌协调。

防火优先原则：木构建筑主要风险为雷击火灾，因此防雷重点应放在 直击雷防护 + 电涌防护 + 接地安全。

统一防雷接地系统：各防雷装置应共享接地体，形成 单一接地系统，接地电阻一般要求 ≤10Ω（木质古建常按 4Ω~10Ω 控制）。

二、古建筑常用的防雷接地技术措施

1. 避雷针（不破坏结构式设计）

适用于寺庙塔刹、鼓楼、牌坊等高点。

可采用 不锈钢或紫铜小型避雷针（φ12~16mm），安装在塔刹或屋脊处。

原塔刹为金属构件，可利用其作为受雷体（按 GB50057 验证其结构连续性和厚度≥4mm）。

避雷针高度通常 1.5~3m，根据保护半径计算 H 与 R 满足 45°保护角或滚球法（滚球半径 45m）。

2. 避雷带与屋脊金属件

沿古建筑屋脊布置 Φ8~12mm 铜带或镀铜钢绞线，颜色做古色处理。

优先利用原有金属构件（如铜瓦、铜饰件）作为自然引下线。

3. 隐蔽式引下线（不破坏外观）

古建筑外观不可外露大段金属线，可采用：

木柱内部穿铜绞线（柔性阻燃护套）

墙体缝隙内暗敷铜绞线

瓦片下隐藏敷设

参数要求：

截面积：≥16mm²铜导体 或 ≥25mm²镀锌扁钢

连续电阻应满足：每条引下线电阻差 ≤30%

引下线数量不少于 2 根，大型古建可设 4~8 根

4. 安全接地体

古建筑周边不宜大面积挖掘，可采用：

（1）浅埋环形接地体

铜包钢接地极：Ф14mm 或 Ф16mm

环形接地带：40×4mm 镀锌扁钢 或 25mm²铜带

埋深：≥0.6m

要求形成闭合环路，提高接地均匀降低电位反击风险。

（2）化学接地/模块接地体（适合场地受限）

接地模块电阻率低，稳定性高，不影响周边古建地貌。

可使用 接地降阻剂（环保型） 满足文保要求。

（3）接地值要求

文物建筑接地电阻：≤10Ω

电子设备防雷接地（如宫庙音响、监控）：≤4Ω

三、地凯科技文物古建筑防雷施工部署方案

1. 前期检测评估

依据 GB/T 21431 必须进行：

雷击风险评估（采用风险公式 Wₗ 计算）

全建筑结构金属连续性测试

有无原历史防雷装置排查

可施工位置与不可破坏区域划分

输出成果：古建筑防雷评估报告 + 施工可行性报告

2. 防雷系统整体设计

设计必须满足：

保护范围计算（滚球法/保护角法）

引下线与接地体数量规划

与文物保护单位共同确认外观影响和可逆性方案

3. 施工与保护措施

（1）受雷系统安装

屋脊设置隐形避雷带

塔尖安装小型避雷针（与原构件颜色一致）

所有金属构件进行可靠焊接或螺栓连接

（2）引下线施工

利用立柱内部、瓦下缝隙敷设

专用阻燃护套防止木结构碳化风险

每层锚固固定：间距≤1m

（3）接地体施工

环形接地带埋设

接地模块埋设深度：0.6~0.8m

连接采用放热焊接或双螺栓连接

4. 电涌保护系统部署（必需）

古建筑内部的监控、消防、照明必须安装 SPD：

（1）电源线路SPD（按 GB50343）

总配电柜安装 一级SPD：Iimp ≥ 12.5kA

分配电箱安装 二级SPD：In ≥ 20kA

末端照明、弱电箱安装 三级SPD：Uoc ≥ 6kV

（2）信号/监控线路SPD

4~20mA信号采用 二级信号SPD

摄像头视频接口采用 BNC 或 RJ45 专用 SPD

门禁、广播等弱电系统必须逐点保护

5. 检测与验收

依据 GB/T 21431-2015：

接地电阻检测

避雷带/引下线电阻与连续性检测

SPD、开关箱、电源系统功能检测

绘制古建筑防雷竣工图

最终提交：防雷装置检测报告

四、地凯科技文物古建筑需要安装哪些防雷设备？

直击雷防护：避雷针、避雷带，针高1.5~3m，铜带截面≥16mm²

引下系统：隐蔽式铜绞线，≥16mm²，阻燃护套敷设

接地系统：环形接地体/模块接地，接地电阻≤10Ω

电源SPD：一级、二级、三级SPD Iimp≥12.5kA；In≥20kA

信号SPD：监控/音频/门禁SPD，响应时间≤1ns

等电位系统：主、局部等电位连接线，16mm²铜导体

地凯科技文物古建筑的防雷接地工程必须在 不破坏原貌、确保可逆性、安全可施工的前提下，构建由直击雷防护 + 隐蔽引下线 + 安全接地 + 电涌保护 组成的完整系统。严格按照国家标准执行，是确保古建安全、避免雷击火灾和文物损毁的关键。