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    古塔直击雷防护方案

    宁国市仙人塔万博体育网址app安装工程

    安徽郑上万博体育网址app科技有限公司

    201910月20日


    第一章 现场勘查情况

    一、工程名称及地址

    1、项目名称:宁国市仙人塔万博体育网址app安装工程

    2、项目地点:武汉市江夏区

    3、地理位置:仙人塔位于宁国市城东50公里的仙霞镇柘亭,为全国重点文物保护单位。

    2、土壤地质:仙人塔所处土质状况复杂,建于山顶四周坡度大且大多硬质岩石覆盖,给接地装置施工带来难度。

    3、气象条件:根据宁国市气象局资料表明,宁国市年平均雷暴日数为47天。属于高雷暴区,而且每年宁国市辖区内因雷击造成的事故和财产损失均有发生。

    4、存在问题:

    仙人塔始建于南宋绍兴十三年,距今已有800多年。仙人塔七层六面,塔高26余米,砖木结构,每面宽2米,层层均有拱门及蹬道,由塔体外壁盘旋而上。每层均设有平座和挑出飞檐,上铺筒瓦,山体加上塔身高度超过45米,根据万博体育网址app技术规范和国家相关标准因按二类建筑物万博体育网址app标准采取防直击雷和防侧击雷等相关措施。

    塔刹部分,系生铁浇铸,高5米,覆钵、仰莲、相轮及宝瓶等金属构件极易遭受雷击,塔身和塔基部分均没有引下线和等电位接地,导致雷电流无处释放,从而对塔体造成破坏存在重大雷击隐患。

    二、工程内容

    1.仙人塔三、五、七层接闪带以及引下线建设。

    2.塔顶避雷针和原塔刹金属铸件与避雷线连接建设。

    3.电源防护建设。

    4.避雷针、避雷带接地装置建设。

    三、工程设计目的

    通过万博体育网址app避雷设施的建设,保护古塔免受雷击伤害。

    四、工程设计范围

    1、古塔直击雷、感应雷防护。

    2、电源系统防护。

    五、承接范围

    1、通过对该文物古建筑所需货物供应和安装调试、验收、技术服务等相关服务。

    2、承包方式:

    采取总承包形式对本工程进行承包即包工、包料、包机械、包质量、包安全、包工期、包安全、包环境卫生、包验收合格等全部工作内容。

    六、工期计划目标

    合同签订生效后的25个工作日(如遇不可抗拒的自然灾害如地震,风雪等原因导致工程停工的天数除外)内安装调试,并投入使用。

    七、设计标准和原则

    1、设计依据

    《建筑物万博体育网址app设计规范》GB50057-2010

    《建筑物电子信息系统万博体育网址app技术规范》GB50343-2012

    《古建筑万博体育网址app工程技术规范》GB51017-2014

    《建筑施工竹脚手架安全技术规范》JGJ 254-2011

    2、设计原则及特点

    在进行万博体育网址app避雷系统设计的时候,本着架构合理、安全可靠、产品质量保证、低成本、低维护作为出发点,并依此为贵单位提供先进、安全、可靠、高效的系统解决方案。

    3、防护等级的确定

    根据规范《古建筑万博体育网址app工程技术规范》GB51017-2014

    在可能发生对地闪击的地区,下列建筑应划为第一类万博体育网址app文物建筑:

    ——全国重点文物保护单位的文物建筑;

    ——年预计雷击次数不小于0.05/年、或有雷击史、或高度超过26 m的省级文物保护单位的文物建筑。依据规范仙人塔为第一类万博体育网址app文物建筑。

    第二章 雷电防护

    一、雷电防护的重要性

    雷电是一种极具破坏力的自然现象,其电压可高达数百万伏,瞬间电流更可高达数十万安培。千百年来,雷电所造成的破坏可谓不计其数。落雷后在雷击中心1.5-2Km半径的范围内都可能产生危险过电压损害线路上的设备。雷电灾害如同暴雨、飓风一样都属于气象(自然)灾害,它与水、旱、刑事犯罪、交通事故统称为影响社会安全和经济发展的六大灾害。

    我国存古代建筑物是世界文化遗产中的璁宝,除巍巍皇宮王府外,更大量是宗数寺庙。干百年来,除毁于人为外,如唐武宗灭时,一次便掉了4600余座寺庙,更多的则毁于地震、洪水以及雷火之中。北京法源寺悯忠高阁五层木塔、妙应寺白塔、天祈年殿、明承天门(今天安门和三大殿、布达拉宫、开封佑国寺木塔、宣敬亭山双塔、承德外八庙普佑寺、沈阳明东陵等古建筑物破雷击焚毁的部紛事例。195776日明十三陵长陵恩殿西部的兽头被雷击掉一半,横梁被作裂、楠木大柱劈裂20厘米,同时造成一死三伤。由于我国古建筑物尚存量多,目前还有不少古建末完善万博体育网址app装置,雷害仍在连续发生。急需建立古建筑物万博体育网址app体系,保古建筑长久平安。

    二、雷击侵入设备的途径

    1 雷击:是指雷电直接击在建筑物构架、动植物上,因电效应、热效应和机械效应等造成建筑物等损坏以及人员的伤亡。一般防直击雷是通过避雷装置即接闪器(针、带、网、线、)引下线构成完整的电气通路后将雷电流泄入大地。

    2感应雷击:雷云放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应等现象称之为感应雷击。雷电在雷云之间或雷云对地的放电时,并在附近的户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线和电磁感应并侵入设备,使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害。感

    装有避雷针的建筑物,可以避免雷击损坏建筑物,但是雷击通过避雷针的地线从建筑物顶端泻放入大地或者附近发生雷击的时候,会产生很强的电场,建筑物内的所有金属物品均会产生感应电压,这些感应电压的高低随着金属形状、距地线的距离和雷击大小而变(根据IEC 61312标准,当雷击击中建筑物时,即使装有避雷针,直击雷电流50%的通过引下线和接地系统入地,仍然会有大约50%的雷击能量仍会分配到电源系统)一旦您的电源输入线、电话线、网络线或其它电子设备的金属引出、引入线感应到瞬间高压,避雷针就无能为力了。感应雷击破坏的主要对象是电子电气设备。

    3电磁脉冲:由于雷电电流有极大峰值和陡度,在它周围出现瞬变电磁场,处在这瞬变电磁场中的导体会感应出较大的电动势,而此瞬变电磁场,都会在空间一定的范围内产生电磁作用,也可以是脉冲电磁波辐射,而这种空间雷电电磁脉冲波(LEMP)是在三维空间范围里对一切电子设备发生作用。因瞬变时间极短或感应的电压很高,以致产生电火花,其电磁脉冲往往超过2.4高斯(约20KA/m)。依据GB/T 2887-2000《电子计算机场地通用规范》现代银行、邮电、证券机房或营业柜台普通应用微机进行货币存取、信息传递与交换,其对磁脉冲承受限度应小于800A/m,故在新机房建设或旧机房改造时应对万博体育网址app与磁屏蔽措施必须充分注意。

    4地电位反击:建筑物的外部万博体育网址app系统(如避雷针、避雷网等)遭受直接雷击,在接地电阻的两端就会产生危险的过电压,由设备的接地线、建筑物或附近的其他建筑物的外部万博体育网址app系统或其他自然接闪物(各种管道、电缆屏蔽管等)引入设备,造成设备的损坏。

    、雷击防护的基本原理

    所谓雷击防护:就是通过合理、有效的手段将雷电流的能量尽可能的引入到大地,是疏导,而不是堵雷或消雷。一个完整的万博体育网址app系统包括两个方面:直接雷击的防护和感应雷击的防护。缺少任何一面都是不完整的、有缺陷的和有潜在危险的。一般我们将其分为外部避雷和内部避雷两部分。由避雷针(或避雷带、避雷网)、引下线和接地系统构成外部万博体育网址app系统,主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故;而内部万博体育网址app系统则是防止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏,这是外部万博体育网址app系统无法保证的,为了实现内部避雷,需对建筑物进出各保护区的电缆、金属管道等安装过电压保护器进行保护并良好接地。

    1多级分级(类)保护原则:即根据电气、微电子设备的不同功能、受保护的程序和所属保护区域确定防护要点作分类保护;根据雷电和操作瞬间过电压危害的可能通道,对电源线和数据、通信线路都应做多级层保护。

    2外部无源保护:0级保护区即外部作无源保护,主要依靠避雷针(网、线、带)和接地装置。保护原理:当雷云放电接近地面时,它使地面电场发生畸变。在避雷针(线)顶部,形成局部电场强度畸变,以影响雷电先导放电的发展方向,引导雷电向避雷针(线)放电,再通过接地引下线,接地装置将雷电流引入大地,从而使被保护物免受雷击。这是人们长期实践证明的有效的防直击雷的方法。建筑物的所有外露金属构件(管道),都应与万博体育网址app网(带,)良好连接。

    3内部防护

    (a)、电源部分防护:雷电侵害主要是通过线路侵入。对高压部分电力局有专用高压避雷装置,电力传输线把对地的电力限制到小于6000伏(IEC62.41),线对线则无法控制。所以,对380v低压线路应进行过电压保护,按国家规范应分三部分:建议在高压变压器后端到建筑总配电盘前端的电缆内芯线两端应对地加装电涌保护器,作一级保护;在建筑总配电盘至各楼层分配电箱间的电缆内芯线两端应对地加装电涌保护器,作二级保护;在所有重要的、精密的设备以及UPS的前端应对地加装电涌保护器,作为三级保护。目的是用分流(限幅)技术即采用高吸收能量的分流设备(电涌保护器)将雷电过电压(脉冲)的能量分流泄入大地,达到保护目的,所以,分流、等电位技术中采用防护器的品质、性能的好坏是直接关系网络防护的关键,因此,选择合格优良的电涌保护器至关重要。

    (b)、信号部分保护:对于信息系统,应分为粗保护和精细保护。粗保护量级根据所属保护区的级别确定,精细保护要根据电子设备的敏感度来进行确定。其主要考虑的如:卫星接收系统、电话系统、网络专线系统、监控系统等。建议在所有信息系统进入楼宇的电缆内芯线端,应对地加装电涌保护器,电缆中的空线对应接地,并做好屏蔽接地,其中应注意系统设备的在线电压、传输速率、按口类型等,以确保系统正常的工作。

    c)、接地处理 :在计算机机房的建设中,一定要求有一个良好的接地系统,因所有万博体育网址app系统都需要通过接地系统把雷电流泄入大地,从而保护设备和人身安全。如果机房接地系统做得不好,不但会引起设备故障,烧坏元器件,严重的还将危害工作人员的生命安全。另外还有防干扰的屏蔽问题,防静电的问题都需要通过建立良好的接地系统来解决。一般整个建筑物的接地系统有:建筑物地网(与法拉第网相接)、电源地(要求地阻小于10欧)、逻辑地(也称信号地)、万博体育网址app地等,有的(如IBM)公司要求另设专用独立地,要求地阻小于4欧(根据实际情况可能也会要求小于1欧)。然而,各地必须独立时,如果相互之间距离达不到规范要求的话,则容易出现地电位反击事故,因此,各接地系统之间的距离达不到规范的要求时,应尽可能连接在一起,如实际情况不允许直接连接的,可通过地电位均衡器实现等到电位连接。为确保系统正常工作,应每年定期用精密地阻仪,检测地阻值。接地装置由接地极及一些附件、辅助材料组成。接地装置的选材和施工主要决定于土质结构,即土壤的地阻率ρ。不同层土质结构不同,因而地阻率ρ不同,为增加接地装置使用效率,可使用长效降阻剂。

    (d)、有外部万博体育网址app措施同时更需要完善内部万博体育网址app措施 :我们知道外部万博体育网址app措施中避雷设施的引下线在接闪以后,会有很大的瞬变电流通过,也就是说在周围会产生很大的瞬变电磁场(LEMP)。因此,安装了外部避雷措施不能代替内部万博体育网址app措施。再者,我们都知道,避雷针的工作原是引雷,所以在概率上来说,安装了避雷针以后,建筑物的避雷系统遭受雷击的可能性会增大,也就是说LEMP发生的几率会变大,过电压产生点的距离会缩短(引下线处),所以安装了外部避雷措施的含有电脑网络等系统的大厦更加需要内部万博体育网址app措施。

    第三章 施工组织设计

    一、组织机构以及人员分工

    根据施工要求,并结合本工程的特点,设项目经理1名、安全管理人员1名、技术人员1名、施工人员3名。对工程施工过程实行全面严格的管理。

    1、项目经理安全生产责任制

    (一)项目经理是工程项目安全生产工作的第一责任者,必须把安全(质量)生产工作作为重要的议事日程。

    (二)认真贯彻执行安全生产、文明施工的方针、法规、文件并以此为依据,严格执行安全生产规章制度和规范标准,无条件接受监理单位的技术监理要求。

    (三)组织制定万博体育网址app接地工程施工计划和安全目标,审签万博体育网址app接地施工各流程的技术把关。

    2、技术员、施工员安全生产责任制

    (一)技术员认真执行安全技术交底,做到不违章作业,接受监理单位技术监督。

    (二)施工员认真学习安全生产操作规程,遵守公司安全生产的各项规章制度及规范要求。

    (三)正确穿戴个人的安全防护用品,维护好施工现场的安全设施。对不安全作业要积极提出整改意见,并有权拒绝不安全的生产指令。

    二、万博体育网址app施工方案保证质量的措施和体系

    严格按照设计要求和图纸,并根据国标计技术规范要求进行施工与实施,具体措施如下:

    一般规定

    1、建筑物外部万博体育网址app系统万博体育网址app施工,应按万博体育网址app设计标准、原则和已批准的设计施工文件进行。

    2、建筑物外部万博体育网址app系统万博体育网址app工程中采用的器材,应符合国家现行有关标准的规定,并应有合格证件。

    3、电工、焊工和电气调试人员,必须持证上岗。

    三、施工组织设计

    根据工程概况及贵单位对工期、质量等各方面的要求,结合施工现场实际情况,我公司本着科学、合理的原则,现对该厂房设备万博体育网址app接地施工作如下组织设计,便于在施工中有章可依,力求可行(现场施工的同时配合建设方对施工工期的协调)。

    1.开工(施工)时间

    按照合同约定的开工时间。

    2.施工要求

    (一)、万博体育网址app施工严格按照技术规范要求进行实施。

    (二)、接地电阻不大于4欧姆

    3、施工流程

    (一)、避雷带、避雷针施工流程

    材料计划→材料采购→(材料构配件、设备进场使用报验单)→材料搬运上山→现场材料分类→脚手架搭设→避雷带施工→避雷下线施工→连接接地装置→接地电阻测试下→脚手架拆除→清场。

    (一)、接地装置施工

    材料计划→材料采购→(材料构配件、设备进场使用报验单)→材料搬运上山→现场材料分类→接地网开挖→接地装置制作→接地沟回填恢复→接地引出线敷设→接地电阻测试下→清场。

    4、施工人员专业构成及数量

    项目经理1名

    技术负责人:1名

    安全管理人员:1名

    施工人员:4人

    5、主要施工机械及检测设备计划

    1.施工设备

    拟采用较先进的机械协助施工,计划使用的机械如下表:

    序号

    设备名称

    单位

    数量

    备注

    1

    对讲机

    6

    2

    安全防护装备

    4

    3

    电工常用工具

    1

    4

    电锤

    1

    5

    电焊机

    1

    6

    电源线

    120

    7

    配电箱

    1

    8

    切割机

    1

    9

    铁锹

    3

    10

    洋镐

    1

    11

    大锤

    1

    12

    运输车

    1

    2.检测设备:

    检测设备拟用电阻测试,垂度测试及方位测试仪器,具体如下:

    设备名称

    单位

    数量

    接地电阻测试仪

    1

    其它测量仪器

    2

    第四章 脚手架搭设施工方案

    一、工程概括

    仙人塔七层六面,塔总高26余米,砖木结构,每面宽2米。脚手架搭设高度22米,六边搭设。

    二、依据规范

    《建筑施工竹脚手架安全技术规范》JGJ 254-2011

    三、脚手架搭设设计

    (一)、材料选用

    1、毛竹脚手架的竹杆要求挺直,质地坚韧,不使用表嫩、苦脆、腐烂、蛀虫、裂缝等竹杆。有效部分小头直径必须符合要求

    (1)立杆、大横杆、顶杆、剪刀撑直径不小于75m

    (2)小横杆直径不小于90mm

    (3)搁棚、栏杆直径不小于60m。

    2、毛竹脚手架绑扎用的10号铅丝不生锈。双股并捆扎

    3、底排立杆及扫地杆均漆红白相间色。

    (二)、立杆基础

    1、脚手架立杆埋入地下30mm以上,并支设在平面块石上,基础夯

    实后落地顶撑支设在红砖上,并设纵横相连扫地杆。

    2、距外立杆外50m处设一条断面不小于20cm*20cm的排水沟。

    (三)、脚手架搭设

    1.双排脚手架搭设顺序:立杆一顶撑一横杆一拉接点连接一剪刀撑一搁栅一挡脚一防护栏杆一垫铺笆一挡笆一安全网

    2.脚手架步距不大于1.8米,立杆纵距不大于1.5米,横距为1.2米。

    3.脚手架设置的小横杆将有效的搁在顶撑上,无移位、偏移。

    4.小横杆按力杆与大横杆支点处设置,两端固定在立杆上,小横杆设置在大横杆的下方,顶撑的上方,小横杆两端各出立杆浄长不小于10cm并保持一致。

    5.脚手架的大横杆设置应在力杆、顶撑、小横杆之后,搁在小横杆上并固定,杜绝挑头超出规范要求。

    6.脚手架与建筑物按水平方向不大于7米,垂直方向按楼层高度设一拉接点,拉接点在转脚和顶部处加密,及在转脚1米范围内按垂直方向楼层高度设一拉接点.顶部80cm以内范围按水平方向不小于7米设一拉接点,连接点必须满足要求。

    7.脚手架外侧设置剪刀撑,由脚手架端头开始按水平距离9米设置一排剪刀撑,剪刀撑与地面成45度60度角,自上而下、左右连续设置,设置时与其化杆的交又应相互连接(绑扎),并应延伸至顶部大横杆以上,竹脚手架剪刀撑。底部斜杆应埋深超过30cm。

    8.脚手架立杆、剪刀撑搭接长度大于1.5米,大横杆大于2米,且均用10#铅丝双股并联绑扎3道以上,相邻搭接,对接必须开一个档距,同一平面上的接头不超过50%,顶撑设置到位,有效,与产杆绑扎采用8#铅丝双股并联绑扎3道。

    9.脚手架每步均满铺脚手片,并垂直墙面,满铺到位不留空位,不能满铺处用采取防护措施,脚手片采用18#铅丝并联绑扎4点,绑扎牢固,接头处平整无探头板,脚手片完好无损,破损的要及时更换。

    10.密目式安全网应固定在脚手架外立杆的里侧,安全网采用18#铅丝张挂严密,安全网必须四面接紧,铅丝绑扎牢固

    11.脚手架第二步起,外侧必须设1.2米高的防护栏和30cm高踢脚杆,顶排防护栏采用两道,高度分别为0.9米和1.2米,脚手架内侧形成临边的,在脚手架内侧设1.2米高的防护栏和30cm高踢脚杆。防护栏、踢脚杆杆件同材质。

    12、斜道

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