北京还处于雨季,随时遭受雷电袭击。路边的高楼大厦和一些特殊建筑物是如何闪电的?在接受记者采访时发现,一些屋顶建筑物的设计不仅好看,而且充当避雷针或避雷台。
避雷针、避雷带等都是最基础的避雷装置。自1752年美国科学家富兰克林发明现代避雷针以来,随着时代的变迁,建筑物的外形和结构日新月异,但避雷针就像古老的“古董”,其核心本质和功能从未改变。
避雷针
避雷装置根据不同风格的建筑物或建筑物场所的特殊需求,可以说是不同的特色。
“花式”避雷,机关原来在这里
北京市气象灾害防御中心首席工程师李京桥介绍说,有部分钢结构的建筑物不再需要安装避雷装置。因为建筑物本身已经具有避雷效果。
例如,国家体育场“鸟巢”,整个建筑的钢结构可以起到防雷功能。雷声触电到钢结构后,电流会流入大地,不会对建筑物本身造成伤害。“但是鸟巢中间在露天开放。这部分安装了架空金属电线。相当于避雷台。也可以起到防雷的作用。”李京桥说。
在一些建筑物的顶部,建筑物本身的特色和避雷装置融为一体。比如军事博物馆屋顶上的红色五角形,因为它的位置本身在屋顶上,在建筑物的最高处,同时也是一个大尺寸的金属体,所以本身就相当于避雷针。可以避免直接闪电造成的伤害。另外,一些高层建筑的顶部设有奥运会五环标志,本身就是金属体,同时与防雷二线连接良好,可以起到避雷针的作用。
最高处的五环也是一种避雷针
雄伟的长城又是如何避雷的?一些城楼设有避雷针,旁边设有避雷“模拟树”。这些避雷模拟树在外观上和普通树没什么区别,但内部是金属体,连接闪电和放电电流,不会影响或破坏长城主体,外行人基本看不到。(威廉莎士比亚,温德萨默。)“通常安装几棵避雷树,间隔多少,高度多少合适,这都是严格测量的。树的高度比长城高,但不会太密。”李京桥说。
避雷仿生树
还有文物建筑场所,因为要最大限度地保护文物古建筑,避雷装置采用升降式避雷针的设计。"雷电来的时候上来,没有的时候下来了,终于接到了一口井。"李京桥说,这种避雷针可以收缩,建在文物建筑外部,可以减少防雷装置对文物建筑主体和外观的影响。
李京桥说,有的高建本身也有避雷装置。例如颐和园佛香阁,佛香阁屋顶上有铜制成的椭圆形球体,现在被改造成避雷装置使用。“当然,古人建造这个球体时没有用作避雷用,但正好符合避雷装置的要求,用作避雷连接器。(莎士比亚,歌剧,歌剧。)但是也需要球体的厚度,不能太薄。
太和殿避雷针(白丽娟提供)
白望山古建筑
另外,外面空荡荡的广场和地下交通设施同样要注意避雷。李京桥说,在一些空荡荡的广场上,金属旗杆、灯杆等装置可以起到避雷针的作用,但接地线和大地连接良好才能释放脑电流。地铁站一侧安装了电涌保护器,另一方面,在自建时,地下的钢筋结构可以释放电流。
icle.detail&_iz=31825&index=5" width="561" height="745"/>浪涌保护器(俗称避雷器)
屋顶草坪、玻璃房避雷有点儿难
虽说如今避雷设施构造与时俱进,但时至今日,避雷也碰到了一些新难点。
李京校说,现在城市里有很多屋顶草坪的设计,能吸收二氧化碳是件好事,但防雷方面却带来了难度,“楼顶的花草太多,就不方便敷设避雷带,不太容易实现避雷网格”。据了解,在正常情况下,比如二类建筑物的屋顶,避雷网的面积要求在8×12平方米或者10×10平方米,可一旦有了花草树木,避雷网格就难以敷设。
还有如今常见的玻璃房,安装避雷装置也存在一定难度。针对这种情况,虽然安放玻璃所用的金属骨架,一定程度起到接闪雷电的作用,但这种办法效果还是有限,“万一雷电没有打在金属骨架上,而是直接打在玻璃上,就会有一定的危险性。”李京校说,这时虽有防雷设施,但效果会大打折扣。
今年7月,李京校曾在石景山一处建筑物的屋顶看到设置的玻璃围栏,该围栏的玻璃部分是建筑物的最高点,雷电通常都会打在最高点的位置,万一击中玻璃,玻璃碎了直接坠落,就会有很大的危险,“这样的设计其实存在安全隐患,如何更好地防雷,有待进一步探索和研究。”
小知识:避雷针如何“避雷”?
避雷装置最常见的,就是避雷针了,除此之外还有避雷带,一般铺设在楼顶上,如果是多条避雷带组合就构成一个避雷网。避雷针的高度不尽相同,要根据被保护对象的实际情况来测算。
避雷带
古建筑避雷带
避雷针可以防止直接雷击对建筑物造成伤害,但并不是说有了避雷针,建筑物就不会被雷击了。避雷针的原理,是在被保护物的顶端或附近安装一根接闪器,然后用符合规格的导线与埋在地下的泄流地网连接起来。当然,避雷针的规格必须符合国家标准,避雷针的高度需要根据被保护对象高度、二者之间的距离等数据进行计算确定。
现在避雷针有了个新名字——接闪杆。之所以有这个名字,是因为避雷针刚刚出现在中国时,人们以为它可以避免房屋遭受雷击,所以称其为避雷针。但事实上,避雷针保护建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷击,而是引雷上身,然后通过其引下线和接地装置,将雷电流引入地下,从而起到保护建筑物的作用。相应的,避雷带也改成了接闪带,避雷网也叫接闪网,避雷线改为了接闪线,这些统称为接闪器。
避雷塔
记者了解到,尽管时代在变迁,避雷针的功能却还是最原始的,所以并不存在更新换代一说。它只会根据建筑物的不同,调整外观或构造。而避雷针(带)也不需要经常更换,除非是避雷针(带)的横截面积锈蚀超过了三分之一,否则不会影响其功能。屋顶如果新安装了设备,如太阳能热水器、光伏发电装置等,防雷装置则需要改进,必须确保新安装的设备也能在防雷保护范围内。
补白:北京每年平均被“雷击”两万次
不要以为北京发生雷电几率不大,实际上从统计数据来看,北京这些年雷电多的时候,一年达到3万多次(针对地闪而言),少的年份也有一两万次,平均来说,一年平均雷电次数在两万次左右。
来源 北京日报客户端记者 骆倩雯
编辑 王海萍
流程编辑 严圣淼
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