古树防雷装置安装的思考.docx

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1、古树防雷装置安装的思考二O二二年七月目录一、概述2二、树木采取雷电防护措施的必要性4三、千年银杏树的防雷分类5四、现场踏勘情况5五、千年银杏树防雷设计要点及难点6六、设计方案7一、概述湖北省拂归县磨坪乡千年银杏谷景区位于种归县西南部，长江以南，其南部、西部、西北部均与巴东县毗邻，海拔高度957.53m。景区内长有三棵千年银杏树,呈品字形分布，间距约为300米左右。三棵千年银杏树龄自下而上分别为2000年、2200年、1800年。三棵千年银杏,长幼有序,排行有别，其历史之幽古、生命之旺盛、分布之规整、关系之殊异实为千古之谜，如图1、图2、图3、图4所示。图1树龄2000年的古银杏树图2树龄220

2、0年的古银杏树图3树龄1800年的古银杏树图4三棵银杏树生长位置二、树木采取雷电防护措施的必要性多年来，国内外因树木遭遇雷击致死甚至导致森林大火的案例时有发生：2003年6月，湖北省种归县茅坪镇松树坳的一株百年大树因遭受雷击导致树体严重受损致死；2019年4月1日，四川凉山州政府新闻办4月1日通报，该州木里县雅碧江镇立尔村境内发生的“330”森林火灾，有30名扑火人员遇难。四川省林业和草原局向省委省政府的紧急报告显示,火灾系雷击引起。2013年6月30日，美国亚利桑那州因雷击引发森林大火，在火灾扑救中，19名消防员集体遇难。国内外类似的案列还有很多，这主要是由树木的生长环境及生长特性而决定的。

3、一方面树木生长周围土壤电阻率一般较小,且和周围环境的土壤电阻率相比通常有较大变化，而雷电较容易落在土壤电阻率较小或有较大变化的区域；另一方面因为这些树木较周围环境相对孤立、高大，同时树叶的光合作用与呼吸作用使树冠周围的空气湿度相对高于周围环境，更易形成雷电通道,使这些大树形成天然的“接闪杆”。树木在遭受雷击时，雷电流会产生电效应、热效应和机械力效应，由于树木没有安装专业的防雷保护装置，在遭受雷击时无法迅速将雷电流泄入大地，因此雷电流瞬间产生的电能、热能和机械力会导致树木折断损毁或燃烧而形成火灾，给树木造成毁灭性伤害；雷电流沿树杆入地后，电位呈漏斗状由入地点向外辐射产生跨步电压,也极易对树下及附

4、近人员造成伤害。（注：树下及附近人员受雷击危害主要方式有：直接雷击、接触雷击、旁络闪侧跨步电压以及被击断的树枝树杆砸伤等。）三、千年银杏树的防雷分类据气象部门统计资料表明，湖北宜昌秫归县年平均雷暴日数为44.6天，属于高雷区。秫归县磨坪乡银杏谷的三棵千年银杏树，树形高大，枝繁叶茂，孤立生长在空旷的环境里，树龄依次为2000年、2200年、1800年以上，具有很高的社会价值、研究价值和经济价值。依据古树名木防雷技术规范QX/T231-2014的第4.2.1条规定，“凡树龄在300a以上,特别珍贵稀有、具有重要历史文化价值和纪念意义、重要科研价值且处于强雷区的古树名木为一类防雷古树名木”。因此秫归

5、县磨坪乡银杏谷的三棵千年银杏树都应当划为一类防雷古树名木。四、现场踏勘情况秫归县磨坪乡银杏谷的三棵千年银杏树树种珍贵，树龄悠久，分布集中，在湖北乃至全国都属罕见，具有很高的社会价值和科研价值。因此本着“安全、经济、合理”的原则对其进行防雷保护方案的设计，同时还要兼顾景区的美观、协调，达到安全和景观效果的和谐统一。为了了解现场实际情况，编制切实可行的防雷保护设计方案，我公司派出技术人员对千年银杏树现场环境进行了踏勘，其基本情况如下：（一）树木基本情况1、树龄2000年的古银杏树：位于景区入口公路右侧土坡上，树高约35米，枝叶茂密，树杈分枝较多，树冠直径约14米，周边环境空旷。2、树龄2200年的

6、古银杏树：位于景区公路中段右侧路边，树高约40米，枝叶茂密，树干竖直粗大，树冠直径约12米，周边环境空旷。3、树龄1800年的古银杏树：位于景区公路上段左侧路边，树高约30米，枝叶茂密，树干竖直粗大，树杈分枝较多，树冠直径约10米，周边有低矮树丛。（二）树木位置三棵千年银杏树呈“品”字形分布在银杏谷景区中心地带，相互间距约300米左右，是整个景区的核心景观和意义所在。（三）防雷现状根据现场勘查情况表明，银杏谷景区内的三颗银杏树均没有采取任何措施对其进行防雷安全保护，且据周边农户介绍，在雷雨季节经常会看见该树木周围有雷电放电现象。因此，根据国家相关技术规范对其进行防雷安全保护已迫在眉睫，刻不容缓

7、。五、千年银杏树防雷设计要点及难点1、变化性千年银杏树的防雷措施不像固定建筑物的防雷措施一样一成不变，其特殊性表现在它们是具有生命力的植物活体，其枝体、枝干随时间的推移会在三维空间不断生长变化。防雷装置设计应充分考虑树木生长增高的因素，防雷装置保护范围应留有保护余量。2、承重能力银杏树树枝是斜上发散生长的，枝长叉多，防雷装置的选材和安装位置应考虑到树木的承重能力。3、耐腐性由于千年银杏树树形高大，防雷装置安装、维修不易，防雷装置选材既要牢固耐用，还要考虑耐腐蚀。六、设计方案1、设计依据古树名木防雷技术规范QX/T231-20142、设计思路本方案设计的基本原则是既要保证树木的防雷安全，同时要兼

8、顾景区的景观效果，使其二者协调统一。依据古树名木防雷技术规范QX/T231-2014第6条，“接闪器的选择应满足防雷技术要求，不影响古树名木景观，可选择下列接闪器：a）独立设置的避雷针、避雷塔；b）设置于古树名木附近建筑物上的避雷针、避雷塔；c）设置于树体主干上的避雷针。d）独立设置的避雷线，应采用镀锌钢绞线作避雷线，其截面积不应小于50mm2o”从安全、经济、合理的角度出发，综合考虑景区美观、协调等多方面因素，本方案决定采取方法C对三棵千年银杏树进行防雷保护。为了增加保护范围、增强保护效果，本方案同时在古树粗壮的枝干上增加了辅助接闪针进行多重保护。4、防雷装置安装要求（1）接闪器的选择与安装

9、依据古树名木防雷技术规范QX/T231-2014第6.1条，接闪器使用杆式不锈钢接闪针,横截面积25Omm2,固定于树体的主干部位或粗壮枝干上。接闪器的保护范围按建筑物防雷设计规范GB-50057规定的滚球法确定，接闪器保护范围应覆盖树冠大部分区域，树冠较发散的，应设置多支接闪器，接闪器制作成与树干颜色相同或相近。在树干上设置接闪针应考虑树体的生长变化，采用柔性材料底衬的抱箍固定。抱箍应选择绝缘材料，材料的宽度应大于抱箍宽度，且抱箍长度应留有一定余量。接闪针做法详见图5。625不锈钢钢管IP /。40不锈钢钢管yI-电焊针体做法UJEosZ实心不锈钢针尖针尖做法图5接闪针做法（2）引下线的选择

10、与安装依据古树名木防雷技术规范QX/T231-2014第6.2条，引下线选用绝缘多芯金属绞线套管敷设，单根引下线的截面积不小于IoOInnA使用两根以上引下线时，每根引下线的截面积应不小于50mm2o引下线应沿树体的树冠稀疏一侧敷设，敷设应平直，并经最短路径接地，不可弯成直角或锐角。引下线与接闪针的连接应采用机械连接，其连接点过渡电阻应不大于003Q,并做好连接点的防腐处理。引下线沿树干敷设时应套绝缘管，并用抱箍与树干固定，固定抱箍的间距不应大于3m,抱箍内采用柔性材料做底衬，柔性材料的宽度应大于抱箍宽度，且抱箍长度应留有一定的余量。引下线护管颜色与树干颜色相同或相近。引下线在接闪器端及接地体

11、端的连接点外均应预留一定的余量。应在引下线距地面3m高度内设置防雷警示标识，并在距千年银杏树3m外设置非金属封闭围栏。接闪器的安装示意图如图6、图7、图8所示。2000年树龄金杏材防雷装置安装示意图接闪针引下线接地装置图62000年树龄银杏树防雷装置安装示意图2200年树龄银杏树防雷装置安装示意图接闪针引下线接地装置图72200年树龄银杏树防雷装置安装示意图2200年树龄银杏树防雷装置安装示意图接闪针引下线接地装置图81800年树龄银杏树防雷装置安装示意图（3）接地装置的设置与安装依据古树名木防雷技术规范QX/T231-2014第6.3条，接地极应设置在千年银杏树的树冠稀疏的一侧，并在树冠的垂

12、直投影3m之外。接地体由垂直接地体和水平接地体组成，接地体的埋设深度不宜小于0.6mo垂直接地体采用50mmX50mmX5角钢，水平接地体采用40X4mm扁钢。接地体的连接应采用搭接焊，搭接长度必须满足扁钢宽度的二倍，且至少三个棱边施焊，接地体与人行道或活动场所距离应不小于3m0接地装置焊接方法及埋设位置详见图9、10。图9接地装置焊接方法图10接地体埋设位置示意图依据古树名木防雷技术规范QX/T231-2014第6.3.1.7条要求，一类古树名木防雷接地装置的接地电阻不大于10o为使接地电阻值符合规范要求，在接地体沟槽底部埋设降阻接地模块并铺设高效无毒降阻剂。人工接地体做法剖面图详见图11。水平搀地体、垂直拯地体图11人工接地体做法剖面图