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综合报道

地凯防雷:中国古建筑防雷保护——任重道远


中国悠久的历史创造了灿烂的古代文化,而古建筑便是其重要组成部分。中国古代涌现出许多建筑大师和建筑杰作,营造了许许多多传世的宫殿、陵墓、庙宇、园林、民宅……中国古代建筑不仅是我国现代建筑设计的借鉴,而且早已产生了世界性的影响,成为举世瞩目的文化遗产。古建筑是前人留给后人的宝贵遗产,不可再生,任何损坏和破坏都降无法弥补。而雷电是损害、破坏古建筑物的主要自然灾害之一。虽然古代科技与现在相比差得太远,但古人利用有限的技术,在气象方面做出了很多尝试。

地凯防雷:中国古建筑防雷保护——任重道远

葡萄牙人安文思自1640年来华,在华37年间,经历了顺治帝的赏识和康熙帝的呵护。他的著作《中国的十二大奇迹》于1688年译为法文和英文,他曾经赞叹中国古代建筑的防雷技术是美和实用结合在一起的杰作,在中国古代最高级别的庑殿和歇山式建筑物上,为显示其尊贵同时又起到瓦筒钉帽作用而使用了吻兽,那些在垂脊端上用金属做成的,各种形状的吻兽,从其龙嘴中伸出的舌须,有的用铁链或者用铁丝连通到地下,这些都是现代防雷装置的雏形。因此,如果从安文思撰写这些著作的年代算起,中国的防雷技术应用也要比富兰克林的试验早上一百年。

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其实,翻看中国浩瀚的文史资料后,人们会惊奇地发现:有着五千年悠久历史的文明古国,中国不仅有四大发明,同时也是直击雷防护技术上的领先者。我国其他的一些古塔,在其尖端常涂一层有色金属膜,采用容易导电的材料与直通到地下的塔心柱相连,柱下端又与贮藏金属的龙窟相连。还有许多古建筑物的屋顶有吻兽,张着嘴,向上伸出的舌头是一根尖端的金属芯子,另一端和埋藏在地下的金属相连,能让雷电跑到地底下去而不损坏建筑物。这些有古代防雷装置古塔中,最著名应该是洞庭湖上的慈氏塔。慈氏塔位于洞庭湖边西南,塔为砖石结构,楼阁式,八角七层,通高39米,下部塔基用五层麻石铺砌而成,塔身全部用青砖砌筑。塔顶置有铁刹相轮,上有6根铁链从塔顶直贯塔基,是用来起稳固和避雷作用的。

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除了采用引雷装置进行避雷的古建筑,也有采用绝缘避雷机制进行避雷的古塔。山西省应县的佛宫寺内在公元1056年建成的木塔,是我国最高的木结构建筑,总高67.31米。古代人们在建塔时将塔基建造得非常干燥,塔身更绝缘,使塔基、塔身形成一个绝缘整体。在构筑塔身时,整个构架全部为木结构,除底层及塔刹处有部分塔砖外,全部为木料。除塔刹外.也没有其他金属物(包括铁钉等)。塔身外形具有很好的防雨效果,保证本质构件长年干燥,各层塔檐伸出7米或更多一些,两层间高度差为8.8米左右,雨雪天气不会将侧面打湿。塔檐与水平线的夹角约为21°22°,与现代绝缘子中裙的结构相似,仅是塔檐尺寸上小下大而已。由于塔基塔身材料具有一定的电气绝缘性能,同时又不容易因雨水或地下水而破坏,这样整个塔体结构就构成了绝缘避雷防雷效果。但2002年的一次雷击事故,也发现这种绝缘防雷机制想千年毫发无损似乎不太可能了。


古代的防雷技术虽然引世人注目,还是其本身很不完善,也是不规范的。中国很多古建筑,无论从京城皇家帝王宫殿还是全国各地佛家庙宇,多数是未考虑防雷措施的。古人很多时候是从迷信意图出发,未免于雷害,例如古建筑在屋顶正脊的中心脊瓦埋入防雷宝盒。故宫的承乾宫就是如此,198462日承乾宫被雷击,没有击中屋檐两侧的吻兽,而击中了屋顶中央的宝盒,这宝盒中放置着木刻板印制的文字九天应元雷声普化天尊玉枢宝经,并装有金、银、铜、铁、锡五中同样大小的5个小元宝,另有24个至今27毫米的带孔金大钱,上面写着天下太平。这就是极为典型的古代迷信的辟邪防雷措施


建国以来,我国政府对于古代建筑的雷电防护一直非常重视。1957年,北京市按照周恩来总理的指示,对北京中电古建筑安装了避雷针系统,同年还成立了北京建筑物防雷研究小组,撰写了中国建筑物防雷保护技术和设计的内容,成为中国建筑物防雷标准中的重要内容。但相对于西方的古建筑(石制结构),我们中华民族的古建筑(木制结构)防雷仍面临难题。我国《古建筑防雷标准》的起草人之一,关象石曾说过古代文物不仅要防御雷击、还要在安装防雷设施是尽量保护文物原貌,这就给古建筑防雷增加了难度

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