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1752年富兰克林著名的风筝试验帮助人们发现了“雷就是电” ,从此开启了西方建筑防雷的历程。

 

而翻看浩瀚的文史资料,人们惊奇地发现:早在清朝康熙年间,西方使者安文思就曾记录过中国古代建筑的防雷“秘技”,这个发现要远远早于富兰克林的风筝试验。

 

中国在直击雷防护技术上到底有何卓越之处?本文将为您详解。

国际电工委员会IEC/TC81(第三工作组)中国专家关象石

“相对而言,西方的石头建筑不大怕雷,雷打掉了石头的一个边角,损坏是物理性的。但中国古代建筑上木头的损坏,就不仅仅是物理损坏,还有可能引发火灾。”

 

“作为我国历史上现存最久的防雷建筑,慈氏塔的特殊之处在于,这八条铁链至翼角处尚不终止,而是逶迤垂下直到地面。这样,雷电打上去,就会顺着铁棍子泄到地上,从而保护了旁边的建筑。这铁杵不就是避雷针(接闪杆)吗?那铁链不就是引下线并接地了吗?”

 

“由此看来,想通过应县木塔近千年毫发无损来说明‘绝缘防雷’机制似乎是不大可能了。”

中国古建筑多木制 须比西方更防雷

法国大文豪雨果曾说,西方的建筑史是“一部用石头写成的历史”。也就是说,西方建筑多为“石制”。而中国古代建筑则以“木制”为主。

 

“相对而言,西方的石头建筑不大怕雷,雷打掉了石头的一个边角,损坏是物理性的。但中国古代建筑上木头的损坏,就不仅仅是物理损坏,还有可能引发火灾。”关象石说。

 

自远古以来,雷击便一直造成人和动物的伤亡、毁坏了无数豪华的皇宫、寺塔和民宅。公元762年,一场雷击引发的大火,导致西藏拉萨的布达拉宫内1000多间房屋中,绝大多数被烧毁,仅有曲结竹普和帕巴拉康两处幸免。

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慈氏塔:我国历史上现存最久的防雷建筑

江南,湘北,有一泊湖水以天下为怀,以一首“岳阳楼记”为世人传诵,这就是洞庭湖。慈氏塔正位于洞庭湖边西南,塔为砖石结构,楼阁式,八角七层,通高39米。宝塔巍然耸立,雄视洞庭湖,为“巴陵胜状”之一。

 

传说,慈氏塔是一个叫慈氏的寡妇投资修建。这个弱小女子,在年轻的丈夫葬身浩渺洞庭之后,便把自己的养老钱,投身在这个浩大工程之中,为的就是镇住塔下被神仙锁住的一条孽龙。而在湖中,还有一个铁枷,几条巨链,枷、链、塔,守护着岳阳这座大城。

 

这几条“巨链”正是防雷的关键。

 

一般来说,古塔的宝顶中央都会有一根铁杵,宝顶上的装饰物均依其所构,为固定宝顶,会用几条铁链沿宝顶上的垂脊延伸到翼角,因为拉力均匀,宝顶不会因大风、地震而晃动。

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山西应县木塔:“绝缘避雷”可靠不可靠?

有着“中国古建筑斗拱博物馆”之称的山西应县木塔,建于辽代清宁二年,即公元1056年,塔高67.31米,是现存世界上最高、最古老的纯木结构建筑。

 

近千年来,应县木塔遭雷击的文献记载少之又少。因此,有研究者对此进行实地考察和高压模拟实验,提出了“应县木塔绝缘避雷说”。

 

他们认为,应县木塔的塔身与塔刹,如前所述,其塔基是高4米的两层砌石,塔基下及其周围地面为当年建塔时修建的7米深严实夯土(黄土)层。木、砖、土、石和塔基均处于土燥状态,有极好绝缘性能。地下无低电阻层,因而有“绝缘避雷”的机制。

 

然而,2002年9月7日夜的一场雷雨中,木塔便遭了雷击,直至9月15日,木塔管理人员在清扫时,才发现塔内五层东北角辅柱被雷击。

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雷火炼金殿:已消逝的自然奇景

过去,每当雷雨交加时,武当山主峰天柱峰绝顶上的金殿周围便会雷声震天,电闪撕地,无数盆大的火球在金殿周围来回滚动。雨过天睛后,大殿金光灿烂,像被洗过一样,这一壮丽的景观被人们称为“雷火炼金殿”。

 

“雷火炼金殿”是自然界雷电现象的正常反映,也是我国古代人们独具匠心的结果,一方面有防雷的效果,另一方面又使道教圣地武当山更负盛名。

 

此座“金殿”,是在明朝永乐十四年(公元1416年)间,工匠在北京先制成铜片,再将其运送到武当山金顶,像“组装家具”一样焊接而成。

 

“正因为这种建筑工艺,所以,这个大的金属物与地面是绝缘的,雷打上去之后不能泄地,于是转变成了热能,温度一高,就好像铜重新回炉,金殿就像新的一样。”关象石如是解释“雷火炼金殿”。

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古代建筑防雷仍面临难题

相比西方,我国对于古代建筑的雷电防护一直都非常重视,国家还曾专门出台《古建筑防雷标准》,成为行业管理规范。

 

作为我国《古建筑防雷标准》的起草人之一,关象石解释起草目的:“一方面,中国的建筑比西方的建筑年代更为久远,有很珍贵的文物价值;另一方面,中国建筑本身的结构本身比较复杂,需要单列标准来说明。”

 

相对而言,目前为止,国外还没有专门的古建筑防雷标准,只在相关标准中有一两句针对古代建筑的表述,这主要还是跟西方石制的建筑并不大怕打雷有关。

 

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结语

古代文物不仅要防御雷击,还要在安装防雷设施时尽量保护文物原貌,这就给古建筑防雷增加了难度。面对变幻莫测的自然灾害,以及巧夺天工的防雷技艺,国人如何让中国古代建筑——这些“千年不动产”保值增值,依然值得思考。

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