布達(dá)拉宮防雷面臨什么難題？

2012年9月18日，時任西藏自治區(qū)副主席甲熱·洛桑丹增一行來到中國氣象局，就西藏重點(diǎn)文物以及布達(dá)拉宮雷電防護(hù)工作與氣象部門相關(guān)專家進(jìn)行了座談。

西藏年平均雷暴日介于57.1~78.8天之間，雷電發(fā)生的頻率要高出與同緯度其他地區(qū)4~5倍。2005年，中國科學(xué)院、西藏自治區(qū)氣象局和日本某大學(xué)的專家就西藏的雷電進(jìn)行了詳細(xì)觀測，數(shù)據(jù)表明，西藏是我國的強(qiáng)雷暴區(qū)，拉薩的年雷暴日數(shù)達(dá)到90多天。

西藏的雷電與內(nèi)地其他地方有很大的區(qū)別，多為云閃，云地閃相對來說比較少。但因?yàn)槲鞑氐暮０屋^高，處于大氣對流層的中部，所以云閃的危害性也不能忽視。

布達(dá)拉宮建筑群孤立高聳，屋頂有很多金屬裝飾，其最高處金頂海拔3770米，是拉薩的制高點(diǎn)，相對高度為117米，東西綿延360米，南北寬約300米，殿宇樓閣近1000間，面積達(dá)12萬平方米。受全球氣候變化的影響，西藏地區(qū)強(qiáng)降雨和雷暴天氣增多。而目前我國所制定的防雷規(guī)范在平原地區(qū)比較適用，但是在藏地高原有一定的局限性。對于古建筑物的防雷，要起到很好的防雷效果，又不能破壞這些珍貴遺產(chǎn)原來的面貌，要盡最大可能保持布達(dá)拉宮原有的外貌形態(tài)，并使其藝術(shù)化，而不能出現(xiàn)與原建筑物不協(xié)調(diào)的任何細(xì)節(jié)差錯。與古代防雷不同，現(xiàn)在引入了監(jiān)控系統(tǒng)、電話、電線、消防管道等，因此，我們在今后的防雷工作中，除了直擊雷和側(cè)擊雷，還要充分考慮感應(yīng)雷的出現(xiàn)。在防雷改造的施工過程中，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，既要達(dá)到經(jīng)久耐用的效果，又要考慮便于維護(hù)。

甲熱·洛桑丹增一行希望氣象部門與文物部門相互配合，在保持原貌的基礎(chǔ)上，幫助自治區(qū)政府解決布達(dá)拉宮防雷難題。

布達(dá)拉宮防雷項目啟動

壯麗巍峨的布達(dá)拉宮始建于6世紀(jì)末，是獨(dú)一無二的雪域高原上的世界文化遺產(chǎn)，是藏族文化的代表，藏族文化對世界和平起到了良好的推動作用，黨和政府高度關(guān)注布達(dá)拉宮的保護(hù)。

2014年4月11日，由中國氣象科學(xué)研究院科研團(tuán)隊牽頭的“布達(dá)拉宮雷電災(zāi)害防御基礎(chǔ)研究項目”正式啟動。該項目由西藏自治區(qū)政府組織立項，自治區(qū)文物局、自治區(qū)氣象局聯(lián)合中國氣象科學(xué)研究院、中國氣象局氣象探測中心、上海市氣象局組織實(shí)施。中國氣象科學(xué)研究院研究員張義軍擔(dān)任項目負(fù)責(zé)人。

“布達(dá)拉宮雷電災(zāi)害防御基礎(chǔ)研究項目”旨在發(fā)展和完善布達(dá)拉宮周邊的雷暴和閃電活動探測系統(tǒng)，建立雷暴和雷電活動監(jiān)測平臺，研究布達(dá)拉宮周邊雷暴和閃電活動及其放電特征，調(diào)研布達(dá)拉宮的建筑結(jié)構(gòu)特性、布線、電器設(shè)備狀況和雷電防護(hù)現(xiàn)狀，綜合評估布達(dá)拉宮面臨的雷電災(zāi)害風(fēng)險和防御策略，建立布達(dá)拉宮雷電活動預(yù)警平臺。同時，通過該研究提高關(guān)于藏式古建筑防雷技術(shù)知識研究，推進(jìn)符合西藏地域特點(diǎn)和古建筑特點(diǎn)的“西藏地區(qū)古建筑防雷設(shè)計”地方標(biāo)準(zhǔn)的研究。

西藏古代對雷電的認(rèn)識

公元8世紀(jì)的《五部遺教》（西藏吐蕃王朝時期斷代史）中關(guān)于雷電有這樣的記載：海水蒸發(fā)后漂浮在上空可以生成云，而在云里的大鐘（地、水、火、風(fēng)為四種基本元素，從此四種元素，形成一切色法，名為鐘；其體廣為一切色法所依附處，其極微塵普遍存在于一切色法集合體中，名大，合稱為大鐘。）相互接觸后產(chǎn)生閃電，元素猛力碰撞后可以產(chǎn)生雷鳴，強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)發(fā)生打雷現(xiàn)象，真如火刀和石頭碰撞一樣，從而生出火花來。

《小桑煙如意寶》相傳是蓮花生大師的作品，主要介紹藏傳佛教中如何煨桑等方面的儀軌。其中記載：……桑煙的原因從哪里來？桑煙的原因從天上來，其父是空中響的雷，其母是空中閃的電，其子是烈馬雪花石，是大海的水泡，有良藥的功效，用香氣來去除污垢。

（唐卡蓮花生大師）

藏傳佛教經(jīng)典中關(guān)于雷電的描述，以及日常的生產(chǎn)生活經(jīng)驗(yàn)的積累，豐富了藏民族對雷電的認(rèn)識和防范技能。在西藏，直擊雷叫做“陀給”，而“陀給（直擊雷）”和“陀嘎（屋頂）”的語音非常接近，意思就是用屋頂來承受直擊雷的危害，這在現(xiàn)代被稱為絕緣防雷。藏語將側(cè)擊雷叫做“瓊”，這是西藏勞動人民對于雷電的最初的感性認(rèn)識。藏族諺語“父到天上做雷，母到地上接雷”就表明他們看見了天上和地面的相互作用的過程，并將正電和負(fù)電形象地稱為“公電”和“母電”。這說明在很早以前，人們對于雷電災(zāi)害就形成了很多感性的認(rèn)識，并通過諺語這種方式進(jìn)行傳播。

（傳統(tǒng)藏族配飾中的“避雷器”）

藏族建筑的房屋屋頂，比較好的建筑材料是白瑪草或阿貢土，也有一些農(nóng)民會將柴火放在屋頂上。干了以后的白瑪草和干柴火基本上不含水分，有絕緣的效果。而屋頂?shù)耐翆虞^厚，土層下面是風(fēng)干了的木頭，也能起到絕緣的效果。這種用屋頂來防御雷電災(zāi)害的方法，主要應(yīng)用于海拔4000米以下的農(nóng)區(qū)和城鎮(zhèn)。

據(jù)說，在西藏，較大的寺廟前都有兩根非常高的旗桿，而且有比較規(guī)范的接地線和地線網(wǎng)，相當(dāng)于兩根高聳入云的避雷針。

（由蓮花生大師選址的桑耶寺是西藏第一座剃度僧人出家的寺院，始建于公元8世紀(jì)吐蕃王朝時期。）

布達(dá)拉宮遭遇的雷擊

據(jù)史料記載，布達(dá)拉宮始建于6世紀(jì)末，8世紀(jì)曾遭受雷擊。1645年，開始重新修建布達(dá)拉宮，于1693年完工。之后的這300年沒有雷擊記錄。

1980年代至今，布達(dá)拉宮經(jīng)受過兩次雷擊。1984年，布達(dá)拉宮白宮遭受雷擊，墻體和消防管道部分受損。2001年，布達(dá)拉宮白宮再次遭受雷擊，消防管道受損，用于排水的銅管遭雷擊，電話線、電線被燒斷，三個監(jiān)控顯示器燒壞。兩次雷擊都發(fā)生在白宮，而比白宮高出10多米、金頂林立的紅宮卻安然無恙。

當(dāng)?shù)胤览字行募夹g(shù)員認(rèn)為，上世紀(jì)六七十年代間，位于白宮頂部的金幢遭受破壞，在每個金幢的里面都有一尊消雷銅佛，在重新修建時，銅佛雖然得到了安置，但未能將佛身與金屬導(dǎo)線連接在一起。金幢、消雷佛像、銅線，這三者應(yīng)該是連接在一起，從而將雷電順利地引入地下。

西藏防雷工程師分析，這兩次雷擊均屬于側(cè)擊雷，同時，由于電線、電話線、監(jiān)控裝置等現(xiàn)代電子設(shè)備的安裝，也不排除部分感應(yīng)雷的可能。

從現(xiàn)代防雷技術(shù)的角度看，位于紅宮的主要靈塔金頂就相當(dāng)于現(xiàn)代的避雷針，高高在上，而且是用銅、金等導(dǎo)電性能良好的金屬制成。在金頂下面，我們會看到很多金屬吊飾相互連接，客觀上在外表上給人以感官的視覺享受，實(shí)質(zhì)上它又充當(dāng)了避雷線的作用。在屋檐底下，還有很多用銅制成的銅管，這些管道有兩種作用，一個是將屋頂?shù)姆e水排到地下去，第二個作用就是與金頂相連接，將雷電引入地下，由于在下雨時，雨水流到地面，水本身有導(dǎo)電的功能，雷電就會從金頂傳輸?shù)姐~管，再傳輸?shù)降孛?，避免了雷電對建筑物的損壞。除此之外，布達(dá)拉宮的邊瑪墻是用邊瑪草和阿貢土混合制成，非常堅固，失去水分后，它也能夠起到絕緣的作用。在邊瑪墻上，有連排的彩幡金屬，它起到了裝飾的作用，但這些金屬制品相互連接，就相當(dāng)于現(xiàn)代防雷中的避雷帶。在邊瑪墻的墻身上，還裝飾有很多吉祥銅飾，這些銅飾對防御側(cè)擊雷有很好的作用。據(jù)研究，西藏的側(cè)擊雷比內(nèi)地更多，但只要有承受的載體，其通流量往往比較小，這些措施有效地避免了側(cè)擊雷的危害。邊瑪墻的厚度一般達(dá)到90公分，有些地方甚至達(dá)到1米，如此厚度的墻，一方面能夠抵御寒冷，在很大程度上也能抵御側(cè)擊雷。這樣，在布達(dá)拉宮上就形成了點(diǎn)、線、帶相結(jié)合的防御雷電災(zāi)害體系，這種體系在300年前就精心設(shè)計并付諸實(shí)施，說明了西藏勞動人民對于雷電災(zāi)害的清晰了解和科學(xué)認(rèn)識，其許多做法對現(xiàn)代防雷都有非常重要的借鑒和指導(dǎo)意義，也充分體現(xiàn)了西藏人民的聰明才智。

古建筑防雷施工存在哪些難點(diǎn)？

與現(xiàn)代建筑相比，大多數(shù)古建筑周圍的地理環(huán)境、地質(zhì)條件不夠理想，建筑物的外形結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。因此，古建筑防雷裝置的施工安裝具有特殊的難度，防雷效果相對現(xiàn)代建筑物也要差一些。存在的難點(diǎn)主要包括：一、古建筑物避雷針（帶）引下線的間距，有時很難達(dá)到防雷規(guī)范的要求。二、許多古建筑建在崇山峻嶺之中，地表多為巖石，接地電阻很難達(dá)到規(guī)范要求。三、一些古建筑物的基座比較高大，并附有很厚的石臺階環(huán)繞，做接地體和接地線很困難。四、有些古建筑物年久失修，磚瓦破碎，檐木腐爛，很難在其上加裝防雷裝置。

值得強(qiáng)調(diào)的是，對建筑物做直擊雷的防護(hù)，需要敷設(shè)避雷針、避雷帶、引下線和接地體。但這些物體的安裝敷設(shè)，若不能與古建結(jié)構(gòu)、形狀巧妙地融為一體，將直接影響古建筑的藝術(shù)風(fēng)貌。在屋面敷設(shè)避雷帶，設(shè)計施工在符合防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，應(yīng)將避雷帶設(shè)計成古建筑屋面的輪廓線，選材應(yīng)力求與屋面的色調(diào)一致。比如，目前避雷帶的支撐架通常使用U形卡固定在筒瓦和屋脊上，但因牢固程度和施工安裝工藝問題，避雷帶易倒伏，并對U形卡固定處的灰瓦易造成不同程度的損壞。業(yè)內(nèi)專家建議，應(yīng)盡快制定標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計對古建筑屋面不造成損壞的避雷針（帶）固定方法。

（與過去相比，現(xiàn)在的寺院多了許多供電線路、電子線路、消防管線，隨之而來的就是雷電對電子電器設(shè)備的危害。）

新的時代環(huán)境下，布達(dá)拉宮的雷電防范，也面臨著新的挑戰(zhàn)。西藏三大重點(diǎn)文物維修工程之一的布達(dá)拉宮維修工程副指揮長丁長征認(rèn)為，西藏當(dāng)?shù)氐姆览准夹g(shù)有其獨(dú)特之處，有上千年的歷史?！霸诓歼_(dá)拉宮安裝現(xiàn)代防雷設(shè)施一定要謹(jǐn)慎，要經(jīng)過多次論證，不應(yīng)輕易地按現(xiàn)代防雷技術(shù)進(jìn)行安裝，弄不好防雷裝置會成為引雷裝置。” 另外，如果安裝避雷針，既不能影響美觀，又要起到安全的防雷效果。