布达拉宫防雷面临什么难题？

2012年9月18日，时任西藏自治區(qū)副主席甲热·洛桑丹增一行来到中國(guó)气象局，就西藏重点文(wén)物(wù)以及布达拉宫雷電(diàn)防护工作与气象部门相关专家进行了座谈。

西藏年平均雷暴日介于57.1~78.8天之间，雷電(diàn)发生的频率要高出与同纬度其他(tā)地區(qū)4~5倍。2005年，中國(guó)科(kē)學(xué)院、西藏自治區(qū)气象局和日本某大學(xué)的专家就西藏的雷電(diàn)进行了详细观测，数据表明，西藏是我國(guó)的强雷暴區(qū)，拉萨的年雷暴日数达到90多(duō)天。

西藏的雷電(diàn)与内地其他(tā)地方有(yǒu)很(hěn)大的區(qū)别，多(duō)為(wèi)云闪，云地闪相对来说比较少。但因為(wèi)西藏的海拔较高，处于大气对流层的中部，所以云闪的危害性也不能(néng)忽视。

布达拉宫建筑群孤立高耸，屋顶有(yǒu)很(hěn)多(duō)金属装饰，其最高处金顶海拔3770米，是拉萨的制高点，相对高度為(wèi)117米，东西绵延360米，南北宽约300米，殿宇楼阁近1000间，面积达12万平方米。受全球气候变化的影响，西藏地區(qū)强降雨和雷暴天气增多(duō)。而目前我國(guó)所制定的防雷规范在平原地區(qū)比较适用(yòng)，但是在藏地高原有(yǒu)一定的局限性。对于古建筑物(wù)的防雷，要起到很(hěn)好的防雷效果，又(yòu)不能(néng)破坏这些珍贵遗产原来的面貌，要尽最大可(kě)能(néng)保持布达拉宫原有(yǒu)的外貌形态，并使其艺术化，而不能(néng)出现与原建筑物(wù)不协调的任何细节差错。与古代防雷不同，现在引入了监控系统、電(diàn)话、電(diàn)線(xiàn)、消防管道等，因此，我们在今后的防雷工作中，除了直击雷和侧击雷，还要充分(fēn)考虑感应雷的出现。在防雷改造的施工过程中，严把质量关，既要达到经久耐用(yòng)的效果，又(yòu)要考虑便于维护。

甲热·洛桑丹增一行希望气象部门与文(wén)物(wù)部门相互配合，在保持原貌的基础上，帮助自治區(qū)政府解决布达拉宫防雷难题。

布达拉宫防雷项目启动

壮丽巍峨的布达拉宫始建于6世纪末，是独一无二的雪(xuě)域高原上的世界文(wén)化遗产，是藏族文(wén)化的代表，藏族文(wén)化对世界和平起到了良好的推动作用(yòng)，党和政府高度关注布达拉宫的保护。

2014年4月11日，由中國(guó)气象科(kē)學(xué)研究院科(kē)研团队牵头的“布达拉宫雷電(diàn)灾害防御基础研究项目”正式启动。该项目由西藏自治區(qū)政府组织立项，自治區(qū)文(wén)物(wù)局、自治區(qū)气象局联合中國(guó)气象科(kē)學(xué)研究院、中國(guó)气象局气象探测中心、上海市气象局组织实施。中國(guó)气象科(kē)學(xué)研究院研究员张义军担任项目负责人。

“布达拉宫雷電(diàn)灾害防御基础研究项目”旨在发展和完善布达拉宫周边的雷暴和闪電(diàn)活动探测系统，建立雷暴和雷電(diàn)活动监测平台，研究布达拉宫周边雷暴和闪電(diàn)活动及其放電(diàn)特征，调研布达拉宫的建筑结构特性、布線(xiàn)、電(diàn)器设备状况和雷電(diàn)防护现状，综合评估布达拉宫面临的雷電(diàn)灾害风险和防御策略，建立布达拉宫雷電(diàn)活动预警平台。同时，通过该研究提高关于藏式古建筑防雷技术知识研究，推进符合西藏地域特点和古建筑特点的“西藏地區(qū)古建筑防雷设计”地方标准的研究。

西藏古代对雷電(diàn)的认识

公元8世纪的《五部遗教》（西藏吐蕃王朝时期断代史）中关于雷電(diàn)有(yǒu)这样的记载：海水蒸发后漂浮在上空可(kě)以生成云，而在云里的大钟（地、水、火、风為(wèi)四种基本元素，从此四种元素，形成一切色法，名為(wèi)钟；其體(tǐ)广為(wèi)一切色法所依附处，其极微尘普遍存在于一切色法集合體(tǐ)中，名大，合称為(wèi)大钟。）相互接触后产生闪電(diàn)，元素猛力碰撞后可(kě)以产生雷鸣，强度进一步增强发生打雷现象，真如火刀(dāo)和石头碰撞一样，从而生出火花(huā)来。

《小(xiǎo)桑烟如意宝》相传是莲花(huā)生大师的作品，主要介绍藏传佛教中如何煨桑等方面的仪轨。其中记载：……桑烟的原因从哪里来？桑烟的原因从天上来，其父是空中响的雷，其母是空中闪的電(diàn)，其子是烈马雪(xuě)花(huā)石，是大海的水泡，有(yǒu)良药的功效，用(yòng)香气来去除污垢。

（唐卡莲花(huā)生大师）

藏传佛教经典中关于雷電(diàn)的描述，以及日常的生产生活经验的积累，丰富了藏民(mín)族对雷電(diàn)的认识和防范技能(néng)。在西藏，直击雷叫做“陀给”，而“陀给（直击雷）”和“陀嘎（屋顶）”的语音非常接近，意思就是用(yòng)屋顶来承受直击雷的危害，这在现代被称為(wèi)绝缘防雷。藏语将侧击雷叫做“琼”，这是西藏劳动人民(mín)对于雷電(diàn)的最初的感性认识。藏族谚语“父到天上做雷，母到地上接雷”就表明他(tā)们看见了天上和地面的相互作用(yòng)的过程，并将正電(diàn)和负電(diàn)形象地称為(wèi)“公電(diàn)”和“母電(diàn)”。这说明在很(hěn)早以前，人们对于雷電(diàn)灾害就形成了很(hěn)多(duō)感性的认识，并通过谚语这种方式进行传播。

（传统藏族配饰中的“避雷器”）

藏族建筑的房屋屋顶，比较好的建筑材料是白玛草(cǎo)或阿贡土，也有(yǒu)一些农民(mín)会将柴火放在屋顶上。干了以后的白玛草(cǎo)和干柴火基本上不含水分(fēn)，有(yǒu)绝缘的效果。而屋顶的土层较厚，土层下面是风干了的木(mù头，也能(néng)起到绝缘的效果。这种用(yòng)屋顶来防御雷電(diàn)灾害的方法，主要应用(yòng)于海拔4000米以下的农區(qū)和城镇。

据说，在西藏，较大的寺庙前都有(yǒu)两根非常高的旗杆，而且有(yǒu)比较规范的接地線(xiàn)和地線(xiàn)网，相当于两根高耸入云的避雷针。

（由莲花(huā)生大师选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世纪吐蕃王朝时期。）

布达拉宫遭遇的雷击

据史料记载，布达拉宫始建于6世纪末，8世纪曾遭受雷击。1645年，开始重新(xīn)修建布达拉宫，于1693年完工。之后的这300年没有(yǒu)雷击记录。

1980年代至今，布达拉宫经受过两次雷击。1984年，布达拉宫白宫遭受雷击，墙體(tǐ)和消防管道部分(fēn)受损。2001年，布达拉宫白宫再次遭受雷击，消防管道受损，用(yòng)于排水的铜管遭雷击，電(diàn)话線(xiàn)、電(diàn)線(xiàn)被烧断，三个监控显示器烧坏。两次雷击都发生在白宫，而比白宫高出10多(duō)米、金顶林立的红宫却安然无恙。

当地防雷中心技术员认為(wèi)，上世纪六七十年代间，位于白宫顶部的金幢遭受破坏，在每个金幢的里面都有(yǒu)一尊消雷铜佛，在重新(xīn)修建时，铜佛虽然得到了安置，但未能(néng)将佛身与金属导線(xiàn)连接在一起。金幢、消雷佛像、铜線(xiàn)，这三者应该是连接在一起，从而将雷電(diàn)顺利地引入地下。

西藏防雷工程师分(fēn)析，这两次雷击均属于侧击雷，同时，由于電(diàn)線(xiàn)、電(diàn)话線(xiàn)、监控装置等现代電(diàn)子设备的安装，也不排除部分(fēn)感应雷的可(kě)能(néng)。

从现代防雷技术的角度看，位于红宫的主要灵塔金顶就相当于现代的避雷针，高高在上，而且是用(yòng)铜、金等导電(diàn)性能(néng)良好的金属制成。在金顶下面，我们会看到很(hěn)多(duō)金属吊饰相互连接，客观上在外表上给人以感官的视觉享受，实质上它又(yòu)充当了避雷線(xiàn)的作用(yòng)。在屋檐底下，还有(yǒu)很(hěn)多(duō)用(yòng)铜制成的铜管，这些管道有(yǒu)两种作用(yòng)，一个是将屋顶的积水排到地下去，第二个作用(yòng)就是与金顶相连接，将雷電(diàn)引入地下，由于在下雨时，雨水流到地面，水本身有(yǒu)导電(diàn)的功能(néng)，雷電(diàn)就会从金顶传输到铜管，再传输到地面，避免了雷電(diàn)对建筑物(wù)的损坏。除此之外，布达拉宫的边玛墙是用(yòng)边玛草(cǎo)和阿贡土混合制成，非常坚固，失去水分(fēn)后，它也能(néng)够起到绝缘的作用(yòng)。在边玛墙上，有(yǒu)连排的彩幡金属，它起到了装饰的作用(yòng)，但这些金属制品相互连接，就相当于现代防雷中的避雷带。在边玛墙的墙身上，还装饰有(yǒu)很(hěn)多(duō)吉祥铜饰，这些铜饰对防御侧击雷有(yǒu)很(hěn)好的作用(yòng)。据研究，西藏的侧击雷比内地更多(duō)，但只要有(yǒu)承受的载體(tǐ)，其通流量往往比较小(xiǎo)，这些措施有(yǒu)效地避免了侧击雷的危害。边玛墙的厚度一般达到90公分(fēn)，有(yǒu)些地方甚至达到1米，如此厚度的墙，一方面能(néng)够抵御寒冷，在很(hěn)大程度上也能(néng)抵御侧击雷。这样，在布达拉宫上就形成了点、線(xiàn)、带相结合的防御雷電(diàn)灾害體(tǐ)系，这种體(tǐ)系在300年前就精心设计并付诸实施，说明了西藏劳动人民(mín)对于雷電(diàn)灾害的清晰了解和科(kē)學(xué)认识，其许多(duō)做法对现代防雷都有(yǒu)非常重要的借鉴和指导意义，也充分(fēn)體(tǐ)现了西藏人民(mín)的聪明才智。

古建筑防雷施工存在哪些难点？

与现代建筑相比，大多(duō)数古建筑周围的地理(lǐ)环境、地质条件不够理(lǐ)想，建筑物(wù)的外形结构也比较复杂。因此，古建筑防雷装置的施工安装具有(yǒu)特殊的难度，防雷效果相对现代建筑物(wù)也要差一些。存在的难点主要包括：一、古建筑物(wù)避雷针（带）引下線(xiàn)的间距，有(yǒu)时很(hěn)难达到防雷规范的要求。二、许多(duō)古建筑建在崇山(shān)峻岭之中，地表多(duō)為(wèi)岩石，接地電(diàn)阻很(hěn)难达到规范要求。三、一些古建筑物(wù)的基座比较高大，并附有(yǒu)很(hěn)厚的石台阶环绕，做接地體(tǐ)和接地線(xiàn)很(hěn)困难。四、有(yǒu)些古建筑物(wù)年久失修，砖瓦破碎，檐木(mù腐烂，很(hěn)难在其上加装防雷装置。

值得强调的是，对建筑物(wù)做直击雷的防护，需要敷设避雷针、避雷带、引下線(xiàn)和接地體(tǐ)。但这些物(wù)體(tǐ)的安装敷设，若不能(néng)与古建结构、形状巧妙地融為(wèi)一體(tǐ)，将直接影响古建筑的艺术风貌。在屋面敷设避雷带，设计施工在符合防雷技术标准的前提下，应将避雷带设计成古建筑屋面的轮廓線(xiàn)，选材应力求与屋面的色调一致。比如，目前避雷带的支撑架通常使用(yòng)U形卡固定在筒瓦和屋脊上，但因牢固程度和施工安装工艺问题，避雷带易倒伏，并对U形卡固定处的灰瓦易造成不同程度的损坏。业内专家建议，应尽快制定标准，设计对古建筑屋面不造成损坏的避雷针（带）固定方法。

（与过去相比，现在的寺院多(duō)了许多(duō)供電(diàn)線(xiàn)路、電(diàn)子線(xiàn)路、消防管線(xiàn)，随之而来的就是雷電(diàn)对電(diàn)子電(diàn)器设备的危害。）

新(xīn)的时代环境下，布达拉宫的雷電(diàn)防范，也面临着新(xīn)的挑战。西藏三大重点文(wén)物(wù)维修工程之一的布达拉宫维修工程副指挥長(cháng)丁長(cháng)征认為(wèi)，西藏当地的防雷技术有(yǒu)其独特之处，有(yǒu)上千年的历史。“在布达拉宫安装现代防雷设施一定要谨慎，要经过多(duō)次论证，不应轻易地按现代防雷技术进行安装，弄不好防雷装置会成為(wèi)引雷装置。” 另外，如果安装避雷针，既不能(néng)影响美观，又(yòu)要起到安全的防雷效果。