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古建筑是如何防雷的

山西佛光寺传承1100年 并未受雷击损失背后有奥秘

古建筑多为土木或砖木，自然灾害频繁的古代磨难重重，很多是保存不下来的。

五台山佛光寺东大殿，竣工于唐大中十一年（公元857年）的古建筑，我先后去过多次，这座庙历经千年的古建筑，发现于梁思成、林徽因贤伉俪之手，在如此长的历史中并未被雷击毁，背后有它的原因，就我所知道的讲一讲。

高策教授曾写过，中国古建筑能成功避雷的原因主要有三点；

第一是自然消除雷电；

第二是借助于雷击的选择性；

第三则是古建筑本身具有绝缘性。

雷雨密布时，佛光寺背后高耸的山峰、凸出物会产生电晕电流消除雷电；后山种满了松树，雷雨云和树林之间也会产生电晕电流，从而降低了东大殿的受雷概率。佛光寺后山东西坡有近10座砖塔，它们也是可以消雷的。

事实上，古建筑整体的电阻率远远大于周围物体的数值，60米以下建筑物电阻在2000欧姆以上，雷电主放电是不会产生的。

古建筑屋顶多为琉璃瓦等，梁架墙体木构，台基是石砌夯土的，在防潮的条件下，也不太导电，始终保持干燥是其不被雷击的关键原因之一。当然，这只是学界的猜测而已，现在古建筑修复是必须考虑防雷措施的，还是这样最保险。

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分两方面来看：

一、自然环境

1、自然消雷

所谓自然消雷是指地表的感应电荷在雷云电场的作用下，通过尖凸物如树木、山峰、岩石建筑物等产生电晕电流，将雷云所带的部分电荷以缓和方式释放，从而降低该区域内发生雷击的概率。

像五台山这种山势起伏不定，林木覆盖广的环境，便是自然消雷的好地方。明代的《清凉山志》中便有多处雷雨天气出现「神灯」的记载，很可能就是电晕电流放电产生的闪光。

五台山佛光寺文殊殿，周围林木繁盛

举个例子，五台山的佛光寺，坐落在半山腰，后面就是高耸的山岩。雷雨天，这些山岩的尖端能产生电晕电流，可有效地放电，消除雷击。除此之外，大殿周围的砖塔（部分分布在更高的山坡上）和高大的松树也能有效起到缓和放电的效果。在这样的环境下，佛光寺的建筑在雷云出现时就始终处于一个弱电场区，仿佛置于一个保护罩之中，最大限度地消除了雷击。

佛光寺东大殿，前有松树，后有山岩，消雷效果极佳

对此相对，若建筑处在地势较高的空旷地带，则容易遭受雷击。坐落在高大台基上的天坛祈年殿和紫禁城三大殿便是反面例子。

2、雷击的选择性

雷击自有其选择性，而地质环境通常是雷击选择的主要因素。首先，土壤电阻率小的地点，如河床、池沼、金属矿床等地区，易于积聚大量的电荷，容易遭受雷击。其次，土壤电阻率突变的地点，如岩石与土壤的衔接地段，易受雷击。还有便是更高更突出的物体相对容易遭受雷击。

五台山常见的栎树，是典型的深根树木，连接湿润的深层土壤，容易成为雷击的对象，而山中无处不在的泉眼、小溪，也是雷电经常光顾之处，在它们的「保护」之下，建筑就不那么容易招致雷电之灾了。

屹立近千年的应县木塔几乎没有雷击记载，而在其周边雷击事件并不少见，被传为「水不能淹，火不能焚，雷不能击」的神塔。有学者进行了研究，发现塔周围直到七米深仍然是建塔时的夯土层，夯土层很坚实，非常干燥，表明塔所在位置土壤电阻率较大。同时木塔周围一百至两百米内有水塘。这种地质环境很可能是木塔难以遭到雷击的主要原因。

应县木塔

二、建筑结构

1、绝缘避雷

在南北朝时期，就有关于避雷室的记载。见于孟奥的《北征记》：「凌云台南角一百步，有白石室，名避雷室。」以及盛弘之的《荆州记》：「湖阳县，春秋蓼国，樊重之邑也，重母畏雷，为母立石室，以避之，悉以文石为阶砌，至今犹存。」

此处的避雷室，为石室，据推测很有可能用的是防火、绝缘的大理石。说明古人对于绝缘体有一定的认识。

就中国古代的木构建筑来说，其本身的电阻率都比较高，除少量构件为金属外（而且金属构件如铁钉等大都较小，且不连通），绝大多数都是绝缘体。而这些木材或金属构件又大都用桐油及各种油漆漆过，一方面使材料不易受潮，保持干燥，另一方面也能起到一定的绝缘作用 。

古代的房屋通常建在砖石台基上，除其本身有绝缘性外，也阻隔了土壤中的水分侵入建筑，使其整体能保持较高的电阻。

建筑屋顶上正脊两端的鸱吻为整个建筑最高的凸起物，相对容易被雷电击中。然而它们一般是琉璃或陶制的，即使遭到雷击，也不易引起火灾。屋顶的瓦面亦如是。

历史上就有很多雷击损毁屋顶构件，但并未引起火灾的记载，正是建筑本身的绝缘性所致。

屋顶上巨大的琉璃鸱吻（大同华严寺大雄宝殿）

2、塔刹消雷

许多木塔顶部的塔刹都是金属做的，而从塔刹到地面，通常没有导体联通，可见塔刹并不是现代避雷针式的设施。但有研究表明，这种塔刹在雷电场中可以产生较强的电晕电流，起到消雷的作用。有不少文献记录了雷雨天可见塔尖闪光的现象，极有可能是塔刹的放电。许多金属制的宝瓶、宝顶，也有同样的作用。

应县木塔巨大的金属塔刹（梁思成摄）

古建筑防雷其实涉及到很多因素，至少从现有的研究考察来看，我国古代多半还是被动防雷，这与古人对雷电的认识也是相符的。其中建筑的位置和周边自然环境影响比较大，在风水理论中有一定反映，当然多为经验的产物。而绝缘避雷的效果有限，所谓比西方早许多年的避雷针也只见于零星记载，真实性存疑，至少没有得到广泛应用，否则也不至于宫殿、佛塔频频因雷击而焚毁。

总而言之，某些古建筑能在漫长的年月中逃过天火，自有其道理，但若说我国古代对雷电研究有多么深入，避雷技术有多么厉害，那可就过于牵强了。

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