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布達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，就西藏重點文物以及布達拉宮雷電防護工作與氣象部門相關(guān)專家進行了座談。
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行了詳細觀測，數(shù)據(jù)表明，西藏是我國的強雷暴區(qū)，拉薩的年雷暴日數(shù)達到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。但因為西藏的海拔較高，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，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12萬平方米。受全球氣候變化的影響，西藏地區(qū)強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，嚴把質(zhì)量關(guān)，既要達到經(jīng)久耐用的效果，又要考慮便于維護。
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)政府解決布達拉宮防雷難題。
布達拉宮防雷項目啟動
壯麗巍峨的布達拉宮始建于6世紀末，是獨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)注布達拉宮的保護。
2014年4月11日，由中國氣象科學(xué)研究院科研團隊牽頭的“布達拉宮雷電災(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施。中國氣象科學(xué)研究院研究員張義軍擔任項目負責人。
“布達拉宮雷電災(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，研究布達拉宮周邊雷暴和閃電活動及其放電特征，調(diào)研布達拉宮的建筑結(jié)構(gòu)特性、布線、電器設(shè)備狀況和雷電防護現(xiàn)狀，綜合評估布達拉宮面臨的雷電災(zāi)害風險和防御策略，建立布達拉宮雷電活動預(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，推進符合西藏地域特點和古建筑特點的“西藏地區(qū)古建筑防雷設(shè)計”地方標準的研究。
西藏古代對雷電的認識
公元8世紀的《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，強度進一步增強發(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)驗的積累，豐富了藏民族對雷電的認識和防范技能。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識，并通過諺語這種方式進行傳播。
（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世紀吐蕃王朝時期。）
布達拉宮遭遇的雷擊
據(jù)史料記載，布達拉宮始建于6世紀末，8世紀曾遭受雷擊。1645年，開始重新修建布達拉宮，于1693年完工。之后的這300年沒有雷擊記錄。
1980年代至今，布達拉宮經(jīng)受過兩次雷擊。1984年，布達拉宮白宮遭受雷擊，墻體和消防管道部分受損。2001年，布達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?shù)胤览字行募夹g(shù)員認為，上世紀六七十年代間，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，實質(zhì)上它又充當了避雷線的作用。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到90公分，有些地方甚至達到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，在布達拉宮上就形成了點、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？
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。存在的難點主要包括：一、古建筑物避雷針（帶）引下線的間距，有時很難達到防雷規(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。
值得強調(diào)的是，對建筑物做直擊雷的防護，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)風貌。在屋面敷設(shè)避雷帶，設(shè)計施工在符合防雷技術(shù)標準的前提下，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)盡快制定標準，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，布達拉宮的雷電防范，也面臨著新的挑戰(zhàn)。西藏三大重點文物維修工程之一的布達拉宮維修工程副指揮長丁長征認為，西藏當?shù)氐姆览准夹g(shù)有其獨特之處，有上千年的歷史?！霸诓歼_拉宮安裝現(xiàn)代防雷設(shè)施一定要謹慎，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。
