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古建筑是如何防雷的？
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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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如今我们都知道，现代避雷针是由18世纪的美国科学家富兰克林发明的。但在我们中国，有关避雷针的记述则要早在17世纪80年代。这段记述出自一位来中国旅行的法国旅行家戴马甘兰之手。他说：中国屋脊两头有一个昂起的龙头，龙口中吐出的金属舌头伸向天空；而龙舌头根的地方连着一根金属丝线直通地下；正是这种装置在雷电天气中使得建筑物不至被毁坏。
而这位法国朋友所说的龙头，也就是我国建筑物上的一个极具中国元素的构建，叫作鸱尾。关于鸱尾，我国还流传有一个故事。传说汉代时，未央宫因遭受雷电轰击而失火，接着就有谋臣献计，让在宫殿屋脊上安装消灭火灾的鸱鱼，以此防火避雷。
于是，在后来新建的宫殿等建筑物的屋脊上就设计安装了这类称为鸱尾的金属饰物，其形状也是多种多样，并以龙、鱼、雄鸡为主。虽然鸱尾在起初并没有连接至地下的导线，但还是能起到避雷的作用。经过研究，人们发现，在暴风雨天气中，屋顶和墙壁由于被雨水淋湿，从而起到了导线一般的接地作用。此外，建筑中的柱、梁等也会充当导线接引雷电接地。
在古代，还有一种称为葫芦串的避雷装置。例如建于229年的保圣寺塔，其塔顶就有一个装置，由覆钵、相轮和宝葫芦等组成，四米多高。该塔正因为由此宝贝葫芦串的保护，才使得它在千年中未曾遭受雷击。此外，还有一种观点认为，古代建筑物多采用木材、砖石、灰浆等原料，而这些材料都具有极好的防潮性能，致使建筑物成为一个良好的绝缘体，由此而避免了遭受雷电袭击。
总之，古代建筑物上所应用的这些避雷设施或者原理，无一不让今天的我们惊叹。而关于古代诸多之谜的完全揭晓，还需我们继续探索努力。
中国古建筑防雷大部分还是被动防雷，主要分两方面看，让我们一起了解下。
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，建于清宁二年（公元 1056 年）
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"高策、杨型健：《风水理论在古建筑防雷中的作用》" 。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。
来源：互联网。
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