一、古建筑易遭雷击的原因和规律

　　1. 古建筑易遭雷击的原因

　　一般雷击类型可分为直击雷、感应雷、雷电波侵入和球雷四种。对古建筑危害较大的主要是直击雷和球雷。而要产生雷击，首先必须有足够的电量积累，达到一定的强度，击穿绝缘空气，形成电流通道;其次要有突出的物体造成其周围电场突变，感应出异号电荷。古建筑多为木结构，木材经过千百年变得十分干燥，在雨天潮湿，电阻率变小，并且内部年久积满灰尘，易积蓄净电，带有电荷容易引来雷电流。还有很多古建筑建于高山上，本身地势较高，且位置突出，更容易遭受雷击;同时有些古建筑内高大树木较多，也容易引雷殃及古建筑。

　　2. 古建筑的雷击规律

　　雷击规律的影响因素。大量雷害事故统计资料和试验研究证明，雷击的地点和建筑物遭受雷击的部位是有一定规律的，这些规律称为雷击规律。地面上建筑物的性质、形状，以及建筑物的结构、内部设备情况对雷击的选择都会产生影响。当雷电先驱发展到离地面不远的空中时，地面上的电场不断增强，在高大建筑物的尖顶和边缘上场强最大，构成雷电发展的良好条件。雷电先驱就自然被吸引到这些地方，因此高大建筑物就容易遭雷击。

　　A、地点上的规律。雷害事故表明，多数雷击发生在靠近河湖池沼和潮湿地区，其次是大树、旗杆、杉槁，球雷占8%。

　　B、雷击部位上的规律。古建筑易受雷击的部位多为屋角兽头、房脊和梁柱以及丰宝铜顶。北京十三陵长陵的棱恩殿、鼓楼、故宫的承乾殿皆因兽头、屋脊被雷击起火，也恰恰说明了这一规律。故此在防雷时应加以防范。

　　二、古建筑防雷技术

　　随着科技大发展，人们对雷电知识的了解逐步深入，防雷技术也不断更新，但主要有以下7种：避雷针防雷法、法拉第笼式防雷法、滚球防雷法、E·F避雷保护系统、消雷器防护法、避雷设施保护法、人工影响雷电防雷法。几种方法各有侧重，对古建筑较为适用的是避雷针防雷法。

　　1. 避雷针系统

　　防雷原理及使用范围

　　A、防雷原理。避雷针防雷法是利用避雷针高出被保护物的高度，使雷云下的电场发生畸变，从而将雷电流吸引到避雷针上，通过引下线和接地装置导入大地，使被保护对象免遭雷电直击。也就是说其实质并不是避雷，而是引雷。

　　B、适用范围。避雷针系统主要用于防直击雷，这一系统的接闪器有很多，如：避雷针、避雷线、避雷网、带等。由于古建筑防雷设置不仅要具有实效性，同时要尽量保持其原有风貌，所以多用避雷带、网作为古建筑防雷的接闪器。

　　2. 避雷针系统的局限性

　　A、保护范围不稳定。避雷针保护范围是一个伞形或屋脊形保护区，其张开角度受到接闪器设置高度、雷电强度等多种参数的影响，有的采用30，有的采用60，尽管关于保护角的计算公式很多，但如何确定一直是富兰克林防雷理论的最大困扰所在。

　　B、反击问题。当雷击避雷针或避雷带时，由于引下线的阻抗，对地电压可达到相当高的数值，以至于可能造成接闪器及引下线向周围设备跳火反击。避雷针系统还存在着感应电压的危害，以及接触电压和跨步电压等问题，但其对古建筑危害不大，在此不作详细讨论。

　　3. 球雷的预防

　　A、球雷概述。球雷很久以来就引起了人们的注意，根据球雷现象规律和许多球雷案例剖析及模仿实验表明：球雷是空中带静电荷气雾层运动相互作用放电电离的结果。其本质是一个由高速旋转电子封闭的等离子球体，之所以能形成球体，主要是空气中气雾层电离产生强电场和高频电磁振荡，产生一团漩涡状等离子体的缘故。漩涡体的存在或消失，取决于其内部的电磁平衡和能量补充。球雷是一个复杂的电荷系统，球体本身好似法拉第笼，对外不呈现电性，普通避雷针、网、带对其不起作用，并能从网、带孔洞缝隙中自由出入。故此，目前还没有同它斗争的较为有效、可靠的办法。

　　B、球雷的基本预防措施。由于球雷的难预防性，防护球雷的最好方法是采用屏蔽。对于一般的建筑(钢筋混凝土)，可将门窗加上金属纱网与全部钢筋连成一片，构成一个笼式防雷网，可以防止球雷侵入。但对古建筑这样做是很困难的。对重要的古建筑应当做金属纱窗和金属纱门，将它可靠接地;对次要的古建筑，如不能补加金属纱门窗，应注意在雷雨天紧闭门窗，力争达到全封闭状态，以防球雷的侵入，但不可用纸裱糊门窗。

　　三、避雷设施的安装与管理

　　1. 安装及注意事项

　　接闪器。接闪器一般可分为避雷针、避雷线、避雷带、避雷网等，针对古建筑则主要有这样几种形式：A、避雷针是经常置于古建筑屋顶的，通常采用双支接闪器，置于大吻内自箭把伸出。此种做法美观但费时，一般置于大吻的一侧，用铁卡子卡牢，然后与导线焊接牢固，固定的长度为针长的三分之一左右。B、采用避雷带时，按大吻的轮廓用避雷线绕一圈，须离开构件10~15cm ，用铁卡子卡牢。但保护范围不包括檐头时，避雷线应顺脊延续至翼角至檐头，并将垂兽、戗兽、翼角的小兽等都包括在内。C、有铜宝顶的建筑物，如果其范围够用时，可利用铜宝顶做接闪器，仅将倒替焊接在最上面铜块上即可。

　　导线(引下线)。导线安装分为明、暗两种，对古建筑而言，应采用明线，易于检查施工。导线一般应垂直引下，但古建筑轮廓复杂，事实上不可能做到。当引下线沿古建筑轮廓弯曲时，应保证其弯曲段开口部分的直线距离，不小于弯曲段全长的十分之一，并避免弯折成直角或锐角。古建筑的导线安装应自上而下，先与接闪器焊接，至檐头斗拱部位，预先在瓦顶上打一个直径10 cm的圆洞，套在磁管内，将导线穿洞而下。

　　接地体。接地体应选择安装在土壤电阻率较低的地方，同时应考虑在行人较少的地方，以避免或减少跨步电压的危害。距离建筑物的台基不小于300 cm，埋深深度在100 cm以上。地极的形状有闭合形、一字形、放射形，闭合形又分为方形、三角形、圆形。我们一般采用闭合方形或一字形。方形地极用镀锌