看中國古建築避雷三大招式，你了解嗎？

說到中國古建築的避雷設施，就不可避免地要談到世界上近代的避雷針。

近代世界上最早的避雷針是美國人富蘭克林於1760年在費城裝配的。

富蘭克林在1747年至1765年期間反覆做了大量科學實驗，對萊頓瓶的功效和放電現象進行了深入的觀察和分析，並由此轉到對天空雷電的研究。

他為了弄清雷電現象，在1752年6月的一個雷電交加的日子裡做了電風箏實驗，這就是著名的「費城實驗」。

他把一隻裝有尖導體的風箏放入天空，風箏的索引線掛在萊頓瓶充電的鐵絲上面。

雨水打濕了索引線，雲層中的電沿著它傳進了萊頓瓶。

等雨停後，富蘭克林拆下萊頓瓶，然後按照通常使萊頓瓶放電的方法使它放電，結果萊頓瓶果真放電了，跟用摩擦電機充電的萊頓瓶放電的情形一樣。

這樣就證實了雲層中的電和摩擦電有同一種性質。

1750年7月富蘭克林提出了避雷針的設想。

他建議將一根上端尖銳的鐵桿塗上一層防鏽物，安裝在房屋的最高處，沿著房屋的牆壁直通地里，或安裝在船桅杆頂端，沿著桅杆向下直至將其尾部拋入水中。

這樣，當摩擦帶電的雲層在安裝了接地尖導體的屋頂或桅杆上面飄過時，尖導體可以把帶電雲層上的電荷釋放出來。

因此，富蘭克林說，「尖導體」對於人類「有些用處」。

當時人們很快接受了富蘭克林的建議，於是在歐、美洲特別是在英、法兩國安裝避雷針蔚然成風。

中國古建築的避雷設施有的與世界上近代的避雷針有些相似之處，是世界上近代的避雷針的原型；有的卻有著明顯的自己民族的文化傳統和科學風格。

01 絕緣避雷

我國古代人們從雷電對物質作用時所表現出的導電效果中，已初步獲得了一些有關導體和絕緣體的感性認識。

人們從對落雷現場的觀察中了解到雷電可通過金屬，而不能夠通過草木漆器，並且雷火遇到水不僅不滅，反而更加猛烈。

例如，他們從落雷現場中看到雷火燒裂了寺廟屋頂上的鐵剎，熔化了佛象臉上的金粉塗面，而乾燥的木製窗戶在雷火中保持原樣，漆器也沒有燒焦。

鋼質寶刀在皮刀鞘中熔為液體；而皮刀鞘原封未動；大樹雖為木質，但由於在雨中打濕了，雷火也把大樹撕裂了幾處。

人們從這些事實中領悟到在修樓建塔時，只要用雷電不能通過的材料，並使地基也難於導電，這樣的建築是不容易遭雷擊的。

例如，山西省雁北地區應縣縣城西北部的佛宮寺內有一座建於遼代的木塔，就是基於這種「絕緣避雷」機制建成的，歷時千年而未毀。

此塔公元1056年建成，總高67.31米，是我國最高的木結構建築，也是應縣的最高建築。

塔周圍是黃土層，縣城底下千米深處，不見礦也不見水，全是黃土層，土質乾燥，同時土層愈深愈硬。

整個雁北地區長年濕度較低，並且整個應縣至今未發現重要礦藏，地下也無低電阻層。

這種長年濕度較低，土質乾燥的高電阻特性，保證了木塔塔基有較好的絕緣性能。

古代人們在建塔時索性使塔基更乾燥，塔身更絕緣(當然古代人們還沒有明確的絕緣概念)，以便使塔基、塔身形成一個絕緣整體。

因此，在壘塔基時，做到塔基有很好的封閉性，不讓淺層少量地下水浸入塔基，並借鑑我國北方建房時素採用於打壘的經驗，在塔基裡面夯土，使夯土層裡面長年保持乾燥。

在構築塔身時，整個構架全部為木結構，除底層及塔剎處有部分塔磚外，全部為木料。

除塔剎外，也沒有其他金屬物(包括鐵釘等)。

塔身外形具有很好的防雨效果，保證本質構件長年乾燥，各層塔檐伸出7米或更多一些，兩層間高度差為8.8米左右，雨雪天氣不會將側面打濕。

塔檐與水平線的夾角約為21°到22°，與現代絕緣子中裙的結構相似，僅是塔檐尺寸上小下大而已。

由於塔基塔身材料具有一定的電氣絕緣性能，同時又不容易因雨水或地下水而破壞，絕緣避雷就不成其問題了。

02 「鎮龍」避雷

從我國傳統的五行、八卦學說解釋，八卦中「震」卦為「雷」。

八卦與方位相結合時，則有「南離、北坎、東震、西兌」的規定，又有「南屬東雀、北屬玄武(龜蛇)、東屬青龍、西屬白虎」的說法，認為「雷從龍」，這樣，我國古代人們就把「雷」與「龍」聯繫起來。

為了避免建築物被雷擊，就必須建造避雷設施，就要安裝「鎮龍」設施。

我國古建築上有許多稱為「鎮龍」的設施實為避雷裝置。

這些「鎮龍」裝置與近代的避雷針的避雷原理相同。

我國一些古塔的尖端常徐一層有色金屬膜，採用容易導電的材料與直通到地下的塔心柱相連，柱下端又與貯藏金屬的「龍窟」相連。

還有許多古建築物的屋頂有著一種叫做龍的裝飾物，它的頭仰向天空，張著嘴，向上伸出的舌頭是一根尖端的金屬芯子，另一端和埋藏在地下的金屬相連，能讓雷電跑到地底下去而不損壞建築物。

另外，在許多古塔與宮殿上設置「鴟尾」，在屋頂上設置動物狀的瓦飾，在高大殿宇里常設有所謂「雷公柱」之類的避雷柱。

這些設施都與大地相通，形成了良好的導電通道。

在古建築上裝置尖端金屬物使其具有避雷功能的史實很多，我們再舉兩三例。

湖北隨州厲山會館的龍鳳日月旗杆有避雷作用，會館從來沒有遭雷擊。

公元1190年至1209年金章宗在位時，他每年4月到8月上萬壽山頂去避暑。

為了山頂的建築具有避雷效果，他在萬壽山絕頂廣寒殿旁設置幾丈高的鐵桿，上端安裝尖的金葫蘆，用鐵鏈系好，並通過鐵桿與大地相通，以便達到「鎮龍」防雷的目的。

武則天為了同樣的目的，也曾在五台山的台頂建了鎮龍鐵塔，其中中台台頂南面有三座鐵塔，其北面一塔形狀象覆鍾，周長四抱多點；中間一塔四角狀，1丈多高；南邊的一塔呈圓形，8尺多高。

03 「雷火煉殿」防雷

所謂「雷火煉殿」是指這樣一種情景。

過去，每當雷雨交加時，武當山主峰天柱峰絕頂上的金殿周圍雷聲震天，電閃撕地，無數盆大的火球在金殿周圍來回滾動，雨過天睛後，大殿金光燦爛，象被洗過一樣，道士們認為這是天帝為了保持金殿的聖潔不被污染而進行的天工洗鍊，從而使金殿更加完美。

「雷火煉殿」是自然界雷電現象的正常反映，也是我國古代人們獨具匠心的結果，一方面有防雷的效果，另一方面又使道教聖地武當山上出現了如此壯觀的情景。

武當山地處華中腹地，氣候溫和，土壤肥沃，雨量適中，南北植物均能在這裡生長，數千種植物組成的茫茫林海，鬱鬱蔥蔥，終年長青。

武當山主峰天柱蜂，海拔1612米，登上天柱峰絕頂，人們仿佛進入了雲端。

雷雨天，雲層與天柱峰絕頂更近，落雷時有發生。

在這樣一座道教聖地的深山絕頂上建築大殿，既要表現「雷公雨師」顯靈的玄妙色彩，又要使建築物有防雷效果。

1416年秋，我國古代勞動人民在天柱峰絕頂上建築了金殿。

金殿面闊進深均為三間，高5.54米，長4.4米，寬3.15米，不僅規模宏大，而且全為銅鑄鎏金。

重檐迭脊，翼角飛舉，脊飾珍禽異獸，堪稱銅鑄工藝的奇蹟。

武當山重巒迭嶂，氣候多變，異常混亂的風向使雲層之間摩擦頻繁而帶大量電荷。

金殿建在天柱峰絕頂上是一座龐大的導電體。

每當大量帶電積雨雲向金頂運動時，雲層與金殿頂部之間形成了巨大的電勢差，又因為金殿頂部除脊飾外，曲率都不太大，當電勢差達到一定數值時，就會使空氣電離，產生電弧，這就是閃電。

同時強大電弧使周圍空氣劇烈膨脹而爆炸，於是電弧發生變形而形成火球，並發出雷鳴，這就出現了「雷火煉殿」的奇觀。

但是脊飾本身曲率較大，在一定程度上又起到了避雷針的作用，在電勢差過大的時候，能使部分電荷放電，不會由於「雷火煉殿」的程序過猛而使金殿受壓變形。

金殿歷經500多年風雨雷電，至今仍輝煌燦爛。

它突出地表現了我國幾千年來的優秀文化傳統和中華民族特有的科學風姿。

（圖文/哲匠之家）