紫禁城古建筑群始建于明永樂(lè)十八年（1420年），是世界上現(xiàn)存規(guī)模最大、保存最完整的木結(jié)構(gòu)古代宮殿建筑群，代表著我國(guó)明清官式木構(gòu)古建筑的最高標(biāo)準(zhǔn)，是我國(guó)古代宮殿建筑的精粹。為了全面保護(hù)故宮古建筑群安全，提升文化遺產(chǎn)保護(hù)水平，故宮博物院提出建設(shè)“平安故宮”工程，防雷保護(hù)就是其中一項(xiàng)重要內(nèi)容。

故宮自建成之時(shí)，就伴隨著雷擊起火、損毀建筑群的事故，存在較大的雷擊風(fēng)險(xiǎn)。白麗娟詳細(xì)查閱了故宮雷擊歷史事件[1]，統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見(jiàn)表1。故宮遭受如此頻繁的雷擊事故，分析原因主要有以下幾點(diǎn)。

表1 故宮雷擊和火災(zāi)統(tǒng)計(jì)表

(1）自然氣候特征。北京為典型溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。全年降水的百分之八十集中在六、七、八三個(gè)月。根據(jù)氣象局統(tǒng)計(jì)資料，全年雷暴日36.3天，屬于中雷區(qū)。由表1可以看出，故宮雷電災(zāi)害多發(fā)生在六月至八月，占雷擊火災(zāi)的80%。

(2）地理環(huán)境特征。故宮周圍有五十米寬的護(hù)城河，還有四條古河道與護(hù)城河相通，使得故宮古建筑基礎(chǔ)處于潮濕的環(huán)境中，大地的電阻率相對(duì)較低，故宮院內(nèi)有高大的古樹，加大了遭受雷擊可能性。

(3）古建筑的結(jié)構(gòu)特征。為了體現(xiàn)皇家建筑的威嚴(yán)雄偉，故宮古建筑大多具有優(yōu)美的特征，比如高聳的屋脊、翹角的飛檐、攢尖的寶頂，但這些突出的部位為云層放電創(chuàng)造了條件。從表1統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，歷史上雷電擊中屋脊吻獸引發(fā)災(zāi)害較多，有明確記錄的共有十四次，其次為雷擊屋頂瓦面、門窗等情況。

(4）古建筑使用功能變化。故宮在明清時(shí)期是皇家宮殿，主要功能為皇家休息辦公禮儀之用途。1925年故宮成為博物院后，使用功能發(fā)生變化，一部分古建筑成為展覽區(qū)，必然引入安防、消防報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)也增加了照明、空調(diào)等設(shè)備以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這些新增加的線路設(shè)備會(huì)給古建筑帶來(lái)了更多的雷電入侵通道。若有雷電發(fā)生，沿電源線路引入的雷電過(guò)電壓會(huì)沖擊這些設(shè)備系統(tǒng)，造成損壞甚至引發(fā)火災(zāi)。1992年8月，玄穹寶殿院內(nèi)架空電話線被雷擊穿，并引入室內(nèi)，電話機(jī)被燒毀。

從以上分析可知，故宮具有較大的雷擊風(fēng)險(xiǎn)。故宮的防雷保護(hù)可以追溯到兩個(gè)時(shí)期。

明清時(shí)期防雷保護(hù)

早在故宮建造之時(shí)，古人就考慮到了雷電防護(hù)措施。但限于對(duì)雷電的認(rèn)識(shí)，采用“辟邪”的防雷措施，例如多數(shù)古建筑在屋頂正脊中心脊瓦下埋入“寶匣”，里面放入“鎮(zhèn)物”，一般為“五金”、“五谷”、“五色”、“藥味”，以期達(dá)到防雷擊目的。另外就是采用“雷公柱”，下部為“太平梁”，寓意佑護(hù)建筑不會(huì)遭受雷擊。但是現(xiàn)代雷電防護(hù)觀點(diǎn)認(rèn)為這些方法并不能起到防雷效果，反而會(huì)引雷。1984年承乾宮被雷擊，就是因?yàn)檎箖?nèi)的金屬寶盒導(dǎo)致，1987年景陽(yáng)宮的雷公柱遭受雷電襲擊，繼而引發(fā)火災(zāi)，造成了文化遺產(chǎn)的損失。

新中國(guó)成立后的防雷保護(hù)

1955年8月8日因午門雁翅樓東北、東南角亭遭雷擊，故宮防雷保護(hù)正式提上日程。當(dāng)時(shí)主要措施是在屋脊兩端吻獸上安裝單支避雷針；對(duì)于面闊較大、避雷針保護(hù)范圍不能保護(hù)正脊和垂脊時(shí)，增加吻獸間避雷帶；將垂脊獸角和仙人頭改為金屬制造，作為接閃器使用。當(dāng)時(shí)引下線采用裸銅線和鍍鋅圓鋼，接地裝置采用鍍鋅鋼管。大約歷經(jīng)故宮古建管理人員十多年努力，共計(jì)為四十四座較高建筑物安裝了避雷針。

1984年頒布了《建筑防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》，此前已安裝的避雷裝置不能完全符合規(guī)范要求。在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，采用高效避雷針來(lái)保護(hù)古建筑群的防雷安全。先后在奉先殿、皇極殿以及東西六宮安裝高效避雷針（圖1），歷史檢驗(yàn)，這種防雷保護(hù)方式是可靠的。

圖1 奉先殿高效避雷針

現(xiàn)階段存在的問(wèn)題

進(jìn)入新世紀(jì)，隨著氣象法等相關(guān)法律、法規(guī)的不斷完善，以及防雷技術(shù)的發(fā)展和防雷規(guī)范的更新，故宮防雷得到了較大改善，但仍存在一些問(wèn)題，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

(1）部分古建筑沒(méi)有直擊雷防護(hù)裝置。由于歷史原因，上世紀(jì)設(shè)置避雷針主要優(yōu)先考慮重要的、高大的古建筑，較低的、庫(kù)房區(qū)的古建筑并未安裝避雷針（圖2和圖3）。

圖2 武英門未安裝避雷針

圖3 壽安宮一進(jìn)院西配殿未安裝避雷針

(2）部分古建筑雖已有防雷設(shè)施，但不符合新規(guī)范要求。如防雷引下線數(shù)量不符合規(guī)范要求，引下線保護(hù)套老化松動(dòng)，接地裝置位置不適宜等（圖4）。

圖4 協(xié)和門北廡房后檐接地保護(hù)套老化

(3）有些古建筑避雷帶倒伏或避雷帶斷開（圖5）。

圖5 壽安宮后檐避雷帶倒伏

(4）古建筑內(nèi)部防雷有待加強(qiáng)，如較多的配電箱（柜）未安裝適配的電源電涌保護(hù)器，空調(diào)室外機(jī)、控制機(jī)柜等未接地或接地不良等（圖6）。

圖6 空調(diào)室外機(jī)未接地

注釋和參考文獻(xiàn)：略

作者：曹曉麗，孫靜