鸟巢、长城、佛香阁……都是怎么避雷的？背后有玄机

鸟巢、长城、佛香阁……都是怎么避雷的？背后有玄机

　　江南古建测绘,墙面彩绘古建,古建手绘报价北京目前还处在汛期中，不时会受到雷电“骚扰”。街边的高楼大厦、还有一些特殊建筑都是怎么防雷的?记者采访发现，一些楼顶建筑的设计其实不单为了好看，还真正起到了避雷针或避雷带的作用。

　　避雷针、避雷带等，都是最基础的避雷装置。自1752年美国科学家富兰克林发明现代避雷针以来，尽管随着时代的变迁，建筑物的外形和结构日新月异，但避雷针就像一个老“古董”，其核心本质和功能从未改变。

　　针对不同风格的建筑物，或者建筑物场合的特殊需求，避雷装置可以说是各具特色。

　　北京市气象灾害防御中心高级工程师李京校介绍，有一些钢结构的建筑物，是不需要再额外安装避雷装置的，因为建筑物本身已经自带避雷效果。

　　比如国家体育场“鸟巢”，整个建筑的钢结构就能起到避雷的功能，当雷电击到钢结构上，电流会被引入大地，不会对建筑物本身造成伤害，“但鸟巢中间是露天敞开的，这部分安装了架空金属导线，相当于一个避雷带，也能起到防雷的作用。”李京校说。

　　而在一些建筑物的顶部，建筑物本身的特色和避雷装置融为一体。比如军事博物馆楼顶上的红色五角星，由于它的位置本身在楼顶，处于建筑物的最高处，同时又是一个大尺寸的金属体，所以它本身就相当于一个避雷针，可以避免直接雷击带来的伤害。还有一些高大建筑物的顶部安装有奥运五环标识，其本身就是金属体，同时和防雷引下线良好连接，所以也可以起到避雷针的作用。

　　雄伟的万里长城又是如何避雷的呢?除了一些城楼安装了避雷针，还有一些是在其旁边安装了避雷“仿真树”。这些避雷仿真树从外观上看，跟普通的树木没有多少区别，但它的内在是金属体，用于接闪和泄放雷电流，同时不会对长城本体产生影响或破坏，外行人基本是看不出来的。“一般安装多少棵避雷树，间隔多少距离，高度多少合适，这都是经过严格测算的，树的高度会比长城要高，但不会太密。”李京校说。

　　还有一些文物建筑场所，因为要最大限度地保护文物古建，所以避雷装置采用了升降式避雷针的设计。“预警到雷电来临的时候升上来，没有的时候就降下去，最后收到一口井里。”李京校说，这样的避雷针是可以收缩的，建在文物建筑的外部，减少防雷装置对文物建筑本体以及外观的影响。

　　李京校说，有的古建，本身也自带有避雷装置。比如颐和园佛香阁，佛香阁的屋顶有一个铜制的椭圆形的球状体，现在已经被改造成避雷装置在使用。“当然古人建这个球体的时候并不是作避雷用，但它正好符合避雷装置的要求，当做了防雷接闪器来用。”不过，球体的厚度也是有要求的，不能太薄。

　　另外，室外空旷的广场和地下交通设施同样需要注意避雷。李京校说，在一些空旷的广场，类似金属旗杆、灯杆等装置，都可以起到避雷针的作用，但前提必须是有接地线和大地良好连接，以此泄放雷电流。地铁站一方面安装了浪涌保护器，另一方面本身建设时地下的钢筋结构就可以泄放电流。

　　李京校说，现在城市里有很多屋顶草坪的设计，能吸收二氧化碳是件好事，但防雷方面却带来了难度，“楼顶的花草太多，就不方便敷设避雷带，不太容易实现避雷网格”。据了解，在正常情况下，比如二类建筑物的屋顶，避雷网的面积要求在8×12平方米或者10×10平方米，可一旦有了花草树木，避雷网格就难以敷设。

　　还有如今常见的玻璃房，安装避雷装置也存在一定难度。针对这种情况，虽然安放玻璃所用的金属骨架，一定程度起到接闪雷电的作用，但这种办法效果还是有限，“万一雷电没有打在金属骨架上，而是直接打在玻璃上，就会有一定的危险性。”李京校说，这时虽有防雷设施，但效果会大打折扣。

　　今年7月，李京校曾在石景山一处建筑物的屋顶看到设置的玻璃围栏，该围栏的玻璃部分是建筑物的最高点，雷电通常都会打在最高点的位置，万一击中玻璃，玻璃碎了直接坠落，就会有很大的危险，“这样的设计其实存在安全隐患，如何更好地防雷，有待进一步探索和研究。”

　　避雷装置最常见的，就是避雷针了，除此之外还有避雷带，一般铺设在楼顶上，如果是多条避雷带组合就构成一个避雷网。避雷针的高度不尽相同，要根据被保护对象的实际情况来测算。

　　避雷针可以防止直接雷击对建筑物造成伤害，但并不是说有了避雷针，建筑物就不会被雷击了。避雷针的原理，是在被保护物的顶端或附近安装一根接闪器，然后用符合规格的导线与埋在地下的泄流地网连接起来。当然，避雷针的规格必须符合国家标准，避雷针的高度需要根据被保护对象高度、二者之间的距离等数据进行计算确定。

　　现在避雷针有了个新名字——接闪杆。之所以有这个名字，是因为避雷针刚刚出现在中国时，人们以为它可以避免房屋遭受雷击，所以称其为避雷针。但事实上，避雷针保护建筑物的方式并不是避免房屋遭受雷击，而是引雷上身，然后通过其引下线和接地装置，将雷电流引入地下，从而起到保护建筑物的作用。相应的，避雷带也改成了接闪带，避雷网也叫接闪网，避雷线改为了接闪线，这些统称为接闪器。

　　记者了解到，尽管时代在变迁，避雷针的功能却还是最原始的，所以并不存在更新换代一说。它只会根据建筑物的不同，调整外观或构造。而避雷针(带)也不需要经常更换，除非是避雷针(带)的横截面积锈蚀超过了三分之一，否则不会影响其功能。屋顶如果新安装了设备，如太阳能热水器、光伏发电装置等，防雷装置则需要改进，必须确保新安装的设备也能在防雷保护范围内。

　　不要以为北京发生雷电几率不大，实际上从统计数据来看，北京这些年雷电多的时候，一年达到3万多次(针对地闪而言)，少的年份也有一两万次，平均来说，一年平均雷电次数在两万次左右。