時(shí)間：2023-03-13 11:21:09
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植物紋樣在世界各國(guó)的建筑裝飾中大量存在，其中卷草紋是不同文化形態(tài)中最具代表性的植物裝飾紋樣，卷草紋的首次出現(xiàn)，對(duì)裝飾藝術(shù)史有著極大的意義。東西方的卷草紋裝飾，彼此具有內(nèi)在的聯(lián)系。對(duì)于卷草紋究竟屬于何種植物，不同地區(qū)有不同的理解，從形式和構(gòu)成規(guī)律方面看它們非常相似，都以植物藤蔓為紐帶，互相交錯(cuò)，以葉片為點(diǎn)綴，穿插少量花蕾，具有連續(xù)性。無(wú)論東方的忍冬紋還是西方的莨苕紋，都以線條的生動(dòng)構(gòu)成有機(jī)紋樣，使人們感受到一種植物紋樣風(fēng)格化和生成過(guò)程中所承載的人類情感。來(lái)源于/
一、古代中國(guó)和埃及的卷草紋飾
中國(guó)的卷草紋樣出現(xiàn)于公元300年前后，在宮殿、廟宇等建筑裝飾中較為常見。中國(guó)卷草紋最初稱為忍冬草紋樣，隨佛教一起傳入中國(guó)，多少帶有宗教的含義。任何宗教性質(zhì)的符號(hào)，只要具有藝術(shù)的潛能，都能隨著時(shí)間而成為主要的或純粹裝飾性的母題。當(dāng)一個(gè)母題因?yàn)榕c宗教意義有關(guān)而被頻繁地在各種領(lǐng)域別是建筑上運(yùn)用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生定式。忍冬紋以及與之同源的蓮花紋樣一起，在南北朝時(shí)期得到廣泛發(fā)展，主要體現(xiàn)在當(dāng)時(shí)的石雕、壁畫等裝飾中。南北朝時(shí)期的裝飾藝術(shù)具有極強(qiáng)的超現(xiàn)實(shí)主義風(fēng)格，這種風(fēng)格的形成與當(dāng)時(shí)的社會(huì)背景有著不可分割的關(guān)系，漢滅亡后，三國(guó)鼎立，數(shù)年戰(zhàn)亂，人民生活苦不堪言，渴望擺脫現(xiàn)實(shí)進(jìn)入美好的精神境界，此時(shí)佛教傳入中國(guó)，各地開窟造像，敦煌莫高窟便始于此時(shí)。這種風(fēng)格對(duì)卷草紋的形成和發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響，使之具有自由、隨意、唯美的特點(diǎn)。忍冬紋的特征為三瓣葉或四瓣葉圖形，以富有變化的組織形式構(gòu)成有節(jié)奏的圖案，其中有單獨(dú)紋樣、二方連續(xù)、四方連續(xù)等不同構(gòu)成形式。隨著時(shí)代的發(fā)展，卷草紋不斷變化，這種最初的宗教裝飾符號(hào)，其原始的含義逐漸被淡化，到唐代演變出更加豐富的形式。唐代建筑裝飾風(fēng)格華麗富貴，卷草紋樣與葡萄、蓮花、石榴、牡丹、寶相花以及祥禽瑞獸等紋樣相融合，創(chuàng)造出極富理想主義色彩的植物裝飾形象，以其流暢舒展的風(fēng)格用于建筑的石雕、木雕、藻井、門飾、壁畫等方面。
古埃及人最先創(chuàng)造了紀(jì)念性建筑，他們用極其耐久的石頭建造神廟和陵墓。古埃及藝術(shù)是最先把植物的形象加以改變，使之成為裝飾形式的，有兩種植物與埃及文化緊密相連，即蓮花和紙莎草。古埃及的卷草紋樣以蓮花、棕櫚、紙莎草為主題構(gòu)成藤蔓，花和花蕾點(diǎn)綴在卷曲的莖葉之間，形成優(yōu)美的曲線，這種紋飾被認(rèn)為是卷草裝飾的基礎(chǔ)。蓮花和紙莎草生長(zhǎng)于尼羅河岸邊，蓮花象征美好，紙莎草可用于書寫，與人民生活息息相關(guān)，它們?cè)诎＜拔幕芯哂刑貏e的意義，常用于建筑柱頭、柱身、壁畫、門楣等裝飾。埃及建筑裝飾本質(zhì)上是象征性的，是東方文化中將宗教與政治結(jié)合起來(lái)的強(qiáng)有力代表，它們不僅僅是純粹的裝飾，更是為了表達(dá)民族自身的觀念、情感和思想。
二、古代希臘和羅馬的卷草紋飾
中國(guó)的建筑雕塑的大發(fā)展是在佛教傳入中國(guó)以后。佛教源于印度，傳人我國(guó)后以迅雷之勢(shì)蔓延開來(lái)，與中國(guó)本土文化融合后扎下根。佛教的興盛推動(dòng)了佛教建筑的修建，而佛教建筑是離不開雕塑的，客觀上推動(dòng)了建筑雕塑的繁榮。自此之后的中國(guó)古代建筑就與雕塑結(jié)下不解之緣，雕塑成為建筑不可分割的一部分?？v觀整個(gè)中國(guó)古代建筑發(fā)展史，可以看出中國(guó)古代的人文思想對(duì)建筑雕塑的影響是很大的，概括起來(lái)有以下兩個(gè)方面：一是傳統(tǒng)儒家的社會(huì)等級(jí)思想，這種思想影響在建筑領(lǐng)域就是“貴賤有等，長(zhǎng)幼有序，貧富輕重皆有稱者也”（《荀子•禮運(yùn)篇》）；“天子七廟，諸侯五，大夫三，士一……天子之堂九尺，諸侯七尺，大夫五尺，士三尺……”（《禮記•禮器》）[2]。這說(shuō)明私人所擁有的一切物品，必須與其身份地位相吻合，不能逾越。建筑的大小、形制，建筑裝飾的華麗程度，建筑雕塑的內(nèi)容題材和繁復(fù)程度都要與主人的身份相一致，建筑也成為維護(hù)倫理綱常、禮樂(lè)秩序的工具。二是中國(guó)傳統(tǒng)認(rèn)知重文學(xué)藝術(shù)輕科技工學(xué)，建筑恰恰不幸的處于工學(xué)技藝的范疇，建筑人員在古代只能被稱作“匠”，建筑也充其量就是手藝活兒，這些導(dǎo)致了我國(guó)古代的建筑發(fā)展和傳承一直處于師傅傳徒弟的狀態(tài)，沒(méi)有像西方那樣有知識(shí)階層的充分介入，將其上升到理論的高度，成為一門學(xué)科。師徒式的代代相傳，往往具有較大的局限性，徒弟要秉承師傅的教誨，守“祖訓(xùn)”，勢(shì)必不能跨越祖宗定下的規(guī)矩。因此，在封建社會(huì)，中國(guó)傳統(tǒng)建筑并沒(méi)產(chǎn)生質(zhì)的飛越，無(wú)論是建筑材質(zhì)、建筑形制，還是建造技術(shù)都沒(méi)有新的突破，理論上的建樹更是乏善可陳，僅有的幾部建筑方面的著作，也只是對(duì)現(xiàn)有成果的歸納總結(jié)，更多得是為了發(fā)揮規(guī)范作用。但是，這并沒(méi)有阻礙建筑雕塑的發(fā)展，中國(guó)古代建筑不乏繁復(fù)精美、巧奪天工之作。
二、中西方建筑雕塑表現(xiàn)形式之比較
(一)建筑雕塑的載體和部位
西方建筑普遍是磚石結(jié)構(gòu)，石材是其建造建筑物的主要材質(zhì)。因石材具有穩(wěn)定性佳、耐腐蝕風(fēng)化及抗災(zāi)害性良好的特性，因此西方至今仍留存于世的古代偉大建筑較多。建筑雕塑依附于石材之上，以石雕為主。早期希臘建筑以柱子作為建筑的承重構(gòu)件，在這些柱子的柱頭或柱身的下半部往往會(huì)有雕刻紋樣存在，有的甚至整根柱子就是一尊完整的人物雕塑。建筑山墻的尖端會(huì)有純裝飾性的雕塑出現(xiàn)，山花及檐部都有大量雕刻。羅馬時(shí)期柱子淪為裝飾，不再作為建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用。中世紀(jì)的歐洲，主要建筑成就集中在教堂的建設(shè)上。12世紀(jì)以后，西歐的城市教堂以哥特式為代表，更強(qiáng)調(diào)世俗美和感性美，教堂的內(nèi)部由垂直支柱構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)，冷峻精瘦，支柱之間是大面積的窗子，這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式使得其內(nèi)部幾乎沒(méi)有墻壁，雕刻之類的建筑裝飾沒(méi)有了依附。但教堂的外部卻布滿裝飾，比如教堂的大門四周，主體建筑的外立面。巴黎圣母院的西立面上就雕刻著彩色雕像，龕、小尖塔、華蓋上往往也會(huì)布滿雕刻，使建筑的天際線擁有跳躍的層次性，增強(qiáng)了教堂的莊嚴(yán)、靜穆之感。西方建筑雕塑的巔峰是巴洛克建筑，巴洛克建筑是一種炫富情緒的釋放，它打破傳統(tǒng)建筑的設(shè)計(jì)思維，更注重標(biāo)新立異，故而裝飾布滿建筑內(nèi)外，大量使用雕刻和壁畫，華麗璀璨。許多天頂畫和壁畫采用浮雕技法，使雕塑、繪畫與建筑渾然一體。中國(guó)古代建筑多以木構(gòu)架為主，墻體多為土質(zhì)燒制，這與中國(guó)古代的陰陽(yáng)理論有關(guān)。古代風(fēng)水理論認(rèn)為“，木”屬陽(yáng)性，宜于活人住所建筑，而石材乃無(wú)生命之物，一般用于陵墓等陰宅的修建。古代建筑雕塑以木雕為主，同時(shí)還有彩繪、漆飾等。西周時(shí)期出現(xiàn)了板瓦和筒瓦，東周時(shí)已有附有雕刻紋樣的瓦當(dāng)出現(xiàn)。我國(guó)古代建筑的屋頂形式多樣，兩屋面相交而成屋脊,兩條脊或三條脊相交必然產(chǎn)生一個(gè)集中的結(jié)點(diǎn)，對(duì)這個(gè)結(jié)點(diǎn)往往進(jìn)行美化處理，雕刻成動(dòng)植物或幾何樣式，稱之為寶頂或吻獸[3]。整個(gè)木構(gòu)架體系的劃分細(xì)致，分為梁、柱、枋、檁、椽等，這些構(gòu)件幾乎都是肉眼可以看到，暴露在外的，因此也是進(jìn)行裝飾的首選之處。往往根據(jù)部位和形態(tài)的不同加工成動(dòng)物造型、植物造型等不同形象。古代建筑的門窗也是進(jìn)行雕刻的主要部位：大門上有成排的門釘，中央會(huì)有一對(duì)獸首口銜門環(huán)；窗子上多用紙糊的，窗格較為密集，這密集的窗格上大都布滿雕刻紋樣。古代建筑往往有高高的基座，臺(tái)基上建有圍欄，圍欄通常雕刻紋飾；望柱的柱頭和望柱下的排水口多被雕刻成動(dòng)物形象，使整個(gè)基座高臺(tái)看起來(lái)莊嚴(yán)富麗。
（二）建筑雕塑的內(nèi)容題材和形式手法
1.文化的定義
對(duì)于文化的定義，似乎沒(méi)有一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)，著名人類學(xué)學(xué)者泰勒給文化的定義是：文化是一個(gè)復(fù)雜的總體，包括知識(shí)、信念、藝術(shù)、道德法則、法律、風(fēng)俗以及人類在社會(huì)里所獲得的一切能力與習(xí)慣。
2.中國(guó)文化定義
中國(guó)文化一般指中國(guó)傳統(tǒng)文化，是各民族集體智慧的結(jié)晶，是經(jīng)過(guò)歷史沉淀積累下來(lái)的精華，是民族未來(lái)發(fā)展的根基。“文化”在中國(guó)古代典籍里是“文”和“化”的復(fù)合?！拔摹弊钟滞ā凹y”字，可引申為文、文章、文采、條文等?；?，則有變、改、生、造化等義。如《禮記?樂(lè)記》中說(shuō)：“和，故百物皆化?！边@里的“化”指化生。
3.西方文化定義
西方的“文化（Culture）”一詞來(lái)源于拉丁文，原意是耕作、培養(yǎng)、教育、發(fā)展、尊重。在物質(zhì)活動(dòng)方面，“文化”意味著耕作，而在精神修養(yǎng)方面則涉及等，這是西方的文化概念中最原始、最基礎(chǔ)性的涵義。西方文化一般是指發(fā)源于古希臘、羅馬，秉承了中世紀(jì)的基督教傳統(tǒng)，傳承于文藝復(fù)興、宗教改革時(shí)期，經(jīng)啟蒙運(yùn)動(dòng)發(fā)展而最終確立，并且?guī)装倌陙?lái)興盛于西歐、北美地區(qū)的文化系統(tǒng)。
二、中西方建筑文化的比較
建筑文化是人類生活與自然環(huán)境不斷作用的產(chǎn)物，是具有地域文化特色的靚麗風(fēng)景，是人類文明歷史長(zhǎng)河中產(chǎn)生的物質(zhì)財(cái)富，也是一個(gè)國(guó)家文化的重要組成部分。在不同的時(shí)代和地域，建筑文化的內(nèi)涵和風(fēng)格是不同的。由于中西方社會(huì)發(fā)展的差異以及地理、自然環(huán)境的不同，它們所呈現(xiàn)的建筑文化也是有差異的。
1.中國(guó)建筑文化
中國(guó)建筑伴隨著中華大地源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的華夏文明而產(chǎn)生，具有深厚的文化底蘊(yùn)。中國(guó)建筑以其獨(dú)特的構(gòu)思、豐富的美學(xué)價(jià)值而成為無(wú)價(jià)之寶，它能陶冶國(guó)人的情操，提升國(guó)人的審美情趣，豐富國(guó)人的視野。傳統(tǒng)建筑是中國(guó)傳統(tǒng)文化的具體體現(xiàn)，如北京四合院、閩南的圓樓、云南的一顆印住宅、河南和陜西的窯洞等，以及都城的規(guī)劃，宮殿的布局，皇室貴胄、達(dá)官顯貴的陵寢等，都是中國(guó)傳統(tǒng)文化浸潤(rùn)的結(jié)果。中華幾千年的文明史孕育了燦爛的文化，構(gòu)筑了精美的建筑體系。中國(guó)建筑作為中國(guó)文化的物質(zhì)載體和中華民族精神的物質(zhì)化表現(xiàn)，必然有著與西方建筑不同的風(fēng)格和特點(diǎn)。中國(guó)建筑以其獨(dú)特的形質(zhì)格局、超拔的內(nèi)容體系在全球范圍內(nèi)大放異彩，為世人所矚目。從建筑理念上看，傳統(tǒng)中國(guó)建筑有著濃厚的天人合一的時(shí)空觀念及和諧精神，在建筑布局上則有著濃厚的中心觀念?？梢哉f(shuō)，中國(guó)的建筑滲透了中國(guó)的傳統(tǒng)文化和民族精神。作為中華民族不可分割的一個(gè)重要組成部分，黎族文化的發(fā)展對(duì)于其自身的建筑有著深刻的影響。自遠(yuǎn)古時(shí)代以來(lái)，黎族人民就生息繁衍在美麗富饒的海南島上，創(chuàng)造出悠久的歷史和燦爛的文化。作為黎族民族文化一部分的民居住宅建筑藝術(shù)同樣源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。在漫長(zhǎng)的歷史歲月里，黎族人民根據(jù)地形環(huán)境、氣候條件、建筑材料等，因地制宜地創(chuàng)造了獨(dú)具特色的茅草屋。黎族人民居住的傳統(tǒng)房屋是以格木、竹子、紅白藤和茅草為建筑材料，房屋的頂部是以茅草搭建的，屋子的骨架用竹木構(gòu)成，屬于中國(guó)傳統(tǒng)的竹木結(jié)構(gòu)建筑。由于房子低矮，外形像船篷，內(nèi)部布置像船艙，被人們稱為“船形屋”，它是黎族人民傳統(tǒng)智慧的結(jié)晶。黎族傳統(tǒng)的建筑文化展現(xiàn)了中國(guó)古代人民無(wú)與倫比的智慧和獨(dú)樹一幟的風(fēng)采，也展現(xiàn)了中華傳統(tǒng)建筑的強(qiáng)烈個(gè)性和藝術(shù)魅力。
2.西方建筑文化
中國(guó)古典園林設(shè)計(jì)遵循自然式的設(shè)計(jì)原則，在園林建筑的分布上追求與自然的和諧統(tǒng)一，園林建筑在園林中的分布遵循著這一原則，一般根據(jù)實(shí)際的園林景觀進(jìn)行變化，建筑的功能和類型也根據(jù)園林景觀整體的布局進(jìn)行選擇，與周圍的環(huán)境和諧統(tǒng)一。西方園林建筑的分布，遵循對(duì)比的原則。園林建筑一般處于園林景觀的中線或者視線的節(jié)點(diǎn)上，園林建筑之間相對(duì)獨(dú)立，園林建筑與園林其他景觀之間也處于獨(dú)立的狀態(tài)。
中國(guó)古典園林建筑同時(shí)具有美學(xué)功能和使用功能兩個(gè)功能，具體的體現(xiàn)在美學(xué)功能、使用功能、生態(tài)功能和空間的組織功能四個(gè)方面。園林建筑本身的造型和設(shè)計(jì)發(fā)揮其美學(xué)功能，其居住、休息、宴會(huì)等作用是園林建筑使用功能的發(fā)揮。此外，中國(guó)古典園林建筑還可以起到對(duì)園林的空間進(jìn)行分割、組合的作用，如墻在園林建筑中的作用，增加了中國(guó)園林的空間感。西方古典園林的園林建筑，除亭、橋等具有使用功能外，其他的園林建筑一般不具有使用功能，僅僅是作為人工景觀對(duì)園林起到點(diǎn)綴作用，美學(xué)意義大于實(shí)用功能。在空間上，西方建筑不具有分割、組合空間的作用，在園林景觀中獨(dú)立的存在。
東西方園林建筑之間存在差異性的首要原因，就是東西方歷史文化氛圍的不同，即文化觀念的不同直接導(dǎo)致的對(duì)園林藝術(shù)審美要求的不同。中國(guó)文化追求順應(yīng)自然、天人合一的狀態(tài)。在園林設(shè)計(jì)中較多采用曲線設(shè)計(jì)來(lái)反應(yīng)自然景觀的不規(guī)則性變化，以曲線為美，園林建筑的設(shè)計(jì)包含了中國(guó)人對(duì)天人合一、順應(yīng)自然的最高追求。在西方，西方文化追求人改變自然的觀念，在園林的設(shè)計(jì)中多采用直線的設(shè)計(jì)，以直線代表著人的意志，對(duì)自然景觀進(jìn)行征服，在園林建筑的設(shè)計(jì)中以對(duì)稱、直線和幾何圖形為美。
西方園林建筑起源于古羅馬建筑，建筑材料的選擇以石頭為主。中國(guó)園林建筑受到傳統(tǒng)的自然環(huán)境和傳統(tǒng)木式建筑的影響，園林建筑以土木為主。西方建筑以石料作為主要的建筑材料，在園林建筑上也是這樣。以羅馬萬(wàn)神廟最為代表的拱式建筑是西方建筑的代表，以石料砌筑，墻壁較厚，窗洞較小是其建筑因材料帶來(lái)的特點(diǎn)。西方園林建筑強(qiáng)調(diào)體積美感，建筑的尺寸和重量等以追求宗教氛圍的營(yíng)造為主，不以實(shí)際的使用需要為主。雕塑作為西方建筑的主要裝飾方式，追求雕塑與建筑的統(tǒng)一，也是以以石料作為主要的建筑材料決定的。中國(guó)的古典園林建筑以土木作為建筑的主要材料，以抬梁式作為建筑的主要結(jié)構(gòu)。抬梁式結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了中國(guó)園林建筑可以單間或者多間組合，還可以實(shí)現(xiàn)三角、六角、圓形、田字等多種平面結(jié)構(gòu)建筑。塔最為中國(guó)傳統(tǒng)建筑的一個(gè)代表，既是在以較輕的土木為材料，以抬梁式為主要工藝的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。
化學(xué)灌漿材料又稱防水漿材,其與防水卷材、防水涂料、防水膩?zhàn)踊蚰z泥、橡塑止水帶或金屬止水帶等同屬防水建筑材料范圍.而所不同處則是化學(xué)灌漿材料具有如下特性:
①它是溶液,而且是真溶液.應(yīng)永不分層,無(wú)沉淀;
②粘度很低,有些漿材粘度甚至接近水;
③固化或膠凝時(shí)間可人為控制;
④可用泵灌入裂縫,充填裂隙,堵截滲漏水,具有原位修復(fù)止水結(jié)構(gòu)或單獨(dú)構(gòu)建防滲帷幕之功能,特別適用于地下隱蔽工程;
⑤固化或膠凝時(shí)體積收縮很小;
⑥固化物或膠凝體本身不滲水;
⑦固化物或膠凝體耐久性良好.上述特點(diǎn)和功能是我們通常熟習(xí)的防水建筑材料所不具備也無(wú)法替代的,正因如此,化學(xué)灌漿材料在防水工程上具有特殊的重要性,并以此成為防水建筑材料中不可或缺的重要成員
2.常用化灌漿材的分類
目前國(guó)內(nèi)常用的化學(xué)灌漿材料按其性能與用途大致分為兩大類,六大品種系列,上百種品牌.第一類是防滲止水型,這包括水玻璃、丙烯酸鹽、聚氨酯和木質(zhì)素漿材四大品種系列.第二類是補(bǔ)強(qiáng)加固型,這包括環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸甲酯漿材兩大品種系列.其中水玻璃漿材又可分堿性與酸性兩大品種,聚氨酯漿材又可分油溶性、水溶性與彈性三大品種,環(huán)氧樹脂漿材又可分為非活性稀釋劑、活性稀釋劑及呋喃樹脂三大品種.必須指出,在第一類型中的水玻璃漿材也能用于補(bǔ)強(qiáng)加固工程,只是強(qiáng)度較低;在第二類型中的環(huán)氧樹脂漿材也能用于防滲止水工程,只是單價(jià)偏高.現(xiàn)將國(guó)內(nèi)用量較大的環(huán)氧樹脂和聚氨酯漿材品牌及研發(fā)單位列于下表1和表2.
表1.國(guó)內(nèi)常用環(huán)氧漿材品牌及研發(fā)單位
漿材品牌SK-1JXHK中化-798CW
研發(fā)單位中國(guó)水科院天津基礎(chǔ)公司杭州華東院科研所廣州中科院化學(xué)所長(zhǎng)江科學(xué)院
表2.國(guó)內(nèi)常用聚氨酯漿材品牌及研發(fā)單位
漿材品牌
PMLWHWTZS發(fā)單位天津大學(xué)華東院科研所華東院科研所上海隧道公司
3.主要用途及應(yīng)用部門
由于化灌漿材具有前述七大特性,故化學(xué)灌漿漿材和技術(shù)特別適用于工程建設(shè)中的堵漏止水、帷幕防滲、基礎(chǔ)加固和裂縫修補(bǔ)四個(gè)方面.從現(xiàn)在來(lái)看,化學(xué)灌漿的應(yīng)用領(lǐng)域主要在水電、建筑、采礦和交通四個(gè)行業(yè),具體應(yīng)用領(lǐng)域大體如下
①大壩、水庫(kù)、涵閘等基礎(chǔ)防滲帷幕和基礎(chǔ)加固；
②大堤、渠道、渡槽等的防滲堵漏及加固;
③核電站等的封閉止水防滲[1]和基礎(chǔ)加固;
④地下建筑物(如地鐵、人防、隧道等)的防滲、堵漏止水、基礎(chǔ)加固和裂縫的補(bǔ)強(qiáng)加固;
⑤礦山、工廠有毒廢渣、廢水和城市垃圾場(chǎng)等截滲工程的防滲帷幕;
⑥礦井建設(shè)中的涌水堵漏、流沙治理及對(duì)軟弱地層加固、穩(wěn)定的預(yù)灌漿;
⑦石油鉆井開采中的堵漏止水、鉆孔護(hù)壁加固和驅(qū)油;
⑧橋基加固及橋體裂縫補(bǔ)強(qiáng);
⑨機(jī)場(chǎng)跑道和停機(jī)坪、公路和鐵路特殊路段的軟弱地層加固、防滲和混凝土裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固;
⑩江河海港港工建筑物(如碼頭、船閘、防波堤等)的基礎(chǔ)防滲和加固
4.國(guó)內(nèi)化灌漿材應(yīng)用概況
化學(xué)灌漿材料在防水材料中雖屬小品種,但隨我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展應(yīng)用量在逐年增加,年用量己遠(yuǎn)超萬(wàn)噸,現(xiàn)僅根據(jù)2004年沿海八城市12個(gè)企業(yè)或公司粗略統(tǒng)計(jì)的用量就有6635T,見表3.同時(shí),在各部門中化學(xué)灌漿材料的應(yīng)用也因工程要求不同而有所不同,有所選
表3.沿海八城市12家企業(yè)或公司2004年用漿量粗略統(tǒng)計(jì)
漿材種類水玻璃聚氨酯環(huán)氧丙烯酸鹽
用量(T)/年4000220042015
擇差別.如地下建筑業(yè)及地鐵建筑防水多選用聚氨酯漿材;采礦部門止水和交通部門修復(fù)路基多選用廉價(jià)的水玻璃漿材;水電部門修筑大壩多選用丙烯酸鹽做防滲帷幕和選用環(huán)氧漿材加固壩基;文物保護(hù)部門則選用甲基丙烯酸甲酯漿材來(lái)修復(fù)文物建筑等.化學(xué)灌漿材料在大型工程中應(yīng)用量是很大的.葛洲壩電站一期工程護(hù)坦止水系統(tǒng)滲漏事故的修復(fù),一次用彈性聚氨酯漿材20余噸;上海地鐵4號(hào)線塌方冒水事故僅止水一項(xiàng)用聚氨酯漿材就達(dá)102噸;三峽工程近幾年防滲堵漏和地基加固應(yīng)用各種化學(xué)灌漿材料570多噸,見表4;廣東一家化灌企業(yè)
表4.三峽工程化灌漿材應(yīng)用概況
漿材名稱CW環(huán)氧LW+HW聚氨酯丙烯酸鹽
主要用途地基加固止水堵漏防滲帷幕
漿材用量(T)32018070
去年僅在桂、粵、湘公路修復(fù)工程的路基加固防滲中就用了水玻璃漿材2000噸以上,由此可見一斑
5.國(guó)內(nèi)化灌漿材研究概況
我國(guó)化學(xué)灌漿事業(yè)是解放后開創(chuàng)的,經(jīng)50余年發(fā)展,成績(jī)斐然[2].這與一些產(chǎn)業(yè)部門和部份大專院校培養(yǎng)了一批從事化學(xué)灌漿技術(shù)的研究隊(duì)伍密切相關(guān).隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展,防水化灌漿材應(yīng)用量逐年上升,漿材開發(fā)與應(yīng)用的研究也在逐步增多.以近五年為例,在科技期刊雜志庫(kù)撿索中化學(xué)灌漿的研究論文約有323篇,其中漿材研究與應(yīng)用占240篇,見表5.由
表5.近五年國(guó)內(nèi)化灌漿材研究與應(yīng)用撿索概況
漿材環(huán)氧聚氨酯水玻璃丙烯酸鹽丙凝甲凝木質(zhì)素篇數(shù)1127327111052
%46.730.411.24.64.22.10.8
表5可見,從研究論文數(shù)量排序講,前三位是環(huán)氧樹脂漿材、聚氨酯漿材和水玻璃漿材,而
實(shí)際應(yīng)用中則正相反,水玻璃漿材多于聚氨酯漿材,而聚氨酯漿材又多于環(huán)氧樹脂漿材.從研究與應(yīng)用所獲成果水平來(lái)看也較高,世人矚目的三峽工程化學(xué)灌漿的成果就是例子.該工程在
①應(yīng)用國(guó)內(nèi)研制的無(wú)毒丙烯酸鹽漿材,替代有毒并有致癌可疑的丙凝漿材,首次建造大壩化學(xué)防滲帷幕[3];
②選用CW環(huán)氧漿材和水泥—化學(xué)復(fù)合灌漿技術(shù),加固軟弱泥化斷層破碎帶;和
③采用包括化學(xué)漿材在內(nèi)的五層防滲止水措施,處理好泄水閘迎水面多條混凝土活縫上[4]都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平.這其中三峽工程的高水頭混凝土活縫處理,一直是中外媒體關(guān)注的焦點(diǎn)
6.化灌漿材與環(huán)境保護(hù)
化學(xué)材料中常含少量有毒害的化合物,用于防水的化學(xué)灌漿材料也不例外,因此研究與應(yīng)用化灌漿材的人員一定要提高環(huán)保意識(shí),做好防止污染的工作.積多年從事研究與應(yīng)用防水化灌漿材工作的經(jīng)驗(yàn),特提出如下選擇與應(yīng)用化灌漿材,防止污染的四條原則[5]:
①能用水泥漿材解決工程防滲加固問(wèn)題的絕不用化灌漿材;
②在滿足工程防水設(shè)計(jì)基本要求的前提下,選用化灌漿材應(yīng)首選無(wú)環(huán)境污染的水玻璃漿材;
③選用其它防水化灌漿材應(yīng)選用無(wú)公害產(chǎn)品,并注意不要任意擴(kuò)大應(yīng)用范圍及用量;
由于高層民用建筑容納大量人員，并且火災(zāi)隱患多，我國(guó)現(xiàn)有消防車滅火能力尚不能全部覆蓋高層民用建筑的所有區(qū)域，所以高層民用建筑必須立足于以自救為主，以室內(nèi)消防給水設(shè)備滅火為主，外部救援為輔的消防設(shè)置方式，因此必須對(duì)高層民用建筑消防給水系統(tǒng)的可靠性和合理性提出更高的要求。高層民用建筑消防給水系統(tǒng)必須嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的國(guó)家法律法規(guī)和相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并且還要做到使消防給水系統(tǒng)安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。我國(guó)大部分高層民用建筑消防系統(tǒng)主要由消火栓系統(tǒng)與噴淋系統(tǒng)兩大部分組成。消火栓系統(tǒng)由消防水池、高位消防水池、消防泵、穩(wěn)壓系統(tǒng)、管道系統(tǒng)、消火栓等組成。噴淋系統(tǒng)由消防水池、高位消防水池（與消火栓系統(tǒng)合用）、消防泵、穩(wěn)壓系統(tǒng)、報(bào)警閥組、壓力開關(guān)、水力警鈴、信號(hào)閥、水流指示器、管道系統(tǒng)、噴淋頭、末端試水裝置、壓力流量控制部分等組成。高層建筑消防給水系統(tǒng)還包括確定消防系統(tǒng)的供水量、消防系統(tǒng)的供水壓力和高層民用建筑管線的布置方式等方面的內(nèi)容。
2高層民用建筑消防的可靠性
高層民用建筑的消防給水系統(tǒng)必須具備足夠的可靠性。消防供水系統(tǒng)可靠性首先體現(xiàn)在消防供水系統(tǒng)必須具備可靠地供水水源。在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，水源能夠及時(shí)提供足夠多的水用于滅火。消防用水可由市政給水管網(wǎng)、天然水源或消防水池供給。其次，我們應(yīng)在高層民用建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，將消防給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的足夠合理，這樣才能使消防給水系統(tǒng)滿足足夠的可靠性要求。高層民用建筑消防給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅是將消防給水系統(tǒng)達(dá)到最佳化，還有分析和評(píng)估消防給水系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的可靠性，而且還包括各種電器控制部件的可靠性，以達(dá)到提高整個(gè)消防供水系統(tǒng)工作可靠性。這種可靠性設(shè)計(jì)方式可以大大提高整個(gè)消防供水系統(tǒng)的可靠性，而且使整個(gè)消防供水系統(tǒng)更加安全和更加節(jié)約。再次，我們?cè)诟邔用裼媒ㄖ澜o水系統(tǒng)中，應(yīng)該采用一些質(zhì)量有保障，有很高品質(zhì)的消防給水設(shè)備。這樣當(dāng)高層民用建筑發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，設(shè)備能夠及時(shí)穩(wěn)定的工作，為及時(shí)撲滅火災(zāi)提供了很好的保證。在日常生活中，不僅要提高消防供水系統(tǒng)等硬件的可靠性，還要不斷提高居民的防火意識(shí)。我們應(yīng)加強(qiáng)相應(yīng)制度建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)消防給水設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，尤其不能人為的有意或無(wú)意的對(duì)建筑室內(nèi)消防供水設(shè)備的破壞，發(fā)現(xiàn)有被損壞的設(shè)備和設(shè)施應(yīng)該及時(shí)維修和更換，確保設(shè)備能夠正常和及時(shí)的應(yīng)用。
3高層民用建筑消防其他措施簡(jiǎn)介
在高層建筑消防滅火系統(tǒng)中，我們主要采用的是以室內(nèi)消火栓為主的滅火系統(tǒng)。隨著高層消防滅火技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了很多新型的高層建筑滅火系統(tǒng)。比如最新出現(xiàn)的高層樓宇滅火系統(tǒng)，是一種利用航天發(fā)射技術(shù)、控制技術(shù)和信息處理技術(shù)，針對(duì)現(xiàn)代城市環(huán)境條件下高層和超高層建筑物或其他危險(xiǎn)場(chǎng)所應(yīng)急救援而研制的特種消防裝備。其發(fā)射的滅火彈可攜帶高效滅火劑，在人員撤離的情況下，精確投入高層樓宇起火現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)而撲滅火災(zāi)，特別適合城市復(fù)雜環(huán)境條件下的消防救援，可有效解決消防車在城市交通高峰期的情況下“進(jìn)不去”、“展不開”、“夠不著”等問(wèn)題，大大提高滅火效率和減少人員和財(cái)產(chǎn)損失，將給高層和超高層建筑物消防帶來(lái)重要影響。
4結(jié)論
關(guān)鍵詞：建筑防雷防雷裝置安全隔離距離等電位連接
前言
在人類生存的環(huán)境中有許多自然災(zāi)害，如地震、暴雨、冰雹、水災(zāi)、旱災(zāi)、火災(zāi)、雷擊等等。對(duì)此，人們總是想方設(shè)法進(jìn)行防御，或減輕它們所造成的損失。雷擊就是嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。但就我國(guó)而言，過(guò)去防雷設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑設(shè)計(jì)中所占的比重很小。電氣設(shè)計(jì)人員不重視，其他專業(yè)的設(shè)計(jì)人員更不重視，但雷擊所造成的損失卻無(wú)法輕視。如1989年山東黃島油庫(kù)遭受雷擊并引起大火，損失慘重。
就防雷歷史而言，我國(guó)建國(guó)初期大多是按照日本的45°～60°保護(hù)角確定避雷針的保護(hù)范圍，用三叉小針銅避雷針、銅引下線和1m×1m銅板作為接地裝置。50年代初期，引進(jìn)蘇聯(lián)技術(shù)，采用拋物線或折線計(jì)算法，用鐵管或鍍鋅元鋼做避雷針，用鍍鋅元鋼做引下線，地下打入3～5m長(zhǎng)的鍍鋅鐵管或鋼材作接地極，以致現(xiàn)在的避雷帶和避雷網(wǎng)均采用鍍鋅鋼筋或扁鋼。
80年代以前，我國(guó)沒(méi)有建筑物防雷規(guī)范，建筑電氣設(shè)計(jì)人員只能憑自己的認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)避雷針。自1957年北京市兩大雷擊事故發(fā)生以后，我國(guó)大量的古建筑物和群眾集中的公共場(chǎng)所才開始安裝避雷裝置。1957年7月6日明十三陵長(zhǎng)陵棱恩殿遭受雷擊，劈掉西部吻獸，劈裂兩根直徑1.17m，高14.3m的大楠木柱子，死一人，傷三人；1957年7月8日中山公園內(nèi)的一棵大樹落雷，雷電流感應(yīng)至附近的配電線路，然后傳到中山公園音樂(lè)堂，燒毀了配電室、舞臺(tái)和觀眾廳大頂棚。為此，北京市領(lǐng)導(dǎo)召開了緊急會(huì)議，決定對(duì)北京市重要古建筑物和人員眾多的影劇院安裝避雷針并指定由筆者負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)。此后，從天安門開始，到勞動(dòng)人民文化宮三大殿、景山萬(wàn)春亭、北海公園白塔，以至鼓樓、天壇祈年殿、頤和園排云殿、智慧海、十三陵長(zhǎng)陵棱恩殿、明樓、戒臺(tái)寺等30多處古建筑物和中山公園音樂(lè)堂等重要影劇院都相繼安裝了避雷裝置。
1957年，筆者將過(guò)去積累的雷擊事故調(diào)查和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，寫出了“民用建筑物防雷保護(hù)”研究報(bào)告并且于1958年9月在建工部設(shè)計(jì)局于武漢召開的“全國(guó)電氣設(shè)計(jì)人員交流大會(huì)”上，作了報(bào)告，發(fā)表了防雷觀點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法。報(bào)告中提出的雷擊規(guī)律、防雷標(biāo)準(zhǔn)、保護(hù)方式、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、屋頂板內(nèi)鋼筋作接閃裝置的理論以及詳細(xì)的設(shè)計(jì)實(shí)例和數(shù)十種做法大樣得到了與會(huì)代表的一致贊同，以后被廣泛采用。
1958年底，北京市建筑設(shè)計(jì)院研究室、中國(guó)科學(xué)院電工研究所和清華大學(xué)高壓教研室共同成立了“北京建筑物防雷研究小組”。1962年5月出版的《民用建筑物防雷保護(hù)》和1980年9月出版的《建筑物防雷設(shè)計(jì)》就是在筆者1957年研究報(bào)告和小組研究成果的基礎(chǔ)上寫出來(lái)的。書中突出的觀點(diǎn)是建筑物防雷設(shè)計(jì)的六項(xiàng)重要因素，即接閃功能、分流影響、屏蔽作用、均衡電位、接地效果和合理布線。現(xiàn)在看來(lái)，國(guó)內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范都離不開這六要素，有的單位還把它們作為設(shè)計(jì)原則?；\式避雷網(wǎng)和等電位連接早在1958年就在人民大會(huì)堂的設(shè)計(jì)和工作實(shí)踐中采用了，而國(guó)際上戈?duì)柕拢℅.H.Golde）于1997年才在《雷電》一書（國(guó)際名著）中談到等電位連接的做法，所以我國(guó)的防雷研究和實(shí)踐并不落后。
筆者主審的我國(guó)第一部《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ57－83）于1983年11月7日公布。第二部《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057－94）（機(jī)械工業(yè)部設(shè)計(jì)研究院林維勇先生主筆）于1994年4月18日公布。該部規(guī)范吸收了許多國(guó)外先進(jìn)的東西，將接閃器保護(hù)范圍的計(jì)算方法改為滾球法并結(jié)合我國(guó)防雷設(shè)計(jì)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)增加了許多新條款。這兩部規(guī)范對(duì)指導(dǎo)我國(guó)建筑物防雷設(shè)計(jì)起了很大的作用。
70年代以前，人們聽到的雷擊事故多是擊中建筑物或大樹，嚴(yán)重的造成了建筑物燒毀或人員傷亡。那時(shí)被雷擊的建筑物絕大多數(shù)是沒(méi)有安裝防雷裝置（避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)）?，F(xiàn)在聽到的雷擊事故相對(duì)少了，其原因是，六層以上的多層建筑物和高層建筑物都安裝了防雷裝置。有時(shí)，接閃器接閃后，即使是微電子設(shè)備因雷電電磁脈沖感應(yīng)受損，局外人也不知道，本單位做些局部修理也就完事了。其實(shí)，現(xiàn)在的雷擊事故并不算少。雷擊建筑物對(duì)某一棟樓而言可能是百年不遇的事，但防雷裝置接閃則是較常見的，這也是正常的。
接閃裝置接閃后，建筑物引下線附近的設(shè)備會(huì)受到雷電流的感應(yīng)，這就是雷電電磁脈沖干擾。90年代以前，國(guó)際和國(guó)內(nèi)的規(guī)范都沒(méi)有關(guān)于雷電電磁脈沖的規(guī)定。1992年國(guó)際電工委員會(huì)建筑物防雷專委會(huì)（IEC－TC/81）才開始討論這個(gè)問(wèn)題。1995年2月，該機(jī)構(gòu)了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《雷電電磁脈沖的防護(hù)》（IEC1312－1.2.3）。目前我國(guó)尚沒(méi)有類似的規(guī)定，這是近年來(lái)的問(wèn)題。
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)早已步入社會(huì)的各行各業(yè)。建筑物內(nèi)幾乎無(wú)不設(shè)有復(fù)雜程度不同的微電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，民用建筑也不例外。雷電電磁脈沖干擾日益成為頻發(fā)事故。面對(duì)這種挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)人必須轉(zhuǎn)變觀念，把雷電電磁脈沖防護(hù)當(dāng)作防雷設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。這不只是電氣一個(gè)專業(yè)的事，因?yàn)樗婕暗诫娮釉O(shè)備的位置和管線的布置等問(wèn)題。各個(gè)專業(yè)應(yīng)充分協(xié)商，從整體上解決防雷設(shè)計(jì)上的問(wèn)題。否則，建筑物設(shè)計(jì)得再好，也無(wú)法正常使用。
研究建筑物防雷應(yīng)從雷擊事故調(diào)查入手，找出雷擊規(guī)律，然后，利用雷擊模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)所總結(jié)的規(guī)律和所提出的解決方案予以驗(yàn)證。研究人員應(yīng)根據(jù)科技的發(fā)展，不斷吸收新東西對(duì)滿足不斷變化的社會(huì)需要，如計(jì)算機(jī)的發(fā)展導(dǎo)致的對(duì)雷電電磁脈沖防擴(kuò)的需要。
下面將對(duì)防雷設(shè)計(jì)的基本原則、雷擊規(guī)律、近年來(lái)國(guó)際上提出的新概念以及隨著科技發(fā)展出現(xiàn)的新問(wèn)題分別予以論述。
1．雷電電磁脈沖
雷電電磁脈沖（LightningElectromagneticPulse），簡(jiǎn)稱LEMP，是天空打雷時(shí)產(chǎn)生的作為干擾源的強(qiáng)大閃電流及其電磁場(chǎng)。它的感應(yīng)范圍很大，對(duì)建筑物、人身和各種電氣設(shè)備及管線都會(huì)有不同程度的危害。這種危害就是雷電電磁脈沖所產(chǎn)生的干擾。
建筑物內(nèi)的雷電電磁脈沖干擾指以下三種情況：
（1）天空中雷電波的電磁輻射對(duì)建筑物內(nèi)電力線路和電子設(shè)備的電磁干擾；
（2）建筑物的防雷裝置接閃時(shí)，強(qiáng)大的瞬間雷電流對(duì)建筑物內(nèi)電力線路和電子設(shè)備的干擾；
（3）由外部各種強(qiáng)、弱電架空線路或電纜線路傳來(lái)的電磁波對(duì)建筑物內(nèi)電子設(shè)備的干擾。
現(xiàn)代電子技術(shù)日益向高精度、高靈敏度、高頻率和高可靠性方向發(fā)展。這些電子設(shè)備非常靈敏，但耐壓很低，一般電子設(shè)備都承受不了正負(fù)5伏的電壓波動(dòng)。以各種微機(jī)為例，當(dāng)雷電電磁脈沖的磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)0.07高斯時(shí)，就會(huì)引起微機(jī)的誤動(dòng)作，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)2.4高斯時(shí)，就會(huì)造成微機(jī)的永久性損壞。因此，我們必須對(duì)雷電電磁脈沖采取必要的防護(hù)措施，以便在先進(jìn)的建筑物內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的電磁兼容性（ElectromagneticCompatibility）。
防御雷電電磁脈沖干擾的理想防雷設(shè)計(jì)方案是籠式避雷網(wǎng)，它利用的是法拉第籠原理。建筑物的金屬結(jié)構(gòu)物遍及各處，不用很多鋼材就可很容易連接起來(lái)形成法拉第籠，從而建筑物內(nèi)的電子設(shè)備得到很好的屏蔽。屏蔽做得好，不僅能防御空間電磁波的輻射，而且還可使建筑物內(nèi)部的分流和均壓達(dá)到最佳效果。這里要說(shuō)明，屏蔽的做法應(yīng)根據(jù)建筑物內(nèi)電子設(shè)備的要求決定。由于設(shè)備的性質(zhì)不同，因此，有的要求僅對(duì)設(shè)備本身做屏蔽，有的要求在設(shè)備與設(shè)備之間做屏蔽，還有的要求在機(jī)房做屏蔽。正因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題的重要，所以1995年國(guó)際電工委員會(huì)建筑物防雷分委會(huì)（IEC/TC-81）在《雷電電磁脈沖的防護(hù)》的標(biāo)準(zhǔn)中提出了防雷保護(hù)區(qū)（LPZ）的概念，國(guó)際上剛開始實(shí)行這種規(guī)定，而我們國(guó)家還沒(méi)有提出。筆者認(rèn)為，設(shè)計(jì)人員可以按照微電子設(shè)備的多少、繁簡(jiǎn)、重要程度、擺放位置及進(jìn)出管線的具體情況自行劃分防雷區(qū)以取得良好的屏蔽、等電位和接地效果。
因此，防御雷電電磁脈沖對(duì)室內(nèi)布線的要求非常嚴(yán)格。由于用作引下線的鋼筋混凝土柱內(nèi)的鋼筋和整個(gè)建筑物的屏蔽網(wǎng)都在外墻處，雷電流需經(jīng)此處的鋼筋分流到接地裝置上，所以外墻處的電流密度大，電磁場(chǎng)強(qiáng)。因此，建筑物中的電源和通信等線路的主干線不應(yīng)靠近外墻，最好設(shè)置在建筑物的中心部位，如電梯井在中心部位，可設(shè)置在電梯井的近旁。建筑物內(nèi)的各種電氣饋線都要穿金屬管保護(hù)或采用雙層屏蔽電纜（或同軸電纜）。在一些有特殊要求的線路電源側(cè)，還應(yīng)加裝電涌保護(hù)器、隔離變壓器、穩(wěn)頻、穩(wěn)壓以及濾波等裝置。
防御雷電電磁脈沖對(duì)接地的要求也很嚴(yán)格。電子系統(tǒng)的低頻信號(hào)工作接地應(yīng)采用單點(diǎn)接地系統(tǒng)，在整個(gè)建筑物內(nèi)應(yīng)為樹干式結(jié)線布置。各層或各段的低頻信號(hào)工作接地均應(yīng)直接接到單點(diǎn)接地板上，不得形成環(huán)路。單點(diǎn)接地系統(tǒng)不應(yīng)與用作防雷引下線的柱子平行，以防強(qiáng)磁場(chǎng)干擾。由于是利用建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋作屏蔽，因此必須采用綜合共同接地方式，即將防雷接地、電源的工作接地、各種裝置的外殼、鐵管外皮和高頻電子設(shè)備的信號(hào)接地都統(tǒng)一接到建筑物的基礎(chǔ)上或室外接地裝置上。為避免雜散電流，單點(diǎn)接地系統(tǒng)必須采用絕緣線，其主接地板必須置于建筑物的最底層且直接與基礎(chǔ)或室外接地裝置連接。各層單點(diǎn)接地系統(tǒng)的區(qū)域接地板或終端接地板如需要與綜合共用接地系統(tǒng)的裝置接地板連接，應(yīng)在它們之間加裝不大于直流300V的放電管或壓敏電阻。綜合共用接地的電阻一般應(yīng)在1歐姆以下，對(duì)于特殊的電子設(shè)備，可在0.5歐姆以下。確定接地電阻時(shí)，應(yīng)考慮各種設(shè)備對(duì)接地電阻值的要求，在所要求的各種阻值下，應(yīng)取最低值。
在低壓220/380V供電系統(tǒng)中，應(yīng)采用三相五線（TN－S）系統(tǒng)，以便于裝置接地（PE）線和中性（N）線分開，PE線應(yīng)接到各層或各段裝置接地的終端地板上。為了防御雷電電磁脈沖，建筑物的電源、電話、廣播等線路最好采用埋地電纜引入，所用電纜應(yīng)為鎧裝電纜或同軸電纜且外皮兩端均要接地。
2外部防雷裝置與內(nèi)部防雷裝置
國(guó)際電工委員會(huì)編制的標(biāo)準(zhǔn)（IEC1024－1）將建筑物的防雷裝置分為兩大部分：外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置。筆者認(rèn)為，這樣劃分很有必要，建筑物的防雷設(shè)計(jì)必須將外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置作為整體統(tǒng)一考慮。
外部防雷裝置（即傳統(tǒng)的常規(guī)避雷裝置）由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器（也叫接閃裝置）有三種形式：避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)，它位于建筑物的頂部，其作用是引雷或叫截獲閃電，即把雷電流引下。引下線，上與接閃器連接，下與接地裝置連接，它的作用是把接閃器截獲的雷電流引至接地裝置。接地裝置位于地下一定深度之處，它的作用是使雷電流順利流散到大地中去。
內(nèi)部防雷裝置的作用是減少建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。除外部防雷裝置外，所有為達(dá)到此目的所采用的設(shè)施、手段和措施均為內(nèi)部防雷裝置，它包括等電位連接設(shè)施（物）、屏蔽設(shè)施、加裝的避雷器以及合理布線和良好接地等措施。
隨著電子設(shè)備的廣泛使用，雷電電磁脈沖的危害也相對(duì)嚴(yán)重起來(lái)。1992年6月22日國(guó)家氣象局中心大樓發(fā)生雷擊事故，北京－東京的同步線路的調(diào)制解調(diào)器被擊壞，致使線路中斷46小時(shí)，另一主機(jī)的一塊異步板被擊壞，導(dǎo)致8條線路中斷，影響了國(guó)際通訊。其他地點(diǎn)因雷電電磁脈沖干擾而導(dǎo)致電子設(shè)備損壞的例子還有不少。這類例子說(shuō)明，只設(shè)計(jì)外部防雷裝置而不配之內(nèi)部防雷手段，接閃器再好，也無(wú)法獲得好的防雷效果。
防雷工程是一種系統(tǒng)工程。筆者早在1960年作人民大會(huì)堂工程總結(jié)及寫作《建筑物防雷設(shè)計(jì)》一書時(shí)就提出了建筑物防雷設(shè)計(jì)的六項(xiàng)重要因素，目的是提醒人們要整體地、全面地考慮建筑物防雷設(shè)計(jì)。這六項(xiàng)要素是：
（1）接閃功能：指實(shí)現(xiàn)接閃功能所應(yīng)具備的條件，包括接閃器的形式（避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)）、耐流耐壓能力、連續(xù)接閃效果、造價(jià)以及接閃器與建筑物的美學(xué)統(tǒng)一性等。
（2）分流影響：指引下線對(duì)分流效果的影響。引下線的粗細(xì)和數(shù)量直接影響分流效果，引下線多，每根引下線通過(guò)的雷電流就小，其感應(yīng)范圍就小。引下線相互之間的距離不應(yīng)小于規(guī)范中的規(guī)定。當(dāng)建筑物很高，引下線很長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在建筑物的中間部位增加均壓環(huán)，以減小引下線的電感電壓降。這不僅可以分流，而且還可以降低反擊電壓。
（3）均衡電位：指使建筑物內(nèi)的各個(gè)部位都形成一個(gè)相等的電位，即等電位。若建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋與各種金屬設(shè)置及金屬管線都能連接成統(tǒng)一的導(dǎo)電體，建筑物內(nèi)當(dāng)然就不會(huì)產(chǎn)生不同的電位，這樣就可保證建筑物內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生反擊和危及人身安全的接觸電壓或跨步電壓，對(duì)防止雷電電磁脈沖干擾微電子設(shè)備也有很大的好處。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物最具備實(shí)現(xiàn)等電位的條件，因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的大部分都是自然而然地焊接或綁扎在一起的。為滿足防雷裝置的要求，應(yīng)有目的地把接閃裝置與梁、板、柱和基礎(chǔ)可靠地焊接、綁扎或搭接在一起，同時(shí)再把各種金屬設(shè)備和金屬管線與之焊接或卡接在一起，這就使整個(gè)建筑物成為良好的等電位體。
（4）屏蔽作用：屏蔽的主要目的是使建筑物內(nèi)的通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、精密儀器以及自動(dòng)控制系統(tǒng)免遭雷電電磁脈沖的危害。建筑物內(nèi)的這些設(shè)施，不僅在防雷裝置接閃時(shí)會(huì)受到電磁干擾，而且由于它們本身靈敏性高且耐壓水平低，有時(shí)附近打雷或接閃時(shí)，也會(huì)受到雷電波的電磁輻射的影響，甚至在其他建筑物接閃時(shí)，還會(huì)受到從該處傳來(lái)的電磁波的影響。因此，我們應(yīng)盡量利用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的鋼筋，即建筑物內(nèi)地板、頂板、墻面、及梁、柱內(nèi)的鋼筋，使其構(gòu)成一個(gè)六面體的網(wǎng)籠，即籠式避雷網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)屏蔽。由于結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同，墻內(nèi)和樓板內(nèi)的鋼筋有疏有密，鋼筋密度不夠時(shí)，設(shè)計(jì)人應(yīng)按各種設(shè)備的不同需要增加網(wǎng)格的密度。良好的屏蔽不僅使等電位和分流這兩個(gè)問(wèn)題迎刃而解，而且對(duì)防御雷電電磁脈沖也是最有效的措施。此外，建筑物的整體屏蔽還能防球雷、側(cè)擊和繞擊雷的襲擊。
（5）接地效果：指接地效果的好壞。良好的接地效果也是防雷成功的重要保證之一。每個(gè)建筑物都要考慮哪種接地方式的效果最好和最經(jīng)濟(jì)。筆者認(rèn)為，當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物符合規(guī)范條件時(shí)，應(yīng)利用基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。當(dāng)達(dá)不到規(guī)范中規(guī)定的條件或基礎(chǔ)包在防水卷材層內(nèi)時(shí)，可做周圈式接地裝置，但應(yīng)將周圈式接地裝置預(yù)先埋在基礎(chǔ)槽的最外邊（不必離開建筑物3m以外）。接地體靠近基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋有利于均衡電位，同時(shí)還可節(jié)省為挖深溝所花費(fèi)的人力和物力。在基礎(chǔ)完工后再挖深溝則易影響基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。
對(duì)木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)建筑物，必須做獨(dú)立引下線并采用獨(dú)立接地方式。當(dāng)土壤電阻率大，使用接地極較多時(shí)，也可做周圍式接地裝置。因?yàn)橹苋κ浇拥匮b置的沖擊阻抗小于獨(dú)立接地裝置的沖擊阻抗，而且有利于改善建筑物內(nèi)的地電位分布，減小跨步電壓。采用獨(dú)立式接地方式時(shí)，以鉆孔深埋接地極（約4~12m）的效果為最好，深孔接地極容易達(dá)到地下水位，且能減少接地極的用鋼量。
（6）合理布線：指如何布線才能獲得最好的綜合效果?，F(xiàn)代化的建筑物都離不開照明、動(dòng)力、電話、電視和計(jì)算機(jī)等設(shè)備的管線，在防雷設(shè)計(jì)中，必須考慮防雷系統(tǒng)與這些管線的關(guān)系。為了保證在防雷裝置接閃時(shí)這些管線不受影響，首先，應(yīng)該將這些電線穿于金屬管內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)可靠的屏蔽；其次，應(yīng)該把這些線路的主干線的垂直部分設(shè)置在高層建筑物的中心部位，且避免靠近用作引下線的柱筋，以盡量縮小被感應(yīng)的范圍。在管線較長(zhǎng)或橋架等設(shè)施較長(zhǎng)的路線上，還需要兩端接地；第三，應(yīng)該注意電源線、天線和屋頂高處的彩燈及航空障礙燈等線路的引入做法，防止雷電波侵入。除考慮布線的部位和屏蔽外，還應(yīng)在需要的線路上加裝避雷器、壓敏電阻等浪涌保護(hù)器。因此，設(shè)計(jì)室內(nèi)各種管線時(shí)，必須與防雷系統(tǒng)統(tǒng)一考慮。
3安全隔離距離與等電位連接
在建筑物內(nèi)部，就總體來(lái)說(shuō)，防雷措施可分為安全隔離距離和等電位連接兩大類。安全隔離距離指在需要防雷的空間內(nèi)，兩導(dǎo)電物體之間不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)的火花放電的最小距離，即不會(huì)發(fā)生反擊的最小距離。等電位連接的目的是減小或消除內(nèi)部防雷裝置各個(gè)部位上所產(chǎn)生的電位差，包括靠近進(jìn)戶點(diǎn)的外來(lái)導(dǎo)體上的電位差。
筆者主張，若采用安全距離法就應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50057－94）規(guī)定的各類防雷措施去計(jì)算；若采用等電位連接法，就應(yīng)徹底實(shí)現(xiàn)等電位。木結(jié)構(gòu)和磚混結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用安全距離措施，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用等電位連接措施。
1957年首次為天安門（木結(jié)構(gòu)建筑物）補(bǔ)做防雷裝置時(shí)，在其上部設(shè)置了明裝避雷帶和避雷網(wǎng)；在其內(nèi)部采用了安全距離措施。由于是補(bǔ)裝，難度相當(dāng)大，對(duì)內(nèi)部達(dá)不到安全距離的管線都做了改裝或加強(qiáng)了絕緣并把進(jìn)戶處的各種架空電源線、電話線和廣播線一律拆除，改為地下電纜。為確保木結(jié)構(gòu)建筑物的安全，工程人員每年都在結(jié)構(gòu)上稍有變形的部位加固，到1986年，在天安門大頂內(nèi)加固總共用了60噸鋼材。此時(shí)，再也不能給建筑物增加荷重了，因此中央決定將天安門城樓上的建筑物全部拆掉，徹底翻建。這給我們的防雷設(shè)計(jì)帶來(lái)了有利條件。所以，1969年第二次設(shè)計(jì)天安門防雷裝置時(shí)，就采用了等電位連接措施（外部防雷裝置仍用原方案），在城臺(tái)上的地面（包括屋內(nèi)地面）下的“金磚”下面鋪設(shè)了一層鋼筋網(wǎng)（即等電位面）并將各種金屬管線（包括屋頂彩燈管線）、斗拱上的防鳥鐵絲網(wǎng)、檢閱臺(tái)前的鐵欄桿和鐵旗桿等物體統(tǒng)一連接到等電位面上，此外，又增加了引下線的根數(shù)，使之達(dá)到等電位的條件。
1958年，人民大會(huì)堂工程采用了徹底的等電位防雷設(shè)計(jì)，這是我國(guó)首次將等電位避雷網(wǎng)應(yīng)用于工程。人民大會(huì)堂是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)相結(jié)合的建筑物，又是現(xiàn)澆施工做法，對(duì)防雷裝置的設(shè)計(jì)十分有利。其防雷方案是：在各建筑段的屋頂上分別采用明裝避雷網(wǎng)、暗裝避雷網(wǎng)和四周避雷帶相結(jié)合的方式，接閃裝置均與樓板內(nèi)的鋼筋連接成一體；柱子內(nèi)的鋼筋用作引下線；基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋用作接地裝置。從基礎(chǔ)到梁、板、柱到屋頂?shù)谋芾讕Ш捅芾拙W(wǎng)的全部連接點(diǎn)（包括各種管線的連接點(diǎn)）都是焊接的，從而構(gòu)成一個(gè)籠式避雷網(wǎng)，所以我們說(shuō)它是最徹底的等電位連接工程。1963年，瑞士的波哥（K.Berger）提出，利用建筑物內(nèi)的結(jié)構(gòu)鋼筋作防雷系統(tǒng)時(shí)，鋼筋之間如有多點(diǎn)綁扎，則不必焊接就可以構(gòu)成電氣導(dǎo)通系統(tǒng)，他還做了試驗(yàn)。所以，我們以后就不全部焊接了，但作為引下線的柱內(nèi)鋼筋，仍必須焊接兩根主筋。1974年審查《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》時(shí)，規(guī)定為：可以綁扎或焊接。人民大會(huì)堂工程是全國(guó)最重要的工程，當(dāng)時(shí)是不敢不焊接的。
就防火而言，等電位連接和安全隔離距離至關(guān)重要?；馂?zāi)多屬不易預(yù)防的事故，對(duì)多數(shù)建筑物，能采取等電位連接措施的，應(yīng)做徹底的等電位連接；不能采取等電位連接措施的，應(yīng)盡量保證安全隔離距離，以防發(fā)生火災(zāi)。
4常規(guī)防雷裝置與非常規(guī)防雷裝置
常規(guī)防雷裝置即傳統(tǒng)上所使用的防雷裝置，包括避雷針、避雷帶、避雷線和避雷網(wǎng)。它是繼1759富蘭克林發(fā)明避雷針后各國(guó)防雷專家經(jīng)200多年研究和實(shí)踐的成果，有充分的理論根據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和長(zhǎng)期的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
非常規(guī)防雷裝置指某些廠商近年推出的所謂的新式防雷裝置。本文所指的所謂新式防雷裝置是半導(dǎo)體消雷器、導(dǎo)體消雷器、優(yōu)化避雷針和流注提前發(fā)射接閃器等（本文這里不指激光引雷裝置、火箭引雷裝置和水柱引雷裝置等）。各種消雷器的設(shè)計(jì)思想是企圖中和雷云電荷，把雷電荷消滅掉或限制放電電流；各種提前發(fā)射接閃器的設(shè)計(jì)思想是企圖把避雷針的接閃效果提高，即擴(kuò)大保護(hù)范圍。這幾種防雷產(chǎn)品到目前為止都沒(méi)有被國(guó)際防雷組織所承認(rèn)。
其實(shí)，從1996年起到現(xiàn)在，北京的學(xué)術(shù)界和工程技術(shù)界圍繞消雷器進(jìn)行過(guò)多次討論并發(fā)表了許多文章。許多專家都認(rèn)為消雷器的“中和”理論和“限流”理論站不住腳。1997年9月18~23日中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)高電壓專委會(huì)過(guò)電壓與絕緣配合分專委會(huì)在合肥舉行了學(xué)術(shù)討論會(huì)。論題之一就是半導(dǎo)體消雷器，與會(huì)者進(jìn)行了熱烈的討論。特別值得一提的是一位高工為驗(yàn)證半導(dǎo)體消雷器的通流能力而做的一次實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)充分表明，半導(dǎo)體消雷器的通流能力極低。會(huì)議《紀(jì)要》曰：“與會(huì)代表認(rèn)為，迄今為止，理論和實(shí)踐未能證明此類非常規(guī)防直擊雷產(chǎn)品具有產(chǎn)品說(shuō)明書所表述的性能，實(shí)踐也未顯示出此類產(chǎn)品具有比常規(guī)防防直擊雷裝置更優(yōu)越的性能，還有許多問(wèn)題尚待研究和解決，因此此類非常規(guī)防直擊雷產(chǎn)品不再在工程中采用。還有少數(shù)代表對(duì)此尚有不同意見?！?/p>
實(shí)際上，消雷器廠商所賣的只不過(guò)是接閃器。其引下線、接地裝置及內(nèi)部防雷裝置還得靠設(shè)計(jì)人按常規(guī)方法去設(shè)計(jì)，而這些都是建筑設(shè)計(jì)中的環(huán)節(jié)，賣接閃器的廠商也參與不了設(shè)計(jì)。另外，非常規(guī)防雷裝置的價(jià)格極高，以半導(dǎo)體消雷器為例，其價(jià)格比常規(guī)避雷針高幾十倍至幾百倍（見表1）
由表1可以看出非常規(guī)防雷裝置比常規(guī)防雷裝置貴得多，而且非常規(guī)防雷裝置還有很多問(wèn)題有待解決。因此防雷設(shè)計(jì)人員和使用單位應(yīng)認(rèn)清這種情況，必須選擇優(yōu)質(zhì)而經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。
5球雷
在國(guó)際建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)（IEC/TC－81）和我國(guó)的《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》中，均沒(méi)有對(duì)球雷的防護(hù)作出規(guī)定。在筆者的調(diào)查中，北京地區(qū)的球雷事故還是不少的，球狀閃電約占閃電統(tǒng)計(jì)總數(shù)的13.7％。盡管國(guó)內(nèi)外科技人員對(duì)球狀閃電的形成機(jī)理尚無(wú)一致的觀點(diǎn)，但對(duì)其性質(zhì)、狀態(tài)和危害還是比較清楚的。
球雷（即球狀閃電）是一種橙色或紅色的類似火焰的發(fā)光球體，偶爾也有黃色、藍(lán)色或綠色的。大多數(shù)火球的直徑在10～100cm左右。球雷多在強(qiáng)雷暴時(shí)空中普通閃電最頻繁的時(shí)候出現(xiàn)。球雷通常沿水平方向以1～2m/s的速度上下滾動(dòng)，有時(shí)距地面0.5～1m，有時(shí)升起2～3m。它在空中漂游的時(shí)間可由幾秒到幾分鐘。球雷常由建筑物的孔洞、煙囪或開著的門窗進(jìn)入室內(nèi)，有時(shí)也通過(guò)不接地的門窗鐵絲網(wǎng)進(jìn)入室內(nèi)。最常見的是沿大樹滾下進(jìn)入建筑物并伴有嘶嘶聲。球雷有時(shí)自然爆炸，有時(shí)遇到金屬管線而爆炸。球雷遇到易燃物質(zhì)（如木材、紙張、衣物、被褥等）則造成燃燒，遇到可爆炸的氣體或液體則造成更大的爆炸。有的球雷會(huì)不留痕跡地?zé)o聲消失，但大多數(shù)均伴有爆炸聲且響聲震耳。爆炸后偶爾有硫磺、臭氧或二氧化碳?xì)馕?。球雷火球可輻射出大量的熱能，因此它的燒傷力比破壞力要大?/p>
下面是一個(gè)典型的球雷實(shí)例：1982年8月16日，釣魚臺(tái)迎賓館兩處同時(shí)落球雷，均為沿大樹滾下的球雷。一處在迎賓館的東墻邊，一名警衛(wèi)戰(zhàn)士當(dāng)即被擊倒，該戰(zhàn)士站在2.5m高的警衛(wèi)室前，距落雷的大樹約3m，樹高20多米。球雷落下的瞬間，他只感到一個(gè)火球距身體很近，隨后眼前一黑就倒了。醒來(lái)后，除耳聾外并無(wú)其他損傷。但該警衛(wèi)室的混凝土頂板外檐和磚墻墻面被擊出幾個(gè)小洞，室內(nèi)電燈被打掉，電燈的拉線開關(guān)被打壞，電話線被打斷，估計(jì)均為電磁感應(yīng)的電動(dòng)力所致。另一處在迎賓館院內(nèi)的東南區(qū)，距警衛(wèi)室約100m，也是沿大樹滾下。距樹2m處有個(gè)木板房（倉(cāng)庫(kù)），該房在三棵14～16m高大槐樹包圍之中，球雷沿東側(cè)的大樹滾下后鉆窗進(jìn)屋，窗玻璃外有較密的鐵絲網(wǎng)，但沒(méi)有接地，鐵絲網(wǎng)被擊穿8個(gè)小洞，窗玻璃被擊穿兩個(gè)小洞。球雷燒焦了東側(cè)木板墻和東南房角，燒毀了室內(nèi)墻上掛的兩條自行車內(nèi)胎，燒壞了該室的膠蓋閘，室內(nèi)的電燈線也被燒斷。落雷大樹下放有十多盤鋼筋、8輛鐵推車和6個(gè)空汽油桶。這此金屬物都是招引雷電的條件。
防護(hù)球雷并不困難，應(yīng)該在規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定相應(yīng)的措施。就防護(hù)球雷措施而言，最好是籠式避雷網(wǎng)，如果達(dá)不到籠式避雷網(wǎng)條件，就在建筑物的門窗上安裝金屬紗網(wǎng)并接地；堵好建筑物墻面上不必要的孔洞；煙囪與出氣管上口均要加裝鐵絲網(wǎng)并接地；儲(chǔ)存或損傷易燃易爆物體的倉(cāng)庫(kù)和廠房的煙囪和放氣管應(yīng)加裝阻火器并接地。對(duì)高大樹木下的重要建筑物尤其要采取防護(hù)球雷的措施。
6雷擊規(guī)律
認(rèn)識(shí)雷擊事故的規(guī)律非常重要，只有掌握了規(guī)律，防雷設(shè)計(jì)才能取得良好的效果。在雷雨天，天空的雷云與地面上的物體各帶不同的電荷，當(dāng)電荷積累到一定的程度，就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)畸變而發(fā)生落地雷擊。但如果地上某處沒(méi)有足夠強(qiáng)大的上行先導(dǎo)，則雷電是不會(huì)打到該處的。
北京紫禁城內(nèi)的建筑物落較多，其原因在于：紫禁城周圍是護(hù)城河，河內(nèi)現(xiàn)在仍有水；通往護(hù)城河的古河道有4條：一條是玉河，它流入護(hù)城河的西北角；一條是潮白河的支流，它流入護(hù)河的東北角；一條是大通河，它流入護(hù)城河的正東部；另一條是潞河的支流，它流入護(hù)城河的東南角。故宮內(nèi)各棟建筑物下的基礎(chǔ)均潮濕，過(guò)去東南部的水位較高，地下不到2m就能見水，可見故宮院內(nèi)地下的土壤電阻率相對(duì)較低；另外院內(nèi)又有高大的古樹。這些即為易發(fā)生雷擊的內(nèi)因，這些內(nèi)因決定著該地區(qū)電場(chǎng)易產(chǎn)生電場(chǎng)畸變，瞬間發(fā)生的上行先導(dǎo)容易與雷云的下行階段先導(dǎo)會(huì)合，從而形成落地雷。這就是紫禁城范圍內(nèi)的明顯雷擊規(guī)律。
筆者自1954年到1988年在北京地區(qū)調(diào)查過(guò)的建筑物雷擊事故共有170多處，其中，因雷擊引起火災(zāi)的占37.7%，導(dǎo)致人員死亡的占6.9%，致傷的占15.4%，球雷雷擊事故占13.7%?，F(xiàn)將分析總結(jié)得出的北京地區(qū)總的雷擊規(guī)律歸納如下：
（1）河、湖、池、沼旁邊的建筑物易受雷擊。如1961年6月21日頤和園昆明湖東邊的文昌閣被雷擊掉西房角及坡頂瓦，內(nèi)部電線被感應(yīng)燒斷；1988年8月6日通縣永樂(lè)店草廠鄉(xiāng)黃廠村北部湖力的茅草房落球雷，擊死一人。
（2）古河道上的建筑物和河流橋上的構(gòu)筑物易受雷擊。如紫禁城內(nèi)自1954年至1992年共落雷16次（據(jù)文獻(xiàn)記載，明、清兩代共發(fā)生過(guò)25次火災(zāi)，其中寫明為雷擊所致的5次，未說(shuō)明原因的也可能是雷擊所致）；1988年8月30日盧溝橋中部北側(cè)石獅子的頭被擊掉。
（3）在潮濕地區(qū)以及過(guò)去是葦塘或坑洼地帶的區(qū)域上建造的建筑物易受雷擊。如1957年7月31日陶然亭地區(qū)建工局一公司工棚（該處過(guò)去是葦塘）的收音機(jī)天線落雷，墻內(nèi)鐵絲被熔化；1965年7月22日北郊土冷庫(kù)（即幾十棟內(nèi)裝冰塊以貯藏食物的平房）的老虎窗被雷電擊中起火。
（4）在四周大片土壤電阻率高，中間局部土壤電阻率低的環(huán)境中或在高、低電阻率分界之處建造的建筑物易受雷擊。如1981年8月2日八里莊善家墳公安局倉(cāng)庫(kù)西墻外大樹落雷，雷電入室打碎5個(gè)電警棍盒，盒內(nèi)33根電警棍被感應(yīng)燒壞（該倉(cāng)庫(kù)的西南兩面為稻田）。
（5）局部漏雨或局部房角新修繕且十分潮濕的建筑物易受雷擊。如十三陵長(zhǎng)陵棱恩殿落雷（當(dāng)時(shí)該殿西部房角剛剛修繕且很潮濕）。
（6）突出高或孤立的建筑物易受雷擊。如1957年7月29日原朝陽(yáng)門北部的吻獸被雷擊掉；據(jù)十三陵當(dāng)?shù)乩限r(nóng)說(shuō)，十三陵大多數(shù)的明樓或正殿均被雷擊過(guò)（明樓和正殿都屬高而孤立的建筑物）。
（7）曾經(jīng)遭受過(guò)雷擊的地區(qū)和建筑物容易再落雷。如1956年×月×日、1957年7月8日和1957年8月16日北京鼓樓東部吻獸曾三次被雷擊。
（8）金屬屋頂易受雷擊。如1957年7月8日原民航局禮堂的鐵皮屋頂被雷擊裂3處，頂內(nèi)明配線被感應(yīng)燒成3段，1988年8月6日北京火車站東北角出租汽車站的鋁合金房頂落雷。
（9）收音機(jī)天線、電視共用天線易受雷擊。如1986年10月13日左家莊柳芳東里的居民樓電視共用天線遭受雷擊，1992年8月3日和平里民旺胡同的居民樓電視共用天線也遭受雷擊。
（10）地下管線多或管線交叉處易落雷。如1963年8月4日天安門廣場(chǎng)大旗桿西側(cè)（現(xiàn)人行過(guò)街地道的西南出口）一位賣冰棍的老太太被雷擊倒（該處地下敷設(shè)的管線較多且是轉(zhuǎn)角處）。
（11）鐵路沿線和終端易受雷擊。如1965年7月22日東郊百子灣棉花倉(cāng)庫(kù)室外堆場(chǎng)靠近鐵道終端的一個(gè)棉花垛被雷擊中燃燒；1984年8月6日東郊百子灣物資局儲(chǔ)運(yùn)公司水泥庫(kù)鐵路西側(cè)站臺(tái)上的水泥袋落雷，燒焦約20個(gè)水泥袋的紙邊。
（12）山區(qū)泉眼、風(fēng)口或地下有金屬礦床的地方易受雷擊。如1985年6月18日西山下馬嶺水電站室外變電構(gòu)架進(jìn)出線的主線落雷，燒焦母線2處，每處約長(zhǎng)1～3m。
（13）高大的煙囪和工廠的排氣管最易接閃。如1957年8月16日朝外門診部的煙囪被雷擊裂；1979年4月8日東郊宋家莊化工三廠南北兩廠的室外化工設(shè)備構(gòu)架上的兩個(gè)排氣管同時(shí)接閃并點(diǎn)燃。
（14）高大的樹木和屋頂旗桿容易落雷。如1967年6月11日前門勸業(yè)場(chǎng)屋頂木旗桿被雷擊壞；1993年8月19日日壇公園西北角一棵大樹被雷劈掉樹叉，樹干也被劈裂。
北京地區(qū)總的落雷走向是：西山八里莊紫村城朝陽(yáng)門宋家莊百子灣通縣。這些地方多數(shù)是古河道或地下水線，其建筑物下的土壤電阻率小，潮濕或水位高。
筆者認(rèn)為，以上這些雷擊規(guī)律雖是北京地區(qū)的，但頗具普遍性，因而對(duì)防雷、防火很有價(jià)值（因篇幅有限，以上各種規(guī)律只各舉2個(gè)例子）。
7.建筑物防雷設(shè)計(jì)的整體觀念
所謂整體觀念是指設(shè)計(jì)和安裝防雷裝置時(shí)，對(duì)建筑物的內(nèi)外都要有整體觀念。這里的建筑內(nèi)外不單是指內(nèi)部防雷裝置和外部防雷裝置。建筑物內(nèi)的整體觀念是指設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，要對(duì)內(nèi)部防雷裝置和外部防雷裝置做整體的統(tǒng)一的考慮；建筑物外的整體觀念是指對(duì)一個(gè)院落、一個(gè)小區(qū)以及附近的環(huán)境要做全面的防雷規(guī)劃，同時(shí)還不能違反小區(qū)規(guī)劃的要求例如：所安裝的避雷針桿塔是否影響小區(qū)的美觀，所用的避雷針、避雷帶或避雷網(wǎng)是否與建筑物的立面相配以及低矮建筑物能否由高大建筑物或高大煙囪上的避雷裝置所保護(hù)等等。對(duì)接地裝置也要綜合統(tǒng)一考慮，例如，相距較近的建筑物能否共用接地體，地下管網(wǎng)能否用接地體的一部分，以及能否在一個(gè)大院或小區(qū)內(nèi)為將來(lái)綜合共用接地創(chuàng)造等電位連接的條件等等。
值得指出，利用建筑物附近的大樹作為避雷針桿塔是一個(gè)較好的做法。大樹最易接閃且越長(zhǎng)越高，有時(shí)比建筑物還高。因此，避雷針應(yīng)安裝在樹頂，引下線應(yīng)沿樹干設(shè)置而且應(yīng)與建筑物的防雷裝置相結(jié)合。這樣既節(jié)約又美觀，同時(shí)還保護(hù)了名貴的樹木。利用大樹安裝避雷針不僅能防直擊雷，而且能防球雷、繞擊雷和側(cè)擊雷。例如，北京北海公園團(tuán)城內(nèi)在大樹上安裝的避雷針已運(yùn)行了20多年，效果很好，但必須采取保護(hù)樹干生長(zhǎng)的措施。
現(xiàn)在各個(gè)城市的綠化越搞越好，高大的樹木也越來(lái)越多。有的建筑物雖然安裝了避雷針，但大樹距建筑物很近并且比建筑物還高，在這種情況下，建筑物上的避雷裝置實(shí)際上等于虛設(shè)。因?yàn)榇髽浣娱W的機(jī)會(huì)多，易引來(lái)直擊雷和球雷，對(duì)鄰近的建筑物威脅更大。所以說(shuō)建筑物的防雷設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)將外部防雷裝置、內(nèi)部防雷裝置、建筑物外的環(huán)境及至全小區(qū)的防雷裝置進(jìn)行整體統(tǒng)一的考慮。不僅電氣專業(yè)的設(shè)計(jì)者要有整體觀念，建筑專業(yè)的設(shè)計(jì)者對(duì)防雷也要有整體觀念。這是現(xiàn)代防雷設(shè)計(jì)觀念轉(zhuǎn)變的重要問(wèn)題之一。
參考文獻(xiàn)
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