0引言
塔尔寺位于青藏高原的青海省东部湟中县鲁沙尔镇之南隅，其周围群山环抱，平均海拨高度2678米，见图1所示。塔尔寺藏语意译为“十万身像弥勒洲”，因藏传佛教格鲁派创始人宗喀巴诞生地而蜚声海内外，是藏传佛教格鲁派六大丛林(甘丹寺、哲蚌寺、色拉寺、扎什伦布寺、拉卜楞寺、塔尔寺)之一。历史文化内涵涉及宗教、建筑、历史、文物、文献、法律、教育、民俗、工艺、天文、历算、美学、礼俗等，具有突出的、极高的、丰富的历史价值和科学价值、艺术价值，其壁画、堆绣、酥油花具有诱人的魅力和古为今用的创新价值，称该寺的“艺术三绝”。其建筑风格体现了典型的藏传佛教寺院建筑风格和建筑功能，是祖国珍贵的宗教文化遗产。1961年3月4日，国务院公布的第一批全国重点文物保护单位，2012年被评为国家AAAAA级景区。塔尔寺历史悠久，经过了多次的修缮、建设，才有了今日的规模。其主要建筑有大金瓦殿、弥勒佛殿、遍知殿、大经堂、文殊菩萨殿、祈寿殿、护法神殿、密宗学院、医明学院、时轮学院、达赖、班禅行宫、大厨房、善逝八塔、四门塔、主要活佛宅邸等。全景见图2所示。
1塔尔寺建筑物的防雷现状及所在地的雷暴特征
1．1塔尔寺建筑物的防雷现状
经现场勘察，塔尔寺古建筑物除大金瓦殿、小金瓦殿有简易的防雷接地设施(工艺粗糙，且接地电阻远大于技术标准规定的值)之外，其余32座各类殿堂(塔)、35处活佛府邸、216户僧舍均无任何防雷安全保护措施。2011年前没有塔尔寺古建筑遭受雷击的记载资料。但近年来，由于受气候变化的影响，所在地理位置的特殊，塔尔寺始终处在随时可能遭受雷击的威胁之中。
1．2塔尔寺所在地的雷暴特征
塔尔寺所处地形三面环山、中间低平，周围有三条沟谷，主要建筑物就坐落在沟谷两侧台地及斜坡上，土壤电阻率变化较大，而且是青海主要雷暴路径之一，雷暴经过塔尔寺上空时移动速度缓慢，很容易遭受雷电侵袭。同时根据《青海省地面气候资料三十年整编》(1971～2000年)和青海省雷电灾害防御中心统计的2001～2009年雷电资料资料表明:1960～2009年湟中县年雷暴日数最多为64天(1967年)，最少为23天(2005年)，年平均40．6天/d，属强雷区(图3)。1997～2010年塔尔寺所在地湟中县共发生雷电灾害的起数为16起(《全国雷电灾害汇编》1997年-2010年)，造成3人死亡2人受伤，办公电子电器设备受损14件，家用电子电器设备受损24件，雷灾事故共造成直接经济损失约300多万元。另据2008～2011年青海省气象部门闪电定位观测的资料显示，2008～2011年湟中县年闪电日数在47～71天，四年当中湟中县闪电日数最多71天(2011年)，最少47天(2009年)，并成明显上升趋势，见图4所示。
2塔尔寺古建筑单元雷击灾害风险评估
根据《雷电防护第2部分:风险管理》规定的计算方法，对塔尔寺25个古建筑单元进行了雷击风险评估计算，结果25个单元的人身伤亡损失风险和服务设施损失风险总量都超过技术标准规定的最大允许值。表1是部分重点单元的雷击风险评估结果，从中可以看出遭受雷击后造成人员伤亡和服务设施损失的风险较大。
3对塔尔寺古建筑实施雷电防护的思路和方法
为切实做好塔尔寺古建筑物雷电防护安全工作，避免或减少雷电灾害造成的损失，保障建筑物和人身安全，应遵循“安全第一、预防为主、重点防护、综合治理”的原则。在不损坏原有建筑结构、外貌、风格的基础上，科学设计、科学施工、严格管理。使该项工作的实施为塔尔寺古建筑及文物保护发挥作用，最大程度上预防和减少雷电灾害发生的几率，最终使雷电灾害的损失降低在最小程度，保护好塔尔寺的建筑、文物及僧侣和游客的生命安全。
3．1技术标准依据
1)《建筑物防雷设计规范》GB50054-97(2010)。2)《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012。3)《古建筑木结构维护与加固技术规范》GB50165-92。4)《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB50601-2010。5)《雷电防护第2部分:风险管理》GB/T21714．2-2008/IEC62305-2:2006。
3．2雷电防护思路
首先在勘察分析塔尔寺古建筑防雷现状和雷害途径的基础上，划分不同单元进行雷击灾害风险评估;再根据风险评估的结果和现代雷电防护理论，采取从内部防护和外部防护相结合的综合防护措施。尽量做到设计科学、技术先进、安全可靠、经济合理。外部防护采用雷暴路径上提前拦截、二次接闪、引下、接地泄流等措施。通过在塔尔寺雷暴路径上安装一定高度的避雷针来提前接闪拦截，再由建筑物天面安装的避雷带进行二次接闪，从而有效预防和减少塔尔寺建筑物遭受直接雷击。内部防雷采用屏蔽、合理布线、等电位连接、电源和其他进出建筑物的线路上安装电涌保护器等方法，预防和减少感应雷、雷电波侵入造成的危害［1］。
3．2实施方法
1)在主要雷暴移动路径山顶处根据需要，安装一定数量和高度的避雷针，用于雷暴来临时提前拦截，要求避雷针的接地电阻小于10Ω。图5为仿生树避雷针效果图，针体与塔尔寺风貌融为一体［2］。2)个别殿堂原有避雷设施继续利用，损坏部分修复，接地电阻达不到要求的整改接地网。无防雷设施的殿堂、僧舍新增加符合有关技术标准要求的防雷设施进行保护。工艺要求符合技术规范要求，不得损坏或改变建筑原有风貌［2］。如接闪带与屋面部位固定均采用弧形或方形卡子固定，不打钉钻孔，遇到转角、吻兽、装饰等起伏突变位置每隔0．5m固定一次。支架形状需根据古建筑屋面瓦型和特殊部位要求定制，支架安装位置准确，并能承受一定的垂直拉力，支架与屋面瓦固定处采用金属顶丝加缓冲垫片，防止瓦片破碎。引下线布置在墙体上时，用专用支架固定，在柱子上时用抱箍固定，地面上2．7m至地面下0．3m的部分采用耐100kV的绝缘保护管隔离，间距符合技术规范要求。为了避免大面积开挖地坪，接地装置采用每根引下线处安装1～2根长度为3m的高效防腐离子接地棒做垂直接地极，钻孔埋置，水平接地极采用紫铜带或镀锌扁钢埋置。3)所有进出建筑物的各类线缆埋地穿管引入建筑物，并在进入建筑物出加装符合技术规范要求的电源和信号电涌保护器(SPD)，电涌保护器应安装在专用配电箱内。各类金属管道、构件等做好等电位连接［3］，并与接地装置做好连接。4)室外监控设备必须布设防直击雷装置，一般加装符合技术规范要求的避雷短针。图5塔尔寺避雷针效果图Fig．5EffectpictureofthelightningrodforTearLamasery
3．3保障措施
1)由国内在古建筑防雷方面有丰富实践经验的甲级设计单位来承担设计，保证设计方案科学、先进，外观要求和塔尔寺古建筑风格保持一致。2)接地材料使用高科技防雷接地材料，如接地模块、离子接地棒等，降低在高土壤电阻率地区达到低电阻的难度，同时避免大面积开挖地坪。屋面接闪材料和引下线、固定卡等材料用紫铜，增加防腐能力。3)甲级资质的专业防雷施工队伍施工，并由具有资质的防雷检测和防雷工程质量监督部门进行严格的施工监督和阶段检测验收，发现问题及时整改。4)工程完工，进行防雷总体专项验收，保证施工质量达到《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》的要求。5)规范管理，保证施工安全。
4结论
塔尔寺是藏传佛教历史文化的结晶。根据塔尔寺曾遭受雷击和所在地的雷暴特征及目前的防雷现状，采用外部和内部综合防护的方法对塔尔寺实施雷电防护。外部防护采用通过在塔尔寺雷暴路径上安装一定高度的避雷针来提前接闪拦截，再由建筑物天面安装的避雷带进行二次接闪，从而有效预防和减少塔尔寺建筑物遭受直接雷击。内部防雷采用屏蔽、合理布线、等电位连接、电源和其他进出建筑物的线路上安装电涌保护器等方法，预防和减少感应雷、雷电波侵入造成的危害。如果防雷方案实施完成，不但能保护塔尔寺古建筑、文物和僧侣生命安全，且能为游客人生安全提供保障，还能为类似古建筑的防雷作参考。
作者：杨成山 辛延俊 王军 蔡忠周 袁延得 单位：青海省雷电灾害防御中心