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避雷带和避雷网

当受建筑物造型或施工限制不便直接使用避雷针或避雷线时，可在建筑物上设置避雷带或避雷网来防直接雷击。避雷带和避雷网的工作原理与避雷针和避雷线类似。在许多情况下，采用避雷带或避雷网来保护建筑物既可以收到良好的效果，又能降低工程投资，因此在现代建筑物的防雷设计中避雷带和避雷网得到了十分广泛的应用。

(一)避雷带

避雷带是用圆钢或扁钢做成的长条带状体，常装设在建筑物易受直接雷击的部位，如屋脊、屋槽(有坡面屋顶)、屋顶边缘及女儿墙或平屋面上，如图2-19所示。避雷带应保持与大地良好的电气连接，当雷云的下行先导向建筑物上的这些易受雷击部位发展时，避雷带率先接闪，承受直接雷击，将强大的雷电流引入大地，从而使建筑物得到保护。这是一种对建筑物上的易受雷击部位进行重点保护的措施，目前已广泛应用于普通民用建筑物和古建筑物的防雷保护。用于构成避雷带的圆钢直径应不小于8mm，扁钢的截面应不小于48mm2，且厚度不小于4mm。为了能尽量对那些不易受到雷击的部位也提供一定的保护，避雷带一般要高出屋面0.2m，两条平行的避雷带之间的距离应不大于1om。在采用避雷带对建筑物进行防雷保护时，如果遇到屋顶上有烟囱或其他突出物时，还需要另设避雷针或避雷带加以保护，如图2-19(a)所示。




(a)屋顶突出物上设避雷针(b)平屋面上设避雷带(c)女儿墙上设避雷带
图2-19避雷带的设置

(二)避雷网

避雷网实际上相当于纵横交错的避雷带叠加在一起，在建筑物上设置避雷网，可以实施对建筑物的全面防雷保护。避雷网的设置有明装和暗装两种形式。明装防雷网是在建筑物的屋顶上或层顶屋面上以较疏的可见金属网格作为接闪器，沿其四周或沿外墙做引下线接地。由于明装避雷网不甚美观，在施工方面也会带来困难，同时还会增加额外的工程投资，因此现在已较少使用。

暗装避雷网是利用钢筋混凝土结构申的钢筋网构成的。它的保护原理是古典电学中的法拉第笼，如图2-20所示。我们看到鸟儿站在架空的裸电线上时，不论电压多高都不会被电击。当人与大地隔离时，可以带电修理高压电线，这说明只要人与带电体等电位时，是不会有触电危险的。所以当把导体放大金属笼内，再将金属笼接以高电位，则笼内的导体也不会出现电压反击现象。

利用建筑物中的钢骨架(包括各层楼板和地基中的钢筋)，只要保持可靠的电气连接，就是一个大的金属笼，同时与大地有良好的电气连接，这样整个建筑物就成为一个可靠的等电位的接地体，构成一个大的立体法拉第笼。放在建筑物内的各种金属设备、电气设备和上、下水管等，只要与钢筋架可靠连接，就能较好地防止直接雷击。由于利用现成的钢筋作避雷装置，既节约了投资，又保持了建筑物的完美造型。当然，笼式避雷网的防护雷电损害作用的效果与笼体的大小及其网格尺寸有关，笼体越小且其网格尺寸越小，则其防雷效果就越好。网格尺寸的大小取决于被保护建筑物的重要性，应按建筑物防雷设计规范来确定，如表2-3所示。避雷网布置如图2-21所示。



图2-20（上）立体金属笼                     图2-21（下）避雷网 
表2-3   避雷网网格尺寸
建筑物防雷类别
避雷网网格尺寸/mm
第一类防雷建筑物
第二类防雷建筑物
第三类防雷建筑物
不大于5×5或6×4
不大于10×10或12×8
不大于20×20或24×16
利用混凝土结构中的钢筋作为暗装避雷装置时，首先必须做到内部钢筋可靠的“电气”连接。各层梁和柱、墙和楼板要真正做到绑扎或搭接，每隔20m左右的间距焊接一点。如果一座建筑物只有很少的几根作为主引线的柱子，其内部钢筋应该由上到下焊接两根主筋，并由基础引出不少于两根导线焊接到接地装置上。其次对建筑物内的金属设备也必须可靠接地，电气设备采用中性点接地系统，其中性点统一接到避雷接地装置上。电气线最好穿金属管或采用有金属屏蔽的电缆，以便达到屏蔽作用。也可采用高绝缘强度的绝缘套管套上，防止雷电反击。

但是，采用暗装避雷网也存在着一个缺点，即在每次承受雷击后，雷击点处的屋面表层要被击出小洞并会有一些碎片脱落，使得这一小块的防水和保温层受到破坏。实际上，建筑物防水和保温隔离层中的钢筋距层面的厚度越小，在雷击点处产生的洞孔也就越小。有些建筑物的防水和保温层较厚，当其中钢筋距层面的厚度大于20cm时，应另设辅助避雷网。另外，在建筑物顶部常有一些金属突出物，如金属旗杆、透气管、钢爬梯、金属天沟和金属烟囱等，这些金属突出物必须与避雷网焊接，以形成统一的接闪系统。对于建筑物顶部突出的非钢筋混凝土物体，可以另设避雷网或避雷针加以保护。