避雷帶和避雷網
避雷帶和避雷網
當受建筑物造型或施工限制不便直接使用避雷針或避雷線時，可在建筑物上設置避雷帶或避雷網來防直接雷擊。避雷帶和避雷網的工作原理與避雷針和避雷線類似。在許多情況下，采用避雷帶或避雷網來保護建筑物既可以收到良好的效果，又能降低工程投資，因此在現代建筑物的防雷設計中避雷帶和避雷網得到了十分廣泛的應用。
(一)避雷帶
避雷帶是用圓鋼或扁鋼做成的長條帶狀體，常裝設在建筑物易受直接雷擊的部位，如屋脊、屋槽(有坡面屋頂)、屋頂邊緣及女兒墻或平屋面上，如圖2-19所示。避雷帶應保持與大地良好的電氣連接，當雷云的下行先導向建筑物上的這些易受雷擊部位發展時，避雷帶率先接閃，承受直接雷擊，將強大的雷電流引入大地，從而使建筑物得到保護。這是一種對建筑物上的易受雷擊部位進行重點保護的措施，目前已廣泛應用于普通民用建筑物和古建筑物的防雷保護。用于構成避雷帶的圓鋼直徑應不小于8mm，扁鋼的截面應不小于48mm2，且厚度不小于4mm。為了能盡量對那些不易受到雷擊的部位也提供一定的保護，避雷帶一般要高出屋面0.2m，兩條平行的避雷帶之間的距離應不大于1Om。在采用避雷帶對建筑物進行防雷保護時，如果遇到屋頂上有煙囪或其他突出物時，還需要另設避雷針或避雷帶加以保護，如圖2-19(a)所示。
(a)屋頂突出物上設避雷針(b)平屋面上設避雷帶(c)女兒墻上設避雷帶
圖2-19避雷帶的設置
(二)避雷網
避雷網實際上相當于縱橫交錯的避雷帶疊加在一起，在建筑物上設置避雷網，可以實施對建筑物的全面防雷保護。避雷網的設置有明裝和暗裝兩種形式。明裝防雷網是在建筑物的屋頂上或層頂屋面上以較疏的可見金屬網格作為接閃器，沿其四周或沿外墻做引下線接地。由于明裝避雷網不甚美觀，在施工方面也會帶來困難，同時還會增加額外的工程投資，因此現在已較少使用。
暗裝避雷網是利用鋼筋混凝土結構申的鋼筋網構成的。它的保護原理是古典電學中的法拉第籠，如圖2-20所示。我們看到鳥兒站在架空的裸電線上時，不論電壓多高都不會被電擊。當人與大地隔離時，可以帶電修理高壓電線，這說明只要人與帶電體等電位時，是不會有觸電危險的。所以當把導體放大金屬籠內，再將金屬籠接以高電位，則籠內的導體也不會出現電壓反擊現象。
利用建筑物中的鋼骨架(包括各層樓板和地基中的鋼筋)，只要保持可靠的電氣連接，就是一個大的金屬籠，同時與大地有良好的電氣連接，這樣整個建筑物就成為一個可靠的等電位的接地體，構成一個大的立體法拉第籠。放在建筑物內的各種金屬設備、電氣設備和上、下水管等，只要與鋼筋架可靠連接，就能較好地防止直接雷擊。由于利用現成的鋼筋作避雷裝置，既節約了投資，又保持了建筑物的完美造型。當然，籠式避雷網的防護雷電損害作用的效果與籠體的大小及其網格尺寸有關，籠體越小且其網格尺寸越小，則其防雷效果就越好。網格尺寸的大小取決于被保護建筑物的重要性，應按建筑物防雷設計規范來確定，如表2-3所示。避雷網布置如圖2-21所示。
圖2-20（上）立體金屬籠 圖2-21（下）避雷網
表2-3 避雷網網格尺寸
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建筑物防雷類別
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避雷網網格尺寸/mm
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第一類防雷建筑物
第二類防雷建筑物
第三類防雷建筑物
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不大于5×5或6×4
不大于10×10或12×8
不大于20×20或24×16
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利用混凝土結構中的鋼筋作為暗裝避雷裝置時，首先必須做到內部鋼筋可靠的“電氣”連接。各層梁和柱、墻和樓板要真正做到綁扎或搭接，每隔20m左右的間距焊接一點。如果一座建筑物只有很少的幾根作為主引線的柱子，其內部鋼筋應該由上到下焊接兩根主筋，并由基礎引出不少于兩根導線焊接到接地裝置上。其次對建筑物內的金屬設備也必須可靠接地，電氣設備采用中性點接地系統，其中性點統一接到避雷接地裝置上。電氣線最好穿金屬管或采用有金屬屏蔽的電纜，以便達到屏蔽作用。也可采用高絕緣強度的絕緣套管套上，防止雷電反擊。
但是，采用暗裝避雷網也存在著一個缺點，即在每次承受雷擊后，雷擊點處的屋面表層要被擊出小洞并會有一些碎片脫落，使得這一小塊的防水和保溫層受到破壞。實際上，建筑物防水和保溫隔離層中的鋼筋距層面的厚度越小，在雷擊點處產生的洞孔也就越小。有些建筑物的防水和保溫層較厚，當其中鋼筋距層面的厚度大于20cm時，應另設輔助避雷網。另外，在建筑物頂部常有一些金屬突出物，如金屬旗桿、透氣管、鋼爬梯、金屬天溝和金屬煙囪等，這些金屬突出物必須與避雷網焊接，以形成統一的接閃系統。對于建筑物頂部突出的非鋼筋混凝土物體，可以另設避雷網或避雷針加以保護。
某大樓的樓頂屋面防雷接地裝置布置，如圖2-22所示。
圖2-22 某大樓屋面防雷平面
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