第7章建筑防雷及接地系统
概论建筑电气的防雷接地功能及防雷系统设计
概论建筑电气的防雷接地功能及防雷系统设计摘要：建筑设计施工中防雷接地系统设计占有重要地位，它关系到建筑供电系统的可靠性和安全性，对居民生活具有重要的意义。
正确的建筑电气防雷设计和施工，是防止发生人身伤亡事故以及建筑物发生火灾事故关键环节。
本文对建筑电气防雷接地进行多方面的分析，提出了防雷系统设计方法，希望对相关部门的工作起到积极促进作用。
关键字：建筑；电气；防雷接地；设计中图分类号：f407.6 文献标识码：a 文章编号：正文：雷电发生时除了直接雷外，还会生产感应雷，感应雷又分为静电感应雷和电磁感应雷。
所有防雷措施中最主要的方法是接地。
建筑电气防雷设计关系到人身和建筑物安全，正确的建筑电气防雷接地设计是防止发生人身伤亡事故以及建筑物发生火灾事故关键环节。
一、防雷接地概念和功能：将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。
接地通常是为了防止人为触电或者是对设备进行必要的保护，通常是把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线，利用大地作电流回路接地线，也有将设备无用电流或者噪声干扰传导到大地的作用。
电气接地按接地性质接地可分为工作接地和安全接地。
工作接地：工作接地是维持系统安全运行重要手段，工作接地的目的是保证电气设备的正常运行，一般是将设备的中性点接地。
工作接地有效提高电气设备安全系数，防止工作电流对设备的伤害，保证设备性能可靠。
雷电是自然界中的一种放电现象，雷击分为直击雷击和感应雷击。
雷电具有高电压高电流高能量在短时间内释放特点，对人们生产和生活具有较大威胁。
防雷接地是指为了将雷电流导入大地，防止雷电经过电压对设备及人身所产生的危害,所设置的电压保护设备接地，如避雷针、避雷器等。
建筑防雷接地设计要根据建筑所在地区年平均雷暴日等参数等确定防雷类别按照相应规定进行设计。
建筑物和电气设备的防雷主要是用避雷器(包括避雷针、避雷带、避雷网和消雷装置等)。
避雷器的一端与被保护设备相接，另一端连接地装置。
建筑施工现场防雷与接地保护
原因
防雷系统未按照规范要求进行设 计和安装，如接地电阻过大、引 下线断裂等。
解决方案
严格按照相关规范和标准进行防 雷系统的设计和安装，定期进行 检测和维护，确保防雷系统的有 效性。
接地保护系统失效的原因及解决方案
原因
接地保护系统接地电阻过大、接地线 断裂或接触不良等。
解决方案
加强对接地保护系统的日常巡检和维 护，定期检测接地电阻，确保接地保 护系统的可靠性。
THANKS
感谢观看
ING
定期对接地保护系统进行检查和维护 ，确保其正常运行和有效性，发现问 题及时处理。
安装方式
根据实际情况选择合适的安装方式， 如直接埋地、打桩等，确保接地极与 大地紧密接触。
接地保护系统的检测与验收
检测方法
采用接地电阻测试仪等设备对接 地保护系统的接地电阻进行测量 ，确保其符合相关标准和设计要
求。
验收标准
防腐措施
对接闪器、引下线和接地装置 进行防腐处理，以延长其使用 寿命。
定期维护
定期对接闪器、引下线和接地 装置进行检查和维护，确保其
正常工作。
防雷系统的检测与验收
检测方法
采用专业的检测设备和方法，对接闪器、引下线 和接地装置进行检测，确保其性能符合要求。
验收标准
根据相关标准和规范，制定验收标准，确保防雷 系统的性能和质量达到要求。
接地汇集线
接地电阻
接地汇集线是接地保护系统中用于汇集多 个接地线的装置，通常采用铜排或铜带等 金属材料制成。
接地电阻是接地保护系统的重要参数，表 示接地极对大地电阻的大小，通常采用接 地电阻测试仪进行测量。
接地保护系统的安装与维护
安装位置
维护与检查
建筑物防雷设备安装规范
建筑物防雷设备安装规范引言：雷电是大自然中的一种自然现象，具有极大的破坏力。
在建筑物中，如果没有适当的防雷设备，很容易导致雷击事故，给人身和财产造成巨大的损失。
为了保障建筑物的安全和人们的生命财产安全，建筑物防雷设备的安装规范十分重要。
本文将详细介绍建筑物防雷设备的安装规范。
第一部分：建筑物防雷设备的基本原则1.保护范围与雷击安全等级：建筑物防雷设备应根据其用途和结构特点确定保护范围，并按照相应的雷击安全等级安装相应的设备。
2.接地系统：建筑物防雷设备的接地系统应符合国家相关规范和标准，确保接地电阻达到要求，有利于雷电流的迅速排除。
接地系统的设计和安装要合理，避免出现反接、短接等情况。
3.避雷针与避雷网：建筑物防雷设备中，避雷针和避雷网是常用的防护措施。
避雷针应根据建筑物的高度和形状进行合理的布置，避雷网应覆盖建筑物的顶部和侧面，确保雷电不直接击中建筑物。
第二部分：建筑物防雷设备的具体安装规范1.避雷针的安装：避雷针应安装在建筑物的最高点，并与建筑物的金属构件连接好，保证良好的接触。
避雷针的导线应垂直向下延伸，与地面保持安全距离，以达到更好的防雷效果。
2.避雷网的安装：避雷网应根据建筑物的形状和大小进行合理的布置。
避雷网的导线应水平或垂直拉伸，并与建筑物的金属构件连接好。
避雷网的导线间距应符合相关规范，确保电流均匀分布。
3.接地系统的安装：建筑物防雷设备的接地系统应由导体、接地装置和接地网构成。
导体应选择导电性能好、防腐能力强的材料制造，接地装置应安装在导体下方，接地网应覆盖建筑物周围一定范围，确保接地效果良好。
4.设备间的连接：建筑物防雷设备的各个部分应保持良好的连接，确保电流的畅通和传递。
连接处应采用合适的连接件，以确保安全可靠。
5.设备的维护与检修：建筑物防雷设备的维护与检修应定期进行，确保设备的正常运行和防雷效果的稳定。
维护和检修过程中应注意安全，避免因操作不当导致事故的发生。
结语：建筑物防雷设备的安装规范对于保障建筑物的安全和人们的生命财产安全至关重要。
建筑物防雷与接地系统设计
建筑物防雷与接地系统设计对于建筑物而言，防雷与接地系统的设计是非常重要的一部分，它能够保障建筑物免受雷击和电磁干扰。
本文将介绍建筑物防雷与接地系统设计的基本原则、步骤以及一些常用的技术和材料。
一、防雷与接地系统设计的基本原则1.综合考虑周边环境在进行防雷与接地系统设计时，需要综合考虑周边环境的因素，包括建筑物所处地理位置、气候条件、土壤情况等。
不同地区的自然环境差异较大，因此需要根据实际情况进行合理的防雷系统设计。
2.合理选择防雷措施根据建筑物的用途和特点，选择适当的防雷措施。
常见的防雷措施包括避雷针、避雷带、接地网等。
不同的防雷措施具有不同的特点和适用范围，需要根据具体情况进行选择。
3.合理布置接地系统接地系统是建筑物防雷设计中至关重要的一部分，它能够将雷击电流传导到地下，保护建筑物和人身安全。
因此，在接地系统的设计中，需要合理布置接地体和接地网，确保接地电阻达到规定的要求。
二、防雷与接地系统设计的步骤1.调查与分析首先，需要对建筑物周围的雷击情况、地质条件以及建筑物的用途进行调查与分析。
通过收集和分析相关数据，可以为后续的设计提供依据。
2.确定防雷措施根据建筑物的用途和特点，选择合适的防雷措施。
比如，在高层建筑中可以采用避雷针作为防雷装置，在工业厂房中可以采用避雷带等。
3.设计接地系统根据实际情况，设计合理的接地系统。
需要考虑接地体的数量、位置以及合理布置接地网等因素，确保接地电阻达到要求。
4.施工与检测根据设计方案进行施工，并在施工完成后进行接地系统的检测。
通过测试接地电阻等参数，验证接地系统的质量和可靠性。
三、常用的技术和材料1.避雷针避雷针是常见的防雷措施之一，它能够吸引和接收雷电，将雷击电流传导到地下。
避雷针通常由导体材料制成，比如铜或铝。
2.避雷带避雷带通常安装在建筑物的周围，能够将雷击电流引导到地下，起到保护建筑物的作用。
避雷带通常由导体材料制成，比如铜带或铝带。
3.接地体接地体是接地系统中的重要组成部分，它能够将雷击电流传导到地下。
防雷与接地
五、建筑物防雷
► 直击雷的防护
笼式避雷网：利用建筑物墙体内的钢筋连接在一 起作为接闪器、引下线和接地体
五、建筑物防雷
► 直击雷的防护
接闪器的高度与保护区域
五、建筑物防雷
► 直击雷的防护
接闪器的高度与保护区域
五、建筑物防雷
► 感应雷的防护
天线 LEZ0
LEZ1和LEZ2 的分区线
电力电缆
► 影响接地电阻的因素
( 影响接地电阻的因素主要考虑影响接触电阻和散流 电阻的因素。 )
①接触电阻指接地体与土壤接触时所呈现的电阻。
接地体与土壤的接触电阻决定于土壤的湿度、松 紧程度及接触面积的大小，土壤的湿度越高、接触越 紧、接触面积越大，则接触电阻就小，反之，接触电 阻就大。
② 散流电流是电流由接地体向土壤四周扩散时，所
► （3）置于避雷针保护范围的卫星天线也
应与防雷系统连接，可用圆钢将立柱和 防雷网焊接起来，使天线与大地处于等 电位状态。 （4）对于强雷区，最好另设一条保护接地 线，将室内设备的外壳与之连接。但保护 地线的接地极应远离避雷针的接地极。
接地与接地电阻的测量
接地的内容提要
1
接地系统概要 联合接地系统 接地电阻的测量
第三讲 防雷与接地系统
主讲人：陈新国
防雷基础知识
目录
一、雷电的危害 二、雷电的成因 三、雷电危害的类型 四、人身的雷电防护 五、建筑物防雷 六、接地工程
一、雷电的危害
► 1992年澳大利亚墨尔本市的一家化工厂因雷击而爆
炸，导致毒气泄漏 ► 1989年我国黄岛油库遭雷击引发特大火灾，死亡19 人，伤78人，直接经济损失数千万元 ► 我国鄂伦春林区火灾有半数以上是由雷击引起 ► 1981年日本“马特”导弹发射后遇到落地雷，导弹 坠毁，操作人员也受雷击倒毙
建筑物防雷措施
建筑物防雷措施概述建筑物的防雷措施是为了保护建筑物及其内部设备免受雷击和雷电损害。
由于雷电是一种自然现象，它的发生是无法预测的。
因此，建筑物的防雷措施是非常重要的，特别是在那些暴露在雷雨中的建筑物中。
本文将介绍常见的建筑物防雷措施以及它们的实施要点。
防雷原理建筑物的防雷措施基于以下原理：1.防雷接地系统：通过将建筑物与地面之间保持良好的电气连接，可以有效地将雷击的能量引导到地下，从而保护建筑物及其内部设备。
防雷接地系统包括接地装置、接地体和接地导体等组成。
2.避雷带和避雷针：通过在建筑物的顶部或周围设置避雷带或避雷针，可以将雷电击中建筑物的可能性降到最低。
避雷带和避雷针通常是由导电材料制成，可以将雷电引导到地下。
3.绝缘保护：建筑物的外部电线和设备应该采用适当的绝缘材料来防止雷电对其造成损害。
防雷措施建筑物外部防雷措施1.避雷系统的设置：为了保护建筑物免受雷击，应该在建筑物的顶部或周围设置避雷系统。
避雷系统包括避雷带和避雷针，它们应该与建筑物的防雷接地系统相连。
2.双层避雷网：如果建筑物周围有高树、高楼或其他高物体，在建筑物的周围可以设置双层避雷网，以增加建筑物的防雷能力。
3.电缆的保护：建筑物外部的电缆应该采用绝缘保护措施，以防止雷电对其造成损害。
在电缆的入口处，可以设置避雷器或等效的保护装置，用于吸收和释放雷电能量。
建筑物内部防雷措施1.接地系统：建筑物的内部电气设备应该与建筑物的防雷接地系统相连，以确保雷电能够有效地引导到地下。
2.电气设备的绝缘保护：建筑物内部的电气设备应该采用适当的绝缘保护措施，以防止雷电对其造成损害。
3.防雷装置的选择和安装：建筑物内部可以安装防雷装置，例如避雷器和过电压保护器，用于吸收和释放雷电能量。
4.人员安全培训：除了以上的防雷措施外，建筑物内部的人员也应该接受防雷安全培训，了解如何避免雷电事故，并知道如何正确行动当雷电来临。
实施要点为了确保建筑物的防雷措施有效地实施，以下是一些实施要点：1.由专业的防雷工程师进行设计和规划。
防雷与接地系统安装
防雷与接地系统安装1 施工工艺流程施工工艺流程如图2.5-50所示。
2 建筑物防雷、接地施工及安全措施1) 建筑防雷：(1) 本建筑防雷等级为二类。
建筑的防雷装置满足防直击雷、侧击雷、雷电感应及雷电波的侵入。
(2) 接地装置：本工程采用联合接地方式，利用 40X4 热镀锌扁钢将桩基承台钢筋网，桩基钢筋连接起来构成接地网络。
桩基承台钢筋，桩基钢筋及热镀锌扁钢之间的连接均采用焊接．接地电阻要求不大于1Ω。
(3) 楼顶采用避雷针、避雷带、屋顶建筑物金属构件等混合作为接闪器，利用结构钢柱作为引下线，每层外墙连续钢梁焊接成一体形成均压环，并与引下线钢柱可靠连接。
公寓屋顶采用－25X4热镀锌扁钢组成不大于10mX10m 或12mX8m 的网格作为接闪器，屋面上的金属设备及金属物体均需与屋面避雷装置可靠连接，利用钢筋混凝土柱内二根＞Φ16结构主筋上下焊接作为引下线。
所有突出屋面的金属风机、栏杆、旗杆、金属构件、冷却塔等与避雷带做可靠电气连接，突出屋面的非金属风道、风管、烟筒均大避雷针保护范围内。
预留预埋 引下线敷设 避雷线支架安装 避雷线安装室外接地体敷设 接地电阻测试 图2.5-50 防雷接地施工工艺流程(4) 外墙的金属门窗，幕墙金属结构，外墙栏杆与均压环焊接以防侧击雷。
2) 接地及安全(1) 本工程防雷接地、变压器中性点接地、电气设备的保护接地与电梯机房、消防控制室、通讯机房、计算机房等的接地共用统一接地体，要求接地电阻不大于1Ω，实测不满足要求时，增设人工接地。
(2) 垂直敷设的金属管道及金属物的底端及顶端就近与接地装置连接，电梯轨道下端就近与接地装置连接，建筑外墙的全部金属栏杆、玻璃幕墙等主龙骨等均就近与接地装置连接。
(3) 所有强、弱电竖井内均垂直敷设一条40X4镀锌扁钢，其下端与基础接地网连接。
(4) 本工程采用总等电位联结，其与建筑物内保护干线、设备进线总管、金属构件联结，卫生间、淋浴间采用局部等电位联结，所有局部等电位接线盒采用BV-1*4mm2导线在地面内或墙内穿管暗敷，与卫生间内给排水管、金属浴盆、金属采暖管以及建筑物内钢筋网等可靠等电位局部连接。
防雷与接地系统设计说明
防雷与接地系统设计说明一. 设计依据1. 国家标准及规范:《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-922. 国家标准图集:《建筑电气工程设计常用图形和文字符号》00DX001《防雷与接地安装》D501-1～4《室内管线安装》D301-1~33. 其它有关的国家及地方的现行规范,标准图集;4. 业主对施工图设计的要求及其它专业提供的设计资料.二. 工程概况1. 本工程建筑名称为宝兴TESCO购物中心位于广州天河区东圃;2. 本工程建筑物层数：购物中心地上4层，地下2层;地上每层建筑面积约8023m2，总建筑面积64720.1 m2，建筑高度21.15m。
3. 本工程建筑物为一般性民用建筑物。
三. 防雷及接地系统1. 本工程建筑年预计雷击次数为0.3312次/年，按第二类防雷建筑物设置防雷设施。
2. 防雷措施：本工程采取防直击雷、防侧击和防雷电波侵入措施。
2.1 防止直击雷措施2.1.1 在建筑物易受雷击的屋角、女儿墙等部位设置避雷带，并在建筑物屋面设置不大于10x10米或12x8米的避雷网格。
不同高度的避雷带应焊接连通。
2.1.2 屋面上所有金属构件应用∅12热镀锌圆钢与防雷装置焊接连通;突出屋面的非金属物体可加装独立小针保护。
2.1.3 采光天窗的金属框、钢雨蓬、钢栏杆、风管以等应用∅12热镀锌圆钢与防雷装置焊接连通;屋顶风机支架以及避雷短针应与防雷装置焊接连通，连接点不少于两处。
2.1.3 利用建筑物钢筋混凝土中的钢筋(两根主钢筋∅≥16mm)或钢结构柱作为防雷引下线，其间距不大于18m。
2.2 防侧击雷措施2.2.1 利用钢柱或柱子钢筋作为防雷引下线。
2.2.2 竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。
本建筑外墙上的广告排等金属外框的顶端和底端应就近与防雷装置焊接连通。
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雷电的闪络放电
波头
波尾
4.雷电流特性
雷云放电具有
I/kA
很高的电压幅值和
强大的电流幅值。
Im Im/2
0
1～4μs
第7章建筑防雷及接地系统
t/μs
5.雷电过电压的基本形式 (1)直击雷过电压 (2)感应雷过电压 (3)入侵波过电压 6.雷电的危害 (1)雷电的热效应 (2)雷电的电磁效应 (3)雷电的机械效应 (4)雷电的闪络放电
第7章建筑防雷及接地系统
2.具体防雷措施 (1)防直接雷 接闪器：避雷针、避雷带和避雷网。
接闪器引来雷电流，通过引下线和接 地体安全地引导入地， 使接闪器下面一定 范围内的建筑物免遭直接雷击 一类防雷建筑物加装水平均压环（间距12m)
第7章建筑防雷及接地系统
(2)防感应雷 •建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属 外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出 屋面的放散管、风管等金属物，均应接到 防雷电感应的接地装置上
50～80mm厚的沥青层;
第7章建筑防雷及接地系统
3）采用沥青碎石地面或在接地体上面敷设 50～80mm厚的沥青层，其宽度应超过接 地体2m。
第7章建筑防雷及接地系统
7.3.4 建筑物的防雷措施 1.建筑物的防雷要求： 1.1一类防雷建筑物
防直击雷、防雷电感应和防雷电波侵入、 侧击雷。 1.2二类防雷建筑物施、侧击雷。 1.3三类防雷建筑物 防直击雷和防雷电波侵入的措施、侧击雷。
4．建筑物等效面积Ae，应为其实际平面积 向外扩大后的面
当建筑物的高H小于100m时 第7章建筑防雷及接地系统
A e [ L W 2 ( L W ) H ( 2 0 0 H ) H ( 2 0 0 H ) ] 1 0 6
A e [L W 2 (L W )H 2 ]1 0 6
第7章建筑防雷及接地系统
7.3.3建筑物防雷装置 接闪器、引下线和接地装置 1.接闪器 1)避雷针
宜采用圆钢或焊接钢管，其直径不应 小于：
1m以下 ： 圆钢为12mm，钢管为20mm。 1～2m： 圆钢为16mm，钢管为 25mm。 2)避雷带或避雷网
圆钢直径不应小于8mm。 扁钢截面不应小于48mm，厚度不应小于4mm。
H(200-H)/4
L H(200-H) L
W
W H(200-H)
第7章建筑防雷及接地系统
2.容易遭受雷击的建筑物及相关因素:
(1)建筑群中的高耸建筑物及尖顶建筑物、
构筑物，如水塔、宝塔、烟囱及发射台天
线等。
(2)空旷地区孤立物，如野外孤立建筑、
输电线杆、塔及高大树木等。
(3)建筑物的突出部位，如屋脊、屋角、
扁钢截面不应小于48mm，厚度不应小于4mm。 敷设方式：明敷设、暗敷设（增大一级） 测试：距地不大于2 M处设断接卡子或测试点 3.接地装置 （1）人工接地体 •垂直接地体宜采用圆钢、钢管或角钢，最常 用为钢管长2.5，直径50mm。 •水平接地体宜采用扁钢、圆钢。 •圆钢直径不应小于10mm。 •扁钢截面不应小于100m2，厚度不应小于4mm。 •角钢厚度不应小于4mm。 •钢管厚度不应小第于7章建3筑.防5雷m及接m地。系统
女儿墙、屋顶蓄水箱烟囱及天线等。
(4)屋顶为金属结构的建筑物，地下埋设
的金属管道，内部有大量金属设备的厂房
或排放带电尘埃的工厂等。
(5)特别潮湿的建筑物和地下水位较高的
地方。
第7章建筑防雷及接地系统
(6)金属矿藏地区，由于地下金属矿的存在， 容易引起雷电感应，从而造成雷击。 7.2.2建筑物的防雷等级 依据：建筑物应根据其重要性、使用性质、 发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要 求分为三类。 1.第一类防雷建筑物： 2.第二类防雷建筑物： 3.第三类防雷建筑物： 7.3建筑物的防雷措施 7.3.1防雷原理 7.3.2建筑物的防雷措施
第7章建筑防雷及接地系统
7.2建筑物的防雷等级分类 7.2.1雷电活动规律
第7章建筑防雷及接地系统
7.2建筑物的防雷等级分类 7.2.1雷电活动规律
1.雷暴日
多雷区：雷暴日大于40的为多雷区。
少雷区：雷暴日小于15的为少雷区。
2.雷击次数
N=kNgAe
3.雷击大地的年平均密度应按下式确定：
Ng 0.024Td1.3
第7章建筑防雷及接地系统
(4)节约钢材。
(5)维护工程量少。 •人工接地体按接地装置尺寸，垂直接地体 的长度一般为2.5m，其顶距地面0.6～0.7m, 相距5m。 •水平及垂直接地体应离建筑物外墙、出入
口、人行道不小于3m,否则： 1）水平接地体局部深埋不应小于1m; 2）水平接地体局部应包绝缘物，可采用
第7章建筑防雷及接地系统
3)避雷环 扁钢截面不应小于100mm，厚度不应小
于4mm 。 圆钢直径不应小于12mm
4)金属屋面 除一类防雷建筑物外，金属屋面的建
筑物宜利用其屋面作为接闪器。 2.引下线 （不少于2根） 种类： 人工、利用建筑物柱内主筋（Ø≧16 ） 人工：圆钢直径不应小于8mm。
第7章建筑防雷及接地系统
第7章 建筑防雷及 接地系统
2006.9
第7章建筑防雷及接地系统
7.1过电压
7.1.1 过电压的形式
切断小电感电流
内部过电压
操作过电压 谐振过电压
断开小容量负载
中性点不直接接地间隙性 的电弧接地
过电压 外部过电压 雷电过电压
直击雷击 感应雷击 雷电波侵入
第7章建筑防雷及接地系统
1.内部过电压 幅值与电网的额定电压成正比，一般
2.自然接地体
兼作接地体用的直接与大地接触的各种 金属构件、管道和建筑物的钢筋混凝土基础 等。
对于变配电所，只能利用它本身的建筑 钢筋混凝土基础作为自然接地体。
在高层建筑中，推荐利用柱子、基础内的钢 筋作为引下线和接地装置。主要优点： (1)接地电阻低。 (2)电位分布均匀，均压效果好。 (3)施工方便．可省去大量土方挖掘工程量。
不会超过系统正常运行时相对地（单相） 额定电压的3~4倍，因此对电气设备或线路 的绝缘威胁不是很大
2.雷电过电压 它是大气中带电云块之间或带电云层
与地面之间所发生的一种强烈的自然放电 现象。
有线状、片状和球状等形式 3.雷云放电过程
第7章建筑防雷及接地系统
雷电的危害
雷电的 机械效应
雷电的热效应
雷电的电磁效应