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防爆設計審核要點在有爆炸危險廠房的應用 |建筑消防
發(fā)布日期：2016-08-01 08:22:29
引言（1）
有爆炸危險的廠房，一旦發(fā)生爆炸，不但會造成房倒人亡，設備摧毀，生產(chǎn)停頓，甚至引起相鄰廠房或設施連鎖爆炸、發(fā)生火災。因此，從廠房設計起，就應考慮防爆抗爆措施。消防部門也應加強對此類廠房的審核，嚴格把關，將隱患消滅在源頭。結合有關規(guī)范和實際工作經(jīng)驗，我們認為在設計和審核爆炸危險廠房時候應注意把握以下幾個方面。
合理布置（2）
1．有爆炸危險的廠房與周圍建筑物、構筑物應保持一定的防火間距。如與民用建筑的防火間距不應小于25m，與重要公共建筑的防火間距不應小于50m，與明火或散發(fā)火花地點的防火間距不應小于30m。
2．有爆炸危險的廠房平面布置最好采用矩形，與主導風向垂直或夾角不小于45°，以有效利用穿堂風，將爆炸性氣體吹散，在山區(qū)，宜布置在迎風山坡一面且通風良好的地方。
3．防爆廠房宜單獨設置。如必須與非防爆廠房貼鄰時，只能一面貼鄰，并在兩者之間用防火墻或防爆墻隔開。相鄰兩廠之間不應直接有門相通，以避免爆炸沖擊波的影響。
4．有爆炸危險的甲、乙類生產(chǎn)部位不得設在建筑物的地下室或半地下室，以免發(fā)生事故影響上層，同時也不利于疏散和撲救。這些部位應設在單層廠房靠外墻或多層廠房的最上一層靠外墻處；如有可能，盡量設在敞開或半敞開式建筑物內(nèi)，以利通風和防爆泄壓，減少事故損失。
5．有爆炸危險的設備盡量避開廠房的梁、柱等承重結構。有爆炸危險的高大設備應布置在廠房中間，矮小設備應靠外墻門窗布置，以免擋風。
6．有爆炸危險的廠房內(nèi)不應設置辦公室、休息室。如必須貼鄰本廠房設置時，應采用一、二級耐火等級建筑，并應采用耐火極限不低于3h的防火墻隔開和設置直通室外的安全出口。
7．有爆炸危險的甲、乙類生產(chǎn)廠房總控制室應獨立設置；其分控制室可毗鄰外墻設置，并應用防火墻與其他部分隔開。
耐爆框架結構（3）
有爆炸危險的廠房，如果用敞開或半敞開式建筑，再選用耐火性能好、抗爆能力強的框架結構，在發(fā)生爆炸時可能避免廠房遭受嚴重破壞。耐爆框架結構一般有如下三種型式：
1．現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結構。這種耐爆框架結構的廠房整體性好，抗爆能力強，但工程造價高，通常用于抗爆能力要求高的防爆廠房。
2．裝配式鋼筋混凝土框架結構。這種框架結構由于梁、柱與樓板等接點處的剛性較差，抗爆能力不如現(xiàn)澆式框架結構。若采用裝配式鋼筋混凝土框架結構，則應在梁、柱與樓板等接點處預留鋼筋焊接頭并用高標號混凝土現(xiàn)澆成剛性接頭，以提高耐爆強度。
3．鋼框架結構。這種框架結構雖然耐爆強度較高，但耐火極低，能承受的極限溫度僅400℃，超過該溫度，便會在高溫作用下變形倒塌。如果在鋼構件外面加裝耐火被覆層或噴刷鋼結構防火涂料，可以提高耐火極限，但這樣做并非十分可靠，只要部分開裂或剝落同樣會失效，故應較少采用。
泄壓設施（4）
防爆廠房的泄壓主要靠輕質屋蓋、輕質外墻和泄壓門窗等來實現(xiàn)。這些泄壓構件就建筑整體而言是人為設置的薄弱部位。當發(fā)生爆炸時，它們最先遭到破壞或開啟，向外釋放大量的氣體和熱量，使室內(nèi)爆炸產(chǎn)生的壓力迅速下降，從而達到主要承重結構不破壞，整座廠房不倒塌的目的。
對泄壓構件和泄壓面積及其設置的要求如下：
1．泄壓輕質屋蓋。根據(jù)需要可分別由石棉水泥波形瓦和加氣混凝土等材料制成，并有保溫層或防水層、無保溫層或無防水層之分。
2．泄壓輕質外墻分為有保溫層、無保溫層兩種型式。常采用石棉水泥瓦作為無保溫層的泄壓輕質外墻，而有保溫層的輕質外墻則在是石棉水泥瓦外墻的內(nèi)壁加裝難燃木絲板作保溫層，用于要求采暖保溫或隔熱降溫的防爆廠房。
3．泄壓窗可以多種型式，如軸心偏上中懸泄壓窗，拋物線型塑料板泄壓窗等。窗戶上通常安裝厚度不超過3mm的普通玻璃。要求泄壓窗能在爆炸力遞增稍大于室外風壓時，能自動向外開啟泄壓。
4．泄壓設施的泄壓面積與廠房體積的比值（m2/m3）宜采用0.05~0.22。爆炸介質威力較強或爆炸壓力上升速度較快的廠房，應盡量加大比值。體積超過1000m3的建筑，如采用上述比值有困難時，可適當降低，但不宜小于0.03。
5．作為泄壓面積的輕質屋蓋和輕質墻體重量每平方米不宜超過120kg。
6．散發(fā)較空氣輕的可燃氣體、可燃蒸氣的甲類廠房宜采用全部或局部輕質屋蓋作為泄壓設施。
7．泄壓面積的設置應避開人員集中的場所和主要交通道路，并宜靠近容易發(fā)生爆炸的部位。
8．當采用活動板、窗戶、門或其他鉸鏈裝置作為泄壓設施時，必須注意防止打開的泄壓孔由于在爆炸正壓沖擊波之后出現(xiàn)負壓而關閉。
9．爆炸泄壓孔不能受到其他物體的阻礙，也不允許冰、雪妨礙泄壓孔和泄壓窗的開啟，需要經(jīng)常檢查和維護。
10．當起爆點能確定時，泄壓孔應設在距起爆起點盡可能近的地方。當采用管道把爆炸產(chǎn)物引導到安全地點時，管道必須盡可能短而直，且應朝向陳放物少的方向設置。因為任何管道泄壓的有效性都隨著管道的長度的增加而按比例減小。
隔爆設施（5）
容易發(fā)生爆炸事故的場所，應設置隔爆設施，如防爆墻、防爆門和防爆窗等，為了局限爆炸事故波及的范圍，減輕爆炸事故所造成的損失。具體要求如下：
1．防爆墻必須具有抵御爆炸沖擊波的作用，同時具有一定的耐火性能。防爆墻的構造設計，按照材料可分為防爆磚墻、防爆鋼筋混凝土墻、防爆單層和雙層鋼板墻、防爆雙層鋼板中間填混凝墻等。防爆墻上不得設置通風孔，不宜開門窗洞口，必須開設時，應加裝防爆門窗。
2．防爆門的骨架一般采用角鋼和槽鋼拼裝焊接，門板選用抗爆強度高的鍋爐鋼板或裝甲鋼板，故防爆門又稱裝甲門。門的鉸鏈裝配時，應襯有青銅套軸和墊圈，門扇四周邊襯貼橡皮帶軟墊，以防止防爆門啟閉時因摩擦撞擊而產(chǎn)生火花。
3．防爆窗的窗框應用角鋼板制作，窗玻璃應選用抗爆強度高、爆炸時不易破碎的安全玻璃。如夾層內(nèi)由兩層或多層窗用平板玻璃，以聚乙烯醇縮丁醛塑料作襯片，在高溫下加壓粘合而成的安全玻璃，抗爆強度高，一旦被爆炸波擊破能借中塑料的粘合作用，不致使玻璃碎片拋出而引起傷害。
爆炸減壓板（6）
在現(xiàn)代連續(xù)化生產(chǎn)的石油化工廠，由于廠房高大，設備眾多，單靠增加泄壓面積不僅在實際上難以做到，即使能做到也難以抵御像甲烷氣、丙烷氣和液化石油氣在爆炸后期出現(xiàn)的強烈聲動不穩(wěn)定燃燒壓力峰和壓力振蕩面被炸毀。
我國于上世紀80年代通過對建筑物的爆炸泄壓的研究，特別是對聲動不穩(wěn)定燃燒的試驗及其機理的探討，研制成功了一種“爆炸減壓板”。這是一種難燃燒體的板材（氧指數(shù)大于35），以一定方式附于有爆炸危險的建筑物的天花板上、墻壁面上，當發(fā)生可燃氣體爆炸時，能有效地消除爆炸期間產(chǎn)生的強烈的不穩(wěn)定燃燒壓力峰和壓力振蕩，可使最大壓力由98kPa減至8kPa，從而保證建筑物主要結構免遭破壞。安裝工藝簡單易行，新建的廠房可作為墻面的裝飾，已建成的廠房也易重新鋪設。
在下述建筑或部位應當安裝爆炸減壓板，可以彌補現(xiàn)有爆炸泄壓防護技術的不足：
1．有甲烷、丙烷、天然氣、液化石油氣及易燃液體車間、廠房、庫房、控制室等，鄰近居民人口密度大的區(qū)域。
2．使用液化石油氣的工廠，如果將附有儲量較大的貯罐及氣化裝置設在與生產(chǎn)車間相鄰的單獨房間內(nèi)時。
3．一些設有貴重控制儀器的操縱室，或者在建筑物內(nèi)設有可燃氣體、易燃液體容器及管道的油、氣泵房等。
其他防爆事項（7）
1．散發(fā)較空氣輕的可燃氣體、可燃蒸氣的甲類廠房的頂棚應盡量平整無死角，且廠房上部空間要通風良好。
2．散發(fā)可燃粉塵、纖維的乙類廠房內(nèi)表面應平整、光滑，并易于清掃。
3．散發(fā)較空氣重的可燃蒸氣的甲類廠房以及有粉塵、纖維爆炸危險的乙類廠房，應采用不發(fā)生火花的地面。如果采用絕緣材料作整體面層時，應采取防靜電措施。
4．散發(fā)較空氣重的可燃氣體、可燃蒸氣的甲類廠房以及有粉塵、纖維的乙類廠房，其地面下不宜設地溝。如必須設置時，其蓋應嚴密，并應采用非燃燒材料緊密填實，與相鄰廠房連通處應采用非燃燒材料密封。
5．使用和生產(chǎn)甲、乙、丙類液體的廠房的管、溝不應和相鄰廠的管、溝相通，該廠房的下水道應有隔油設施。
6．甲、乙類設備或有爆炸危險的粉塵、可燃纖維的封閉式廠房的采暖、通風和空調設計，應符合現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》和《采暖通風和空氣調節(jié)設計規(guī)范》中的有關規(guī)定。
7．防爆廠房的電氣設備的防雷設計，應分別按照國家標準《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》和《建筑防雷設計規(guī)范》中的有關規(guī)定執(zhí)行。
（張國平 張良忠）
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