◎ 袁 亮，嚴(yán)福紅，付 曜，周開(kāi)翔

（中國(guó)輕工業(yè)武漢設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430060）

近年來(lái)，我國(guó)食品產(chǎn)業(yè)進(jìn)入不斷創(chuàng)新和發(fā)展新階段，市場(chǎng)規(guī)模呈幾何級(jí)的速度增長(zhǎng)，與此同時(shí)，我國(guó)食品廠房的建設(shè)也逐漸走向?qū)I(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的發(fā)展軌道。過(guò)去的食品廠房沒(méi)有復(fù)雜的功能組合，也沒(méi)有較高的形象要求，且火災(zāi)危險(xiǎn)性較低，多為丙類或丁、戊類，耐火等級(jí)不低于二級(jí)。隨著食品加工技術(shù)和規(guī)模的發(fā)展，專業(yè)化的綜合食品加工廠越來(lái)越多，因其工藝流程的需求，在某些工藝環(huán)節(jié)中可能涉及一些易燃易爆的物料，相應(yīng)區(qū)域的設(shè)計(jì)要求比普通廠房更為嚴(yán)格。如糧食生產(chǎn)的粉碎間、使用有機(jī)溶劑的植物浸提車間、粉劑食品的混合或干燥車間，輔助料的危險(xiǎn)品存放庫(kù)及高度白酒生產(chǎn)車間等，其中一些房間甚至還有潔凈要求。這些車間如果處理不當(dāng)，很容易發(fā)生危險(xiǎn)，引起爆炸。因此，食品廠房的設(shè)計(jì)除滿足生產(chǎn)工藝要求外，還應(yīng)考慮防爆問(wèn)題，采取有效合理的抗爆與泄爆設(shè)計(jì)，防止爆炸和燃燒事故。若一旦發(fā)生爆炸事故，盡可能將生命財(cái)產(chǎn)的損失減小到最底程度。本文結(jié)合相關(guān)規(guī)范和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)易燃易爆的食品廠房進(jìn)行探討，以供讀者參考。

1 爆炸的原因和性質(zhì)

按照產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，爆炸可分為3類。第一類為物理爆炸，這是一種物理過(guò)程。在爆炸中，介質(zhì)只發(fā)生物態(tài)變化，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這類爆炸一般是由于容器內(nèi)氣體壓力升高超過(guò)容器所能承受的范圍，致使容器破壞所形成的。如鍋爐爆炸，高壓氣瓶及其他壓力容器、輪胎爆炸等。第二類為化學(xué)爆炸，物質(zhì)發(fā)生高速放熱化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致爆炸，主要化學(xué)反應(yīng)有兩類：一類是乙烯、環(huán)氧乙烷等分解性氣體或某些炸藥等的分解爆炸；另一類為可燃物與氧化劑急劇的氧化反應(yīng)，如炸藥爆炸、可燃?xì)饣蚍蹓m與空氣形成的混合物爆炸等。第三類為原子爆炸，即核爆炸。某些物質(zhì)的原子核發(fā)生裂變反應(yīng)，瞬間放出巨大能量而形成的爆炸。食品廠房主要防范的是化學(xué)爆炸，也是本文討論的重點(diǎn)。

2 食品廠房防爆設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

食品廠房由于其功能的多樣性，一般采用輕鋼排架結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形式，其火災(zāi)危險(xiǎn)性多為丙類或丁、戊類，耐火等級(jí)不低于二級(jí)。其中儲(chǔ)存有爆炸危險(xiǎn)物品的倉(cāng)庫(kù)一般為甲類，每個(gè)防火分區(qū)面積不大于250 m2，每座倉(cāng)庫(kù)的最大允許占地面積為250 m2。有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的火災(zāi)危險(xiǎn)性一般為甲類或乙類，而其所在的生產(chǎn)廠房一般為危險(xiǎn)性較小的丙類、丁或戊類，設(shè)計(jì)時(shí)一般嚴(yán)格控制有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，即火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的生產(chǎn)部分占本層或本防火分區(qū)建筑面積的比例小于5%[1]，略有差異時(shí)，設(shè)計(jì)中可采用適當(dāng)增大危險(xiǎn)性較小區(qū)域建筑面積的做法，使整個(gè)廠房符合規(guī)定按危險(xiǎn)性較小的部分確定，否則需要整體按高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。

若整個(gè)廠房的火災(zāi)危險(xiǎn)性整體按高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，則各專業(yè)的設(shè)計(jì)都需有特殊要求，同時(shí)危險(xiǎn)性較低區(qū)域的設(shè)計(jì)要求也要同時(shí)按高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。如建筑專業(yè)的防火分區(qū)面積、疏散距離將會(huì)受嚴(yán)格限制，同時(shí)要有防爆、泄爆的措施；電氣專業(yè)防爆電器的選用及維護(hù)、線路敷設(shè)及控制方式、弱電通訊系統(tǒng)的防爆、可燃?xì)怏w的探測(cè)要求；通風(fēng)專業(yè)的防爆通風(fēng)、事故通風(fēng)設(shè)計(jì)，尤其是潔凈區(qū)內(nèi)其空調(diào)系統(tǒng)要用直流風(fēng)（不能回風(fēng)）、送、排風(fēng)設(shè)備的防爆等。如果按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)廠房，將增加大量的投資和運(yùn)行費(fèi)用，且不符合實(shí)際現(xiàn)實(shí)，從科學(xué)的角度評(píng)價(jià)也是不合理的。因局部原因，大量區(qū)域（可能達(dá)90%的設(shè)施設(shè)備）提高標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)有些生產(chǎn)設(shè)備也難有防爆型的，不符合生產(chǎn)的實(shí)際情況，也不符合業(yè)主的經(jīng)濟(jì)利益。因此這類工程的設(shè)計(jì)，必須從方案構(gòu)思階段，尋求科學(xué)的或局部的防控手段。

當(dāng)有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域占本層或本防火分區(qū)建筑面積的比例不能控制到5%以內(nèi)時(shí)，需改變?cè)O(shè)計(jì)理念乃至生產(chǎn)的操作方式，建議將甲類或乙類區(qū)域集中，同時(shí)減少車間內(nèi)危險(xiǎn)性較低區(qū)域的面積，設(shè)計(jì)為單層的全甲類或乙類的生產(chǎn)廠房。使在建工程既滿足生產(chǎn)安全和經(jīng)濟(jì)性需求，也符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。

3 平面布局

3.1 總平面布局

食品工廠中對(duì)于有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房或倉(cāng)庫(kù)，如全甲類的提取車間、廠區(qū)內(nèi)的危險(xiǎn)品庫(kù)，應(yīng)考慮整體泄爆獨(dú)立設(shè)置。還有一些有爆炸危險(xiǎn)的廠房，如白酒陳釀庫(kù)、危險(xiǎn)品罐區(qū)，可采用敞開(kāi)或半敞開(kāi)式建筑，通過(guò)良好的自然通風(fēng)，使可燃?xì)怏w、蒸氣、粉塵等快速稀釋擴(kuò)散，不易形成爆炸混合物，有效地排除形成爆炸的條件。且生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)部發(fā)生爆炸時(shí)，敞開(kāi)或半敞開(kāi)式建筑可很快釋放大量氣體和熱量，盡可能降低危害程度。

有爆炸危險(xiǎn)的廠房應(yīng)盡可能集中布置并遠(yuǎn)離廠區(qū)內(nèi)主要道路，與廠區(qū)內(nèi)外其他建筑物留有足夠的消防間距。根據(jù)項(xiàng)目所在地的全年主導(dǎo)風(fēng)向，此類有爆炸危險(xiǎn)的廠房或倉(cāng)庫(kù)宜布置在整個(gè)廠區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，避免或減少對(duì)周圍其他設(shè)施的影響和污染[2]。

3.2 單體平面布局

有爆炸危險(xiǎn)的生產(chǎn)房間，在生產(chǎn)工藝允許的條件下，宜布置在單層廠房?jī)?nèi)靠外墻部位。若布置在多層廠房中，應(yīng)盡量靠外墻或頂層布置，利用輕質(zhì)外墻或輕質(zhì)屋面泄爆。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《建規(guī)》）甲乙類廠房不能設(shè)在地下或半地下。

生產(chǎn)或儲(chǔ)存有不同性質(zhì)且相互接觸會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)引起爆炸的物質(zhì)（如乙炔與氧氣）時(shí)，必須分開(kāi)布置，并以防爆墻分隔。

有爆炸危險(xiǎn)的生產(chǎn)房間布置在廠房局部時(shí)，應(yīng)采用防爆墻與其他房間分隔，可采取靠邊布置外墻開(kāi)門(mén)或利用外廊或陽(yáng)臺(tái)進(jìn)行車間內(nèi)的工作聯(lián)系；若因生產(chǎn)工藝需求，須在內(nèi)部進(jìn)行工作聯(lián)系時(shí)，不同防爆區(qū)間需采用防爆門(mén)；防爆區(qū)與非防爆區(qū)間需設(shè)置門(mén)斗作為防爆緩沖，《建規(guī)》第3.6.10條中要求，門(mén)斗的隔墻應(yīng)為耐火極限不應(yīng)低于2.00 h的防火隔墻，門(mén)應(yīng)采用甲級(jí)防火門(mén)并應(yīng)錯(cuò)位設(shè)計(jì)?？紤]到爆炸所產(chǎn)生的沖擊波危害及《石油化工控制室抗爆設(shè)計(jì)規(guī)范》《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范相應(yīng)條文的要求，建議門(mén)斗亦采用防爆墻，同時(shí)考慮到消防疏散，門(mén)斗上的防火門(mén)朝疏散方向開(kāi)啟。

辦公室、休息室等不應(yīng)設(shè)置在甲、乙類廠房?jī)?nèi)，確需要貼鄰本廠房時(shí)，其耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，并應(yīng)采用耐火極限不低于3.00 h的防爆墻與廠房分隔，且應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的安全出口。

4 防爆、泄爆措施

4.1 防爆措施

食品廠房由于其平面功能的復(fù)雜性和多樣性，其主體結(jié)構(gòu)形式一般采用輕鋼排架結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)形式和非燃燒體的輕質(zhì)墻填充的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。為降低爆炸事故波及范圍，減輕爆炸事故所造成的損失，圍護(hù)結(jié)構(gòu)盡量充當(dāng)泄壓段，框架結(jié)構(gòu)用做防爆段降低爆炸造成的危害，不致影響整個(gè)廠房的安全。在有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域，應(yīng)相應(yīng)設(shè)置防爆墻、防爆門(mén)、防爆窗和抗爆吊頂?shù)取?/p>

防爆墻必須具有抵御爆炸沖擊波的作用，同時(shí)具有一定的耐火性能。防爆墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)，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(shè)置通風(fēng)孔，不宜開(kāi)門(mén)窗洞口，必須開(kāi)設(shè)時(shí)，應(yīng)為防爆門(mén)窗。

4.2 泄爆措施

有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類區(qū)域應(yīng)設(shè)置相應(yīng)泄壓設(shè)施。食品防爆廠房的泄壓設(shè)施主要靠輕質(zhì)屋蓋、輕質(zhì)外墻和泄壓門(mén)窗等實(shí)現(xiàn)。這些泄壓構(gòu)件對(duì)于建筑物整體而言是人為設(shè)置的薄弱部位。當(dāng)發(fā)生爆炸時(shí)，它們最先遭到破壞或開(kāi)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(dá)到主要承重結(jié)構(gòu)不破壞、廠房不倒塌的目的?！督ㄒ?guī)》中對(duì)泄壓構(gòu)件的要求詳見(jiàn)3.6.3條，泄壓面積計(jì)算詳見(jiàn)3.6.4條，其中危險(xiǎn)物質(zhì)為乙醇時(shí)，泄壓比C值不應(yīng)小于0.110 m2/m3；爆炸危險(xiǎn)物質(zhì)為氨或K塵＜10 MPa·m/s的糧食粉塵時(shí)，泄壓比C值不應(yīng)小于0.030 m2/m3。

4.3 防爆、泄爆構(gòu)造做法

2013年，國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了由中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院編制的圖集《抗爆、泄爆門(mén)窗及屋蓋、墻體建筑構(gòu)造》（14J938），并于2014年9月1日正式實(shí)施。該圖集內(nèi)詳細(xì)介紹了抗爆、泄爆門(mén)窗，抗爆、泄爆墻，泄爆屋蓋，抗爆吊頂、樓地面及抗爆屋的構(gòu)造做法。圖集為廣大設(shè)計(jì)人員提供便利的同時(shí)，也提供了一定的設(shè)計(jì)依據(jù)。

相較于石油化工行業(yè)，一般食品廠房的爆炸危險(xiǎn)性相對(duì)較低，在滿足符合泄爆面積要求的前提下，墻體的抗爆措施還可采用磚墻配筋的方式，具體做法可采用砌至結(jié)構(gòu)梁板底的240非黏土實(shí)心磚（強(qiáng)度≥MU10）砌筑，墻體兩側(cè)配Φ6 @200（雙向）鋼筋，并設(shè)Φ6拉結(jié)筋@600梅花狀布置與墻體固定，抹30厚1∶2.5水泥砂漿。

5 其他安全措施

食品廠房中設(shè)計(jì)除遵照現(xiàn)行的國(guó)家規(guī)范、法規(guī)及有關(guān)規(guī)定外，同時(shí)也要采用合理的工藝和安全操作。需通過(guò)技術(shù)和管理手段消除或減少易燃物質(zhì)的產(chǎn)生及積聚，防止爆炸事故的發(fā)生。

（1）有可能會(huì)引起爆炸的設(shè)備需采取防爆措施，如糧食粉碎機(jī)、斗提輸送機(jī)、噴霧干燥塔等，根據(jù)實(shí)際情況整機(jī)或可能引起爆炸的部件應(yīng)自帶泄爆口，選用防爆電機(jī)電氣，設(shè)備靜電接地，設(shè)備內(nèi)采用惰性氣體保護(hù)，采用合理的除塵方式等。

（2）輸送易燃易爆介質(zhì)的管道不應(yīng)穿越無(wú)關(guān)區(qū)域。同時(shí)應(yīng)注意管道的靜電防護(hù)，并應(yīng)按管道的材質(zhì)、輸送介質(zhì)及連接方式，設(shè)置合適、符合靜電防護(hù)規(guī)定要求的靜電跨接線及接地設(shè)施。

（3）散發(fā)較空氣輕的可燃?xì)怏w（如天然氣）、可燃蒸汽的房間，為避免生產(chǎn)過(guò)程中可燃?xì)怏w的積聚，廠房頂棚應(yīng)盡量平整、避免死角，房間上部空間應(yīng)通風(fēng)良好。散發(fā)較空氣重的可燃?xì)怏w、可燃蒸汽的房間，應(yīng)采用不發(fā)火地面，且廠房或房間內(nèi)表面應(yīng)平整、光滑、易于清掃。采用絕緣材料作整體面層時(shí)，應(yīng)采取防靜電措施。廠房?jī)?nèi)不宜設(shè)置地溝，必須設(shè)置時(shí)，也只能設(shè)置淺弧溝，下水道設(shè)置水封。

（4）在防爆區(qū)域的安全措施中，必須考慮設(shè)置爆炸危險(xiǎn)氣體或粉塵的濃度探頭，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，同時(shí)廠房?jī)?nèi)的防爆通風(fēng)聯(lián)鎖啟動(dòng)能將爆炸性氣體或粉塵迅速驅(qū)散。

6 結(jié)語(yǔ)

食品廠房中的爆炸危險(xiǎn)是在瞬間發(fā)生的，人在爆炸的瞬間來(lái)不及采取任何措施，因此食品廠房的安全防爆措施應(yīng)貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針。從食品工程建設(shè)的設(shè)計(jì)策劃階段，結(jié)合物料特性、生產(chǎn)工藝、操作方式、設(shè)備特點(diǎn)及防爆、泄爆構(gòu)造做法，有針對(duì)性地進(jìn)行食品廠房和設(shè)施的防爆設(shè)計(jì)，才能有效地從硬件配置上避免安全設(shè)防的先天缺陷，從而真正地做到預(yù)防為主，確實(shí)保證工廠的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. GB 50073-2013潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.

[2]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. GB 50187-2012 工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2012.