王振洲

中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司

【摘 要】介紹甲類生產(chǎn)廠房的防爆、泄壓及相關(guān)措施。

【關(guān)鍵詞】建設；防爆；設計；措施

1.概述

本廠房按照工藝要求，考慮到廠房外泄飄逸氣體的介質(zhì)（一氧化碳、氫氣）類別，根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014（以下簡稱“規(guī)范”），確定該廠房發(fā)生火災危險性分類為甲類，需要進行建筑的防爆設計。本文旨在討論此類廠房的防爆、泄壓和防爆墻的設計及采取的相應措施。

2.采取防爆的目的

在甲類生產(chǎn)廠房建筑防爆設計時，采取必要且有效的防爆及泄壓措施，可大大減少甚至杜絕建筑發(fā)生爆炸事故。即便在發(fā)生事故時，也可以起到保護主體結(jié)構(gòu)和非爆炸區(qū)域的作用，最大限度的減少由于爆炸造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失，達到安全和經(jīng)濟的目的。

3.總平面布置

3.1主導風向的因素根據(jù)全場總圖規(guī)劃安排和業(yè)主要求，進行對當?shù)爻Ｄ曛鲗эL向的查閱，將廠房的長向與當?shù)刂鲗эL向夾角布置成90度。充分利用主導風向，使廠房保持良好的自然通風狀態(tài)，令可燃氣體及粉塵不易達到所需的爆炸下限的濃度，消除發(fā)生爆炸所具備的必要條件，減少發(fā)生爆炸的可能性。

3.2對人員安全的考慮在爆炸產(chǎn)生時，應減少爆炸對人員的沖擊和傷害，整個廠房的選址選在人員非密集區(qū)域，周邊與總圖協(xié)調(diào)盡力避免重要的道路交通場所。

4.平面布置

4.1結(jié)構(gòu)形式的選擇結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土預制柱鉸接三角形鋼屋架的排架結(jié)構(gòu)，圍護結(jié)構(gòu)采用符合規(guī)范要求的輕質(zhì)墻體。此種結(jié)構(gòu)的廠房便于在建筑外墻面開設大面積的門窗洞口，當爆炸來臨時，洞口做為建筑的有效泄壓面積，為廠房按照規(guī)范的要求設計成敞開或半敞開的建筑形式提供有利的條件。

4.2廠房平面及內(nèi)部布局廠房采用矩形平面布置，在滿足工藝要求及方便生產(chǎn)的條件下，把有爆炸危險的設備盡量集中的設置在廠房的靠外墻處。對于有高爆風險的設備，采用獨立的封閉防爆空間進行分隔，減少爆炸沖擊對廠房結(jié)構(gòu)帶來的不利影響，達到對非爆炸區(qū)域的屏蔽隔離，并在發(fā)生危險時，及早確定狀況發(fā)生部位，為搶險救援爭取時間。

4.3供輔建筑把為廠房服務的控制室、配電室、辦公及休息室等供輔建筑集中布置在廠房的一端，其供輔區(qū)域建筑的耐火等級設為一級，并設置獨立的安全出口便于人員的疏散逃生。廠房與供輔區(qū)域采用耐火極限為3h以上的防爆墻進行分隔，為了操作人員便于觀察和了解廠房內(nèi)的設備運行狀況，在防爆墻上設一扇鋼制防爆觀察窗。除此之外，此防爆墻不再另設任何門窗洞口，確保防爆墻的完整和獨立性。

4.4疏散設計按照規(guī)范要求，廠房內(nèi)每個防火分區(qū)設置兩個疏散門，疏散門靠外墻分散設置，兩個門之間的距離大于5米，滿足疏散距離和疏散寬度指標的要求，疏散門的開啟方向為人員疏散方向。在其安全出口處，設置用于抵消爆炸威力的門斗，門斗的寬度大于疏散寬度，耐火極限為2h。門斗的門與疏散門均為甲級防火門，并錯位布置，有效控制沖擊力在安全出口處的釋放。

4.5防火分區(qū)劃分根據(jù)規(guī)范中對甲類廠房的要求，合理的劃分防火分區(qū)，有效分隔不同的危險區(qū)域，阻止火災蔓延。使爆炸即便發(fā)生，也能處在一個可控的范圍內(nèi)，不會造成整體空間范圍內(nèi)的混合爆炸和連續(xù)爆炸，降低爆炸對人員和設備產(chǎn)生的次生災害。

5.防爆設計

5.1廠房地面廠房采用滿足規(guī)范要求的不發(fā)火花地面，做到材質(zhì)均勻，設計無遺漏。根據(jù)工藝要求和生產(chǎn)需要，采用絕緣材料做為整體面層。對面層采取防靜電措施，有效導除因設備運轉(zhuǎn)等因素產(chǎn)生的危害性靜電。整個廠房不設除穿電纜的地溝，對于必要的電纜溝，溝內(nèi)要規(guī)整，采取防止可燃氣體聚集的措施，有特殊要求的要在溝內(nèi)設置可燃氣體探測器，溝上蓋板設計要嚴密，無遺漏的縫隙。整個廠房地面應便于清掃，消除死角等爆炸隱患，這對于建筑防爆也是尤為必要的。

5.2廠房內(nèi)表面、屋面廠房內(nèi)表面做到平整，光滑，杜絕不必要的突出建筑內(nèi)表面的設計。采用符合電氣專業(yè)要求的彩鋼夾心屋面板，使屋面板滿足做為接閃器的條件，通過屋面板進行避雷網(wǎng)的措施要有效合理，減少甚至杜絕因雷電造成廠房的爆炸破壞。

5.3大型風機設備基礎(chǔ)對于廠房內(nèi)大型的風機設備基礎(chǔ)，考慮工人在操作時，會有工具掉落或因操作不慎，與設備基礎(chǔ)表面撞擊引起火花，采取設備基礎(chǔ)二次澆灌層表面進行不發(fā)火花處理的措施，減少爆炸的幾率。

6.泄壓設計

6.1泄壓面積的確定本廠房根據(jù)規(guī)范要求，計算長徑比不大于3，可不進行分段考慮。整體的泄壓面積，按規(guī)范3.6.4條公式進行計算，來確定窗洞口和屋面的表面積。

6.2泄壓面要求窗采用符合規(guī)定的泄壓窗，保證爆炸時，能迅速開啟釋放壓力，并不會產(chǎn)生尖銳的玻璃碎片。在廠房屋面的選擇上，采用輕質(zhì)材質(zhì)屋面，頂棚確保平整無死角。考慮到新疆冬天的積雪和冰凍時間漫長，在設計屋面時，采取活動刮板和擋板來防止積雪。

6.3泄壓點選擇泄壓點應避開人員集中場所和主要交通道路，并宜靠近爆炸危險裝置區(qū)域設置，確保爆炸壓力迅速有效釋放的同時，最大限度的降低爆炸對周圍區(qū)域的破壞。

7.防爆墻設計

7.1作用防爆墻除了具有抵抗爆炸沖擊波的能力，又具備良好的耐火性能。按照功能要求，合理的布置防爆墻，可在爆炸事故發(fā)生時，抵抗爆炸強大的破壞沖擊力，對人員和設備提供安全的屏障。

7.2形式本廠房考慮到施工便捷和造價限制等因素，采用防爆磚墻。在滿足防爆要求的前提下，達到工期和造價的最優(yōu)組合。

7.3構(gòu)造防爆墻柱間距設為6米，磚墻厚度為370毫米。沿防爆墻高每500毫米設兩根HPB300直徑為8毫米的貫通鋼筋，鋼筋兩端錨入防爆墻柱內(nèi)。

8.結(jié)語

綜上所訴，合理做好甲類廠房的建筑防爆設計，并結(jié)合電氣，暖通，儀表自動化等專業(yè)的防爆措施，對此類建筑的安全有著至關(guān)重要的作用。但考慮到在化工領(lǐng)域里，建筑的個體差異較大，相關(guān)的工藝要求也不盡相同，那么就要求設計者嚴格按照相關(guān)規(guī)范，因地制宜的采取合適的措施來規(guī)范設計，盡最大的努力杜絕火災和爆炸事故的發(fā)生。

參考文獻：

[1]建筑設計防火規(guī)范 GB50016-2014.

[2]石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范 GB50160-2008.

[3]消防安全技術(shù)實務 公安部消防局組織編寫 2016.