孫春娥，孟麗娟，彭真，孫波(中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，在注重精神和物質(zhì)追求的同時(shí)，更加關(guān)注自身生命安全。因此，對(duì)建筑類基礎(chǔ)設(shè)施的要求日益嚴(yán)格。就目前情況而言，化工行業(yè)是支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展與轉(zhuǎn)型的重要行業(yè)之一。因此，我們要重視化工建筑的防爆設(shè)計(jì)工作，保障化工企業(yè)的安全生產(chǎn)，以此積極促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)高質(zhì)量穩(wěn)健發(fā)展。

1 化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)逐漸成為世界化工產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)。其中，合成樹(shù)脂、合成橡膠以及合成纖維等產(chǎn)能常年穩(wěn)居世界第一位。在2019年，合成樹(shù)脂的產(chǎn)能為8 595萬(wàn)噸/年；合成橡膠的產(chǎn)能為643萬(wàn)噸/年；合成纖維的產(chǎn)能為6 553萬(wàn)噸/年，甚至單套規(guī)模達(dá)到80萬(wàn)噸/年以上的蒸汽裂解乙烯裝置就有13套，進(jìn)一步保障了我國(guó)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)產(chǎn)量。另外，我國(guó)除化工產(chǎn)品的生產(chǎn)產(chǎn)量位居世界前列以外，就連化工產(chǎn)品的消費(fèi)也是常年霸居世界第一。例如：2019年聚乙烯消費(fèi)量達(dá)到3 020萬(wàn)噸，約占比世界總消費(fèi)量的三分之一；乙二醇消費(fèi)量為1 647萬(wàn)噸，約占比世界總消費(fèi)量的二分之一。就目前情況來(lái)看，未來(lái)世界化工產(chǎn)品的需求增長(zhǎng)主要來(lái)源于發(fā)展中國(guó)家，而我國(guó)就占世界增量的二分之一。因此，只有做好化工建筑的防爆設(shè)計(jì)工作才能促進(jìn)我國(guó)化工行業(yè)蓬勃發(fā)展。

2 化工建筑防爆必要性

化工產(chǎn)品生產(chǎn)具有易燃、易爆等顯著特點(diǎn)，若操作和處理不當(dāng)，隨時(shí)可能引發(fā)難以預(yù)料的危險(xiǎn)事故，且危險(xiǎn)系數(shù)較高。從制作工藝來(lái)說(shuō)，化學(xué)工業(yè)是一種技術(shù)密集型且具有較高生產(chǎn)要求與標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)，其材料和產(chǎn)品都有各自特定、嚴(yán)格的檢測(cè)方法和生產(chǎn)流程。如果其中某一項(xiàng)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)沒(méi)有達(dá)標(biāo)，就會(huì)影響下一環(huán)節(jié)的正常生產(chǎn)活動(dòng)，從而影響到化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，更多的化工企業(yè)開(kāi)始逐漸趨于自動(dòng)化生產(chǎn)，雖然一定程度上簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，但若在化工生產(chǎn)過(guò)程中采用了不正當(dāng)?shù)牟僮魇侄闻c方式，就可能導(dǎo)致更加嚴(yán)重的爆炸性等事故。因此，要想從根本上保障化工企業(yè)生產(chǎn)安全性，我們必須意識(shí)到化工建筑防爆設(shè)計(jì)工作的必要性。

3 化工工業(yè)建筑的特點(diǎn)

要想做好化工建筑的防爆設(shè)計(jì)工作，了解化工建筑的特點(diǎn)是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，大多數(shù)化工工業(yè)建筑都屬于生產(chǎn)性建筑，是由建筑用途決定建筑的外觀、形狀等特征。從民用建筑來(lái)說(shuō)，化工工業(yè)建筑需要根據(jù)自身生產(chǎn)工藝優(yōu)化內(nèi)部空間布局設(shè)計(jì)。例如機(jī)械設(shè)備廠的吊車運(yùn)行就需要較大的空間，做整體平面規(guī)劃的時(shí)候一定要預(yù)留足夠的面積。設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解設(shè)計(jì)項(xiàng)目所涉及的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，針對(duì)性進(jìn)行建設(shè)設(shè)計(jì)，我們才能在滿足基礎(chǔ)安全生產(chǎn)的前提下為化工工業(yè)建筑設(shè)計(jì)造型提供發(fā)揮空間。但從現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目出發(fā)，我們通常受到施工技術(shù)水平、生產(chǎn)設(shè)備以及經(jīng)濟(jì)等多種因素的影響，對(duì)于大多數(shù)化工工業(yè)建筑來(lái)說(shuō)，固化區(qū)域功能后設(shè)計(jì)師自由發(fā)揮的空間受到了較大的限制。

4 爆炸風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

在了解化工工業(yè)建筑的特點(diǎn)之后，我們需要對(duì)化工工業(yè)建筑爆炸風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識(shí)。首先，收集以下幾個(gè)方面的生產(chǎn)過(guò)程安全資料：第一，過(guò)程安全信息。例如收集化工生產(chǎn)設(shè)備，所需材料以及操作條件等方面。生產(chǎn)過(guò)程中要做好切斷閥、泄壓閥、泄漏檢測(cè)等安全工作，測(cè)量好建筑物結(jié)構(gòu)、建材等與生產(chǎn)單元之間的距離與方位，記錄好類似化工工業(yè)建筑歷史爆炸事故記錄[1]；第二，檢查爆炸危險(xiǎn)物料。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，就是常態(tài)化下容易揮發(fā)且密度大于空氣，容易爆炸的物料。例如：乙烯、乙烷、丁烷等物料；第三，檢查現(xiàn)場(chǎng)條件。仔細(xì)查看現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、產(chǎn)品堆放是否擁擠，查看有無(wú)容易引發(fā)爆炸的物質(zhì)等工作。

5 化工建筑防爆設(shè)計(jì)措施

5.1 合理布置總平面

在發(fā)生爆炸事故時(shí)，要保障有爆炸危險(xiǎn)的建筑物，不會(huì)對(duì)鄰近建筑物造成損害。針對(duì)此類問(wèn)題的解決措施，筆者經(jīng)過(guò)實(shí)踐探究，將其分為：第一，有爆炸危險(xiǎn)的化工建筑選址應(yīng)盡量避開(kāi)人群密集的建筑物以及鐵路運(yùn)輸線等重點(diǎn)建筑物；第二，合理布局集中規(guī)劃具有爆炸危險(xiǎn)的化工建筑工程，主要設(shè)置在廠區(qū)邊緣；靠山修建的化工建筑應(yīng)以小山包等地形優(yōu)勢(shì)形成天然的防爆屏障，一方面即可降低修建防爆圍堤的建設(shè)成本，又可減少爆炸事故的危害[2]；最后，化工廠內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物、生產(chǎn)區(qū)、倉(cāng)庫(kù)區(qū)以及行政區(qū)之間要根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求預(yù)留足夠的防火間距。

5.2 建筑形式和結(jié)構(gòu)選型

對(duì)存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)的工廠與倉(cāng)庫(kù)，盡量采用單層建筑。單層建筑的優(yōu)勢(shì)是在爆炸倒塌時(shí)對(duì)周圍破壞影響范圍較小，并且能設(shè)置較多的安全出口，方便人群進(jìn)行疏散和搶救滅火，從而減小人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失；另外，化工建筑的屋頂盡量采用泄壓輕質(zhì)易碎屋蓋，當(dāng)發(fā)生爆炸時(shí)可以最大面積增大泄壓面積，快速釋放室內(nèi)爆炸時(shí)產(chǎn)生的大量氣體，以防止室內(nèi)堆積大量易爆氣體，增大爆炸壓力，從而引發(fā)強(qiáng)烈的爆炸事件；最后，化工建筑盡量采用開(kāi)放式建筑，增大通風(fēng)面積，使其長(zhǎng)期保持自然通風(fēng)狀態(tài)，在生產(chǎn)過(guò)程中就快速稀釋和釋放可燃物質(zhì)氣體，能有效避免大型爆炸事件發(fā)生[3]。如果在爆炸事件不可避免發(fā)生的情況下，開(kāi)放式建筑泄壓面積大，利于釋放大量氣體和熱量，不僅最大限度減輕了廠房破壞程度，還進(jìn)一步保障了工作人員的人身安全。

5.3 設(shè)置泄壓措施

做好減壓工作也是化工建筑防爆設(shè)計(jì)中的重要步驟。減壓措施主要是指在有爆炸危險(xiǎn)的廠房和倉(cāng)庫(kù)設(shè)置泄壓窗、泄壓輕質(zhì)屋蓋以及輕質(zhì)外墻等耐爆炸壓力薄弱的建筑工程項(xiàng)目構(gòu)配件。當(dāng)化工建筑工程發(fā)生爆炸時(shí)，這些建筑工程項(xiàng)目構(gòu)配件會(huì)最先破防，從而向外界釋放大量可燃?xì)怏w與熱量，使室內(nèi)的爆炸壓力迅速降低，從而實(shí)現(xiàn)減低爆炸破壞程度，減小企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失的。泄壓面積主要根據(jù)爆炸性物類別以及廠房的容積確定，一般不宜超過(guò)60 kg/m2[4]。另外，化工建筑工程泄壓措施應(yīng)采用輕質(zhì)屋蓋。例如，石棉水泥波形瓦。

5.4 采取通風(fēng)措施

在施工技術(shù)允許的條件下將化工建筑設(shè)計(jì)成開(kāi)放式建筑有利于稀釋和擴(kuò)散可燃物質(zhì)氣體，降低室內(nèi)氣體濃度，防止爆炸事件發(fā)生。另外，化工建筑應(yīng)設(shè)置專項(xiàng)通風(fēng)窗與通風(fēng)用門(mén)，并分類生產(chǎn)和存放化學(xué)產(chǎn)品。若該化工建筑集約化程度與儲(chǔ)存量都較小的情況下，可用防爆墻分隔區(qū)域，以此達(dá)到分離生產(chǎn)化工產(chǎn)品的目的。

5.5 采取隔熱、降溫措施

在化工建筑屋頂采取一系列的隔熱、降溫措施，可以很大程度隔離太陽(yáng)光輻射和傳熱，從而降低化工建筑室內(nèi)的溫度，規(guī)避爆炸事故發(fā)生。具體做法如下：在化工建筑屋頂涂抹高效隔熱涂料等所措施，甚至可以設(shè)計(jì)架空隔熱層以此達(dá)到隔離太陽(yáng)輻射的目的；另外，還可采用強(qiáng)制降溫措施或是設(shè)置足夠通風(fēng)口，實(shí)現(xiàn)化工建筑降溫隔熱的目的；最后，化工建筑可以安裝百葉窗等隔熱設(shè)施，以此規(guī)避陽(yáng)光直射，引發(fā)室內(nèi)溫度升高，造成危險(xiǎn)化學(xué)物質(zhì)發(fā)生自燃或者爆炸的情況出現(xiàn)[5]。

5.6 采取隔火措施

在化工建筑總平面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將具有爆炸危險(xiǎn)的倉(cāng)庫(kù)、廠房遠(yuǎn)離帶有明火的食堂等建筑。如果受到一定條件限制的情況下，具有爆炸危險(xiǎn)的化工建筑必須與周邊構(gòu)建物、建筑物之間保持一定的防火間距；另外，在倉(cāng)庫(kù)等具有爆炸危險(xiǎn)的地區(qū)設(shè)置電機(jī)或者照明設(shè)備時(shí)，需要根據(jù)爆炸危險(xiǎn)等級(jí)，針對(duì)性選擇安全火花型、防爆充油型等設(shè)備，以規(guī)避化工建筑出現(xiàn)電火花引發(fā)爆炸[6]。

5.7 設(shè)置防爆措施

對(duì)不同用途和不同儲(chǔ)存性質(zhì)的倉(cāng)庫(kù)和廠房，需要設(shè)置防爆墻以及防爆門(mén)窗，實(shí)現(xiàn)化工產(chǎn)品分區(qū)目的。這樣即使在爆炸事故發(fā)生時(shí)，防爆墻以及防爆門(mén)窗可在第一時(shí)間大幅降低爆炸對(duì)于建筑與人群的危害程度，有力縮小爆炸危害范圍，從而保障企業(yè)安全生產(chǎn)化工產(chǎn)品。另外，防爆墻以及防爆門(mén)窗必須具備抗爆炸沖擊波的能力，同時(shí)兼具一定的耐火性，才能在爆炸來(lái)臨時(shí)最大限度地保護(hù)相關(guān)工作人員的人身安全，降低化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失[7]。最后，防爆墻以及防爆門(mén)窗的厚度選擇取決于化工建筑的結(jié)構(gòu)，才能得出計(jì)算結(jié)果，并可按照材料劃分為防爆磚墻、防爆鋼筋混凝土墻、防爆鋼板墻等[8]；最后，防爆墻以及防爆門(mén)窗上不得設(shè)置通風(fēng)孔，這樣會(huì)大幅降低防爆效果。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在化工建設(shè)中采取一系列的防爆設(shè)計(jì)措施可以有效規(guī)避爆炸事故發(fā)生。但對(duì)于化工建筑防爆問(wèn)題的處理，往往涉及到多個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)，各專業(yè)之間必須密切配合、綜合考慮，因地制宜，針對(duì)性分析不同化工建筑工藝生產(chǎn)特點(diǎn)，合理布置總平面，科學(xué)選擇建筑形式和結(jié)構(gòu)，設(shè)置泄壓措施，采取隔熱、降溫措施，采取隔火措施，設(shè)置防爆措施，多渠道多方式并行才能保障化工企業(yè)安全生產(chǎn)化工產(chǎn)品，以此促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。