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工業(yè)建筑防爆設(shè)計措施 摘要:本文根據(jù)爆炸發(fā)生的原理,闡述了工業(yè)建筑設(shè)計中主要采用的防爆技術(shù)措施,一方面以排除爆炸事故的根源為主,另一方面要考 慮減輕爆炸事故危害的方法。 關(guān)鍵詞:爆炸防爆設(shè)計措施 工業(yè)建筑在生產(chǎn)儲存過程中,存在許多可燃?xì)怏w、可燃蒸汽、可燃粉塵一類物質(zhì),在“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象下,非常容易與空氣混合在一起,逐漸形成濃度達到爆炸極限的混合物,遇到火源立刻就會引起爆炸,造成人身傷亡和財產(chǎn)損失。根據(jù)爆炸發(fā)生的原理,在建筑設(shè)計中采取一系列防爆措施可有效的防止爆炸事故的發(fā)生。 1排除爆炸事故的根源 爆炸需要三個條件:可燃物、助燃物(如空氣,并混合達到一定的濃度爆炸極限)和點火源,當(dāng)三個條件同時滿足時,就可能發(fā)生爆炸事故,所以設(shè)計中要圍繞這三個方面來排除爆炸的形成。 1.1排除形成爆炸的條件 采取自然通風(fēng)措施,特別是利用穿堂風(fēng),可以排除形成爆炸的條件。廠房在工藝操作許可的條件下,最好是采用開敞建筑或半開敞建筑,這樣生產(chǎn)過程中可燃物質(zhì)很快稀釋擴散,濃度很難達到爆炸極限,不容易形成爆炸混合物,有效地排除爆炸的發(fā)生。倉庫可設(shè)通風(fēng)用門和在勒腳處設(shè)置進風(fēng)窗。在總平面布置時此類廠房和倉庫的平面縱軸,應(yīng)與全年主導(dǎo)風(fēng)向垂直或不小于45交角,以便利用穿堂風(fēng);在山區(qū)建廠,應(yīng)布置在迎風(fēng)山坡一面,并應(yīng)位于自然通風(fēng)良好的地方。 對物品互相接觸能起化學(xué)變化引起爆炸的,要采取分類分車間生產(chǎn)和分倉庫儲存的措施。當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模和儲存量小時,可設(shè)防爆墻分隔生產(chǎn)車間和儲存?zhèn)}庫。 1.2采取隔熱降溫措施,防止日光曝曬 生產(chǎn)或儲存的化學(xué)物品,在受熱升溫作用時能起化學(xué)變化引起爆炸,采取隔熱降溫措施可以排除形成爆炸的條件。 (1)可以通過屋面保溫隔熱降溫,保溫隔熱能隔絕大部分的太陽光輻射和傳導(dǎo)熱量,減輕室內(nèi)形成溫室效應(yīng),從而極大的降低室內(nèi)溫度。具體方法有:在屋面上做保溫層、在屋面板上噴高效的隔熱反光涂料、設(shè)架空隔熱層等。(2)采用通風(fēng)式屋頂和強制降溫措施等。 防止日光曝曬可設(shè)置遮陽板、百葉窗等設(shè)施,排除陽光直射使易燃化學(xué)物質(zhì)受熱升溫自然引起爆炸。外墻門窗可選用磨砂玻璃,經(jīng)過磨砂加工的平板玻璃能起擴散陽光的作用,以避免陽光聚焦。 1.3排除火源引起爆炸的措施 (1)設(shè)計采取隔離明火措施 總平面布置中有爆炸危險的廠房和倉庫要遠(yuǎn)離有明火的廠房、露天生產(chǎn)設(shè)備、煤氣發(fā)生爐、鍋爐、煙囪、火炬、變電所、食堂廚房等設(shè)施。當(dāng)受條件限制時,有爆炸危險的建筑與周圍建筑物、構(gòu)筑物應(yīng)保持一定的防火間距,并符合有關(guān)設(shè)計技術(shù)規(guī)范的規(guī)定。在有爆炸危險的廠房和倉庫內(nèi)需要設(shè)置電動機、照明燈具、開關(guān)等電氣設(shè)備時,應(yīng)按照爆炸危險場所類別和等級,分別選用防爆型、防爆充氣型、防爆充油型、安全火花型等電氣設(shè)備,以排除產(chǎn)生電火花引起爆炸事故。 (2)采取設(shè)置導(dǎo)除靜電和避雷措施 對建筑物中容易產(chǎn)生靜電的部位設(shè)置導(dǎo)除靜電接地裝置,接地裝置要連接形成環(huán)形接地網(wǎng),以避免單根接地裝置斷路失效。危險性建筑物,必須根據(jù)建筑物的防雷等級按《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定,采取防雷措施。(3)采用不發(fā)火地面的措施 不發(fā)火地面可以排除與地面發(fā)生摩擦、撞擊產(chǎn)生火花而引起的爆炸。不發(fā)火地面按材料的性質(zhì)可分為金屬地面和非金屬地面。不發(fā)火金屬地面一般常用銅板、鋁板、鉛板等有色金屬材料,根據(jù)使用要求采取局部鋪設(shè)在水泥砂漿地面上,以節(jié)約材料降低造價。不發(fā)火非金屬地面可分為有機材料地面和無機材料地面。 不發(fā)火有機材料地面一般是在鋼筋混凝土樓板或混凝土墊層上鋪設(shè)不發(fā)火有機材料面層,面層材料常用瀝青、木材、塑料、橡膠等,此類材料大部分具有絕緣性能,必須設(shè)置導(dǎo)出靜電接地裝置。不發(fā)火無機材料地面一般采用不發(fā)火水泥石砂、細(xì)石混凝土、水磨石等。 2減輕爆炸事故的危害 2.1合理布置總平面 要考慮有爆炸危險的建筑物,萬一發(fā)生爆炸事故時,不會危害相鄰建筑物。首先,有爆炸危險的廠區(qū)要避開居民點、學(xué)校、工業(yè)區(qū)、旅游區(qū)重點建筑物、鐵路和公路運輸線、高壓輸電線等;其次,對有爆炸危險的建筑物在總平面設(shè)計時應(yīng)集中分區(qū)布置。有爆炸危險的建筑物盡可能布置在廠區(qū)邊緣。靠山建設(shè)工廠的要充分利用地形和自然屏障,利用小山包等做自然屏障,可以節(jié)省修建防爆圍堤,減輕爆炸事故的危害。廠區(qū)內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物、露天生產(chǎn)設(shè)備互相之間,以及生廠區(qū)、倉庫區(qū)、行政區(qū)等要保持足夠的防火間距,防火間距均應(yīng)滿足國家現(xiàn)行的有關(guān)設(shè)計規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求。 2.2建筑形式和結(jié)構(gòu)選型 有爆炸危險的廠房和倉庫盡量采用單層建筑。其優(yōu)點是萬一發(fā)生爆炸時倒塌破壞的影響范圍小,同時便于設(shè)置較多的安全出口,有利于安全疏散和進行滅火搶救;另外屋頂可采用泄壓輕質(zhì)易碎屋蓋,加大泄壓面積,有利于盡快釋放爆炸時產(chǎn)生大量氣體和熱量,以降低室內(nèi)爆炸壓力。 廠房的形式盡量采用開敞或半開敞式建筑。這樣的廠房形式自然通風(fēng)良好,生產(chǎn)過程中可燃物質(zhì)很快稀釋擴散,濃度很難達到爆炸極限,不容易形成爆炸混合物,有效地排除爆炸的發(fā)生。至于爆炸不可避免地發(fā)生時,開敞或半開敞式建筑泄壓面積大,很快釋放大量氣體和熱量,使廠房破壞損失大大減輕。 2.3設(shè)置泄壓措施 泄壓措施是在有爆炸危險的廠房和倉庫設(shè)置泄壓輕質(zhì)屋蓋、輕質(zhì)外墻、泄壓窗等耐爆炸壓力最薄弱的建筑構(gòu)配件,當(dāng)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(jié)構(gòu)不破壞,整座廠房不倒塌的目的。泄壓面積可根據(jù)爆炸性危險物質(zhì)的類別和廠房的容積確定。 作為泄壓構(gòu)件在材料上要求容重輕和易破碎成碎塊的特點。在《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2006中規(guī)定作為泄壓設(shè)施的輕質(zhì)屋面板和輕質(zhì)墻體的單位質(zhì)量不宜超過60kg/m2。在泄壓措施中宜優(yōu)先采用輕質(zhì)屋蓋,泄壓輕質(zhì)屋蓋可采用石棉水泥波形瓦;泄壓窗可采用木材制作,配置3mm厚平板玻璃。 2.4設(shè)置防爆措施 對防爆性質(zhì)不同的生產(chǎn)工序、生產(chǎn)裝置和儲存性質(zhì)不同物品的倉庫等,要設(shè)防爆墻及防爆門窗分隔布置,萬一發(fā)生爆炸事故,可以縮小爆炸范圍減輕爆炸的危害。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。防爆墻的厚度由結(jié)構(gòu)計算決定。按照材料可分為防爆磚墻、防爆鋼筋混凝土墻、防爆鋼板墻等。防爆墻上不得設(shè)置通風(fēng)孔,不宜開門窗洞口,必須開設(shè)時,應(yīng)加裝防爆門窗。 3結(jié)語 近年來隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,火災(zāi)、爆炸等重、特大事故時有發(fā)生。為了貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針,除了在安全生產(chǎn)過程中加強管理外,我們從設(shè)計階段起就要重視防爆設(shè)計,應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過程中使用、產(chǎn)生的物質(zhì)和產(chǎn)品的特點、閃點、爆炸極限,按照生產(chǎn)和儲存物品的火災(zāi)危險性分類設(shè)防。 參考文獻 [1]曾清樵.建筑防爆設(shè)計.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1981. [2]建筑設(shè)計資料集(第二版).北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998. [3]GB50016-2006,建筑設(shè)計防火規(guī)范. 第 5 頁 共 5 頁