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建筑防爆设计

/explosion-proof design/
条目作者孙美君

孙美君

最后更新 2023-02-17
浏览 206
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对于有可能发生危险爆炸的建构筑物设计时采取预防爆炸、减低爆炸可能、降低爆炸危害、减少损失的手段和措施。

英文名称
explosion-proof design
所属学科
人居环境科学-建筑学

确定爆炸危险工艺流程、生产使用、储存爆炸危险物料品种、量度,辨识危险源、危险类别、爆炸危险区域。

为降低爆炸产生的损失,有爆炸危险的建筑应设置在人员密度小、偏远及有保护屏区域。要远离重要设施、人员密集的公共场所。比如设置在城市边缘、山沟、海边;在工厂内远离人流、物流通道,远离人员密集建筑、主要和重要建筑,远离有明火的建筑物、露天设备和生产装置。宜将有爆炸危险生产、储存区域设置在独立的建构筑物内,并且控制每个爆炸危险建构筑物面积。除非受工艺流程限制,不能独立设置建构筑物的,爆炸危险区域应与其他空间隔离,设置独立空间,尽量减少爆炸危险区域。爆炸危险建构筑物之间、爆炸危险建构筑物与其他建构筑物之间应设置合适间距,降低爆炸危险建构筑物对人员、财产和环境的影响。

生产、储存爆炸危险物的厂房,宜采用开敞式或半开敞式单层建筑。因生产工艺要求必须采用多层建筑的,应尽可能把它的防爆区域安排在最上层,不应把防爆区域布置在地下室或半地下室;建筑物有部分防爆危险区域时,防爆区域应靠外墙布置。为方便泄爆,爆炸危险建筑平面宜为矩形。建筑物长宽比、外墙面积同容积之比应尽量大。防爆危险建筑内部如设有明火装置,易爆房间同明火房间之间应用防爆墙隔开;如二者必须有室内联系,应设防火的双门斗。为防止日照产生温度升高引起危险物品自燃,要添设遮阳板、百叶窗或采用磨砂玻璃门窗等措施。为防止工具或设备因摩擦、撞击地面和门窗而产生火花,应采用摩擦、撞击不产生火花的非金属材料作地面、门、窗的铺设或制作材料,比如木材、橡胶、塑料、沥青,以及用石灰石、大理石作骨料的水泥砂浆和混凝土等。

为降低爆炸危害,定向释放爆炸能量,爆炸危险区域应有合适的防爆面、泄爆面。防爆面为预设阻隔爆炸能量传递的墙体、楼板等。爆炸时防爆面不应受损,保护与爆炸危险区域相邻空间。防爆面由防爆墙、防爆门、防爆窗组成。防爆墙可采用配筋砖墙、钢筋混凝土墙、钢板墙和钢木板墙。防爆墙不应作为承重结构的墙体,一般不得穿孔留洞。工艺生产需要管道或机器的轴承穿越时,必须有密封措施。尽量减少防爆门、窗,必须设的防爆门和防爆窗,应具有防爆墙的抗爆强度。泄爆面为预设爆炸能量释放面,为爆炸能量设定向释放通道。泄爆一般面向空旷、损害小的方向,其面积应不小于楼板面积的15%。泄爆面由泄爆屋顶、泄爆墙、泄爆窗等组成。泄爆面采用轻质材质,并设置措施,使爆炸时即可作泄压通道,又要避免爆炸抛出物体,产生二次伤害,如轻质屋顶、轻质外墙和泄压窗等。发生爆炸时,泄爆面首先遭到破坏,泄散掉大量爆炸能量,从而减轻承重结构、防爆面受到的爆炸压力。爆炸危险建筑泄压面面积,同房屋体积的比值,通常取0.05~0.10。泄压面不得面向人员集中的地方和主要通道。泄爆屋顶、泄爆墙一般采用轻质材料,设置安全网、钩等构件,爆炸时即可快速变形打开,但不能炸飞。泄压窗应避免采用撞击时发生火花的零件,并能在爆炸时自动打开。爆炸时通常会造成火灾,防爆危险建构筑物应按其火灾危险类别,确定耐火等级。单层建筑不低于二级,多层建筑应为一级。建筑墙体、顶、门窗等应满足各耐火等级对应的耐火时限。防爆危险建构筑物安全疏散出入口,一般应不少于两个,并满足安全疏散距离和疏散宽度等要求。

为避免爆炸造成房屋倒塌,建构筑物应选用耐爆承重结构。一般采用钢筋混凝土结构;防爆危险建筑面积很小的,也可采用砖墙承重的混合结构,但必须设置轻质泄压屋顶。

除非爆炸危险区域内必需的电气设备,相关联的电气设备、线缆尽量布置在爆炸危险区域外,或低级别爆炸危险区域内;无关联的电气设备、线缆不得穿越爆炸危险区域。爆炸危险区域内电气设备须满足对应的危险区域防护级别,采用相适应的防爆结构电气设备。爆炸危险区域内电气设备的最高表面温度、温度组别要小于爆炸危险气体的引燃温度。爆炸危险区域内防爆电动机除了设置常规保护外,还应设置断电保护或报警设施。爆炸危险区域应设置接地和等电势联结,除本质安全型金属设备金属外壳,所有装置外部可导电部件应接入等电势系统。为防止雷电危害爆炸危险建筑物,应按爆炸危险类别,确定建筑物的防雷类别,设置相适应的防雷装置。

爆炸危险区域应设置日常排风及事故排风系统。平时开启日常排风系统,当在发生危险品泄漏等紧急情况下,事故排风自动开启,增加事故房间的排风量,减低爆炸危险区域爆炸危险气体浓度,不形成爆炸危险浓度。还应设置自动温度控制装置,保持爆炸危险区域温度低于自燃温度。储存爆炸危险品室内宜设置报警探头,当室内发生爆炸危险物泄漏,探头报警连锁启动事故排风机,联动控制切断爆炸危险物输送关联阀门。宜在可燃爆炸气体输送管道以及放空管道上设置阻火器,避免电火花引入,引起爆炸。

按爆炸危险类别设置防爆火焰、感温、感烟探测器,空气采样探测器,以便于探测火灾及早报警。同时联动消防排烟,灭火器,室内、外消火栓,自动喷水灭火系统,雨淋系统,水喷雾系统,防火冷却水幕,泡沫消防,气体消防等自动灭火。

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