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文檔簡介
1、第八章建筑防爆第一節建筑防爆基本原則和措施在不同生產經營條件下,有爆炸危險性的建筑有不同的防爆方法,在大量實踐經驗的基礎上,人們對建筑防爆基本原則和措施進行了總結歸納,具體如下。一、防爆原則根據物質燃燒爆炸原理,防止發生火災爆炸事故的基本原則是:控制可燃物和助燃物濃度、溫度、壓力及混觸條件,避免物料處于燃爆的危險狀態;消除一切足以引起起火爆炸的點火源;采取各種阻隔手段,阻止火災爆炸事故的擴大。二、防爆措施建筑防爆的基本技術措施分為預防性技術措施和減輕性技術措施。(一)預防性技術措施1.排除能引起爆炸的各類可燃物質1)在生產過程中盡量不用或少用具有爆炸危險的各類可燃物質。2)生產設備應盡可能保持
2、密閉狀態,防止“跑、冒、滴、漏”。3)加強通風除塵。4)預防燃氣泄漏,設置可燃氣體濃度報警裝置。5)利用惰性介質進行保護。2.消除或控制能引起爆炸的各種火源1)防止撞擊、摩擦產生火花。2)防止高溫表面成為點火源。3)防止日光照射。4)防止電氣火災。5)消除靜電火花。6)防雷電火花。7)防止明火。(二)減輕性技術措施1.采取泄壓措施在建筑圍護構件設計中設置一些薄弱構件,即泄壓構件(面積),當爆炸發生時,這些泄壓構件首先破壞,使高溫高壓氣體得以泄放,從而降低爆炸壓力,使主體結構不發生破壞。2.采用抗爆性能良好的建筑結構體系強化建筑結構主體的強度和剛度,使其在爆炸中足以抵抗爆炸壓力而不倒塌。3.采取
3、合理的建筑布置在建筑設計時,根據建筑生產、儲存的爆炸危險性,在總平面布局和平面布置上合理設計,盡量減小爆炸的影響范圍,減少爆炸產生的危害。第二節爆炸危險性廠房、庫房的布置對具有爆炸危險性的廠房、庫房,根據其生產、儲存物質的性質劃分其危險性,除了生產、儲存工藝上的防火防爆要求之外,廠房、倉庫的合理布置是杜絕“先天性”安全隱患的重要措施。一、爆炸危險區域的劃分及范圍(一)爆炸危險區域的劃分1.爆炸性氣體環境現行國家標準爆炸危險環境電力裝置設計規范(GB500582014)第條規定,爆炸性氣體、可燃蒸氣與空氣混合形成爆炸性氣體混合物的環境,按其出現的頻繁程度和持續時間可分為以下3個區域等級。(1)0
4、級區域(簡稱0區)。在正常運行情況下,爆炸性氣體混合物連續出現或長期出現的環境。正常運行是指正常的開車、運轉、停車,可燃物質產品的裝卸,密閉容器蓋的開閉,安全閥、排放閥以及所有工廠設備都在其設計參數范圍內工作的狀態。非正常運行情況是指有可能發生設備故障或誤操作的情況。(2)1級區域(簡稱1區)。在正常運行時可能出現爆炸性氣體混合物的環境。(3)2級區域(簡稱2區)。在正常運行時不太可能出現爆炸性氣體混合物的環境,或即使出現也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環境。2.爆炸性粉塵環境現行國家標準爆炸危險環境電力裝置設計規范(GB500582014)第條規定,爆炸性粉塵環境應根據爆炸性粉塵混合物出現
5、的頻繁程度和持續時間,按下列規定進行分區。(1)20區。空氣中的可燃性粉塵云持續地、長期地、頻繁地出現于爆炸性環境中。(2)21區。在正常運行時,空氣中的可燃性粉塵云很可能偶爾出現于爆炸性環境中。(3)22區。在正常運行時,空氣中的可燃粉塵云一般不可能出現于爆炸性粉塵環境中,即使出現,持續時間也是短暫的。(二)爆炸危險區域的范圍1.爆炸性氣體環境現行國家標準爆炸危險環境電力裝置設計規范(GB500582014)規定,爆炸性氣體環境爆炸危險區域的范圍劃分應按釋放源級別和通風條件確定,并應符合下列規定。(1)按釋放源的級別劃分。1)存在連續級釋放源的區域可劃為0區。連續級釋放源是指連續釋放或預計長
6、期釋放的釋放源。類似下列情況的,可劃為連續級釋放源。沒有用惰性氣體覆蓋的固定頂蓋儲罐中的可燃液體的表面。油、水分離器等直接與空間接觸的可燃液體的表面。經常或長期向空間釋放可燃氣體或可燃液體的蒸氣的排氣孔和其他孔口。2)存在一級釋放源的區域可劃為1區。一級釋放源是指在正常運行時,預計可能周期性或偶爾釋放的釋放源。類似下列情況的,可劃為一級釋放源。在正常運行時,會釋放可燃物質的泵、壓縮機和閥門等的密封處。儲存有可燃液體的容器上的排水口處,在正常運行中,當水排掉時,該處可能會向空間中釋放可燃物質。正常運行時,會向空間中釋放可燃物質的取樣點。正常運行時,會向空間中釋放可燃物質的泄壓閥、排氣口和其他孔口
7、。3)存在二級釋放源的區域可劃為2區。二級釋放源是指在正常運行時,預計不會釋放,當出現釋放時,僅是偶爾和短期釋放的釋放源。類似下列情況的,可劃為二級釋放源。正常運行時不能釋放可燃物質的泵、壓縮機和閥門的密封處。正常運行時不能釋放可燃物質的法蘭、連接件和管道接頭。正常運行時不能向空間釋放可燃物質的安全閥、排氣孔和其他孔口處。正常運行時不能向空間釋放可燃物質的取樣點。(2)根據通風條件調整區域。根據通風條件調整爆炸危險區域劃分,應遵循以下原則。1)當通風良好時,應降低爆炸危險區域等級(爆炸危險區域內的通風,其空氣流量能使可燃物質很快稀釋到爆炸下限值的25%以下時,可定為通風良好);當通風不良時,應
8、提高爆炸危險區域等級。2)局部機械通風在降低爆炸性氣體混合物濃度方面比自然通風和一般機械通風更為有效時,可采用局部機械通風降低爆炸危險區域等級。3)在障礙物、凹坑和死角處,應局部提高爆炸危險區域等級。4)利用堤或墻等障礙物,限制比空氣重的爆炸性氣體混合物的擴散,可縮小爆炸危險區域的范圍。2.爆炸性粉塵環境對于爆炸性粉塵環境,其危險區域的范圍應按爆知性粉塵的量、爆炸極限和通風條件確定。二、爆炸危險性廠房、庫房的布置現行國家標準建筑設計防火規范(GB50016M14)將生產的火災危險性和儲存物品的火災危險性分為甲、乙、丙、丁、戊類。(一)總平面布局1)有爆炸危險的甲、乙類廠房、庫房宜獨立設置,并宜
9、采用敞開或半敞開式,其承重結構宜采用鋼筋混凝土或鋼框架、排架結構。2)有爆炸危險的廠房、庫房與周圍建筑物、構筑物應保持一定的防火間距。如甲類廠房與民用建筑的防火間距不應小于25m,與高層建筑、重要公共建筑的防火間距不應小于50m,與明火或散發火花地點的防火間距不應小于30m。甲類庫房與高層建筑、重要公共建筑物的防火間距不應小于50m,與其他民用建筑(裙房,單、多層)和明火或散發火花地點的防火間距按其儲存物品性質不同為2540m。3)有爆炸危險的廠房平面布置最好采用矩形,與主導風向應垂直或夾角不小于45°,以有效利用穿堂風吹散爆炸性氣體,在山區宜布置在迎風山坡一面且通風良好的地方。4)
10、防爆廠房宜單獨設置,如必須與非防爆廠房貼鄰時,只能一面貼鄰,并在兩者之間用防火墻或防爆墻隔開。相鄰兩個廠房之間不應直接有門相通,以避免爆炸沖擊波的影響。(二)平面和空間布置1.地下、半地下室1)甲、乙類生產場所不應設置在地下或半地下。地下、半地下空間采光差,其出入口的樓梯既是疏散口又是排煙口,同時還是消防救援人員的入口,不僅會造成疏散和撲救困難,而且還會威脅地上廠房的安全,而甲、乙類廠房由于其所使用或生產的物品的性質,如果發生火災將會造成重大的損失。2)甲、乙類倉庫也不應設置在地下或半地下。倉庫若設置在地下、半地下,火災時室內氣溫高,煙氣濃度比較高,熱分解產物成分復雜、毒性大,不利于消防救援。
11、2.中間倉庫為滿足廠房的日常生產需要,往往需要從倉庫或上道工序的廠房(或車間)取得一定數量的原材料、半成品、輔助材料存放在廠房內。存放上述物品的場所稱為中間倉庫。1)廠房內設置甲、乙類中間倉庫時,其儲量不宜超過一晝夜的需要量。對于易燃、易爆的甲、乙類物品,如不隔開單獨存放,在發生火災時就會相互影響,造成不必要的損失,故儲量不宜超過一晝夜的需用量。但由于生產規模、產品不同,一晝夜需用量的絕對值有大有小,難以規定一個具體的限量數據。對易燃、易爆的甲、乙類物品需用量較少的廠房,如手表廠,其用于清洗的汽油每晝夜需用量只有20kg,則可適當放寬為存放12晝夜的用量;如一晝夜需用量較大,則應嚴格控制為一晝
12、夜用量。2)中間倉庫應靠外墻布置,并應采用防火墻和耐火極限不低于1.50h的不燃性樓板與其他部位分隔,中間倉庫最好設置直通室外的出口。3.辦公室、休息室甲、乙類廠房內不應設置辦公室、休息室。當辦公室、休息室必須與本廠房貼鄰建造時,其耐火等級不應低于二級,并應采用耐火極限不低于3.00h的防爆墻隔開并設置獨立的安全出口。甲、乙類倉庫內嚴禁設置辦公室、休息室等,并不應貼鄰建造。有爆炸危險的甲、乙類生產產生爆炸事故時,其沖擊波有很大的摧毀力,普通的磚墻很難抗御,即使原來的墻體的耐火極限高,也會因墻體破壞而失去性能,故要采用有一定抗爆強度的防爆墻。防爆墻為在墻體任意一側受到爆炸沖擊波作用并達到設計的壓
13、力作用時,能夠保持設計所要求的防護性能的實體墻體。有爆炸危險的廠房若發生爆炸,在泄壓墻面或其他泄壓設施還未來得及泄壓以前,在數毫秒內,其他各墻已承受了內部壓力,因此防爆墻的具體設計應根據生產部位可能產生的爆炸超壓值、泄壓面積大小、爆炸的概率,結合工藝和建筑中采取的其他防爆措施與建造成本等情況綜合考慮。防爆墻通常有鋼筋混凝土墻、磚墻配筋、夾砂鋼木板幾種。4.變、配電站1)甲、乙類廠房屬易燃、易爆場所,運行中的變壓器存在燃燒或爆裂的可能,不應將變、配電站設在有爆炸危險的甲、乙類廠房內或貼鄰建造,且不應設置在具有爆炸性氣體、粉塵環境的危險區域內以提高廠房的安全程度。如果生產上確有需要,允許在廠房的一
14、面外墻貼鄰建造專為甲類或乙類廠房服務的10kv及以下的變、配電站,并用無門窗洞口的防火墻隔開。2)對乙類廠房的配電所,如氨壓縮機房的配電站,為觀察設備、儀表運轉情況,需要設觀察窗,故作了適當放寬,允許在配電站的防火墻上設置采用不燃材料制作且不能開啟的甲級防火窗。5.總控制室與分控制室總控制室設備儀表較多、價值高,是工廠在生產過程中重要的指揮、調度與數據交換儲存場所。為了保障人員、設備儀表的安全和生產的連續性,有爆炸危險的甲、乙類廠房的總控制室,應獨立設置。同時,考慮有些分控制室常常和其廠房緊鄰,甚至設在其中,有的要求能直觀廠房中的設備,如分開設則要增加控制系統,增加建筑用地和造價,還會給使用帶
15、來不便。所以有爆炸危險的甲、乙類廠房的分控制室在受條件限制時可與廠房貼鄰建造,但必須靠外墻設置,并采用耐火極限不低于3.00h的防火隔墻與其他部分隔開。對于不同生產工藝或生產車間,甲、乙類廠房內各部位的實際火災危險性均可能存在較大差異,對于貼鄰建造且可能受到爆炸作用的分控制室,除分隔墻體的耐火性熊要求夕卜,還需要考慮控制室的抗爆要求,即墻體還需采用防爆墻。6.有爆炸危險的部1)有爆炸危險的甲、乙類生產部位,宜設置在單層廠房靠外墻的泄壓設施或多層廠房頂層靠外墻的泄壓設施附近。有爆炸危險的設備宜避開廠房的梁、柱等主要承重構件布置。易產生爆炸的設備應盡量放在靠近外墻靠窗的位置或設置在露天,以減弱其破
16、壞力。2)單層廠房中如某一部分用于有爆炸危險的甲、乙類生產,為防止或減少爆炸事故對其他生產部分的破壞,減少人員傷亡,要求甲、乙類生產部位靠外墻設置。防爆房間盡量靠外墻布置,這樣泄壓面積容易解決,也便于滅火救援。3)多層廠房中某一部分或某一層為有爆炸危險的甲、乙類生產時,為避免因該類生產設置在底層及其中間各層,爆炸時結構破壞嚴重而影響上層建筑結構的安全,故將其設置在最上一層靠外墻的部位。4)在廠房中,危險性大的車間和危險性小的車間之間,應用堅固的防火墻隔開。為了車間之間的聯系,宜在外墻上開門,利用外廊或陽臺聯系;也可在防火墻上設置雙門斗,盡量使兩個門錯開,用門斗來減弱爆炸沖擊波的威力,縮小爆炸影
17、響范圍。考慮到對疏散樓梯的保護,設置在有爆炸危險場所內的疏散樓梯也要考慮設置門斗,以此減弱爆炸沖擊波的作用,降低爆炸對疏散樓梯間的影響。此外,門斗還可以限制爆炸性可燃氣體、可燃蒸氣混合物的擴散。5)生產、使用或儲存相同爆炸物品的房間應盡量集中在一個區域,這樣便于對防火墻等防爆建筑結構的處理。性質不同的危險物品的生產應分開,如乙炔與氧氣必須分開。7.其他平面和空間布置1)廠房內不宜設置地溝,必須設置時,其蓋板應嚴密,采取防止可燃氣體、可燃蒸氣及粉塵、纖維在地溝積聚的有效措施,且與相鄰廠房連通處應采用防火材料密封。2)使用和生產甲、乙、丙類液體廠房的管、溝不應和相鄰廠房的管、溝相通,該廠房的下水道
18、應設置隔油設施。但是,對于水溶性可燃、易燃液體,采用常規的隔油設施不能有效防止可燃液體蔓延與流散,而應根據具體生產情況采取相應的排放處理措施。3)甲、乙、丙類液體倉庫應設置防止液體流散的設施。遇濕會發生燃燒爆炸的物品倉庫應設置防止水浸漬的措施。防止液體流散的基本做法有兩種:一是在桶裝倉庫門洞處修筑慢坡,一般高為150300mm;二是在倉庫門口砌筑高度為150300mm的門檻,再在門檻兩邊填沙土形成漫坡,便于裝卸。金屬鉀、鈉、鋰、鈣、鍶及化合物氫化鋰等遇水會發燃燒爆炸的物品的倉庫要求設置防止水浸潰的設施,如使室內地面高出室外地面、倉庫屋面嚴密遮蓋,防止滲漏雨水,裝卸這類物品的倉庫棧臺有防雨水的遮
19、擋等。第三節爆炸危險性建筑的構造防爆為了防止爆炸時建筑構造受到破壞導致建筑物承載能力降低乃至坍塌,必須加強建筑構造的抗爆能力,并采取有效泄壓措施降低爆炸的危害程度。一、泄壓()泄壓面積計算爆炸能夠在瞬間釋放出大量氣體和熱量,使室內形成很高的壓力,為了防止建筑物的承重構件因強大的爆炸力遭到破壞,將一定面積的建筑構、配件做成薄弱泄壓設施,其面積稱為泄壓面積。根據建筑設計防火規范(GB500162014),有爆炸危險的甲、乙類廠房,其泄壓面積宜按式(2-8-1)計算,但當廠房的長徑比大于3時,宜將該建筑劃分為長徑比小于等于3的多個計算段,各計算段中的公共截面不得作為泄壓面積。參照國際上的相關規定和公
20、安部天津消防研究所的有關研究試驗成果確定了這一要求,能在一定程度上解決依照規范設計、滿足規范要求,但不能解決有效泄壓的問題。有關爆炸危險等級的分級可參照美國和日本的相關規定,見表2-8-2和表2-8-3。長徑比過大的空間在泄壓過程中會產生較高的壓力。以粉塵為例,空間過長,在爆炸后期,未燃燒的粉塵-空氣混合物受到壓縮,初始壓力上升,燃氣泄放流動會產生紊流,使燃速增大,產生較高的爆炸壓力。因此,有可燃氣或可燃粉塵爆炸危險性的建筑物不宜建造得長徑比過大,以防止爆炸時產生較大超壓,應保證所設計的泄壓面積能有效作用。(二)泄壓設施1.設置當廠房、倉庫存在點火源且爆炸性混合物的濃度合適時,就可能發生爆炸。
21、為盡量減少事故的破壞程度,必須在建筑物或裝置上預先開設面積足夠大的、用低強度材料做成的壓力泄放口。在爆炸事故發生時,及時打開這些泄壓口,使建筑物或裝置內由于可燃氣體、蒸氣或粉塵在密閉空間中燃燒而產生的壓力泄放出去,以保持建筑物或裝置完好,減輕事故的危害。一般情況下,同樣等量的爆炸介質在密閉的小空間里和在開敞的空地上爆炸,其爆炸威力不一樣,破壞強度不一樣。在密閉的空間里爆炸破壞力大得多,因此易發生爆炸的建筑物應設置必要的泄壓設施。有爆炸危險的建筑物,設有足夠的泄壓面積,一旦發生爆炸時,就可大大減輕爆炸時的破壞強度,不致因主體結構遭受破壞而造成重大人員傷亡。2.泄壓設施的選擇當發生爆炸時,作為泄壓
22、面積的建筑構、配件首先遭到破壞,將爆炸氣體及時泄出,使室內的爆炸壓力驟然下降,從而保護建筑物的主體結構,并減輕人員傷亡和設備破壞。泄壓是減輕爆炸事故危害的一項主要技術措施,屬于“抗爆”的一種。泄壓設施可為輕質屋面板、輕質墻體和易于泄壓的門窗,但宜優先采用輕質屋面板,不應采用普通玻璃。易于泄壓的門窗、輕質墻體、輕質屋面板是指門窗的單位重量輕、玻璃較薄、墻體屋蓋材料密度較小、門窗選用的小五金斷面較小、構造節點的處理上要求易摧毀和脫落等。用于泄壓的門窗可采用楔形木塊固定,門窗上用的金屬百頁、插銷等可選用斷面小一些的,門窗的開啟方向選擇向外開,這樣一旦發生爆炸,因室內壓力大,原關著的門窗上的小五金件可
23、能被沖擊波破壞,門窗則自動打開或自行脫落以達到泄壓的目的。這些泄壓構件就建筑整體而言是人為設置的薄弱部位。當發生爆炸時,它們最先遭到破壞或開啟,向外釋放大量的氣體和熱量,使室內爆炸產生的壓力迅速下降,從而達到主要承重結構不破壞、整座廠房(庫房)不倒塌的目的。對泄壓構件和泄壓面積及其設置的要求如下。1)泄壓輕質屋面板。根據需要可分別由石棉水泥波形瓦和加氣混凝土等材料制成,分為有保溫層或防水層、無保溫層或防水層兩種。2)泄壓輕質外墻分為有保溫層、無保溫層兩種形式。常采用石棉水泥瓦作為無保溫層的泄壓輕質外墻,而有保溫層的輕質外墻則是在石棉水泥瓦外墻的內壁加裝難燃木絲板作保溫層,用于要求采暖保溫或隔熱
24、降溫的防爆廠房。3)泄壓窗可以有多種形式,如軸心偏上中懸泄壓窗、拋物線形塑料板泄壓窗等。窗戶上宜采用安全玻璃。要求泄壓窗能在爆炸力遞增稍大于室外風壓時,能自動向外開啟泄壓。4)泄壓設施的泄壓面積按式(2-8-1)和表2-8-1計算確定。5)作為泄壓設施的輕質屋面板和輕質墻體的質量不宜大于60kg/m2。6)散發較空氣輕的可燃氣體、可燃蒸氣的甲類廠房(庫房)宜采用全部或局部輕質屋面板作為泄壓設施。頂棚應盡量平整、避免死角,廠房上部空間應通風良好。7)泄壓面的設置應避開人員集中的場所和主要交通道&,并宜靠近容易發生爆炸的部位。8)當采用活動板、窗戶、門或其他鉸鏈裝置作為泄壓設施時,必須注意
25、防止打開的泄壓孔由于在爆炸正壓沖擊波之后出現負壓而關閉。9)爆炸泄壓孔不能受到其他物體的阻礙,也不允許冰、雪妨礙泄壓孔和泄壓窗的開啟,需要經常檢查和維護。當起爆點能確定時,泄壓孔應設在距起爆點盡可能近的地方。當采用管道把爆炸產物引導到安全地點時,管道必須盡可能短而直,且應朝向陳放物少的方向設置。因為任何管道泄壓的有效性都隨著管道長度的增加而按比例減小。10)泄壓面在材料的選擇上除了要求重量輕以外,最好具有在爆炸時易破碎成碎塊的特點,以便于泄壓和減少對人的危害。同時,泄壓面設置最好靠近易發生爆炸部位,保證順利泄壓。爆炸時易形成尖銳碎片四散的材料,不應布置在公共走道或貴重設備的正面或附近。有爆炸危
26、險的甲、乙類廠房(庫房)爆炸后,用于泄壓的門窗、輕質墻體、輕質屋蓋就被摧毀,大量的高壓氣流夾雜爆炸物碎片從泄壓面沖出,如鄰近人員集中的場所、主要交通道路就可能出現人員大量傷亡和交通道路堵塞,所以爆炸泄壓面應避開人員集中場所和主要交通道路。11)對于北方和西北寒冷地區,由于冰凍期長、常常積雪,易增加屋面上泄莊面的單位面積荷載,使其產生較大重力慣性,從而使泄壓受到影響,因而應采取適當措施防止積雪。總之,應在設計中采取措施盡量減少泄壓面的單位質量(即重力慣性)和連接強度。二、抗爆(一)防爆結構形式的選擇對于有爆炸危險的廠房和庫房,選擇正確的結構形式,再選用耐火性能好、抗爆能力強的框架結構,可以在發生
27、火災爆炸事故時有效地防止建筑結構發生倒塌破壞,減輕甚至避免危害和損失。耐爆框架結構一般有如下3種形式。(1)現澆式鋼筋混凝土框架結構。這種耐爆框架結構的廠房整體性能好、抗爆能力強,但工程造價高,通常用于抗爆能力要求高的防爆廠房。(2)裝配式鋼筋混凝土框架結構。這種框架結構由于梁、柱與樓板等接點處的剛性較差,抗爆能力不如現澆式框架結構。若采用裝配式鋼筋混凝土框架結構,則應在梁、柱與樓板等接點處預留鋼筋焊接頭并用高強度等級混凝土現澆成剛性接頭,以提高耐爆強度。(3)鋼框架結構。這種框架結構雖然耐爆強度較高,但耐火極限低,能承受的極限溫度僅為400,超過該溫度,便會在高溫作用下變形倒塌。如果在鋼構件
28、外面加裝耐火被覆層或噴刷鋼結構防火涂料,可以提高耐火極限,但這樣做并非十分可靠,只要部分開裂或剝落就會失效,故較少采用。(二)隔爆設施在容易發生爆炸事故的場所,應設置隔爆設施,如防爆墻、防爆門和防爆窗等,以局限爆炸事故波及的范圍,減輕爆炸事故所造成的損失。1.防爆墻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。防爆墻的構造設計,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土墻等。防爆墻上不得設置通風孔,不宜開門窗洞口,必須開設時,應加裝防爆門窗。(1)防爆磚墻。只用于爆炸物質較少的廠房和倉庫。構造要求:柱間距不宜大于6m,大于6m需增加構
29、造柱;磚墻高度不大于6m,大于6m需增加橫梁;磚墻厚度不小于240mm;磚強度等級不應低于Mu7.5,砂漿強度等級不應低于M5;每0.5m垂直高度應增設構造筋;兩端與鋼混凝土柱預埋焊接或24號鍍鋅鋼絲綁扎。(2)防爆鋼筋混凝土墻。理想的防爆墻,構造厚度不_小于200mm,多為500mm、800mm,甚至1m,混凝土強度等級不低于C20。(3)防爆鋼板墻。以槽鋼為骨架,鋼板和骨架鉚接或焊接在一起。2.防爆門防爆門的骨架一般采用角鋼和槽鋼拼裝焊接,門板選用抗爆強度高的鍋爐鋼板或裝甲鋼板,故防爆門又稱裝甲門。裝配門的鉸鏈時,應襯有青銅套軸和墊圈,門扇四周邊襯貼橡皮帶軟墊,以防止防爆門啟閉時因摩擦撞擊
30、而產生火花。3.防爆窗防爆窗的窗框應用角鋼板制作,窗玻璃應選用抗爆強度高、爆炸時不易破碎的安全玻璃。如夾層內由兩層或多層窗用平板玻璃,以聚乙烯醇縮丁醛塑料作襯片,在高溫下加壓粘合而成的安全玻璃,抗爆強度高,一旦受爆炸波擊破能借助塑料的黏合作用,不會導致因玻璃碎片拋出而引起傷害。(三)抗爆計算爆炸對結構產生破壞的程度與爆炸的性質和爆炸物質的數量有關。爆炸物質數量越大,積聚和釋放的能量越多,破壞力也越大。爆炸發生的環境或位置不同,其破壞作用也不同,在封閉的房間、密閉的管道內發生的爆炸的破壞作用比在結構外部發生的爆炸要嚴重得多。當沖擊波作用在建筑物上時,會引起壓力、密度、溫度和質點迅速變化,而其變化
31、是結構物幾何形狀、大小和所處方位的函數。建筑物受破壞的程度不僅和爆炸波的波形、峰值超壓及正相持續時間等因素有關,還和建筑物本身的性質如靜態強度、自振頻率及韌性等有關。建筑物大致分為鋼結構、混凝土結構及磚石結構等幾大類,國內外針對磚石結構建筑物遭受爆炸波破壞的情況研究得較多。1)當爆炸發生在密閉結構中時,在直接遭受沖擊波的圍護結構上受到驟然增大的反射超壓,并產生高壓區。如果燃氣爆炸發生在生產車間、居民廚房等室內環境下,一旦發生爆炸,常常是窗玻璃被壓碎,屋蓋被氣浪掀起,導致室內壓力下降,反而起到了泄壓保護的作用。Dragosavic在體積為20m3的實驗房屋內測得了包含泄爆影響的壓力時間曲線,經過
32、整理繪出了室內理想化的理論燃氣爆炸的升壓曲線模型,如圖2-8-1所示。圖2-8-1中A點是泄爆點,壓力從0點開始上升到A點出現泄爆(窗玻璃壓碎),泄瀑后壓力稍有上升隨即下降,下降過程中有時出現短暫的負超壓,經過一段時間,由于波陣面后的紊流及波的反射出現高頻振蕩。圖2-8-1中PA(為泄爆壓力,P1為第一次壓力峰值,P2為第二次壓力峰值,PW為高頻振蕩峰值。該試驗是在空曠房屋中進行的,如果室內有家具或其他器物等障礙物,則振蕩會大大減弱。對易爆建筑物在設計時需要有一個壓力峰值的估算,作為確定窗戶面積、屋蓋輕重等的依據,使得易爆場所一旦發生燃爆能及時泄爆減壓。最大爆炸壓力計算公式為2)爆炸沖擊波繞過
33、結構物對結構產生動壓作用。由于結構物形狀不同,圍護結構面相對氣流流動方向的位置也不同。在沖擊波超壓和動壓共同作用下,結構物受到巨大的擠壓作用,加之前后壓力差的作用,使得整個結構物受到超大水平推力,導致結構物平移和傾斜。而對于煙囪、桅桿、塔樓及桁架等細長形結構物,由于它們的橫向線性尺寸很小,則所受合力就只有動壓作用,因此結構物容易遭到拋擲和彎折。3)地面爆炸沖擊波對地下結構物的作用與對上部結構的作用有很大不同,主要影響因素有以下3個。地面上空氣沖擊波壓力參數引起巖土壓縮波向下傳播并衰減。壓縮波在自由場中傳播時參數變化。壓縮波作用于結構物的反射壓力取決于波與結構物的相互作用第四節爆炸危險環境電氣防
34、爆在爆炸危險性環境中使用的電氣設備為了防止和減少引爆因素,必須在設備本體防爆和運行防爆兩個方面采取必要措施。一、電氣防爆原理與措施(一)電氣防爆基本原理電氣設備引燃爆炸混合物有兩方面原因:一是電氣設備產生的火花、電弧;二是電氣設備表面(即與爆炸混合物相接觸的表面)發熱。電氣防爆就是將設備在正常運行時產生電弧、火花的部件放在隔爆外殼內,或采取澆封型、充砂型、油浸型或正壓型等其他防爆形式以達到防爆目的;對在正常運行時不會產生電弧、火花和危險高溫的設備,如果在其結構上再采取一些保護措施(增安型電氣設備),使設備在正常運行或認可的過載條件下不產生電弧、火花或過熱現象,這種設備在正常運行時就沒有引燃源,
35、設備的安全性和可靠性就可進一步提高,同樣可用于爆炸危險環境。(二)電氣防爆基本措施1)宜將正常運行時產生火花、電弧和危險溫度的電氣設備和線路,布置在爆炸危險性較小或沒有爆炸危險的環境內。電氣線路的設計、施工應根據爆炸危險環境物質特性,選擇相應的敷設方式、導線材質、配線技術、連接方式和密封隔斷措施等。2)采用防爆的電氣設備。在滿足工藝生產及安全的前提下,應減少防爆電氣設備的數量。如無特殊需要,不宜采用攜帶式電氣設備。3)按有關電力設備接地設計技術規程規定的一般情況不需要接地的部分,在爆炸危險區域內仍應接地,電氣設備的金屬外殼應可靠接地。4)設置漏電火災報警和緊急斷電裝置。在電氣設備可能出現故障之
36、前,采取相應補救措施或自動切斷爆炸危險區域電源。5)安全使用防爆電氣設備。正確地劃分爆炸危險環境類別,正確地選型、安裝防爆電氣設備,正確地維護、檢修防爆電氣設備。6)散發較空氣重的可燃氣體、可燃蒸氣的甲類廠房以及有粉塵、纖維爆炸危險的乙類廠房,應采用不發火花的地面。采用絕緣材料作整體面層時,應采取防靜電措施。散發可燃粉塵、纖維的廠房內表面應平整、光滑,并易于清掃。二、爆炸危險環境區域劃分爆炸危險環境按場所中存在物質的物態不同,分為爆炸性氣體環境和可燃性粉塵環境。爆炸性氣體環境是指大氣條件下氣體、蒸氣或霧狀的可燃物質與空氣混合物點燃后,燃燒將傳至全部未燃燒混合物的環境。可燃性粉塵環境是指大氣條件下粉塵或纖維狀的可燃物質與空氣的混合物點燃后,燃燒傳至全部未燃混合物的環境。現行國家標準爆炸性氣體環境用電氣設備第14部分:危險場所分類(GB3836.142014)根據爆炸
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