摘要:本文闡述了化工企業建筑物體存在爆炸的集中原因,以及建筑實體防爆的設計。通本文結合化企業的特點,提出了建筑防爆的對策和具體做法。
關鍵詞:化工企業 建筑防爆 設計與措施
1建筑物發生的爆炸
1.1從爆炸發生的位置和建筑物相對的關系而言,爆照可以分為:(1)內部發生的爆炸。內部發生的爆炸是指在建筑物內部發生的爆炸,在《建筑設計防火規范》中指的是具有爆炸危險的廠房。(2)外部發生的爆炸。在建筑體外發生的爆炸,如露天的活動場所發生的爆炸。
1.2從爆炸的危險環境分析,可以將其分為:(1)爆炸性氣體危險環境。長期爆炸性氣體混合物的環境,正常工作中可能出現爆炸性氣體混合物的環境和短時存在的爆炸性氣體混合物的環境。(2)爆炸性粉塵危險環境。長期出現爆炸性粉塵的環境和偶然出現爆炸性粉塵混合物的環境。(3)火災危險環境。存在常溫下的可燃液體,能夠引起火災的危險的環境。存在于空氣中的懸浮狀和堆積狀的可燃粉塵,在數量和配置上能引起火災危險的環境。
2建筑防爆的主要對策:“泄爆”與“抗爆”
建筑的防爆問題首先要在建筑設計中采取防爆措施,主要分為三個方面:一是減輕爆炸事故危險性措施;二是排除火源引起的爆炸措施;三是防止和排除發生爆炸事故的根源。
2.1建筑內部的防爆的主要對策。(1)排除建筑體本身可能產生的爆炸因素。如防止對地面的撞擊和摩擦而出現的火花,加強建筑墻體的隔熱降溫和防止曝曬。(2)排除氣體、粉塵等物質與空氣混合達到爆炸極限的濃度。如對建筑體采取自然通風和機械排風等措施。(3)泄放爆炸能量。如果發生爆炸,能夠把瞬間產生的熱量及時釋放到建筑體外,以免產生難以預料的損失。
2.2建筑外部防爆的主要對策。(1)阻止建筑體外的可燃氣體進入建筑體內。如抬高室內內地坪使之高出露天裝置區的地面,室內采取機械通風的方式,使室內的氣壓高于室外。密封封鎖室外氣體進入室內。(2)避免由于爆炸沖擊波而導致建筑物的倒塌, 采用抗爆強度大的鋼筋砼框、排架結構體系。(3)防止爆炸碎片的傷害。非燃燒外墻的耐火極限不低于3小時,開窗面積應該盡量小而且采用耐火性能較好的夾絲玻璃固定窗或密閉窗,門應避開迎爆面方向設置, 否則門外應設擋墻或門斗。
從目前所采取的措施來看,廠房內部的爆炸也采用了局部的抗爆措施,增加了抗爆墻,將把能釋放并且能形成爆炸性混合物所在的位置隔開,墻上必須開觀察窗時應采用具有抗爆強度和防火能力的防爆窗, 這樣就可盡量把爆后損失降到最低限度。
3 泄爆與抗爆建筑構造的想法和建議
在建筑體的設計和使用中應該考慮到建筑的泄爆與抗爆問題。對于一些具有特殊要求的廠房和創庫要處理好泄壓屋蓋、泄壓窗、泄壓外墻等建筑設置。
3.1泄壓屋蓋。這是防止建筑物內部爆炸的主要措施,可以在盡快的時間段內排出建筑物體中的大量氣體和熱量,降低室內的爆炸壓力。按規范要求,用作泄壓的屋蓋和墻體自重不宜大于120kg/m2。屋頂普遍采用石棉瓦,石棉瓦下層設置鋼絲網或鋼筋網。在輕質瓦面上加設保溫和卷材防水層,已達到防水和保溫的作用。
3.2泄壓輕質外墻.在外墻采用小波木質纖維瓦和石棉瓦。為適應其建筑物許可的變形, 避免石棉瓦擠壓破碎, 安裝固定均用柔性節點。如果采用脆性的石棉瓦作圍護材料,可能降低成本,但是由于構造復雜和質量難以檢測,爆炸發生后容易對周圍的人群和建筑實體造成傷害。隨著建材的發展,新型的建筑材料不斷的投入市場,對用于防爆要求的圍墻結構如果運用壓型鍍鋅鋼板( 非保溫) 或彩色金屬絕熱材料壓型夾芯板則是理想的建筑泄爆用料。通過不斷的開發, 可研制成可開啟的屋面或墻面的構造體系, 達到爆時彈開、爆后即復位的泄壓構件。
3.3泄壓窗。為了防止開關時發生撞擊而產生火花,泄壓窗可以采用木窗,并用銅質零件。為了達到泄壓目的,窗的形式采用外窗。建筑工程逐漸的采用了塑鋼門窗,可以制成專門用于泄壓的成品窗,這種窗戶能夠達到不變形、不產生火花,可以靈活的開關,更有效的滿足了泄壓的要求。
3.4不發火花的地面和樓面。樓層的地面通常采用不發生火花的水泥砂漿和細石砼或水磨石。石砂、石屑和細石均為不發生火花的材料,常用白云石、大理石和石灰石做主料,石砂的粒徑應為0.15mm~5mm, 石屑的粒徑應小于20mm。在施工時,防止其它雜物進入材料中。
3.5防爆墻。防爆墻是抵制外部爆炸的重要阻擋物體。防爆墻的構造一般有兩種,普遍采用的是鋼筋磚填充防爆墻,即用≥M5的砂漿砌筑≥MU7.5粘土磚,沿磚墻每0.5m垂直高度配置不少于356mm~10mm的水平通長鋼筋,兩端與鋼筋砼柱預埋356mm~10mm,伸出>250mm的插筋相焊接。另一種是鋼筋砼防爆墻,鋼筋砼具有很高的強度,還具有耐火性能,它適用于相鄰房間或室外生產人員較多、設備較貴重、爆炸后果嚴重的情況。墻厚應≥180mm。
4 嚴格執行規范,作好建筑防爆設計
在建筑防爆設計上,必須嚴格遵守防爆設計規范。目前存在的規范主要有GB50160—92《石油化工企業防火規范》、GB50058-92《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》、《乙炔站設計規范》和GBJ16—87《建筑設計防火規范》< 修訂本>等。在建筑工程設計中,遵守規定、執行規范和搞好設計使每個專業技術人員的職責。同時,要根據化工企業的生產特點和安全生產要求,在化工建筑防爆設計過程中,要制定出《化工企業建筑設計規范》,化工建筑防爆納入化工企業建筑施工設計方案中。作為化工企業的建筑設計與施工主體,在化工企業的建筑施工中,要嚴格按照化工企業建筑的要求建設,在防火防爆上要按照國家制定的建筑防火標準執行。
參考文獻:
[1]盛美華.論化工企業建筑的的防爆設計[J].貴州化工, 2008(8):23-24.
[2]魏丹.化工企業建筑的防爆設計[J].中國石油和化工標準與質量,2012(5):56-57.
[3]孟巖,王國棟.淺談化工企業防爆廠房電氣設計[J].科技致富向導, 2010(10):78-79.
[4]孟德云,孫崢.工業企業建筑專業防爆設計[J].天津化工, 2012(9):80-81.
[5]唐明智.化工企業建筑防火、防爆措施[J].遼寧化工,2006(7):84-85.