化工建筑防爆設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問(wèn)題

郭亮

摘 要：隨著科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展，我國(guó)化工生產(chǎn)過(guò)程中的化學(xué)危險(xiǎn)品類(lèi)別逐漸增多，一旦易爆、易燃、有毒、具有腐蝕性等物品在制造、傳輸、運(yùn)用中出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)釀成十分嚴(yán)重的爆炸、火災(zāi)、中毒等后果，為安全生產(chǎn)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。本文主要圍繞建筑防爆設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和核心展開(kāi)分析，并提供具體構(gòu)造措施。

關(guān)鍵詞：化工；建筑；防爆設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TE96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）07-0127-02

以化工生產(chǎn)視角來(lái)看，因?yàn)榇罅炕げ牧暇哂幸妆?、易點(diǎn)燃等危險(xiǎn)性質(zhì)，所以在制造中一定要引起相關(guān)人員重視。身為承載的媒介，建筑縱然僅僅供應(yīng)了一個(gè)空間，但對(duì)于一些火災(zāi)、爆炸問(wèn)題的出現(xiàn)，要最大化的降低經(jīng)濟(jì)損失和確保人身安全。然而這其中建筑設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用，研究合理的措施勢(shì)在必行。

1 建筑防爆設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和核心

1.1 建筑防爆設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1.1.1 建筑平面設(shè)計(jì)

存在爆炸隱患的建筑平面設(shè)計(jì)中理應(yīng)先要符合制造工藝過(guò)程的要求，然后盡量將設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易化，通常體現(xiàn)為單層、跨度小，屋頂盡量采用輕質(zhì)泄壓屋頂。生產(chǎn)設(shè)施的擺置盡量選在門(mén)、窗口流動(dòng)風(fēng)向的下風(fēng)面，這樣一來(lái)有助于工作人員在上風(fēng)作業(yè)，從而起到保持其身體良好的作用，如果爆炸發(fā)生還有利于其快速撤離現(xiàn)場(chǎng)。單層、跨度較大的建筑平面設(shè)計(jì)中，跨度最大不應(yīng)超出18厘米。

1.1.2 建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)

為杜絕防爆建筑坍塌導(dǎo)致的人力、財(cái)力、物力損失，框架構(gòu)造是一種十分有效的手段。鑒于此，使用易于泄壓的門(mén)、窗，輕質(zhì)墻體，把建筑周?chē)谋Ｗo(hù)構(gòu)造盡可能的都視為泄壓面積，那么一旦建筑內(nèi)部普遍性的氣體融合物爆炸時(shí)，形成的威脅較低，大大降低全部建筑連帶受損的幾率，繼續(xù)投入工作生產(chǎn)較快。與之相反的是，負(fù)荷構(gòu)造不穩(wěn)定，即使有相關(guān)泄壓設(shè)備，但仍然會(huì)危及到人員人身安全，造成設(shè)施損壞，建筑整體坍塌的結(jié)果。特別是采用輕質(zhì)屋面板時(shí)，如果建構(gòu)中出現(xiàn)問(wèn)題，也會(huì)出現(xiàn)升高后接著全部偏離原來(lái)位置的下降、人員受傷以及設(shè)施破損的現(xiàn)象。另外，在使用泄壓門(mén)窗過(guò)程中，同樣要重視工作人員的人身保護(hù)。由此可見(jiàn)，打造框架構(gòu)造，僅需要確保內(nèi)部建造的穩(wěn)定、可靠、安全，便可以形成優(yōu)質(zhì)的防爆系統(tǒng)，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)磚混構(gòu)造[1]。

1.2 建筑防爆設(shè)計(jì)核心

1.2.1 使用單層建筑

第一，布置天窗、通風(fēng)屋脊、風(fēng)帽等工作會(huì)變得十分便捷，可以提供較好的通風(fēng)條件，有助于排放可燃的氣體、蒸汽以及粉塵等，避免其與建筑內(nèi)空氣融合而引起爆炸。

第二，對(duì)于鋪設(shè)防爆墻環(huán)節(jié)也比較方便。把各種特性的化學(xué)物質(zhì)隔離生產(chǎn)，以防兩種化學(xué)物質(zhì)充分混合形成化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而發(fā)生爆炸。此外，在把具有危險(xiǎn)性的制造車(chē)間與火源的生產(chǎn)協(xié)助設(shè)備隔離上有著積極作用，能有效脫離火源，避免爆炸事件發(fā)生。

第三，針對(duì)鋪設(shè)清除靜電的接地裝備和安裝避雷設(shè)施方面有一定益處，有助于解除因?yàn)殡姄艋鸹ㄒ约办o電火花造成的爆炸。

1.2.2 耐火級(jí)別要高于二級(jí)

存在爆炸隱患的建筑物，因?yàn)槠溥\(yùn)用或者制造的諸多可燃?xì)怏w、粉塵、蒸汽、固體以及液體等等，一旦引發(fā)爆炸事件，經(jīng)常會(huì)造成巨大火災(zāi)。因此，不論是何種建筑物均要保證正常的耐火級(jí)別，一般情況下不應(yīng)小于二級(jí)。

1.2.3 防火墻保持適當(dāng)距離

對(duì)于存在爆炸隱患的建筑物要進(jìn)行單個(gè)布置，同時(shí)要使用半開(kāi)放式或者開(kāi)放式。建筑物中要具備洗浴室、更衣室、辦公室以及衛(wèi)生間等場(chǎng)所，拒絕提供焊接和機(jī)修區(qū)域。這是由于這些協(xié)作區(qū)域均存在火源，容易引起爆炸[2]。

2 化工建筑防爆構(gòu)建措施

2.1 防爆構(gòu)建模式的擇選

選用合理的構(gòu)建模式，能在一定程度上抑制爆炸、火災(zāi)事件的發(fā)生，能積極預(yù)防建筑構(gòu)造坍塌損壞，降低乃至完全消除所造成的傷害以及不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

首先，將具有防火效果的鋼框架構(gòu)造，或者鋼筋混凝土框架構(gòu)造作為存在爆炸隱患庫(kù)房、廠房的主要架構(gòu)，能達(dá)到理想效果。另外，具有防火效果的鋼柱、鋼筋混凝土柱負(fù)荷的排架構(gòu)造也可以發(fā)揮同樣作用。

其次，裝備式鋼筋混凝土框架構(gòu)造因?yàn)槠淞褐B接點(diǎn)位置的剛度較弱，防爆效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)造。砌體架構(gòu)因?yàn)槿掷喂绦暂^差，防爆水平低下，墻體無(wú)法布置大范圍的泄壓面積。伴隨建筑規(guī)劃與施工的不斷發(fā)展，這兩種方式幾乎被淘汰。

2.2 設(shè)計(jì)科學(xué)合理的泄壓

泄壓是一種能降低爆炸事件影響的核心技術(shù)之一。其實(shí)質(zhì)是：爆炸能在一剎那間排放諸多熱量和氣體，讓建筑內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)大的壓力。為預(yù)防建筑物的負(fù)載組成部分為此受到損壞，把相應(yīng)面積的建筑要件設(shè)置成薄弱泄壓設(shè)備，此面積即為泄壓面積。萬(wàn)一出現(xiàn)爆炸，成為泄壓面積的建筑要件第一時(shí)間受到損壞，并把爆炸氣體順利排出，讓內(nèi)部爆炸壓力迅速變小，以此確保建筑物的核心構(gòu)造，同時(shí)降低工作人員傷亡概率和設(shè)施損壞程度。在布置泄壓設(shè)備過(guò)程中，有以下幾方面需要引起注意：

第一，門(mén)窗。作為泄壓設(shè)備的門(mén)和窗，通常是指分量比較輕便、玻璃較薄、建造連接點(diǎn)容易粉碎、小五金截面范圍狹窄、易于掉落等特點(diǎn)的門(mén)窗。此種門(mén)窗可以使用楔形木塊穩(wěn)固，所需要的金屬合頁(yè)以及插座等要首選截面比較窄的，并且統(tǒng)一規(guī)定朝外開(kāi)放。

第二，輕質(zhì)屋面板及輕質(zhì)墻體。據(jù)有關(guān)規(guī)定顯示：泄壓中使用的輕質(zhì)墻體以及輕質(zhì)屋面板其分量要處于合理范圍內(nèi)，每平方米不可超過(guò)60千克。在選用相關(guān)材質(zhì)時(shí)，要確保其具有易損性的性質(zhì)，從而為泄壓提供有利條件，降低損失。泄壓使用輕質(zhì)墻體時(shí)，要選擇石膏板、加氣混凝土以及常見(jiàn)玻璃（厚度為3毫米）等。還有一種材料也可用于泄壓建構(gòu)中，那就是水泥珍珠巖，其不但分量小，而且御寒效果明顯。但值得注意的是，其強(qiáng)度較弱，要在合理距離內(nèi)分別從橫向、縱向搭建槽鋼來(lái)穩(wěn)固。

第三，壓型鋼板。此種材料往往被用于輕質(zhì)墻體以及輕質(zhì)屋面板中，其優(yōu)點(diǎn)主要包括：分量小、強(qiáng)度大、施工便利等。但有一個(gè)缺陷就是其穩(wěn)定性極強(qiáng)，在爆炸時(shí)難以被破壞。從實(shí)質(zhì)上說(shuō)，普通結(jié)構(gòu)的壓型鋼板是無(wú)法勝任泄爆墻體的，使用為屋面時(shí)也并非將全部面積都視為泄爆結(jié)構(gòu)，僅有關(guān)聯(lián)的泄爆屋頂才可看做泄爆面積。還有一些學(xué)者認(rèn)為在壓型鋼板的牢固要件上進(jìn)行改造，讓其在爆炸時(shí)及時(shí)沖出，從而讓鋼板塑性降低，便能視其為泄壓屋面。這種說(shuō)法雖然具有一定可行性，但在實(shí)踐中難以掌控，尤其是在臺(tái)風(fēng)多發(fā)區(qū)，更要謹(jǐn)慎使用[3]。

第四，輕型泄爆屋面。在不考慮御寒的前提下，要最先選擇玻璃鋼瓦、PVC等材質(zhì)。若對(duì)屋面有具體保溫需求，則要掌握總分量在每平方米60千克以下，這時(shí)可以采用苯板等小分量卻大強(qiáng)度的保溫材質(zhì)。同時(shí)還可以使用蛭石等材料進(jìn)行墊層找坡，并能符合總分量的需求。另外，泄壓比在有關(guān)規(guī)定中被要求為：0.04-0.24。

2.3 不發(fā)火花地面

這種地面通常被用于具有火災(zāi)爆炸等危險(xiǎn)性場(chǎng)所中，例如：鞭炮生產(chǎn)企業(yè)、化工企業(yè)車(chē)間等等。要想建造此種地面可以選用以下幾種材料：不發(fā)火花瀝青、砂漿或者水泥，不發(fā)火花水磨石以及混凝土等等。白云石、大理石、木材、塑料、瀝青、鋁、鉛、石灰石、橡膠、銅等都屬于不發(fā)火物質(zhì)，硬度比較小，可以用來(lái)建設(shè)不發(fā)火花地面。但要在全部板面使用鋁、銅、鐵，所需成本較高，在普通工程中出現(xiàn)幾率甚少。而最為常見(jiàn)的形式有兩種，一種是瀝青類(lèi)面層，另一種是不發(fā)火花水泥。

2.4 防靜電絕緣面層

一般情況下，使用的是導(dǎo)靜電涂料。其防靜電原理是：把人身上或者設(shè)備設(shè)施中形成的靜電電荷利用涂料中的導(dǎo)電材質(zhì)傳送到地面，從而起到預(yù)防靜電的效果。傳統(tǒng)所用的措施是將導(dǎo)電粉直接加入到面層水泥內(nèi)，雖然操作簡(jiǎn)易，成本也比較低廉，但卻不能保證其導(dǎo)電性的可靠和安全。面層若使用加入導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電涂層，中間設(shè)置導(dǎo)電銅帶，然后再經(jīng)過(guò)此銅帶與其余導(dǎo)電體（核心構(gòu)造中的鋼筋）一同傳達(dá)到地面上，這種方法縱然導(dǎo)電性可靠，但成本卻非常高。因此，在規(guī)劃時(shí)要充分結(jié)合工藝流程的需求和項(xiàng)目整體局勢(shì)，選擇性?xún)r(jià)比較高而且又科學(xué)合理的方法。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，化工建筑防爆設(shè)計(jì)不但沒(méi)有繁雜的功能配合，也沒(méi)有較高的外觀需要，僅局限于工藝過(guò)程，但易爆、易燃、有毒、腐蝕性的有關(guān)化學(xué)物質(zhì)必須要求有關(guān)建筑師進(jìn)行縝密的研究。在實(shí)踐中不斷完善和提高設(shè)計(jì)技能，從而減少爆炸事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]劉健.石油化工建筑防爆設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問(wèn)題[J].化工管理，2014，（23）：258.

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[3]魏丹.化工企業(yè)建筑的防爆設(shè)計(jì)[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，32（05）：83+25.