高校氣瓶倉庫安全建設(shè)研究

趙雨霄，白 亮，馬 慶，金仁東

（北京科技大學(xué) 資產(chǎn)管理處，北京 100083）

高校實(shí)驗(yàn)室是承擔(dān)人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、社會服務(wù)、文化傳承創(chuàng)新職能的重要場所，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用的危險(xiǎn)化學(xué)品種類繁多，其風(fēng)險(xiǎn)管控已成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與運(yùn)行過程中的首要控制目標(biāo)。壓縮氣體是高校教學(xué)科研必不可少的實(shí)驗(yàn)材料，廣泛作為實(shí)驗(yàn)原料、實(shí)驗(yàn)載氣、實(shí)驗(yàn)保護(hù)，大量應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室。壓縮氣體數(shù)量大、危險(xiǎn)性高，實(shí)行集中存放的方式，將實(shí)驗(yàn)室儲氣量控制在較低水平，有助于實(shí)驗(yàn)室風(fēng)險(xiǎn)管控與隱患治理。因此，設(shè)置倉庫集中存放氣瓶具有重要意義。

設(shè)置氣瓶倉庫也是國家、地方法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要求?！段ｋU(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》規(guī)定，危險(xiǎn)化學(xué)品應(yīng)當(dāng)儲存在專用倉庫、專用場地或者專用儲存室內(nèi)，并由專人負(fù)責(zé)管理。北京市地標(biāo)DB11 1322.2[1]要求，儲存毒性氣體、易燃?xì)怏w總量超過36m3、非易燃無毒氣體總量超過60m3的單位應(yīng)設(shè)置專用倉庫。但是，相應(yīng)國標(biāo)多為單一氣體（壓縮空氣、氫氣、氧氣等）供氣站設(shè)計(jì)規(guī)范[2-4]，對于氣瓶倉庫的建設(shè)設(shè)計(jì)要求甚少。本文結(jié)合國標(biāo)與地標(biāo)要求與現(xiàn)實(shí)需要，分析學(xué)校實(shí)驗(yàn)用氣需求，研究高校氣瓶倉庫標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)與安全管理。

1 分析論證

1.1 倉庫建設(shè)必要性

高校實(shí)驗(yàn)室供氣模式主要為室內(nèi)分散供氣與室外集中供氣兩種。集中供氣具有氣流穩(wěn)定、使用安全、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢，但對于體量較大、樓層較多的實(shí)驗(yàn)樓宇，集中供氣的建設(shè)成本較高，換氣壓力較大，集中供氣不具備普適性，目前實(shí)驗(yàn)室仍以分散供氣為主[5]。在日常安全檢查過程中發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)室用氣設(shè)備眾多，為保障氣體供應(yīng)，往往存儲備用氣瓶，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室內(nèi)氣瓶堆積。

1.2 氣瓶危險(xiǎn)性

壓縮氣體屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，瓶體屬于特種設(shè)備，這決定著氣瓶具有雙重危險(xiǎn)性。建設(shè)倉庫時，需要分別分析危險(xiǎn)性，采取相應(yīng)安全措施，確保氣瓶存儲安全。

壓縮氣體的危險(xiǎn)特性主要有燃燒性、毒害性、窒息性、腐蝕性、氧化性。氣體泄漏會直接對人體與設(shè)施設(shè)備造成傷害，引起火災(zāi)甚至爆炸。氣體的存儲需要避免環(huán)境產(chǎn)生火花與靜電，如有氧氣還應(yīng)避免接觸油脂。此外，氣瓶倉庫不得設(shè)置于地下或半地下建筑物內(nèi)，宜設(shè)置于單層建筑內(nèi)，應(yīng)配置氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng)與應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)，方便人員立即采取應(yīng)急處理措施與疏散。

大量氣體經(jīng)壓縮充裝入鋼制無縫氣瓶，使得氣瓶能量巨大。以40L氣瓶為例，氣體充滿時，鋼瓶內(nèi)壓力可達(dá)13~15MPa，釋放空間約6m3。氣瓶的存儲最忌受熱與沖擊振動：氣瓶受熱會導(dǎo)致瓶內(nèi)壓力劇增，直至超過氣瓶材料強(qiáng)度極限，使氣瓶爆炸；沖擊振動可能造成瓶閥損壞，氣體瞬間噴出，氣瓶蘊(yùn)藏的巨大能量，可使其輕松穿透墻壁與屋頂，造成危險(xiǎn)。所以，倉庫需具備陰涼通風(fēng)的存儲條件，地面平整堅(jiān)實(shí)，嚴(yán)禁在倉庫內(nèi)放置熱源，并配置氣瓶固定設(shè)施，采取措施防止在收運(yùn)過程中發(fā)生氣瓶碰撞。

2 規(guī)劃準(zhǔn)備

2.1 倉庫規(guī)模

氣瓶倉庫建設(shè)前，應(yīng)明確倉庫的規(guī)模與功能。北京市地標(biāo)DB11 755[6]將建設(shè)單位分為生產(chǎn)單位（大中小型企業(yè)）與經(jīng)營單位（化工商店、建材市場、氣體經(jīng)營單位等），規(guī)定其倉庫面積與儲存限量。高校不屬于危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營單位，在確定倉庫規(guī)模時應(yīng)考慮自身用氣需求與供應(yīng)單位的供氣周期，盡量控制壓力氣瓶的存儲量，降低存儲風(fēng)險(xiǎn)。倉庫規(guī)模宜參照小型企業(yè)，存儲限量不宜超過50瓶，總使用面積不大于300m2。根據(jù)限量要求，明確壓力氣瓶倉庫的主要功能是為用氣量大、壓力氣瓶更新頻繁的實(shí)驗(yàn)室存儲備用氣瓶。對于用氣量小、使用周期短的實(shí)驗(yàn)室，供應(yīng)商可及時進(jìn)行氣瓶更新，僅用于少量氣瓶周轉(zhuǎn)的暫存。

2.2 倉庫類別

國標(biāo)GB 50016[7]中根據(jù)火災(zāi)危險(xiǎn)性將倉庫分為五類，不同類別的庫房耐火等級與防火間距等參數(shù)不盡相同，故應(yīng)摸清有需求實(shí)驗(yàn)室的用氣情況，對存儲的氣體進(jìn)行分類，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求確定倉庫分類與類別。分析北京科技大學(xué)氣體購買情況發(fā)現(xiàn)，主要使用氣體分為可燃?xì)怏w（氫氣、甲烷）、有毒氣體（一氧化碳、氨氣）、助燃（氧氣）與不燃?xì)怏w（氮?dú)?、氬氣）四類。結(jié)合上述氣體種類及其危險(xiǎn)性質(zhì)與防護(hù)措施，設(shè)置可燃?xì)怏w倉庫、有毒氣體倉庫、助燃與不燃?xì)怏w倉庫，倉庫類別為甲類、乙類、乙類。

2.3 倉庫選址

壓力氣瓶倉庫的選址應(yīng)在高校規(guī)劃中統(tǒng)籌布局，遠(yuǎn)離生活區(qū)、主要教學(xué)區(qū)與市政道路，注意環(huán)境影響、安全風(fēng)險(xiǎn)與氣瓶配送三方面。環(huán)境影響方面，壓力氣瓶在正常存儲過程中無廢氣、廢水與固廢產(chǎn)生，僅在裝卸過程中產(chǎn)生少量噪聲，倉庫周界噪聲應(yīng)符合相應(yīng)噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)。安全風(fēng)險(xiǎn)方面，主要考慮建筑物之間的防火間距。國標(biāo)GB 50016明確規(guī)定了倉庫與倉庫、民用建筑以及道路之間的防火間距。由于甲類倉庫沒有減小防火間距的條件，選址時應(yīng)優(yōu)先考慮甲類倉庫的設(shè)置位置，以滿足防火間距要求。如存在防火間距不足的情況，乙類倉庫可通過設(shè)置防火墻減小間距。氣瓶配送方面，應(yīng)考慮配送過程中可能發(fā)生的意外。倉庫與主要用氣實(shí)驗(yàn)室之間距離應(yīng)盡量縮短，倉庫周邊校內(nèi)道路平整，配送路線應(yīng)避開人群等[8]。

3 倉庫設(shè)計(jì)

3.1 平面布置

根據(jù)1.2所述，將氣瓶倉庫分為可燃?xì)怏w氣瓶倉庫、有毒氣體氣瓶倉庫、助燃與不燃?xì)怏w氣瓶倉庫。考慮到有毒氣體同樣具有可燃性且無混存禁忌，為優(yōu)化倉庫平面布置，可將有毒氣體倉庫與可燃?xì)怏w氣體倉庫合并（即形成一個甲類倉庫），以防火實(shí)墻或耐火極限不低于1.5h的不燃材料樓板隔開設(shè)置。倉庫與其他建筑、道路路邊之間的防火間距應(yīng)滿足相應(yīng)要求。除甲類倉庫外的其他庫房可設(shè)置防火墻減小防火間距，具體參照國標(biāo)GB 50016。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)

倉庫宜采用封閉或半封閉的儲存方式，承重結(jié)構(gòu)宜選用鋼筋混凝土、鋼框架或排架結(jié)構(gòu)。墻體應(yīng)采用不燃材料的實(shí)體墻，耐火等級不低于二級。倉庫應(yīng)設(shè)置泄壓設(shè)施，考慮其平面布置，避開人群與校內(nèi)道路，宜采用輕質(zhì)屋面板向上泄壓，同時考慮泄壓面積以滿足泄爆要求，此外，頂棚還應(yīng)平整無死角，避免雨雪聚集，地面還應(yīng)防潮、平整、堅(jiān)實(shí)、易于清掃。倉庫應(yīng)設(shè)置門窗。其中出入口有兩個：氣瓶入口根據(jù)運(yùn)輸車輛高度設(shè)置在高約1.2m處，加裝門或不銹鋼護(hù)欄；氣瓶出口設(shè)置在庫房地面處，加裝防盜門，另鋪設(shè)混凝土坡道，以方便運(yùn)輸。門窗經(jīng)過防火、防靜電處理，不產(chǎn)生火花。門外設(shè)置遮陽板，可起到遮陽避雨功能[9]。

3.3 安全防范

倉庫的安全防范主要是預(yù)防無關(guān)人員進(jìn)入進(jìn)行盜竊或蓄意破壞。所以，倉庫重點(diǎn)防范部位是倉庫的周界、出入口、窗口與通風(fēng)口等人員可出入的部位，防范措施包括實(shí)體防范與技術(shù)防范。實(shí)體防范方面，倉庫的周界應(yīng)設(shè)置圍墻或柵欄，離地高度應(yīng)大于2m，頂部還應(yīng)設(shè)有防攀爬措施，窗口、通風(fēng)口宜加裝防盜柵欄并牢固固定。使用柵欄還應(yīng)考慮合適間距和足夠強(qiáng)度。技術(shù)防范方面，倉庫的周界、出入口、內(nèi)部應(yīng)設(shè)置視頻監(jiān)控裝置，能清晰顯示監(jiān)控情況，宜具有夜視功能。此外，出入口應(yīng)具備防盜、出入識別或入侵報(bào)警功能。

3.4 安全措施

安全措施的設(shè)置主要考慮預(yù)防危險(xiǎn)因素產(chǎn)生和氣體泄漏應(yīng)急報(bào)警與處置。

（1）倉庫的出入口應(yīng)設(shè)置靜電消除裝置，以及消防沙桶（箱）、應(yīng)急噴淋、應(yīng)急物資箱、防護(hù)服、護(hù)目鏡等消防與防護(hù)設(shè)備。倉庫內(nèi)應(yīng)還應(yīng)設(shè)置火災(zāi)探測器，須以感溫探測器為主，且為防爆型，探測器回路還應(yīng)連接到火災(zāi)報(bào)警控制器。如封閉式儲存方式，門向疏散方向開啟。

（2）倉庫內(nèi)部應(yīng)設(shè)置有效的氣瓶固定設(shè)施；應(yīng)根據(jù)儲存氣體情況設(shè)置專用報(bào)警裝置和氧濃度報(bào)警裝置并與通風(fēng)裝置聯(lián)鎖，報(bào)警裝置還具有聲光報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警功能；倉庫宜在地面附近設(shè)置自然通風(fēng)口，當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時應(yīng)采取機(jī)械通風(fēng)，在頂部設(shè)置通風(fēng)裝置，能定時對倉庫內(nèi)部進(jìn)行氣體循環(huán)，排氣管都應(yīng)伸出屋外，高出附近屋頂；排氣不應(yīng)造成負(fù)壓，也不應(yīng)堵塞。庫房內(nèi)部應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控裝置并與空調(diào)聯(lián)鎖，可及時對庫房溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使室內(nèi)設(shè)置溫度不超過30℃。

（3）倉庫應(yīng)配置氣瓶專用運(yùn)輸裝置，運(yùn)輸裝置還應(yīng)經(jīng)過防靜電處理。

3.5 涉電安全

倉庫涉電設(shè)備主要有防雷設(shè)施、照明與應(yīng)急照明設(shè)施、電器開關(guān)及安全設(shè)施。倉庫的爆炸危險(xiǎn)等級為2級，在防雷設(shè)計(jì)時應(yīng)劃為第二類防雷建筑物，應(yīng)設(shè)防直擊雷的外部防雷設(shè)施，防止閃電電涌侵入。倉庫內(nèi)照明與應(yīng)急照明設(shè)施、電氣開關(guān)、安全設(shè)施及相應(yīng)輸配電線路應(yīng)采用防爆型，防爆等級不低于EXD Ⅱ。配電箱及電氣開關(guān)應(yīng)設(shè)置在倉庫外，可靠接地，安裝過壓、過載、觸電、漏電保護(hù)設(shè)施。

4 結(jié)束語

氣瓶作為實(shí)驗(yàn)室重要危險(xiǎn)源之一，將實(shí)驗(yàn)室分散存儲轉(zhuǎn)變?yōu)榧邪踩鎯哂兄匾饬x。因此，高校需要綜合分析氣瓶存儲危險(xiǎn)性，強(qiáng)化論證氣瓶倉庫建設(shè)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)氣瓶倉庫建設(shè)，有效提升學(xué)校氣瓶儲存的管理能力和效率，減小實(shí)驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)，推進(jìn)“平安校園”建設(shè)工作長效穩(wěn)定發(fā)展。