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        建筑設計防火規范 GB50016-2014 3.6 廠房和倉庫的防爆

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        本文發布時間:2020-03-09 17:08:07
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        版權:沈陽盛世消防檢測
        3.6.1 有爆炸危險的甲、乙類廠房宜獨立設置,并宜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。
        3.6.2 有爆炸危險的廠房或廠房內有爆炸危險的部位應設置泄壓設施。
        3.6.3 泄壓設施宜采用輕質屋面板、輕質墻體和易于泄壓的門、窗等,應采用安全玻璃等在爆炸時不產生尖銳碎片的材料。
        泄壓設施的設置應避開人員密集場所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危險的部位。
        作為泄壓設施的輕質屋面板和墻體的質量不宜大于60kg/m2。
        屋頂上的泄壓設施應采取防冰雪積聚措施。
        3.6.4 廠房的泄壓面積宜按下式計算,但當廠房的長徑比大于3時,宜將建筑劃分為長徑比不大于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:

        式中:A——泄壓面積(m2);
        V——廠房的容積(m3);
        C——泄壓比,可按表3.6.4選取(m2/m3)。

        注:1 長徑比為建筑平面幾何外形尺寸中的最長尺寸與其橫截面周長的積和4.0倍的建筑橫截面積之比。
        2 K是指粉塵爆炸指數。
        3.6.5 散發較空氣輕的可燃氣體、可燃蒸氣的甲類廠房,宜采用輕質屋面板作為泄壓面積。頂棚應盡量平整、無死角,廠房上部空間應通風良好。
        3.6.6 散發較空氣重的可燃氣體、可燃蒸氣的甲類廠房和有粉塵、纖維爆炸危險的乙類廠房,應符合下列規定:
        1 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;
        2 散發可燃粉塵、纖維的廠房,其內表面應平整、光滑,并易于清掃;
        3 廠房內不宜設置地溝,確需設置時,其蓋板應嚴密,地溝應采取防止可燃氣體、可燃蒸氣和粉塵、纖維在地溝積聚的有效措施,且應在與相鄰廠房連通處采用防火材料密封。
        3.6.7 有爆炸危險的甲、乙類生產部位,宜布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。
        3.6.8 有爆炸危險的甲、乙類廠房的總控制室應獨立設置。
        3.6.9 有爆炸危險的甲、乙類廠房的分控制室宜獨立設置,當貼鄰外墻設置時,應采用耐火極限不低于3.00h的防火隔墻與其他部位分隔。
        3.6.10 有爆炸危險區域內的樓梯間、室外樓梯或有爆炸危險的區域與相鄰區域連通處,應設置門斗等防護措施。門斗的隔墻應為耐火極限不應低于2.00h的防火隔墻,門應采用甲級防火門并應與樓梯間的門錯位設置。
        3.6.11 使用和生產甲、乙、丙類液體的廠房,其管、溝不應與相鄰廠房的管、溝相通,下水道應設置隔油設施。
        3.6.12 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采取防止水浸漬的措施。
        3.6.13 有粉塵爆炸危險的筒倉,其頂部蓋板應設置必要的泄壓設施。
        糧食筒倉工作塔和上通廊的泄壓面積應按本規范第3.6.4條的規定計算確定。有粉塵爆炸危險的其他糧食儲存設施應采取防爆措施。
        3.6.14 有爆炸危險的倉庫或倉庫內有爆炸危險的部位,宜按本節規定采取防爆措施、設置泄壓設施。
        條文說明

        3.6 廠房和倉庫的防爆

        3.6.1 有爆炸危險的廠房設置足夠的泄壓面積,可大大減輕爆炸時的破壞強度,避免因主體結構遭受破壞而造成人員重大傷亡和經濟損失。因此,要求有爆炸危險的廠房的圍護結構有相適應的泄壓面積,廠房的承重結構和重要部位的分隔墻體應具備足夠的抗爆性能。
        采用框架或排架結構形式的建筑,便于在外墻面開設大面積的門窗洞口或采用輕質墻體作為泄壓面積,能為廠房設計成敞開或半敞開式的建筑形式提供有利條件。此外,框架和排架的結構整體性強,較之磚墻承重結構的抗爆性能好。規定有爆炸危險的廠房盡量采用敞開、半敞開式廠房,并且采用鋼筋混凝土柱、鋼柱承重的框架和排架結構,能夠起到良好的泄壓和抗爆效果。
        3.6.2 本條為強制性條文。一般,等量的同一爆炸介質在密閉的小空間內和在開敞的空間爆炸,爆炸壓強差別較大。在密閉的空間內,爆炸破壞力將大很多,因此相對封閉的有爆炸危險性廠房需要考慮設置必要的泄壓設施。
        3.6.3 為在發生爆炸后快速泄壓和避免爆炸產生二次危害,泄壓設施的設計應考慮以下主要因素:
        (1) 泄壓設施需采用輕質屋蓋、輕質墻體和易于泄壓的門窗,設計盡量采用輕質屋蓋。
        易于泄壓的門窗、輕質墻體、輕質屋蓋,是指門窗的單位質量輕、玻璃受壓易破碎、墻體屋蓋材料容重較小、門窗選用的小五金斷面較小、構造節點連接受到爆炸力作用易斷裂或脫落等。比如,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、插銷等的斷面可稍小,門窗向外開啟。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可能因沖擊波而被破壞,門窗則可自動打開或自行脫落,達到泄壓的目的。
        降低泄壓面積構配件的單位質量,也可減小承重結構和不作為泄壓面積的圍護構件所承受的超壓,從而減小爆炸所引起的破壞。本條參照美國消防協會《防爆泄壓指南》NFPA68和德國工程師協會標準的要求,結合我國不同地區的氣候條件差異較大等實際情況,規定泄壓面積構配件的單位質量不應大于60kg/m2,但這一規定仍比《防爆泄壓指南》NFPA68要求的12.5kg/m2,最大為39.0kg/m2和德國工程師協會要求的10.0kg/m2高很多。因此,設計要盡可能采用容重更輕的材料作為泄壓面積的構配件。
        (2) 在選擇泄壓面積的構配件材料時,除要求容重輕外,最好具有在爆炸時易破裂成非尖銳碎片的特性,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的部位,保證迅速泄壓。對于爆炸時易形成尖銳碎片而四面噴射的材料,不能布置在公共走道或貴重設備的正面或附近,以減小對人員和設備的傷害。
        有爆炸危險的甲、乙類廠房爆炸后,用于泄壓的門窗、輕質墻體、輕質屋蓋將被摧毀,高壓氣流夾雜大量的爆炸物碎片從泄壓面噴出,對周圍的人員、車輛和設備等均具有一定破壞性,因此泄壓面積應避免面向人員密集場所和主要交通道路。
        (3) 對于我國北方和西北、東北等嚴寒或寒冷地區,由于積雪和冰凍時間長,易增加屋面上泄壓面積的單位面積荷載而使其產生較大靜力慣性,導致泄壓受到影響,因而設計要考慮采取適當措施防止積雪。
        總之,設計應采取措施,盡量減少泄壓面積的單位質量(即重力慣性)和連接強度。
        3.6.4 本條規定參照了美國消防協會標準《爆炸泄壓指南》NFPA68的相關規定和公安部天津消防研究所的有關研究試驗成果。在過去的工程設計中,存在依照規范設計并滿足規范要求,而可能不能有效泄壓的情況,本條規定的計算方法能在一定程度上解決該問題。有關爆炸危險等級的分級參照了美國和日本的相關規定,見表8和表9;表中未規定的,需通過試驗測定。


        長徑比過大的空間,會因爆炸壓力在傳遞過程中不斷疊加而產生較高的壓力。以粉塵為例,如空間過長,則在爆炸后期,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,有可燃氣體或可燃粉塵爆炸危險性的建筑物的長徑比要避免過大,以防止爆炸時產生較大超壓,保證所設計的泄壓面積能有效作用。
        3.6.5 在生產過程中,散發比空氣輕的可燃氣體、可燃蒸氣的甲類廠房上部容易積聚可燃氣體,條件合適時可能引發爆炸,故在廠房上部采取泄壓措施較合適,并以采用輕質屋蓋效果較好。采用輕質屋蓋泄壓,具有爆炸時屋蓋被掀掉而不影響房屋的梁、柱承重構件,可設置較大泄壓面積等優點。
        當爆炸介質比空氣輕時,為防止氣流向上在死角處積聚而不易排除,導致氣體達到爆炸濃度,規定頂棚應盡量平整,避免死角,廠房上部空間要求通風良好。
        3.6.6 本條為強制性條文。生產過程中,甲、乙類廠房內散發的較空氣重的可燃氣體、可燃蒸氣、可燃粉塵或纖維等可燃物質,會在建筑的下部空間靠近地面或地溝、洼地等處積聚。為防止地面因摩擦打出火花引發爆炸,避免車間地面、墻面因為凹凸不平積聚粉塵。本條規定主要為防止在建筑內形成引發爆炸的條件。
        3.6.7 本條規定主要為盡量減小爆炸產生的破壞性作用。單層廠房中如某一部分為有爆炸危險的甲、乙類生產,為防止或減少爆炸對其他生產部分的破壞、減少人員傷亡,要求甲、乙類生產部位靠建筑的外墻布置,以便直接向外泄壓。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,為避免因該生產設置在建筑的下部及其中間樓層,爆炸時導致結構破壞嚴重而影響上層建筑結構的安全,要求這些甲、乙類生產部位盡量設置在建筑的最上一層靠外墻的部位。
        3.6.8 本條為強制性條文。總控制室設備儀表較多、價值較高,是某一工廠或生產過程的重要指揮、控制、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,要求這些場所與有爆炸危險的甲、乙類廠房分開,單獨建造。
        3.6.9 本條規定基于工程實際,考慮有些分控制室常常和其廠房緊鄰,甚至設在其中,有的要求能直接觀察廠房中的設備運行情況,如分開設則要增加控制系統,增加建筑用地和造價,還給生產管理帶來不便。因此,當分控制室在受條件限制需與廠房貼鄰建造時,須靠外墻設置,以盡可能減少其所受危害。
        對于不同生產工藝或不同生產車間,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能要求外,還需要考慮其抗爆要求,即墻體還需采用抗爆墻。
        3.6.10 在有爆炸危險的甲、乙類廠房或場所中,有爆炸危險的區域與相鄰的其他有爆炸危險或無爆炸危險的生產區域因生產工藝需要連通時,要盡量在外墻上開門,利用外廊或陽臺聯系或在防火墻上做門斗,門斗的兩個門錯開設置。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,以此緩沖爆炸沖擊波的作用,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。
        3.6.11 本條為強制性條文。使用和生產甲、乙、丙類液體的廠房,發生事故時易造成液體在地面流淌或滴漏至地下管溝里,若遇火源即會引起燃燒或爆炸,可能影響地下管溝行經的區域,危害范圍大。甲、乙、丙類液體流入下水道也易造成火災或爆炸。為避免殃及相鄰廠房,規定管、溝不應與相鄰廠房相通,下水道需設隔油設施。
        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。
        3.6.12 本條為強制性條文。甲、乙、丙類液體,如汽油、苯、甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、煤油、柴油、重油等,一般采用桶裝存放在倉庫內。此類庫房一旦著火,特別是上述桶裝液體發生爆炸,容易在庫內地面流淌,設置防止液體流散的設施,能防止其流散到倉庫外,避免造成火勢擴大蔓延。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漫坡,一般高為150mm~300mm;二是在倉庫門口砌筑高度為150mm~300mm的門坎,再在門坎兩邊填沙土形成漫坡,便于裝卸。
        金屬鉀、鈉、鋰、鈣、鍶,氫化鋰等遇水會發生燃燒爆炸的物品的倉庫,要求設置防止水浸漬的設施,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擋等措施。
        3.6.13谷物粉塵爆炸事故屢有發生,破壞嚴重,損失很大。谷物粉塵爆炸必須具備一定濃度、助燃劑(如氧氣)和火源三個條件。表10列舉了一些谷物粉塵的爆炸特性。


        糧食筒倉在作業過程中,特別是在卸料期間易發生爆炸,由于筒壁設計通常較牢固,并且一旦受到破壞對周圍建筑的危害也大,故在筒倉的頂部設置泄壓面積,十分必要。本條未規定泄壓面積與糧食筒倉容積比值的具體數值,主要由于國內這方面的試驗研究尚不充分,還未獲得成熟可靠的設計數據。根據筒倉爆炸案例分析和國內某些糧食筒倉設計的實例,推薦采用0.008~0.010。
        3.6.14 在生產、運輸和儲存可燃氣體的場所,經常由于泄漏和其他事故,在建筑物或裝置中產生可燃氣體或液體蒸氣與空氣的混合物。當場所內存在點火源且混合物的濃度合適時,則可能引發災難性爆炸事故。為盡量減少事故的破壞程度,在建筑物或裝置上預先開設具有一定面積且采用低強度材料做成的爆炸泄壓設施是有效措施之一。在發生爆炸時,這些泄壓設施可使建筑物或裝置內由于可燃氣體在密閉空間中燃燒而產生的壓力能夠迅速泄放,從而避免建筑物或儲存裝置受到嚴重損害。
        在實際生產和儲存過程中,還有許多因素影響到燃燒爆炸的發生與強度,這些很難在本規范中一一明確,特別是倉庫的防爆與泄壓,還有賴于專門標準進行專項研究確定。為此,本條對存在爆炸危險的倉庫作了原則規定,設計需根據其實際情況考慮防爆措施和相應的泄壓措施。
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