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為了防止爆炸時(shí)建筑構(gòu)造受到破壞導(dǎo)致建筑物承載能力降低乃至坍塌，必須加強(qiáng)建筑構(gòu)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

（一） 泄壓面積計(jì)算

爆炸能夠在瞬間釋放出大量氣體和熱量，使室內(nèi)形成很高的壓力，為了防止建筑物的承重構(gòu)件因強(qiáng)大的爆炸力遭到破壞，將一定面積的建筑構(gòu)、配件做成薄弱泄壓設(shè)施，其面積稱為泄壓面積。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016），有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房，其泄壓面積宜按下式計(jì)算，但當(dāng)廠房的長(zhǎng)徑比大于3時(shí)，宜將該建筑劃分為長(zhǎng)徑比小于等于3的多個(gè)計(jì)算段，各計(jì)算段中的公共截面不得作為泄壓面積：

                      （式2-8-1）

式中 A— 泄壓面積（㎡）；

V— 廠房的容積（m?;）；

C— 廠房容積為1000m?;時(shí)的泄壓比（㎡/m?;），可按表2-8-1選取。

表2-8-1 廠房?jī)?nèi)爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)的類別與泄壓比值

廠房?jī)?nèi)爆炸性危險(xiǎn)物質(zhì)的類別	泄壓比C（㎡/m?;）
氨以及糧食、紙、皮革、鉛、鉻、銅等K塵＜10MPa·m·s-1的粉塵	≥0.030
木屑、炭屑、煤粉、銻、錫等10MPa·m·s-1≤K塵≤30MPa·m·s-1的粉塵	≥0.055
丙酮、汽油、甲醇、液化石油氣、甲烷、噴漆間或干燥室以及苯酚樹脂、鋁、鎂、鋯等K塵＞30MPa·m·s-1的粉塵	≥0.110
乙烯	≥0.16
乙炔	≥0.20
氫	≥0.25

注1：長(zhǎng)徑比為建筑平面幾何外形尺寸中的最長(zhǎng)尺寸與其橫截面周長(zhǎng)的積和4.0倍的該建筑橫截面積之比。

2：K塵為壓力傳播速度。

參照NFPA 68《防爆泄壓指南》的相關(guān)規(guī)定和公安部天津消防研究所的有關(guān)研究試驗(yàn)成果確定了這一要求，能在一定程度上解決依照規(guī)范設(shè)計(jì)、滿足規(guī)范要求，但不能有效泄壓的問題。有關(guān)爆炸危險(xiǎn)等級(jí)的分級(jí)可參照美國(guó)和日本的相關(guān)規(guī)定，見表2-8-2和表2-8-3。

表2-8-2 廠房爆炸危險(xiǎn)等級(jí)與泄壓比值表（美國(guó)）

廠房爆炸危險(xiǎn)等級(jí)	泄壓比（㎡/m?;）
弱級(jí)（顆粒粉塵）	0.0332
中級(jí)（煤粉 、合成樹脂、鋅粉）	0.0650
強(qiáng)級(jí)（在干燥室內(nèi)漆料、溶劑的蒸氣、鋁粉、鎂粉等）	0.2200
特級(jí)（丙酮、天然汽油、甲醇、乙炔、氫）	盡可能大

 

表2-8-3 廠房爆炸危險(xiǎn)等級(jí)與泄壓比值表（日本）

廠房爆炸危險(xiǎn)等級(jí)	泄壓比（㎡/m?;）
弱級(jí)（谷物、紙、皮革、鉛、鉻、銅等粉末醋酸蒸氣）	0.0334
中級(jí)（木屑、炭屑、煤粉 、銻、錫等粉塵、乙烯樹脂、尿素、合成樹脂粉塵）	0.0667
強(qiáng)級(jí)（油漆干燥或熱處理室、醋酸纖維、苯酚樹脂粉塵、鋁、鎂、鋯等粉塵）	0.2000
特級(jí)（丙酮、汽油、甲醇、乙炔、氫）	>0.2

 

長(zhǎng)徑比過大的空間，在泄壓過程中會(huì)產(chǎn)生較高的壓力。以粉塵為例，空間過長(zhǎng)，在爆炸后期，未燃燒的粉塵-空氣混合物受到壓縮，初始?jí)毫ι仙?，燃?xì)庑狗帕鲃?dòng)會(huì)產(chǎn)生紊流，使燃速增大，產(chǎn)生較高的爆炸壓力。因此，有可燃?xì)饣蚩扇挤蹓m爆炸危險(xiǎn)性的建筑物不宜建造得長(zhǎng)徑比過大，以防止爆炸時(shí)產(chǎn)生較大超壓，保證所設(shè)計(jì)的泄壓面積能有效作用。

（二）泄壓設(shè)施

1.設(shè)置

當(dāng)在廠房、倉(cāng)庫(kù)存在點(diǎn)火源且爆炸性混合物的濃度合適時(shí)，則可能發(fā)生爆炸。為盡量減少事故的破壞程度，必須在建筑物或裝置上預(yù)先開設(shè)面積足夠大的、用低強(qiáng)度材料做成的壓力泄放口。在爆炸事故發(fā)生時(shí)，及時(shí)打開這些泄壓口，使建筑物或裝置內(nèi)由于可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵在密閉空間中燃燒而產(chǎn)生的壓力泄放出去，就可以保持建筑物或裝置的完好，減輕事故危害。

一般情況下，同樣等量的爆炸介質(zhì)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(qiáng)度不一樣。在密閉的空間里爆炸破壞力大的多，因此易發(fā)生爆炸的建筑物應(yīng)設(shè)置必要的泄壓設(shè)施。有爆炸危險(xiǎn)的建筑物，設(shè)有足夠的泄壓面積，一旦發(fā)生爆炸時(shí)，就可大大減輕爆炸時(shí)的破壞強(qiáng)度，不致因主體結(jié)構(gòu)遭受破壞而造成人員重大傷亡。

2.泄壓設(shè)施的選擇

當(dāng)發(fā)生爆炸時(shí)，作為泄壓面積的建筑構(gòu)、配件首先遭到破壞，將爆炸氣體及時(shí)泄出，使室內(nèi)的爆炸壓力驟然下降，從而保護(hù)建筑物的主體結(jié)構(gòu)，并減輕人員傷亡和設(shè)備破壞。泄壓是減輕爆炸事故危害的一項(xiàng)主要技術(shù)措施，屬于“抗爆”的一種措施。泄壓設(shè)施可為輕質(zhì)屋蓋、輕質(zhì)墻體和易于泄壓的門窗，但宜優(yōu)先采用輕質(zhì)屋蓋，不應(yīng)采用普通玻璃。易于泄壓的門窗、輕質(zhì)墻體、輕質(zhì)屋蓋是指門窗的單位質(zhì)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(gòu)造節(jié)點(diǎn)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(fā)生爆炸，因室內(nèi)壓力大，原關(guān)著的門窗上的小五金可能遭沖擊波破壞，門窗則自動(dòng)打開或自行脫落以達(dá)到泄壓的目的。這些泄壓構(gòu)件就建筑整體而言是人為設(shè)置的薄弱部位。當(dāng)發(fā)生爆炸時(shí)，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(nèi)爆炸產(chǎn)生的壓力迅速下降，從而達(dá)到主要承重結(jié)構(gòu)不破壞，整座廠房（庫(kù)房）不倒塌的目的。對(duì)泄壓構(gòu)件和泄壓面積及其設(shè)置的要求如下：

（1）泄壓輕質(zhì)屋蓋。根據(jù)需要可分別由石棉水泥波形瓦和加氣混凝土等材料制成，并有保溫層或防水層、無保溫層或無防水層之分。

（2）泄壓輕質(zhì)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(zhì)外墻，而有保溫層的輕質(zhì)外墻則是在石棉水泥瓦外墻的內(nèi)壁加裝難燃木絲板作保溫層，用于要求采暖保溫或隔熱降溫的防爆廠房。

（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(fēng)壓時(shí)，能自動(dòng)向外開啟泄壓。

（4）泄壓設(shè)施的泄壓面積按式2-8-1和表2-8-1計(jì)算確定。

（5）作為泄壓設(shè)施的輕質(zhì)屋面板和輕質(zhì)墻體的單位質(zhì)量不宜超過60kg/㎡。

（6）散發(fā)較空氣輕的可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的甲類廠房（庫(kù)房）宜采用全部或局部輕質(zhì)屋蓋作為泄壓設(shè)施。頂棚應(yīng)盡量平整、避免死角，廠房上部空間應(yīng)通風(fēng)良好。

（7）泄壓面的設(shè)置應(yīng)避開人員集中的場(chǎng)所和主要交通道路，并宜靠近容易發(fā)生爆炸的部位。

（8）當(dāng)采用活動(dòng)板、窗戶、門或其他鉸鏈裝置作為泄壓設(shè)施時(shí)，必須注意防止打開的泄壓孔由于在爆炸正壓沖擊波之后出現(xiàn)負(fù)壓而關(guān)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(jīng)常檢查和維護(hù)。當(dāng)起爆點(diǎn)能確定時(shí)，泄壓孔應(yīng)設(shè)在距起爆點(diǎn)盡可能近的地方。當(dāng)采用管道把爆炸產(chǎn)物引導(dǎo)到安全地點(diǎn)時(shí)，管道必須盡可能短而直，且應(yīng)朝向陳放物少的方向設(shè)置。因?yàn)槿魏喂艿佬箟旱挠行远茧S著管道長(zhǎng)度的增加而按比例減小。