有爆炸危險的廠房,一旦發(fā)生爆炸,會造成房倒人亡,設備摧毀,生產停頓,甚至引起相鄰廠房或設施連鎖爆炸、次生火災。因此,從廠房設計起,就應考慮防爆抗爆措施,嚴格把關,將隱患消滅在源頭。設計爆炸危險廠房時候應注意把握以下幾個方面:
一、合理布置爆炸危險廠房
1.有爆炸危險的廠房與周圍建筑物、構筑物應保持一定的防火間距。如與民用建筑的防火間距不應小于25m,與重要公共建筑的防火間距不應小于50m,與明火或散發(fā)火花地點的防火間距不應小于30m。
2.有爆炸危險的廠房平面布置最好采用矩形,與主導風向垂直或夾角不小于45o,以有效利用穿堂風,將爆炸性氣體吹散。在山區(qū),宜布置在迎風山坡一面且通風良好的地方。
3.防爆廠房宜單獨設置。如必須與非防爆廠房貼鄰時,只能一面貼鄰,并在兩者之間用防火墻或防爆墻隔開。相鄰兩廠之間不應直接有門相通,以避免爆炸沖擊波的影響。
4.有爆炸危險的甲、乙類生產部位不得設在建筑物的地下室或半地下室內,以免發(fā)生事故影響上層,同時也不利于疏散和撲救。這些部位應設在單層廠房靠外墻或多層廠房的最上一層靠外墻處;如有可能,盡量設在敞開或半敞開式建筑物內,以利通風和防爆泄壓,減少事故損失。
5.有爆炸危險的設備盡量避開廠房的梁、柱等承重結構。有爆炸危險的高大設備應布置在廠房中間,矮小設備應靠外墻門窗布置,以免擋風。
6.有爆炸危險的廠房內不應設置辦公室、休息室。如必須貼鄰本廠房設置時,應采用一、二級耐火等級建筑,并應采用耐火極限不低于3h的防火墻隔開和設置直通室外的安全出口。
7.有爆炸危險的甲、乙類生產廠房總控制室應獨立設置;其分控制室可毗鄰外墻設置,并應用防火墻與其他部分隔開。
二、廠房采用耐爆框架結構
有爆炸危險的廠房,如采用敞開或半敞開式建筑,再選用耐火性能好、抗爆能力強的框架結構,在發(fā)生爆炸時可以避免廠房遭受嚴重破壞。耐爆框架結構一般有如下三種型式:
1.現澆式鋼筋混凝土框架結構。這種耐爆框架結構的廠房整體性好,抗爆能力強,但工程造價高,通常用于抗爆能力要求高的防爆廠房。
2.裝配式鋼筋混凝土框架結構。這種框架結構由于梁、柱與樓板等接點處的剛性較差,抗爆能力不如現澆式框架結構。若采用裝配式鋼筋混凝土框架結構,則應在梁、柱與樓板等接點處預留鋼筋焊接頭并用高標號混凝土現澆成剛性接頭,以提高耐爆強度。
3.鋼框架結構。這種框架結構雖然耐爆強度較高,但耐火極限低,能承受的極限溫度僅400oC,超過該溫度,便會在高溫作用下變形倒塌。如果在鋼構件外面加裝耐火被覆層或噴刷鋼結構防火涂料,可以提高耐火極限,但這樣做并非十分可靠,只要部分開裂或剝落同樣會失效,故應較少采用。
三、設置泄壓設施
防爆廠房的泄壓主要靠輕質屋蓋、輕質外墻和泄壓門窗等來實現。這些泄壓構件就建筑整體而言是人為設置的薄弱部位,當發(fā)生爆炸時,它們最先遭到破壞或開啟,向外釋放大量的氣體和熱量,使室內爆炸產生的壓力迅速下降,從而達到主要承重結構不破壞,整座廠房不倒塌的目的。
對泄壓構件和泄壓面積及其設置的要求如下:
1.泄壓輕質屋蓋。根據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.泄壓輕質外墻分為有保溫層、無保溫層兩種型式。常采用石棉水泥瓦作為無保溫層的泄壓輕質外墻,而有保溫層的輕質外墻則在是石棉水泥瓦外墻的內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.泄壓窗可以多種型式,如軸心偏上中懸泄壓窗,拋物線型塑料板泄壓窗等。窗戶上通常安裝厚度不超過3mm的普通玻璃。要求泄壓窗能在爆炸力遞增稍大于室外風壓時,能自動向外開啟泄壓。
4.泄壓設施的泄壓面積與廠房體積的比值(m2/m3)宜采用0.05~0.22。爆炸介質威力較強或爆炸壓力上升速度較快的廠房,應盡量加大比值。體積超過1000m3的建筑,如采用上述比值有困難時,可適當降低,但不宜小于0.03。