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3.6 厂房和仓库的防爆


3.6.1 有爆炸危险的甲、乙类厂房宜独立设置,并宜采用敞开或半敞开式。其承重结构宜采用钢筋混凝土或钢框架、排架结构。
3.6.2 有爆炸危险的厂房或厂房内有爆炸危险的部位应设置泄压设施。
3.6.3 泄压设施宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等,应采用安全玻璃等在爆炸时不产生尖锐碎片的材料。
    泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危险的部位。
    作为泄压设施的轻质屋面板和墙体的质量不宜大于60kg/m²。
    屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。
3.6.4 厂房的泄压面积宜按下式计算,但当厂房的长径比大于3时,宜将建筑划分为长径比不大于3的多个计算段,各计算段中的公共截面不得作为泄压面积:
3.6.4 
式中:A——泄压面积(m²);
      V——厂房的容积(m³);
      C——泄压比,可按表3.6.4选取(m²/m³)。
表3.6.4  厂房内爆炸性危险物质的类别与泄压比规定值(㎡/m3)
    注:1 长径比为建筑平面几何外形尺寸中的最长尺寸与其横截面周长的积和4.0倍的建筑横截面积之比。
    2 K是指粉尘爆炸指数。
3.6.5 散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房,宜采用轻质屋面板作为泄压面积。顶棚应尽量平整、无死角,厂房上部空间应通风良好。
3.6.6 散发较空气重的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房和有粉尘、纤维爆炸危险的乙类厂房,应符合下列规定:
    应采用不发火花的地面。采用绝缘材料作整体面层时,应采取防静电措施;
    散发可燃粉尘、纤维的厂房,其内表面应平整、光滑,并易于清扫;
    厂房内不宜设置地沟,确需设置时,其盖板应严密,地沟应采取防止可燃气体、可燃蒸气和粉尘、纤维在地沟积聚的有效措施,且应在与相邻厂房连通处采用防火材料密封。
3.6.7 有爆炸危险的甲、乙类生产部位,宜布置在单层厂房靠外墙的泄压设施或多层厂房顶层靠外墙的泄压设施附近。
    有爆炸危险的设备宜避开厂房的梁、柱等主要承重构件布置。
3.6.8 有爆炸危险的甲、乙类厂房的总控制室应独立设置。
3.6.9 有爆炸危险的甲、乙类厂房的分控制室宜独立设置,当贴邻外墙设置时,应采用耐火极限不低于3.00h的防火隔墙与其他部位分隔。
3.6.10 有爆炸危险区域内的楼梯间、室外楼梯或有爆炸危险的区域与相邻区域连通处,应设置门斗等防护措施。门斗的隔墙应为耐火极限不应低于2.00h的防火隔墙,门应采用甲级防火门并应与楼梯间的门错位设置。
3.6.11 使用和生产甲、乙、丙类液体的厂房,其管、沟不应与相邻厂房的管、沟相通,下水道应设置隔油设施。
3.6.12 甲、乙、丙类液体仓库应设置防止液体流散的设施。遇湿会发生燃烧爆炸的物品仓库应采取防止水浸渍的措施。
3.6.13 有粉尘爆炸危险的筒仓,其顶部盖板应设置必要的泄压设施。
    粮食筒仓工作塔和上通廊的泄压面积应按本规范第3.6.4条的规定计算确定。有粉尘爆炸危险的其他粮食储存设施应采取防爆措施。
3.6.14 有爆炸危险的仓库或仓库内有爆炸危险的部位,宜按本节规定采取防爆措施、设置泄压设施。
 
条文说明
 
3.厂房和仓库的防爆
 
3.6.1 有爆炸危险的厂房设置足够的泄压面积,可大大减轻爆炸时的破坏强度,避免因主体结构遭受破坏而造成人员重大伤亡和经济损失。因此,要求有爆炸危险的厂房的围护结构有相适应的泄压面积,厂房的承重结构和重要部位的分隔墙体应具备足够的抗爆性能。
    采用框架或排架结构形式的建筑,便于在外墙面开设大面积的门窗洞口或采用轻质墙体作为泄压面积,能为厂房设计成敞开或半敞开式的建筑形式提供有利条件。此外,框架和排架的结构整体性强,较之砖墙承重结构的抗爆性能好。规定有爆炸危险的厂房尽量采用敞开、半敞开式厂房,并且采用钢筋混凝土柱、钢柱承重的框架和排架结构,能够起到良好的泄压和抗爆效果。
3.6.2 本条为强制性条文。一般,等量的同一爆炸介质在密闭的小空间内和在开敞的空间爆炸,爆炸压强差别较大。在密闭的空间内,爆炸破坏力将大很多,因此相对封闭的有爆炸危险性厂房需要考虑设置必要的泄压设施。
3.6.3 为在发生爆炸后快速泄压和避免爆炸产生二次危害,泄压设施的设计应考虑以下主要因素:
    (1) 泄压设施需采用轻质屋盖、轻质墙体和易于泄压的门窗,设计尽量采用轻质屋盖。
    易于泄压的门窗、轻质墙体、轻质屋盖,是指门窗的单位质量轻、玻璃受压易破碎、墙体屋盖材料容重较小、门窗选用的小五金断面较小、构造节点连接受到爆炸力作用易断裂或脱落等。比如,用于泄压的门窗可采用楔形木块固定,门窗上用的金属百页、插销等的断面可稍小,门窗向外开启。这样,一旦发生爆炸,因室内压力大,原关着的门窗上的小五金可能因冲击波而被破坏,门窗则可自动打开或自行脱落,达到泄压的目的。
    降低泄压面积构配件的单位质量,也可减小承重结构和不作为泄压面积的围护构件所承受的超压,从而减小爆炸所引起的破坏。本条参照美国凯发体育下载协会《防爆泄压指南》NFPA68和德国工程师协会标准的要求,结合我国不同地区的气候条件差异较大等实际情况,规定泄压面积构配件的单位质量不应大于60kg/m²,但这一规定仍比《防爆泄压指南》NFPA68要求的12.5kg/m²,最大为39.0kg/m²和德国工程师协会要求的10.0kg/m²高很多。因此,设计要尽可能采用容重更轻的材料作为泄压面积的构配件。
    (2) 在选择泄压面积的构配件材料时,除要求容重轻外,最好具有在爆炸时易破裂成非尖锐碎片的特性,便于泄压和减少对人的危害。同时,泄压面设置最好靠近易发生爆炸的部位,保证迅速泄压。对于爆炸时易形成尖锐碎片而四面喷射的材料,不能布置在公共走道或贵重设备的正面或附近,以减小对人员和设备的伤害。
    有爆炸危险的甲、乙类厂房爆炸后,用于泄压的门窗、轻质墙体、轻质屋盖将被摧毁,高压气流夹杂大量的爆炸物碎片从泄压面喷出,对周围的人员、车辆和设备等均具有一定破坏性,因此泄压面积应避免面向人员密集场所和主要交通道路。
    (3) 对于我国北方和西北、东北等严寒或寒冷地区,由于积雪和冰冻时间长,易增加屋面上泄压面积的单位面积荷载而使其产生较大静力惯性,导致泄压受到影响,因而设计要考虑采取适当措施防止积雪。
    总之,设计应采取措施,尽量减少泄压面积的单位质量(即重力惯性)和连接强度。
3.6.4 本条规定参照了美国凯发体育下载协会标准《爆炸泄压指南》NFPA68的相关规定和公安部天津凯发体育下载研究所的有关研究试验成果。在过去的工程设计中,存在依照规范设计并满足规范要求,而可能不能有效泄压的情况,本条规定的计算方法能在一定程度上解决该问题。有关爆炸危险等级的分级参照了美国和日本的相关规定,见表8和表9;表中未规定的,需通过试验测定。
表8 厂房爆炸危险等级与泄压比值表(美国) 
表9 厂房爆炸危险等级与泄压比值表(日本) 
    长径比过大的空间,会因爆炸压力在传递过程中不断叠加而产生较高的压力。以粉尘为例,如空间过长,则在爆炸后期,未燃烧的粉尘-空气混合物受到压缩,初始压力上升,燃气泄放流动会产生紊流,使燃速增大,产生较高的爆炸压力。因此,有可燃气体或可燃粉尘爆炸危险性的建筑物的长径比要避免过大,以防止爆炸时产生较大超压,保证所设计的泄压面积能有效作用。
3.6.5 在生产过程中,散发比空气轻的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房上部容易积聚可燃气体,条件合适时可能引发爆炸,故在厂房上部采取泄压措施较合适,并以采用轻质屋盖效果较好。采用轻质屋盖泄压,具有爆炸时屋盖被掀掉而不影响房屋的梁、柱承重构件,可设置较大泄压面积等优点。
    当爆炸介质比空气轻时,为防止气流向上在死角处积聚而不易排除,导致气体达到爆炸浓度,规定顶棚应尽量平整,避免死角,厂房上部空间要求通风良好。
3.6.6 本条为强制性条文。生产过程中,甲、乙类厂房内散发的较空气重的可燃气体、可燃蒸气、可燃粉尘或纤维等可燃物质,会在建筑的下部空间靠近地面或地沟、洼地等处积聚。为防止地面因摩擦打出火花引发爆炸,避免车间地面、墙面因为凹凸不平积聚粉尘。本条规定主要为防止在建筑内形成引发爆炸的条件。
3.6.7 本条规定主要为尽量减小爆炸产生的破坏性作用。单层厂房中如某一部分为有爆炸危险的甲、乙类生产,为防止或减少爆炸对其他生产部分的破坏、减少人员伤亡,要求甲、乙类生产部位靠建筑的外墙布置,以便直接向外泄压。多层厂房中某一部分或某一层为有爆炸危险的甲、乙类生产时,为避免因该生产设置在建筑的下部及其中间楼层,爆炸时导致结构破坏严重而影响上层建筑结构的安全,要求这些甲、乙类生产部位尽量设置在建筑的最上一层靠外墙的部位。
3.6.8 本条为强制性条文。总控制室设备仪表较多、价值较高,是某一工厂或生产过程的重要指挥、控制、调度与数据交换、储存场所。为了保障人员、设备仪表的安全和生产的连续性,要求这些场所与有爆炸危险的甲、乙类厂房分开,单独建造。
3.6.9 本条规定基于工程实际,考虑有些分控制室常常和其厂房紧邻,甚至设在其中,有的要求能直接观察厂房中的设备运行情况,如分开设则要增加控制系统,增加建筑用地和造价,还给生产管理带来不便。因此,当分控制室在受条件限制需与厂房贴邻建造时,须靠外墙设置,以尽可能减少其所受危害。
    对于不同生产工艺或不同生产车间,甲、乙类厂房内各部位的实际火灾危险性均可能存在较大差异。对于贴邻建造且可能受到爆炸作用的分控制室,除分隔墙体的耐火性能要求外,还需要考虑其抗爆要求,即墙体还需采用抗爆墙。
3.6.10 在有爆炸危险的甲、乙类厂房或场所中,有爆炸危险的区域与相邻的其他有爆炸危险或无爆炸危险的生产区域因生产工艺需要连通时,要尽量在外墙上开门,利用外廊或阳台联系或在防火墙上做门斗,门斗的两个门错开设置。考虑到对疏散楼梯的保护,设置在有爆炸危险场所内的疏散楼梯也要考虑设置门斗,以此缓冲爆炸冲击波的作用,降低爆炸对疏散楼梯间的影响。此外,门斗还可以限制爆炸性可燃气体、可燃蒸气混合物的扩散。
3.6.11 本条为强制性条文。使用和生产甲、乙、丙类液体的厂房,发生事故时易造成液体在地面流淌或滴漏至地下管沟里,若遇火源即会引起燃烧或爆炸,可能影响地下管沟行经的区域,危害范围大。甲、乙、丙类液体流入下水道也易造成火灾或爆炸。为避免殃及相邻厂房,规定管、沟不应与相邻厂房相通,下水道需设隔油设施。
    但是,对于水溶性可燃、易燃液体,采用常规的隔油设施不能有效防止可燃液体蔓延与流散,而应根据具体生产情况采取相应的排放处理措施。
3.6.12 本条为强制性条文。甲、乙、丙类液体,如汽油、苯、甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、煤油、柴油、重油等,一般采用桶装存放在仓库内。此类库房一旦着火,特别是上述桶装液体发生爆炸,容易在库内地面流淌,设置防止液体流散的设施,能防止其流散到仓库外,避免造成火势扩大蔓延。防止液体流散的基本做法有两种:一是在桶装仓库门洞处修筑漫坡,一般高为150mm~300mm;二是在仓库门口砌筑高度为150mm~300mm的门坎,再在门坎两边填沙土形成漫坡,便于装卸。
    金属钾、钠、锂、钙、锶,氢化锂等遇水会发生燃烧爆炸的物品的仓库,要求设置防止水浸渍的设施,如使室内地面高出室外地面、仓库屋面严密遮盖,防止渗漏雨水,装卸这类物品的仓库栈台有防雨水的遮挡等措施。
3.6.13谷物粉尘爆炸事故屡有发生,破坏严重,损失很大。谷物粉尘爆炸必须具备一定浓度、助燃剂(如氧气)和火源三个条件。表10列举了一些谷物粉尘的爆炸特性。
表10 粮食粉尘爆炸特性
 
    粮食筒仓在作业过程中,特别是在卸料期间易发生爆炸,由于筒壁设计通常较牢固,并且一旦受到破坏对周围建筑的危害也大,故在筒仓的顶部设置泄压面积,十分必要。本条未规定泄压面积与粮食筒仓容积比值的具体数值,主要由于国内这方面的试验研究尚不充分,还未获得成熟可靠的设计数据。根据筒仓爆炸案例分析和国内某些粮食筒仓设计的实例,推荐采用0.008~0.010。
3.6.14 在生产、运输和储存可燃气体的场所,经常由于泄漏和其他事故,在建筑物或装置中产生可燃气体或液体蒸气与空气的混合物。当场所内存在点火源且混合物的浓度合适时,则可能引发灾难性爆炸事故。为尽量减少事故的破坏程度,在建筑物或装置上预先开设具有一定面积且采用低强度材料做成的爆炸泄压设施是有效措施之一。在发生爆炸时,这些泄压设施可使建筑物或装置内由于可燃气体在密闭空间中燃烧而产生的压力能够迅速泄放,从而避免建筑物或储存装置受到严重损害。
    在实际生产和储存过程中,还有许多因素影响到燃烧爆炸的发生与强度,这些很难在本规范中一一明确,特别是仓库的防爆与泄压,还有赖于专门标准进行专项研究确定。为此,本条对存在爆炸危险的仓库作了原则规定,设计需根据其实际情况考虑防爆措施和相应的泄压措施。

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  • 2018-局部修订说明
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  • 2.1 术语
  • 2.2 符号
  • 3 厂房和仓库
  • 3.1 火灾危险性分类
  • 3.2 厂房和仓库的耐火等级
  • 3.3 厂房或仓库的层数、面积和平面布置
  • 3.4 厂房的防火间距
  • 3.5 仓库的防火间距
  • 3.6 厂房和仓库的防爆
  • 3.7 厂房的安全疏散
  • 3.8 仓库的安全疏散
  • 4 甲、乙、丙类液体、气体储罐(区)和可燃材料堆场
  • 4.1 一般规定
  • 4.2 甲、乙、丙类液体储罐(区)的防火间距
  • 4.3 可燃、助燃气体储罐(区)的防火间距
  • 4.4 液化石油气储罐(区)的防火间距
  • 4.5 可燃材料堆场的防火间距
  • 5 民用建筑
  • 5.1 建筑分类和耐火等级
  • 5.2 总平面布局
  • 5.3 防火分区和层数
  • 5.4 平面布置
  • 5.5 安全疏散和避难
  • 6 建筑构造
  • 6.1 防火墙
  • 6.2 建筑构件和管道井
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  • 附录B 防火间距的计算方法
  • 附录C 隧道内承重结构体的耐火极限试验升温曲线和相应的判定标准
  • 本规范用词说明
  • 引用标准名录
  • 附录 各类建筑构件的燃烧性能和耐火极限