化工建筑防爆設計時需要注意的問題

郭亮

摘 要：隨著科技進步和社會發展，我國化工生產過程中的化學危險品類別逐漸增多，一旦易爆、易燃、有毒、具有腐蝕性等物品在制造、傳輸、運用中出現問題，將會釀成十分嚴重的爆炸、火災、中毒等后果，為安全生產帶來不可估量的經濟損失。本文主要圍繞建筑防爆設計準則和核心展開分析，并提供具體構造措施。

關鍵詞：化工；建筑；防爆設計

中圖分類號：TE96 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）07-0127-02

以化工生產視角來看，因為大量化工材料具有易爆炸、易點燃等危險性質，所以在制造中一定要引起相關人員重視。身為承載的媒介，建筑縱然僅僅供應了一個空間，但對于一些火災、爆炸問題的出現，要最大化的降低經濟損失和確保人身安全。然而這其中建筑設計起著至關重要的作用，研究合理的措施勢在必行。

1 建筑防爆設計準則和核心

1.1 建筑防爆設計準則

1.1.1 建筑平面設計

存在爆炸隱患的建筑平面設計中理應先要符合制造工藝過程的要求，然后盡量將設計簡易化，通常體現為單層、跨度小，屋頂盡量采用輕質泄壓屋頂。生產設施的擺置盡量選在門、窗口流動風向的下風面，這樣一來有助于工作人員在上風作業，從而起到保持其身體良好的作用，如果爆炸發生還有利于其快速撤離現場。單層、跨度較大的建筑平面設計中，跨度最大不應超出18厘米。

1.1.2 建筑構造設計

為杜絕防爆建筑坍塌導致的人力、財力、物力損失，框架構造是一種十分有效的手段。鑒于此，使用易于泄壓的門、窗，輕質墻體，把建筑周圍的保護構造盡可能的都視為泄壓面積，那么一旦建筑內部普遍性的氣體融合物爆炸時，形成的威脅較低，大大降低全部建筑連帶受損的幾率，繼續投入工作生產較快。與之相反的是，負荷構造不穩定，即使有相關泄壓設備，但仍然會危及到人員人身安全，造成設施損壞，建筑整體坍塌的結果。特別是采用輕質屋面板時，如果建構中出現問題，也會出現升高后接著全部偏離原來位置的下降、人員受傷以及設施破損的現象。另外，在使用泄壓門窗過程中，同樣要重視工作人員的人身保護。由此可見，打造框架構造，僅需要確保內部建造的穩定、可靠、安全，便可以形成優質的防爆系統，性能遠遠超過磚混構造[1]。

1.2 建筑防爆設計核心

1.2.1 使用單層建筑

第一，布置天窗、通風屋脊、風帽等工作會變得十分便捷，可以提供較好的通風條件，有助于排放可燃的氣體、蒸汽以及粉塵等，避免其與建筑內空氣融合而引起爆炸。

第二，對于鋪設防爆墻環節也比較方便。把各種特性的化學物質隔離生產，以防兩種化學物質充分混合形成化學反應進而發生爆炸。此外，在把具有危險性的制造車間與火源的生產協助設備隔離上有著積極作用，能有效脫離火源，避免爆炸事件發生。

第三，針對鋪設清除靜電的接地裝備和安裝避雷設施方面有一定益處，有助于解除因為電擊火花以及靜電火花造成的爆炸。

1.2.2 耐火級別要高于二級

存在爆炸隱患的建筑物，因為其運用或者制造的諸多可燃氣體、粉塵、蒸汽、固體以及液體等等，一旦引發爆炸事件，經常會造成巨大火災。因此，不論是何種建筑物均要保證正常的耐火級別，一般情況下不應小于二級。

1.2.3 防火墻保持適當距離

對于存在爆炸隱患的建筑物要進行單個布置，同時要使用半開放式或者開放式。建筑物中要具備洗浴室、更衣室、辦公室以及衛生間等場所，拒絕提供焊接和機修區域。這是由于這些協作區域均存在火源，容易引起爆炸[2]。

2 化工建筑防爆構建措施

2.1 防爆構建模式的擇選

選用合理的構建模式，能在一定程度上抑制爆炸、火災事件的發生，能積極預防建筑構造坍塌損壞，降低乃至完全消除所造成的傷害以及不必要的經濟損失。

首先，將具有防火效果的鋼框架構造，或者鋼筋混凝土框架構造作為存在爆炸隱患庫房、廠房的主要架構，能達到理想效果。另外，具有防火效果的鋼柱、鋼筋混凝土柱負荷的排架構造也可以發揮同樣作用。

其次，裝備式鋼筋混凝土框架構造因為其梁柱連接點位置的剛度較弱，防爆效果遠遠落后于現澆鋼筋混凝土構造。砌體架構因為全局牢固性較差，防爆水平低下，墻體無法布置大范圍的泄壓面積。伴隨建筑規劃與施工的不斷發展，這兩種方式幾乎被淘汰。

2.2 設計科學合理的泄壓

泄壓是一種能降低爆炸事件影響的核心技術之一。其實質是：爆炸能在一剎那間排放諸多熱量和氣體，讓建筑內部產生強大的壓力。為預防建筑物的負載組成部分為此受到損壞，把相應面積的建筑要件設置成薄弱泄壓設備，此面積即為泄壓面積。萬一出現爆炸，成為泄壓面積的建筑要件第一時間受到損壞，并把爆炸氣體順利排出，讓內部爆炸壓力迅速變小，以此確保建筑物的核心構造，同時降低工作人員傷亡概率和設施損壞程度。在布置泄壓設備過程中，有以下幾方面需要引起注意：

第一，門窗。作為泄壓設備的門和窗，通常是指分量比較輕便、玻璃較薄、建造連接點容易粉碎、小五金截面范圍狹窄、易于掉落等特點的門窗。此種門窗可以使用楔形木塊穩固，所需要的金屬合頁以及插座等要首選截面比較窄的，并且統一規定朝外開放。

第二，輕質屋面板及輕質墻體。據有關規定顯示：泄壓中使用的輕質墻體以及輕質屋面板其分量要處于合理范圍內，每平方米不可超過60千克。在選用相關材質時，要確保其具有易損性的性質，從而為泄壓提供有利條件，降低損失。泄壓使用輕質墻體時，要選擇石膏板、加氣混凝土以及常見玻璃（厚度為3毫米）等。還有一種材料也可用于泄壓建構中，那就是水泥珍珠巖，其不但分量小，而且御寒效果明顯。但值得注意的是，其強度較弱，要在合理距離內分別從橫向、縱向搭建槽鋼來穩固。

第三，壓型鋼板。此種材料往往被用于輕質墻體以及輕質屋面板中，其優點主要包括：分量小、強度大、施工便利等。但有一個缺陷就是其穩定性極強，在爆炸時難以被破壞。從實質上說，普通結構的壓型鋼板是無法勝任泄爆墻體的，使用為屋面時也并非將全部面積都視為泄爆結構，僅有關聯的泄爆屋頂才可看做泄爆面積。還有一些學者認為在壓型鋼板的牢固要件上進行改造，讓其在爆炸時及時沖出，從而讓鋼板塑性降低，便能視其為泄壓屋面。這種說法雖然具有一定可行性，但在實踐中難以掌控，尤其是在臺風多發區，更要謹慎使用[3]。

第四，輕型泄爆屋面。在不考慮御寒的前提下，要最先選擇玻璃鋼瓦、PVC等材質。若對屋面有具體保溫需求，則要掌握總分量在每平方米60千克以下，這時可以采用苯板等小分量卻大強度的保溫材質。同時還可以使用蛭石等材料進行墊層找坡，并能符合總分量的需求。另外，泄壓比在有關規定中被要求為：0.04-0.24。

2.3 不發火花地面

這種地面通常被用于具有火災爆炸等危險性場所中，例如：鞭炮生產企業、化工企業車間等等。要想建造此種地面可以選用以下幾種材料：不發火花瀝青、砂漿或者水泥，不發火花水磨石以及混凝土等等。白云石、大理石、木材、塑料、瀝青、鋁、鉛、石灰石、橡膠、銅等都屬于不發火物質，硬度比較小，可以用來建設不發火花地面。但要在全部板面使用鋁、銅、鐵，所需成本較高，在普通工程中出現幾率甚少。而最為常見的形式有兩種，一種是瀝青類面層，另一種是不發火花水泥。

2.4 防靜電絕緣面層

一般情況下，使用的是導靜電涂料。其防靜電原理是：把人身上或者設備設施中形成的靜電電荷利用涂料中的導電材質傳送到地面，從而起到預防靜電的效果。傳統所用的措施是將導電粉直接加入到面層水泥內，雖然操作簡易，成本也比較低廉，但卻不能保證其導電性的可靠和安全。面層若使用加入導電纖維的導電涂層，中間設置導電銅帶，然后再經過此銅帶與其余導電體（核心構造中的鋼筋）一同傳達到地面上，這種方法縱然導電性可靠，但成本卻非常高。因此，在規劃時要充分結合工藝流程的需求和項目整體局勢，選擇性價比較高而且又科學合理的方法。

3 結語

綜上所述，化工建筑防爆設計不但沒有繁雜的功能配合，也沒有較高的外觀需要，僅局限于工藝過程，但易爆、易燃、有毒、腐蝕性的有關化學物質必須要求有關建筑師進行縝密的研究。在實踐中不斷完善和提高設計技能，從而減少爆炸事故的發生。

參考文獻

[1]劉健.石油化工建筑防爆設計時需要注意的問題[J].化工管理，2014，（23）：258.

[2]邢燕紅.淺談化工建筑防火防爆設計[J].內蒙古石油化工，2014，40（12）：77-79.

[3]魏丹.化工企業建筑的防爆設計[J].中國石油和化工標準與質量，2012，32（05）：83+25.