2019一級(jí)消防工程師技術(shù)實(shí)務(wù)基礎(chǔ)講義:建筑防爆
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第一節(jié) 建筑防爆基本原則和措施
一、防爆原則
控制可燃物和助燃物濃度、溫度、壓力及混觸條件,避免物料處于燃爆的危險(xiǎn)狀態(tài);消除一切足以引起起火爆炸的點(diǎn)火源;采取各種阻隔手段,阻止火災(zāi)爆炸事故的擴(kuò)大。
二、防爆措施
建筑防爆的基本技術(shù)措施分為預(yù)防性技術(shù)措施和減輕性技術(shù)措施。
(一)預(yù)防性技術(shù)措施
1.排除能引起爆炸的各類可燃物質(zhì)
(1)在生產(chǎn)過程中盡量不用或少用具有爆炸危險(xiǎn)的各類可燃物質(zhì);
(2)生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)盡可能保持密閉狀態(tài),防止“跑、冒、滴、漏”;
(3)加強(qiáng)通風(fēng)除塵;
(4)預(yù)防燃?xì)庑孤?,設(shè)置可燃?xì)怏w濃度報(bào)警裝置;
(5)利用惰性介質(zhì)進(jìn)行保護(hù)。
2.消除或控制能引起爆炸的各種火源
(1)防止撞擊、摩擦產(chǎn)生火花;(2)防止高溫表面成為點(diǎn)火源;(3)防止日光照射;(4)防止電氣火災(zāi);(5)消除靜電火花;(6)防雷電火花;(7)防止明火。
(二)減輕性技術(shù)措施
1.采取泄壓措施
在建筑圍護(hù)構(gòu)件設(shè)計(jì)中設(shè)置一些薄弱構(gòu)件。
2.采用抗爆性能良好的建筑結(jié)構(gòu)體系
強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)主體的強(qiáng)度和剛度,使其在爆炸中足以抵抗爆炸壓力而不倒塌。
3.采取合理的建筑布置
在建筑設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)建筑生產(chǎn)、儲(chǔ)存的爆炸危險(xiǎn)性,在總平面布局和平面布置上合理設(shè)計(jì),盡量減小爆炸的影響范圍,減少爆炸產(chǎn)生的危害。
第二節(jié) 爆炸危險(xiǎn)性廠房、庫房的布置
一、爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分及范圍
(一)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分
(1)爆炸性氣體、可燃蒸氣與空氣混合形成爆炸性氣體混合物的場(chǎng)所,按其出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間可分為 0 區(qū)、1 區(qū)和 2 區(qū)。
(2)爆炸性粉塵環(huán)境根據(jù)爆炸性粉塵混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間,可分為 20 區(qū)、21 區(qū)和 22 區(qū)。
3.2.1 爆炸性氣體環(huán)境應(yīng)根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間分為 0 區(qū)、1區(qū)、2 區(qū),分區(qū)應(yīng)符合下列規(guī)定:
0 區(qū)應(yīng)為連續(xù)出現(xiàn)或長(zhǎng)期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;
1 區(qū)應(yīng)為在正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;
2 區(qū)應(yīng)為在正常運(yùn)行時(shí)不太可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境,或即使出現(xiàn)也僅是短時(shí)存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。
4.2.2 爆炸危險(xiǎn)區(qū)域應(yīng)根據(jù)爆炸性粉塵環(huán)境出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間分為20區(qū)、21區(qū)、22 區(qū),分區(qū)應(yīng)符合下列規(guī)定:
20 區(qū)應(yīng)為空氣中的可燃性粉塵云持續(xù)地或長(zhǎng)期地或頻繁地出現(xiàn)于爆炸性環(huán)境中的區(qū)域;
21 區(qū)應(yīng)為在正常運(yùn)行時(shí),空氣中的可燃性粉塵云很可能偶爾出現(xiàn)于爆炸性環(huán)境中的區(qū)域;
22 區(qū)應(yīng)為在正常運(yùn)行時(shí),空氣中的可燃粉塵云一般不可能出現(xiàn)于爆炸性粉塵環(huán)境中的區(qū)域,即使出現(xiàn),持續(xù)時(shí)間也是短暫的。
(一)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的范圍
(1)按釋放源的級(jí)別劃分。 GB50058-2014
3.2.3 釋放源應(yīng)按可燃物質(zhì)的釋放頻繁程度和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短分為連續(xù)級(jí)釋放源、一級(jí)釋放源、二級(jí)釋放源,釋放源分級(jí)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1.連續(xù)級(jí)釋放源應(yīng)為連續(xù)釋放或預(yù)計(jì)長(zhǎng)期釋放的釋放源——0 區(qū)
2.一級(jí)釋放源應(yīng)為在正常運(yùn)行時(shí),預(yù)計(jì)可能周期性或偶爾釋放的釋放源——1 區(qū)
3.二級(jí)釋放源應(yīng)為在正常運(yùn)行時(shí),預(yù)計(jì)不可能釋放,當(dāng)出現(xiàn)釋放時(shí),僅是偶爾和短期釋放的釋放源——2 區(qū)
(2)根據(jù)通風(fēng)條件調(diào)整爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分
1)當(dāng)通風(fēng)良好時(shí),應(yīng)降低爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)(爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的通風(fēng),其空氣流量能使易燃物質(zhì)很快稀釋到爆炸下限值的 25%以下時(shí),可定為通風(fēng)良好);當(dāng)通風(fēng)不良時(shí)應(yīng)提高爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)。
2)局部機(jī)械通風(fēng)在降低爆炸性氣體混合物濃度方面比自然通風(fēng)和一般機(jī)械通風(fēng)更為有效時(shí),可采用局部機(jī)械通風(fēng)降低爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)。
3)在障礙物、凹坑和死角處,應(yīng)局部提高爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)。
4)利用堤或墻等障礙物,限制比空氣重的爆炸性氣體混合物的擴(kuò)散,可縮小爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的范圍。
二、爆炸危險(xiǎn)性廠房、庫房的布置
(一)總平面布局
(1)有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房、庫房宜獨(dú)立設(shè)置,并宜采用敞開或半敞開式,其承重結(jié)構(gòu)宜采用鋼筋混凝土或鋼框架、排架結(jié)構(gòu)。
(2)有爆炸危險(xiǎn)的廠房、庫房與周圍建筑物、構(gòu)筑物應(yīng)保持一定的防火間距。
甲類廠房與民用建筑的防火間距不應(yīng)小于 25m,與重要公共建筑的防火間距不應(yīng)小于 50m,與明火或散發(fā)火花地點(diǎn)的防火間距不應(yīng)小于 30m。
甲類庫房與重要公共建筑物的防火間距不應(yīng)小于 50m,與民用建筑和明火或散發(fā)火花地點(diǎn)的防火間距按其儲(chǔ)存物品性質(zhì)不同為 25-40m。
(3)有爆炸危險(xiǎn)的廠房平面布置最好采用矩形,與主導(dǎo)風(fēng)向應(yīng)垂直或夾角不小于 45°,以有效利用穿堂風(fēng),將爆炸性氣體吹散,在山區(qū)宜布置在迎風(fēng)山坡一面且通風(fēng)良好的地方。
(4)防爆廠房宜單獨(dú)設(shè)置,如必須與非防爆廠房貼鄰時(shí),只能一面貼鄰,并在兩者之間用防火墻或防爆墻隔開。相鄰兩個(gè)廠房之間不應(yīng)直接有門相通,以避免爆炸沖擊波的影響。
(二)平面和空間布置
(4)變配電站
3.3.8 變、配電站不應(yīng)設(shè)置在甲、乙類廠房?jī)?nèi)或貼鄰,且不應(yīng)設(shè)置在爆炸性氣體、粉塵環(huán)境的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)。供甲、乙類廠房專用的 10kV 及以下的變、配電站,當(dāng)采用無門、窗、洞口的防火墻分隔時(shí),可一面貼鄰,并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50058 等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
乙類廠房的配電站確需在防火墻上開窗時(shí),應(yīng)采用甲級(jí)防火窗。
3.6.7 有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類生產(chǎn)部位,宜布置在單層廠房靠外墻的泄壓設(shè)施或多層廠房頂層靠外墻的泄壓設(shè)施附近。
有爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備宜避開廠房的梁、柱等主要承重構(gòu)件布置。
3.6.8 有爆炸危險(xiǎn)的甲、乙類廠房的總控制室應(yīng)獨(dú)立設(shè)置。
3.6.9 有爆炸危險(xiǎn)的甲,乙類廠房的分控制室宜獨(dú)立設(shè)置,當(dāng)貼鄰?fù)鈮υO(shè)置時(shí),應(yīng)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(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的樓梯間、室外樓梯或有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域與相鄰區(qū)域連通處,應(yīng)設(shè)置門斗等防護(hù)措施。門斗的隔墻應(yīng)為耐火極限不應(yīng)低于 2.00h 的防火隔墻,門應(yīng)采用甲級(jí)防火門并應(yīng)與樓梯間的門錯(cuò)位設(shè)置。
3.6.11 使用和生產(chǎn)甲、乙、丙類液體的廠房,其管、溝不應(yīng)與相鄰廠房的管、溝相通,下水道應(yīng)設(shè)置隔油設(shè)施。
3.6.12 甲、乙、丙類液體倉庫應(yīng)設(shè)置防止液體流散的設(shè)施。遇濕會(huì)發(fā)生燃燒爆炸的物品倉庫應(yīng)采取防止水浸漬的措施。
【2015 年真題】某食用油加工廠,擬新建一座單層大豆油浸出車間廠房,其耐火等級(jí)為一級(jí),車間需要設(shè)置與生產(chǎn)配套的浸出溶劑中間倉庫、分控制室、辦公室和專用 10KV 變電所。對(duì)該廠房進(jìn)行總平面布局和平面布置時(shí),正確的措施有( )。
A.車間專用 10KV 變電所貼鄰廠房建造,并用無門窗洞口的防火墻與廠房分隔
B.中間倉庫在廠房?jī)?nèi)靠外墻布置,并用防火墻與其他部位分隔
C.分控制室貼鄰廠房外墻布置,并采用耐火極限為 4.00h 的防火墻與廠房分隔
D.廠房平面采用矩形布置
E.辦公室設(shè)置在廠房?jī)?nèi),并與其他區(qū)域之間設(shè)耐火極限為 2.00h 的隔墻分隔
【答案】ABCD
第三節(jié) 爆炸危險(xiǎn)性建筑的構(gòu)造防爆
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。
3.6.4 廠房的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),宜將建筑劃分為長(zhǎng)徑比不大于 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:
式中:A 為卸壓面積(㎡)
V 為廠房的容積(m³)
C 為卸壓比,可按表 3.6.4 選取(㎡/m³)
解答:
1)計(jì)算廠房截面的水力直徑:
(2×12.0×6.5)/(12.0+6.5)=8.43
(二)泄壓設(shè)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重量輕、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。
3.6.3 泄壓設(shè)施宜采用輕質(zhì)屋面板、輕質(zhì)墻體和易于泄壓的門、窗等,應(yīng)采用安全玻璃等在爆炸時(shí)不產(chǎn)生尖銳碎片的材料。
泄壓設(shè)施的設(shè)置應(yīng)避開人員密集場(chǎng)所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危險(xiǎn)的部位。
作為泄壓設(shè)施的輕質(zhì)屋面板和墻體的質(zhì)量不宜大于 60kg/㎡。
屋頂上的泄壓設(shè)施應(yīng)采取防冰雪積聚措施。
3.6.5 散發(fā)較空氣輕的可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的甲類廠房,宜采用輕質(zhì)屋面板作為泄壓面積。頂棚應(yīng)盡量平整、無死角,廠房上部空間應(yīng)通風(fēng)良好。
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)。
10)泄壓面在材料的選擇上除了要求重量輕以外,最好具有在爆炸時(shí)易破碎成碎塊的特點(diǎn),以便于泄壓和減少對(duì)人的危害。
11)對(duì)于北方和西北寒冷地區(qū),由于冰凍期長(zhǎng)、常常積雪,易增加屋面上泄壓面的單位面積荷載,使其產(chǎn)生較大重力慣性,從而使泄壓受到影響,因而應(yīng)采取適當(dāng)措施防止積雪。
二、抗爆
(一)防爆結(jié)構(gòu)形式的選擇
對(duì)于有爆炸危險(xiǎn)的廠房和庫房,選擇正確的結(jié)構(gòu)形式,再選用耐火性能好、抗爆能力強(qiáng)的框架結(jié)構(gòu)。
耐爆框架結(jié)構(gòu)一般有 3 種形式:
①現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);
②裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);
③鋼框架結(jié)構(gòu)。
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