建筑防爆

一、建筑防爆基本原则和措施

（一）防爆原则

（1）控制可燃物和助燃物浓度、温度、压力及混触条件，避免物料处于燃爆的危险状态。

（2）消除一切足以引起起火爆炸的点火源。

（3）采取各种阻隔手段，阻止火灾爆炸事故的扩大。

（二）防爆措施

1.预防性技术措施

（1）排除能引起爆炸的各类可燃物质

1）在生产过程中尽量不用或少用具有爆炸危险的各类可燃物质。

2）生产设备应尽可能保持密闭状态，防止“跑、冒、滴、漏”。

3）加强通风除尘。

4）预防燃气泄漏，设置可燃气体浓度报警装置。

5）利用惰性介质进行保护。

（2）消除或控制能引起爆炸的各种火源

1）防止撞击、摩擦产生火花。

2）防止高温表面称为点火源。

3）防止日光照射。

4）防止电气火花。

5）消除静电火花。

6）防雷电火花。

7）防止明火。

2.减轻性技术措施

（1）采取泄压措施

在建筑围护构件设计中设置一些薄弱构件，即泄压构件（面积），当爆炸发生时，这些泄压构件首先破坏，使高温高压气体得以泄放，从而降低爆炸压力，使主体结构不发生破坏。

（2）采用抗爆性能良好的建筑结构体系

强化建筑结构主体的强度和刚度，使其在爆炸中足以抵抗爆炸压力而不倒塌。

（3）采取合理的建筑布置

在建筑设计时，根据建筑生产、储存的爆炸危险性，在总平面布局和平面布置上合理设计，尽量减小爆炸的影响范围，减少爆炸产生的危害。

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二、爆炸危险性厂房、库房的布置

（一）爆炸危险区域的划分及范围

1.爆炸危险区域的划分

（1）爆炸性气体环境

1）0级区域：在正常运行情况下，爆炸性气体混合物连续出现或长期出现的环境。

2）1级区域：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境。

3）2级区域：在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。

（2）爆炸性粉尘环境

1）20区：空气中的可燃性粉尘云持续地、长期地、频繁地出现在爆炸性环境中。

2）21区：在正常运行时，空气中的可燃性粉尘云很可能偶尔出现于爆炸性环境中。

3）22区：在正常运行时，空气中的可燃性粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘环境中，即使出现，持续时间也是短暂的。

2.爆炸危险区域的范围

爆炸性气体环境

（1）按释放源的级别划分

1）存在连续释放源的区域可划分为0区。

①没有用惰性气体覆盖的固定顶储罐中的可燃液体的表面。

②油、水分离器等直接与空间接触的可燃液体的表面。

③经常或长期向空间释放可燃气体或可燃液体的蒸气的排气孔和其他孔口。

2）存在一级释放源的区域可划分为1区。

①在正常运行时，会释放可燃物的泵、压缩机和阀门等的密封处。

②储存有可燃液体的容器上的排水口处，在正常运行中，当水排掉时，该处可能会向空间中释放可燃物质。

③正常运行时，会向空间中释放可燃物质的取样点。

④正常运行时，会向空间中释放可燃物质的泄压阀、排气口或其他孔口。

3）存在二级释放源的区域可划分为2区。

①正常运行时不能释放可燃物质的泵、压缩机和阀门的密封处。

②正常运行时不能释放可燃物质的法兰、连接件和管道接头。

③正常运行时不能向空间释放可燃物质的安全阀、排气孔和其他孔口处。

④正常运行时不能向空间释放可燃物质的取样点。

（2）根据通风条件调整区域。

1）当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级（其空气流量能使可燃物质很快稀释到爆炸下限值的25%以下时，可定为通风良好）；当通风不良时，应提高爆炸危险区域等级。

2）局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械通风更为有效时，可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级。

3）在障碍物、凹坑和死角处，应局部提高爆炸危险区域等级。

4）利用堤或墙等障碍物，限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散，可缩小爆炸危险区域的范围。

爆炸性粉尘环境

对于爆炸性粉尘环境，其危险区域的范围应按照爆炸性粉尘的量、爆炸极限和通风条件确定。

（二）爆炸危险性厂房、库房的布置

1.总平面布局

（1）有爆炸危险的甲乙类厂房、库房宜独立设置，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。

（2）有爆炸危险的厂房、库房与周围建筑物、构筑物应保持一定的防火间距。

（3）有爆炸危险的厂房平面布置最好采用矩形，与主导风向应垂直或夹角不小于45°，以有效利用穿堂风吹散爆炸性气体，在山区宜布置在迎风山坡一面且通风良好的地方。

（4）防爆厂房宜单独设置，如必须与非防爆厂房贴邻时，只能一面贴邻，并在两者之间用防火墙或防爆墙隔开，相邻两个厂房之间不应直接有门相通。

2.平面和空间布置

（1）地下、半地下室

1）甲乙类生产场所不应设置在地下或半地下。

2）甲乙类仓库不应设置在地下或半地下。

（2）中间仓库

1）厂房内设置甲乙类中间仓库时，其储存量不宜超过一昼夜的需要量。

2）中间仓库应靠外墙布置，并应采用防火墙和耐火极限不低于1.5h的不燃性楼板与其他部位分隔，中间仓库最好设置直通室外的出口。

（3）办公室、休息室

1）甲乙类厂房内不应设置办公室、休息室。

2）办公室、休息室必须与甲乙类厂房贴邻建造时，其耐火等级不应低于二级，并应采用耐火极限不低于3h的防爆墙隔开并设置独立的安全出口。

3）甲乙类仓库内严禁设置办公室、休息室等，并不应贴邻建造。

（4）变、配电站

1）不应将变、配电站设在有爆炸危险的甲乙类厂房内或贴邻建造，并不应设置在具有爆炸性气体、粉尘环境的危险区域内；如果生产上确有需要，允许在厂房的一面外墙贴邻建造专为甲类或乙类厂房服务的10kV及以下的变、配电站，并用无门窗洞口的防火墙隔开。

2）对乙类厂房的配电所，如氨压缩机房的配电站，为观察设备、仪表运转情况，需要设观察窗，允许在配电站的防火墙上设置采用不燃材料制作且不能开启的甲级防火窗。

（5）总控制室与分控制室

1）有爆炸危险的甲乙类厂房的总控制室应独立设置。

2）有爆炸危险甲乙类厂房的分控制室在受条件限制时可与厂房贴邻建造，但必须靠外墙设置，并采用耐火极限不低于3h的防火隔墙与其他部分隔开（可能受到爆炸作用的分控制室需采用防爆墙）。

（6）有爆炸危险的部位

1）有爆炸危险的甲乙类生产部位宜设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。

2）在厂房中，危险性大的车间和危险性小的车间之间，应用坚固的防火墙隔开；为了车间之间的联系，宜在外墙上开门，利用外廊或阳台联系，也可在防火墙上设置双门都，尽量使两个门错开。

3）设置在有爆炸危险场所内的疏散楼梯也要考虑设置门斗。

4）生产、使用或储存相通爆炸物品的房间应尽量集中在一个区域。

5）性质不同的危险物品的生产应分开，如乙炔与氧气必须分开。

（7）其他平面和空间布置

1）厂房内不宜设置地沟，必须设置时，其盖板应严密，采取防止可燃气体、可燃蒸气及粉尘、纤维在地沟积聚的有效措施，且与相邻厂房连通处应采用防火材料密封。

2）使用和生产甲乙丙类液体厂房的管、沟不应和相邻厂房的管、沟相通，下水道应设置隔油设施。

3）甲乙丙类液体仓库应设置防止液体流散的设施：

①在桶装仓库门洞处修筑慢坡，一般高为150～300mm。

②在仓库门口砌筑高度为150～300mm的门槛，在门槛两边填沙土形成慢坡便于装卸。

4）金属钾钠锂钙锶及化合物氢化锂等遇湿会发生燃烧爆炸的物品仓库应设置防止水浸渍的措施：

①室内地面高出室外地面。

②仓库屋面严密遮盖，防止渗漏雨水。

③装卸栈台游防雨水的遮挡。

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三、爆炸危险性建筑的构造防爆

（一）泄压

1.泄压面积的计算

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倍的该建筑横截面积之比。

有爆炸危险的甲乙类厂房，其泄压面积按下式计算，当厂房的长径比大于3时，宜将该建筑划分为长径比小于等于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。

A=10CV2/3

A：泄压面积（㎡）。

V：厂房的容积（m³）。

C：泄压比（㎡/m³），按下列规定取值

1）氨、粮食、纸、皮革、铅、铬、铜等K尘＜10MPa·m·s-1的粉尘，C≧0.03。

2）木屑、碳屑、煤粉、锑、锡等10MPa·m·s≦K尘≦30MPa·m·s-1的粉尘，C≧0.55。

3）丙酮、汽油、甲醇、液化石油气、甲烷、喷漆间或干燥室以及苯酚树脂、铝、镁、锆等K尘＞30MPa·m·s-1的粉尘，C≧0.11。

4）乙烯，C≧0.16。

5）乙炔，C≧0.2。

6）氢，C≧0.25。

K尘是指粉尘爆炸指数。

长径比过大的空间泄压过程中会产生较高的压力，因此，有可燃气或可燃粉尘爆炸危险的建筑物不宜建造得长径比过大，以防止爆炸时产生较大超压，应保证所设计的泄压面积能有效作用。

2.泄压设施

（1）设置

必须在建筑物或装置上预先开设面积足够大的、用低强度材料做成的压力泄放口。

（2）泄压设施的选择

泄压设施可为轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门窗

1）泄压轻质屋面板。根据需要可分别由石棉水泥波形瓦河加气混凝土等材料制成，分为有保温层或防水层、无保温层或防水层两种。

2）泄压轻质外墙分为有保温层、无保温层两种。常采用石棉水泥瓦作为无保温层的泄压轻质外墙，有保温层的则是在石棉水泥瓦外墙的内壁加装难燃木丝板作保温层。

3）泄压窗可以有多种形式，如轴心偏上中悬泄压窗、抛物线形塑料板泄压窗等。窗户上宜采用安全玻璃。

4）作为泄压设施的轻质屋面板和轻质墙体的质量不宜大于60kg/㎡。

5）散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房库房宜采用全部或局部轻质屋面板作为泄压设施，顶棚应尽量平整、避免死角，厂房上部空间应通风良好。

6）泄压面的设置应避开人员集中的场所和主要交通道路，并宜靠近容易发生爆炸的部位。

7）当采用活动板、窗户、门或其他铰链装置作为泄压设施时，必须注意防止打开的泄压孔由于在爆炸正压冲击波之后出现负压而关闭。

8）爆炸泄压孔不能受到其他物体的阻碍，也不允许冰、雪妨碍泄压孔和泄压窗的开启。

9）泄压面材料的选择除了要求重量轻以外，最好具有爆炸时易破碎成碎块的特点，以便于泄压和减少对人的危害。

10）北方和西北寒冷地区，应采取适当的措施防止积雪。

（二）抗暴

1.防爆结构形式的选择

1）现浇式钢筋混凝土框架结构。

2）装配式钢筋混凝土框架结构。

3）钢框架结构。

2.隔爆设施

（1）防爆墙

1）防爆砖墙。只用于爆炸物质较少的厂房和仓库。构造要求：

①柱间距不宜大于6m，大于6m需要增加构造柱。

②砖墙高度不大于6m，大于6m需增加横梁。

③砖墙厚度不小于240mm。

④砖强度等级不应小于Mu7.5，砂浆强度等级不应低于M5。

⑤每0.5m垂直高度应增设构造筋。

⑥两端与钢筋混凝土柱预埋焊接或24号镀锌钢丝绑扎。

2）防爆钢筋混凝土墙。理想的防爆墙，构造厚度不应小于200mm，多为500mm、800mm，甚至1m，混凝土强度等级不低于C20。

3）防爆钢板墙。以槽钢为骨架，钢板和骨架铆接或焊接在一起，分单层和双层。

防爆墙上不得设置通风孔，不宜开设门窗洞口，必须开设时，应加装防爆门窗。

（2）防爆门

防爆门的骨架一般采用角钢和槽钢拼装焊接，门板选用抗爆强度高的锅炉钢板或装甲钢板。装配门的铰链时，应衬有青铜套轴和垫圈，门扇四周边衬贴橡皮带软垫，以防止防爆门启闭时因摩擦撞击而产生火花。

（3）防爆窗

防爆窗的窗框应用角钢板制作，窗玻璃应选用抗爆强度高、爆炸时不易破碎的安全玻璃。

3.抗暴计算

爆炸对结构产生破坏的程度与爆炸的性质和爆炸物质的数量成正比，爆炸发生的环境或位置不同其破坏作用也不同，越封闭越严重。

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四、爆炸危险环境电气防爆

（一）电气防爆原理与措施

1.电气防爆基本原理

（1）电气设备引燃爆炸混合物有两方面原因：

1）电气设备产生的火花、电弧。

2）电气设备表面（即与爆炸混合物相接触的表面）发热。

（2）电气防爆就是将设备在正常运行时产生的电弧、火花的部件放在隔爆外壳内，或采取浇封型、充砂型、油浸型或正压型等其他防爆形式以达到防爆目的。

（3）对在正常运行时不会产生电弧、火花或危险高温的设备，如果在其结构上再采取一些保护措施（增安型电气设备），使设备在正常运行或认可的过载条件下不产生电弧、火花或过热现象。

2.电气防爆基本措施

（1）宜将正常运行时产生火花、电弧和危险高温的电气设备和线路，布置在爆炸危险性较小或没有爆炸危险的环境内。

（2）采用防爆的电气设备。

（3）按有关电力设备接地设计技术规程规定的一般情况不需要接地的部分，在爆炸危险区域内仍应接地，电气设备的金属外壳应可靠接地。

（4）设置漏电火灾报警和紧急断电装置。

（5）安全使用防爆电气设备。

（6）散发较空气重的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房以及有粉尘、纤维爆炸危险的乙类厂房，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。

（二）爆炸危险环境区域划分

1.爆炸性气体

分为三个区：0区、1区、2区。

2.爆炸性粉尘环境

分为三个区：20区、21区、22区。

（三）爆炸性混合物的分类、分级和分组

1.爆炸性物质的分类

（1）I类：矿井甲烷。

（2）II类：爆炸性气体混合物（含蒸气、薄雾）。

（3）III类：爆炸性粉尘（含纤维）。

2.爆炸性混合物的分级和分组

（1）爆炸性气体混合物的分级分组

1）按最大试验安全间隙（MESG）分级

最大试验安全间隙是在标准试验条件下，壳内所有浓度的被试验气体或蒸气与空气的混合物点燃后，通过25mm的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。

分为IIA、IIB、IIC三级，IIA安全间隙最大，危险性最小，IIC安全间隙最小，危险最大。

2）按最小点燃电流（MIC）分级

最小点燃电流是在温度为20～40°C，在电压为24V、电感为95mH的试验条件下，采用IEC标准火花发生器对空心电感组成的直流电路进行3000次火花试验，能够点燃最易点燃混合物的最小电流。

II类爆炸性气体混合物，分为IIA、IIB、IIC三级，IIA最小点燃电流最大，危险性最小。

3）按引燃温度分组

爆炸性混合物不需要用明火即能引燃的最低温度，称为引燃温度。

分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六组，T6引燃温度最高，T1引燃温度最低。

（2）爆炸性粉尘混合物的分级

爆炸性粉尘混合物级组根据粉尘特性（导电或非导电）分为IIIA、IIIB、IIIC三级。

（四）防爆电气设备

1.电气设备的基本防爆类别

（1）隔爆型（d）。适用于1区、2区环境。

（2）增安型（e）。主要用于2区环境，部分种类可以用于1区。

（3）本质安全型（ia、ib、ic、iD）。该类型设备只能用于弱电设备中，ia适用于0区、1区、2区危险环境；ib适用于1区、2区的危险环境；ic适用于2区的危险环境；iD适用于20区、21区和22区危险环境。

（4）正压型（px、pr、pd）。可以用于1区、2区的危险环境。

（5）油浸型（o）。适用于1区、2区危险环境。

（6）充砂型（q）。适用于1区、2区危险环境。

（7）无火花型（n、nA）。仅适用于2区危险环境。

（8）浇封型（ma、mb、mc、mD）。适用于1区、2区危险环境。

（9）特殊型（s）设备是指国家标准未包括的防爆形式，根据实际使用开发区研制，可适用于相应的危险环境。

（10）粉尘防爆型。可选用于20区、21区或22区危险环境。

2.防爆电气设备类别

（1）I类：煤矿用电气设备。

（2）II类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。

（3）III类：可燃性粉尘环境用电气设备为第III类

1）IIIA：可燃性飞絮。

2）IIIB：非导电性粉尘。

3）IIIC：导电粉尘。

3.防爆电气设备温度组别

II类电气设备的温度组别、最高温度和气体、蒸气引燃温度的关系：

1）T1、允许最高表面温度450°C、引燃温度＞450°C、适用设备T1～T6。

2）T2、允许最高表面温度300°C、引燃温度＞300°C、适用设备T2～T6。

3）T3、允许最高表面温度200°C、引燃温度＞200°C、适用设备T3～T6。

4）T4、允许最高表面温度135°C、引燃温度＞135°C、适用设备T4～T6。

5）T5、允许最高表面温度100°C、引燃温度＞100°C、适用设备T5～T6。

6）T6、允许最高表面温度85°C、引燃温度＞85°C、适用设备T6。

4.防爆标志

防爆电气设备的防爆标志内容包括：防爆形式+设备类别+温度。

示例：

1）I类隔爆型（Ex d I）。

2）I类特殊型（Ex s I）。

3）IIB类隔爆型T3组（Ex d IIB T3）。

4）IIA类本质安全型ia等级T5组（Ex ia IIA T5）。

5）II类主体增安型并具有正压型部件T4组（Ex ep II T4）。

6）II类用于氨气环境的隔爆型（Ex d II NH3）或（Ex d II 氨）。

7）最高表面温度为125°C的工厂用增安型（Ex e II T4；Ex e II 12YC）或（Ex e II 125°C T4）。

8）IIC类本质安全型ib等级关联设备T5组（Ex ib IIC T5）。

9）用于具有导电性粉尘的爆炸性粉尘环境IIIC等级ia电气设备，最高表面温度低于120°C（Ex ia IIIC T120°C）或（Ex ia IIIC T120°C IP20）。

5.防爆电气设备选用原则

（1）电气设备的防爆型式应与爆炸危险区域相适应。

（2）电气设备的防爆性能应与爆炸危险环境物质的危险性相适应；当区域存在两种以上爆炸危险物质时，电气设备的防爆性能应满足危险程度较高的物质要求。

（3）应与环境条件相适应。

（4）应符合整体防爆原则，安全可靠、经济合理、使用维修方便。