有爆炸危险性建筑的防爆设计要点

杨崇建

摘要：定义有爆炸危险性的厂房、仓库范围，并介绍在建筑设计中的主要防爆措施。

关键词：建筑；防爆；抗爆；泄压比；防护门斗

一、概述

在工业建筑中，生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现和可能出现爆炸性环境，主要包括气体、蒸汽、粉尘、薄雾、纤维或飞絮的形式与空气形成混合物，引燃后导致爆炸。本文仅介绍有爆炸危险性建筑的防爆、泄压和防护墙设计。

二、有爆炸危险的区域范围划分

生产或储存介质的爆炸危险性与火灾危险性分类基本一致，但建筑设计人员仅按照火灾危险性分类考虑建筑物是否具有爆炸危险是不全面的，除甲乙类厂房、仓库外，粉尘类物质或操作温度超过其闪点的丙类液体也存在爆炸的可能，这在规范的更新上就有所体现，原建筑设计防火规范GB50016-2006和新规范GB50016-2014第3.6条厂房和仓库的防爆规定条文对比，将多处之前的“有爆炸危险的甲、乙类厂房（仓库）”替换为“有爆炸危险的厂房（仓库）”。这给设计人员具体设计过程中增加了难度。

爆炸危险区域的划分应由负责生产工艺加工介质性能、设备和工艺性能的专业人员和安全、电气专业的工程技术人员共同商议完成。

三、防爆和泄压目的

建筑防爆设计采取合理有效的防爆、泄压等措施，可减少甚至不发生爆炸事故，大大减轻爆炸的破坏强度，避免造成人员重大伤亡和经济损失。

四、结构选型

有爆炸危险的建筑物结构形式宜采用钢筋混凝土、钢框架或排架结构形式。采用以上结构形式一方面结构主体整体性强，具备足够的抗爆性能，另一方面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，起到良好的泄压和抗爆效果。

五、平面布置

（1）有爆炸危险的建筑物，尤其是甲乙类厂房、仓库不应设置在地下或半地下，宜独立设置并宜采用开敞或半开敞式。

（2）总平面布置宜将建筑物的长向与当地常年主导风向布置成45°~90°，充分利用主导风向，形成良好的自然通风，减少空气的积聚，利于可燃气体和粉尘的稀释扩散。

（3）建筑物内部有爆炸危险的局部区域，宜布置在建筑物靠外墙的泄压设施附近，有爆炸危险的设备应该避开建筑物的梁、柱等主要承重构件布置。

（4）有爆炸危险的建筑物与其他建筑不得已贴邻建造时，如为生产厂房服务的分控制室、办公室、休息室、10KV以下的变配电室，紧邻分析化验楼布置的钢瓶间等，外墙布置时应采用耐火极限不低于3小时的钢筋混凝土防爆墙分隔。仓库不允许贴邻建造。

（5）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，门斗的隔墙耐火极限不低于2小时，墙应具有一定的抗爆能力，不宜采用轻质隔墙，门采用甲级防火门并应与楼梯间的门错位设置。

六、泄压设施

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，应设置泄压设施，泄压设施的设计目的为在发生爆炸后快速泄压。

泄压设施采用轻型屋面板、轻质墙体和易于泄压的门窗等，为避免二次伤害，玻璃应采用安全玻璃，泄压面应避开人员密集场所和主要交通道路。泄压设施的轻质屋面板和墙体的质量不应大于60kg/m2，且泄压设施的构造要求需具有泄压效能。

工程设计中泄压门窗选用的五金断面要小、构造节点上的处理要求易断裂、脱落等。选用泄爆墙体主要分为轻型泄爆墙和轻质易碎墙两种，对于粉尘爆炸和气体爆炸的危险性建筑采用轻型泄压墙体，对于高能爆炸物危险性建筑采用轻质易碎墙体。其墙体破坏后不应对人体、设备等造成二次伤害，泄爆屋盖主要分为岩棉夹芯板或复合保温彩钢板泄爆屋盖和纤维增强水泥板、膨石、泡沫混凝土等轻质易碎屋盖。屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施，如加大坡屋面角度等方法。

泄压面积应根据防火规范要求计算，满足泄压比规定最小值。当厂房的长径比（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倍的建筑横截面积之比）大于3时，应将建筑划分为多个计算段进行计算。两面以上开敞的建筑物且长径比不大于3时，能达到泄压目的，笔者认为可不进行泄压计算。

七、其他构造措施

（1）顶棚

散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸汽的甲类厂房，顶棚应尽量平整、无死角，厂房上部空间应通风良好，设置通风帽或通风机，通风机须采用防爆机型。

（2）楼地面

散发较空气重的可燃气体、可燃蒸汽、粉尘、纤维爆炸危险的建筑物，楼地面应采取不发火花、防静电等措施，防止因静电、碰撞和摩擦而引起闪燃、闪爆。工程项目中不发火花砂浆骨料一般采用白云石、石灰石或NFJ金属骨料等，但均需不发火花实验后方能施工。

（3）墙面

散发可燃粉尘、纤维的建筑物，墙面应尽量平整、光滑并易于清扫。彩钢板墙面檩条须内藏，不建议采用檩条外漏的夹芯板，砌筑墙体与结构梁须内皮平齐或墙、梁同厚。

（4）地沟

有爆炸危险的建筑物内不宜设置地沟，确需设置时，其盖板应严密，地沟应采取防止可燃气体、可燃蒸汽和粉尘、纤维在地沟积聚的有效措施，如在地沟内填充级配砂石，并应在与相邻建筑连通处采用防火材料封堵等措施。