《建筑防爆》word版.doc

第十章 建筑防爆第一节 爆炸 一、爆炸定义 所谓爆炸是大量能量在瞬间迅速释放或急剧转化成功和光、热等能量形态的现象。 二、爆炸分类 （一）物理性爆炸：爆炸前后没有新物质产生。 （二）化学性爆炸：由于物质急剧氧化、分解反应产生高温、高压形成的爆炸现象。 1、简单分解爆炸：能量由自身提供，性质不稳定，如雷管、导爆索等。 2、复杂分解爆炸：氧由本身分解提供，如大多数火炸药都属于这一类。 3、爆炸性混合物爆炸：即由各种可燃气体、蒸汽及粉尘与空气组成的爆炸性混合物的爆炸。 （1）混合气体爆炸 （2）蒸汽爆炸 （3）粉尘爆炸：可燃粉尘与空气混合形成的爆炸性混合物，可燃粉尘爆炸在一定浓度范围内，而且与粒径有关。粒径0.5mm很难爆炸；粒径0.1mm很容易爆炸。 与气体爆炸的区别： 燃烧不完全； 产生二次爆炸； 感应期长，可达数十秒，为气体数十倍； 点火起始能量大，可达10mJ，为气体近百倍。 （三）原子爆炸：如原子弹、氢弹的爆炸。 三、爆炸极限 （一）定义：即可燃气体、蒸汽或粉尘与空气混合后遇点火源能发生爆炸的最低、最高浓度。 （二）单位 可燃气体、蒸汽：体积百分比（m3/m3） 可燃粉尘：单位体积的重量（g/m3） （三）影响因素 1、引起气体爆炸极限变化的因素 （1）温度：下限上限极限范围 （2）压力：上限 （3）含氧量：上限范围 （4）容器直径：上限范围 （5）热源：能量范围 （6）惰性物质：范围 2、引起粉尘爆炸极限变化的因素 （1）粒径：范围 （2）挥发成分：范围 （3）水分：有钝化作用 （4）灰分：范围 （5）点火源：能量下限 四、爆炸的破坏作用 （一）爆炸压力 爆炸压力是爆炸反应产生的机械效应，是爆炸事故杀伤、破坏的主要因素。 影响因素： （1）初始温度：T0P （2）初始压力：Pmax=8P0 （3）浓度：一定浓度，Pmax （4）泄压面积：P （二）冲击波 其破坏作用主要由于波阵面上的超压引起的。 P未扰动空气与波阵面上空气压力之差，超压越大，对建筑物和人的破坏、杀伤力越大。见表103、104。 （三）高温：爆炸常伴随着燃烧。 （四）爆炸碎片的冲击。第二节 建筑防爆的基本技术措施 一、预防性技术措施 （一）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、设置可燃气体浓度报警装置； 5、利用惰性介质进行保护。 （二）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、防止高温表面成为点火源； 3、防止日光照射； 4、防止电气火灾爆炸事故； 5、消除静电火花； 6、防雷电火花； 7、防止明火。 二、减轻性技术措施 （一）泄压与泄压比 1、泄压的作用 P1由于泄压口开启引起的 P2火焰前峰传播到泄压口产生的 P3声动不稳定燃烧引起的 P3的影响因素： 1、与浓度有关 比如：液化石油气，5.3% 2、与种类有关 可燃气体种类 乙炔 液化石油气 甲烷 P3值（Kpa) 61.7 64.7 34.3 3、与泄压比有关 泄压比越大，P3越小。 1m3试验装置： A/V（m2/m3)0.2640.4440.5030.821P3（KPa）62.744.137.221.6 4、与容积有关 5、与泄压口构造有关 乙炔气：11.5%，A/V=0.8 泄压口构造P1P2P3塑料薄膜3.918.619.63mm厚玻璃36.328.435.3 泄压就是在P3发生以前，通过建筑物最薄弱部位将燃烧产物及未燃的爆炸性混合物排出去，使绝大部分爆炸性混合物在建筑物外面燃烧，从而降低建筑内部压力，保证了结构的安全。 2、泄压面积及设置要求 （1）泄压面积 凡可作为泄压使用的建筑物最薄弱部位都是泄压面积。 可作为泄压的部位有：外墙开敞部位，轻质屋盖、轻质墙体和门窗等。 （2）设置要求 泄压面积应靠近可能发生爆炸的部位； 泄压面积应避开人员集中场所及主要交通道路； 用门窗、轻质墙体作为泄压面积时，不影响相邻车间和其它建筑物的安全； 防负压的影响； 清除影响泄压的障碍物； 应注意风压的影响。 3、泄压比 泄压比是爆炸危险厂房泄压面积与厂房容积比值（m2/m3）。 规范规定：我国宜采用泄压比为0.050.22。爆炸介质威力较强或爆炸压力上升速度较快的厂房，应尽量加大比值。体积超过1000m3建筑，如采用上述比值有困难时，可适当降低，但不宜小于0.03。 4、爆炸压力与升压速度对泄压比的影响 （1）爆炸压力 最大爆炸压力随泄压比增大而降低。 （2）爆炸压力上升速度（dP/dt） 爆炸压力上升速度快的介质，应尽量采用大的泄压比。 5、泄压面积计算 朗塞斯公式（美国，Runce） （二）采用抗爆性能良好的建筑结构体系 1、选型原则 （1）具有较高的抗爆能力和整体性； （2）具有较高的耐火等级； （3）便于设置较大泄压面积； （4）宜选择长方体厂房造型。 2、结构类型 （1）钢筋砼框架结构 （2）耐火保护的钢框架 （3）砖混结构 一般说来，不适用于作防爆厂房。只用于规模小的厂房，并且要加固处理。第三节 建筑防爆设计 一、建筑防爆设计的基本要求 1、有爆炸危险的甲、乙类生产厂房，宜采用一、二级耐火等级建筑； 2、有爆炸危险的厂房、库房，宜采用单层建筑（6点）； 3、有爆炸危险的生产或储存，不应设在建筑物的地下室或半地下室内（5点）； 4、有爆炸危险的厂房、库房，宜采用敞开或半敞开建筑； 5、有爆炸危险的甲、乙类生产厂房和库房，其防火墙间的占地面积不宜过大； 6、有爆炸危险的甲、乙类生产厂房和库房，宜采用钢筋砼框架或排架结构； 7、有爆炸危险的甲、乙类生产厂房，应设置必要的泄压设施。 二、甲、乙类生产厂房的平面、空间设计 （1）双斗门的几种形式 （2）有爆炸危险生产部位布置方式 单层： 多层：顶层或一侧 归纳六个字：敞、侧、单、顶、通、能。第四节 防爆及泄压设施 一、防爆墙 定义：防爆墙指的是耐爆炸压力较强的墙，也称耐爆墙、抗爆墙。多设在有爆炸危险的厂房或仓库中。 1、防爆砖墙：只用于爆炸物质较少的厂房和仓库。 构造要求： 柱间距不宜大于6m，大于6m加构造柱； 砖墙高度不大于6m，大于6m加横梁； 砖墙厚度不小于240mm; 砖标号不应低于Mu7.5，砂浆标号不应低于M5；每0.5m垂直高度不应少于构造筋；两端与钢砼柱预埋焊接或24号镀锌铁丝绑扎。 砖标号:根据抗压、抗折强度分为： Mu 7.5、Mu10、Mu15、Mu20四级。 砂浆标号：根据立方体抗压强度分为：M 0.4、M1、M 2.5、M5、M 7.5、M10六级。 2、防爆钢砼墙：理想的防爆墙。 构造：厚度不应小于200mm，多为500mm、800mm，甚至1m; 砼强度不低于C20；钢筋由结构计算，但不小于 砼强度等级：根据立方体抗压强度分为C 7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60十二级。 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。 按做法不同，分为以下四种： （1）单层或双层钢板防爆墙：钢板厚不小于6mm，立柱间、横梁间间距不应大于1.8m。 （2）双层钢板中间填砼防爆墙：中间填砼或砂，立柱间、横梁间间距不大于1.2m。 （3）钢板木板防爆墙：木板厚大于50mm。 （4）型钢防爆墙：既防爆又泄压。 二、防爆窗 安装防爆墙上，发生爆炸时要求防爆窗坚而不碎，玻璃碎而不掉。按玻璃不同，防爆窗分为： 1、安全玻璃防爆窗：采用2、3、4层夹层玻璃，用于一般防爆厂房防爆墙上。 2、防弹玻璃防爆窗：采用5、6、7、8、9、10层夹层玻璃，用于高压容器试压、高压化学反应、爆炸试验等特殊用途的耐爆小室。 三、泄压轻质屋盖 要求自身重量不超过120Kg/m2，一般采用石棉瓦材料。如图10-10、10-11、10-12（P267） （一）无保温层的泄压轻质屋盖:适用于非寒冷地区. 1、无防水层 石棉水泥波形瓦 安全网 檀条 屋架 2、有防水层 绿豆砂保护 防水卷材 轻质水泥砂浆找平层 石棉水泥波形瓦 安全网 檀条 屋架 （二）有保温层的泄压屋盖适用于寒冷地区或炎热地区 绿豆砂保护 防水卷材 水泥蛭石保温层 水泥蛭石砂浆找平层 石棉水泥波形瓦 安全网 檀条 屋架 四、泄压轻质外墙 把轻质墙板（石棉水泥波形瓦）悬挂在砼横梁上。（图108、109）（P266） （一）无保温层：适用于长江以南地区。 （二）有保温层：在外墙内壁加一层保温层（难燃木丝板或不燃矿棉板等），适用于有保温隔热要求的厂房。 五、泄压窗 1、中旋窗：压力差 2、固定窗：弹性钢板夹和链条 3、外平开窗：铜质弹簧轧头 六、不发火地面 对于散发比空气重的可燃气体、可燃蒸汽的甲类厂房以及有粉尘纤维爆炸危险的乙类厂房，应采用不发火地面。 按材料不同分为两类： （一）不发火金属地面：铜、铝、铅等有色金属材料。 （二）不发火非金属地面 1、不发火有机材料地面： 沥青、木材、塑料、橡胶等， 但注意其大多数有绝缘性。 构造：在钢砼楼板或砼堑层上铺筑不发火有机材料面层。 2、不发火无机材料地面 不发火无机材料有：石灰石、大理石、白云石。一般采用不发火水泥石砂、细石砼、水磨石等地面。 注意：水磨石地面分格条，采用不发火材料。