第八章建筑工程防爆.doc

第八章建筑防爆
学习规定
通过本章学习，应熟悉建筑防爆基本原则和办法;掌握爆炸危险区域划分与范畴,掌握爆炸危险性厂房、库房布置规定;理解爆炸危险性建筑构造防爆知识;掌握爆炸危险环境电气防爆办法。对于有爆炸危险性厂房或仓库，以及在爆炸性环境中使用电气设备，通过采用必要防爆办法，可以防止和减少爆炸事故发生。当发生爆炸事故时，可以最大限度地减轻其危害和导致损失。
第一节建筑防爆基本原则和办法
在不同生产经营条件下，有爆炸危险性建筑有不同防爆办法，在大量实践经验基本上，人们对建筑防爆基本原则和办法进行了总结归纳。
一、防爆原则
依照物质燃烧爆炸原理，防止发生火灾爆炸事故基本原则是：控制可燃物和助燃物浓度、温度、压力及混触条件，避免物料处在燃爆危险状态；消除一切足以引起起火爆炸点火源；采用各种阻隔手段，制止火灾爆炸事故扩大。
二、防爆办法
建筑防爆基本技术办法分为防止性技术办法和减轻性技术办法。
（一）防止性技术办法
1．排除能引起爆炸各类可燃物质
（1）在生产过程中尽量不用或少用品有爆炸危险各类可燃物质；
（2）生产设备应尽量保持密闭状态，防止“跑、冒、滴、漏”；
（3）加强通风除尘；
（4）防止燃气泄漏，设立可燃气体浓度报警装置；
（5）运用惰性介质进行保护。
2. 消除或控制能引起爆炸各种火源
（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；
（5）消除静电火花；
（6）防雷电火花；
（7）防止明火。
（二）减轻性技术办法
1.采用泄压办法
在建筑围护构件设计中设立某些薄弱构件，即泄压构件（面积），当爆炸发生时，这些泄压构件一方面破坏，使高温高压气体得以泄放，从而减少爆炸压力，使主体构造不发生破坏。
2.采用抗爆性能良好建筑构造体系
强化建筑构造主体强度和刚度，使其在爆炸中足以抵抗爆炸压力而不崩塌
3.采用合理建筑布置
在建筑设计时，依照建筑生产、储存爆炸危险性，在总平面布局和平面布置上合理设计，尽量减小爆炸影响范畴，减少爆炸产生危害。
第二节爆炸危险性厂房、库房布置
对具备爆炸危险性厂房、库房，依照其生产、储存物质性质划分其危险性，除了生产、储存工艺上防火防爆规定之外，厂房、仓库合理布置是杜绝“先天性”安全隐患重要办法。
一、爆炸危险区域划分及范畴
（一）爆炸危险区域划分
1.爆炸性气体环境
国标《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058）第2.2.1 条规定，爆炸性气体、可燃蒸气与空气混合形成爆炸性气体混合物场合，按其浮现频繁限度和持续时间分为3 个区域级别。
（1）0 级区域（简称0 区）。在正常运营状况下，爆炸性气体混合物持续浮现或长期浮现场合。正常运营是指正常开车、运转、停车，易燃易爆物质产品装卸，密闭容器盖开闭，安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范畴内工作状态。非正常运营状况是指有也许发生设备故障或误操作状况。
（2）1 级区域（简称1 区）。在正常运营时也许浮现爆炸性气体混合物场合。
（3）2 级区域（简称2 区）。在正常运营时不也许浮现爆炸性气体混合物场合，或虽然浮现也仅是短时存在爆炸性气体混合物场合。
2.爆炸性粉尘环境
《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058）第3.2.1 条规定，爆炸性粉尘环境应依照爆炸性粉尘混合物浮现频繁限度和持续时间，按下列规定进行分区。
（1）10 区。持续浮现或长期浮现爆炸性粉尘场合。
（2）11 区。有时会将积留下粉尘扬起而偶尔浮现爆炸性粉尘混合物场合。
（二）爆炸危险区域范畴
1.爆炸性气体环境
《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058）规定，爆炸性气体环境爆炸危险区域范畴划分应按释放源级别和通风条件拟定，并应符合下列规定。
（1）按释放源级别划分
1）存在持续级释放源区域可划为0 区。持续级释放源是指预测长期释放或短时频繁释放释放源。类似下列状况，可划为持续级释放源：
①没有用惰性气体覆盖固定顶盖贮罐中易燃液体表面；
②油、水分离器等直接与空间接触易燃液体表面；
③经常或长期向空间释放易燃气体或易燃液体蒸气自由排气孔和其她孔口。
2）存在第一级释放源区域可划为1 区。第一级释放源是指预测正常运营时周期或偶尔释放释放源。类似下列状况，可划为第一级释放源：
①在正常运营时会释放易燃物质泵、压缩机和阀门等密封处；
②在正常运营时，会向空间释放易燃物质，安装在贮有易燃液体容器上排水系统；
③正常运营时会向空间释放易燃物质取样点。
3）存在第二级释放源区域可划为2 区。第二级释放源是指预测在正常运营下不会释放，虽然释放也仅是偶尔短时释放释放源。类似下列状况，可划为第二级释放源：
①正常运营时不能浮现释放易燃物质泵、压缩机和阀门密封处；
②正常运营时不能释放易燃物质法兰、连接件和管道接头；
③正常运营时不能向空间释放易燃物质安全阀、排气孔和其她孔口处；
④正常运营时不能向空间释放易燃物质取样点。
（2）依照通风条件调节区域
依照通风条件调节爆炸危险区域划分，应遵循如下原则：
1）当通风良好时，应减少爆炸危险区域级别（爆炸危险区域内通风，其空气流量能使易燃物质不久稀释到爆炸下限值25％如下时，可定为通风良好）；当通风不良时应提高爆炸危险区域级别；
2）局部机械通风在减少爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和普通机械通风更为有效时，可采用局部机械通风减少爆炸危险区域级别；
3）在障碍物、凹坑和死角处，应局部提高爆炸危险区域级别；
4）运用堤或墙等障碍物，限制比空气重爆炸性气体混合物扩散，可缩小爆炸危险区域范畴。
2.爆炸性粉尘环境
对于爆炸性粉尘环境，其危险区域范畴应按爆炸性粉尘量、爆炸极限和通风条件拟定。
二、爆炸危险性厂房、库房布置
《建筑设计防火规范》GB 50016 将生产火灾危险性和储存物品火灾危险性分为甲、乙、丙、丁、戊类。
（一）总平面布局
1.有爆炸危险甲、乙类厂房、库房宜独立设立，并宜采用敞开或半敞开式。其承重构造宜采用钢筋混凝土或钢框架、排架构造。
2.有爆炸危险厂房、库房与周边建筑物、构筑物应保持一定防火间距。如甲类厂房与民用建筑防火间距不应不大于25m，与重要公共建筑防火间距不应不大于50m，与明火或散发火花地点防火间距不应不大于30m。甲类库房与重要公共建筑物防火间距不应不大于50m，与民用建筑和明火或散发火花地点防火间距按其储存物品性质不同为25m～40m。
3.有爆炸危险厂房平面布置最佳采用矩形，与主导风向垂直或夹角不不大于450，以有效运用穿堂风，将爆炸性气体吹散，在山区，宜布置在迎风山坡一面且通风良好地方。
4.防爆厂房宜单独设立。如必要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，以避免爆炸冲击波影响。
（二）平面和空间布置
1.地下、半地下室
（1）甲、乙类生产场合不应设立在地下或半地下。地下、半地下空间采光差，其出入口楼梯既是疏散口又是排烟口，同步还是消防救援人员入口，不但会导致疏散和扑救困难，并且威胁地上厂房安全，而甲、乙类厂房由于其所使用或生产物品性质，如果发生火灾将会导致重大损失。
（2）甲、乙类仓库也不应设立在地下或半地下。仓库若设立在地下、半地下，火灾时室内气温高，烟气浓度比较高，热分解产物成分复杂、毒性大，不利于消防救援。
2.中间仓库
为满足厂房寻常生产需要，往往需要从仓库或上道工序厂房（或车间）获得一定数量原材料、半成品、辅助材料存储在厂房内。存储上述物品场合叫做中间仓库。
（1）厂房内设立甲、乙类中间仓库时，其储量不适当超过一昼夜需要量。对于易燃、易爆甲、乙类物品，如不隔开单独存储，在发生火灾时，则会互相影响，导致不应有更大损失，故控制储量不适当超过一昼夜需用量。但由于生产规模、产品不同，一昼夜需用量绝对值有大有小，难以规定一种详细限量数据。对易燃、易爆甲、乙类物品需用量较少厂房，如有手表厂，其用于清洗汽油每昼夜需用量只有20kg，则可恰当放宽为存储1～2 昼夜用量；如一昼夜需用量较大，则应严格控制为一昼夜用量。
（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1.50h 不燃烧体楼板与其她某些隔开，中间仓库最佳设立直通室外出口。
3.办公室、休息室
甲、乙类厂房内不应设立办公室、休息室。当办公室、休息室必要与本厂房贴邻建造时，其耐火级别不应低于二级，并应采用耐火极限不低于3.00h 不燃烧体防爆墙隔开和设立独立安全出口。甲、乙类仓库内禁止设立办公室、休息室等，并不应贴邻建造。
有爆炸危险甲、乙类生产产生爆炸事故时，其冲击波有很大摧毁力，普通砖墙很难抗御，虽然本来墙体耐火极限高，也会因墙体破坏失去性能，故要采用有一定抗爆强度防爆墙。防爆墙为在墙体任意一侧受到爆炸冲击波作用并达到设计压力作用时，可以保持设计所规定防护性能墙体。有爆炸危险厂房若发生爆炸，在泄压墙面或其她泄压设施还将来得及泄压此前，在数毫秒内，其她各墙已承受了内部压力，因而防爆墙详细设计，应依照生产部位也许产生爆炸超压值、泄压面积大小、爆炸概率与建导致本等状况综合考虑进行。防爆墙普通做法有几种：钢筋混凝土墙、砖墙配筋、夹砂钢木板。
4.变、配电所
（1）甲、乙类厂房属易燃、易爆场合，运营中变压器存在燃烧或爆裂也许，不应将变电所、配电所设在有爆炸危险甲、乙类厂房内或贴邻建造，以提高厂房安全限度。如果生产上确有需要，容许专为一种甲类或乙类厂房服务10kV及如下变电所、配电所在厂房一面外墙贴邻建造，并用无门窗洞口防火墙隔开。
（2）对乙类厂房配电所，如氨压缩机房配电所，为观测设备、仪表运转状况，需要设观测窗，故作了恰当放宽，容许在配电所防火墙上设立不燃烧体密封固定甲级窗。
5.总控制室与分控制室
总控制室设备仪表较多、价值高，是某一工厂或生产过程重要指挥、调度与数据互换储存场合。为了保障人员、设备仪表安全，国内外许多工厂总控制室，普通都单独建造。同步，考虑有些分控制室经常和其厂房紧邻，甚至设在其中，有规定能直观厂房中设备，如分开设则要增长控制系统，增长建筑用地，增长造价，还给使用带来不便。因此分控制室在受条件限制时可与厂房贴邻建造，但必要靠外墙设立，并采用耐火极限不低于3.00h 不燃烧体墙体与其她某些隔开。
对于不同生产工艺或不同生产车间，甲、乙类厂房内各部位实际火灾危险性均也许存在较大差别，对于贴邻建造且也许受到爆炸作用分控制室，除分隔墙体耐火性能规定外，还需要考虑控制室抗爆规定，即墙体还需采用防爆墙。
6.有爆炸危险部位
（1）有爆炸危险甲、乙类生产部位，宜设立在单层厂房靠外墙泄压设施或多层厂房顶层靠外墙泄压设施附近。有爆炸危险设备宜避开厂房梁、柱等重要承重构件布置。易产生爆炸设备，应尽量放在接近外墙靠窗位置或设立在露天，削弱其破坏力。
（2）单层厂房中如某一某些为有爆炸危险甲、乙类生产，为防止或减少爆炸事故对其她生产某些破坏、减少人员伤亡，规定甲、乙类生产部位靠外墙设立。防爆房间，尽量靠外墙布置，这样泄压面积容易解决，也便于灭火救援。
（3）多层厂房中某一某些或某一层为有爆炸危险甲、乙类生产时，为避免因该类生产设立在底层及其中间各层，爆炸时构造破坏严重而影响上层建筑构造安全，故将其设立在最上一层靠外墙部位。
（4）在厂房中，危险性大车间和危险性小车间之间，应用结实防火墙隔开。为了车间之间联系，宜在外墙上开门，运用外廊或阳台联系；或在防火墙作双门斗，尽量使两个门错开，用门斗来削弱爆炸冲击波威力，缩小爆炸影响范畴。考虑到对疏散楼梯保护，设立在有爆炸危险场合内疏散楼梯也要考虑设立门斗，以此缓冲爆炸冲击波作用，减少爆炸对疏散楼梯间影响。此外，门斗具备缓冲爆炸冲击波作用，还可以限制爆炸性可燃气体、可燃蒸气混合物扩散。
（5）生产、使用或储存相似爆炸物品房间，应尽量集中在一种区域，这样便于对防火墙等防爆建筑构造解决。性质不同危险物品生产，应分开设立，如乙炔与氧气必要分开。
7.厂房内不适当设立地沟，必要设立时，其盖板应严密，地沟应采用防止可燃气体、可燃蒸气及粉尘、纤维在地沟积聚有效办法，且与相邻厂房连通处应采用防火材料密封。
8.使用和生产甲、乙、丙类液体厂房管、沟不应和相邻厂房管、沟相通，该厂房下水道应设立隔油设施。但是，对于水溶性可燃、易燃液体，采用常规隔油设施不能有效防止可燃液体蔓延与流散，而应依照详细生产状况采用相应排放解决办法。
9.甲、乙、丙类液体仓库应设立防止液体流散设施。遇湿会发生燃烧爆炸物品仓库应设立防止水浸渍办法。防止液体流散基本做法有两种：一是在桶装仓库门洞处修筑漫坡，普通高为150 mm～300mm；二是在仓库门口砌筑高度为150mm～300mm 门坎，再在门坎两边填沙土形成漫坡，便于装卸。
金属钾、钠、锂、钙、锶，氢化锂等遇水会发生燃烧爆炸物品仓库，规定设立防止水浸渍设施，如使室内地面高出室外地面、仓库屋面严密遮盖，防止渗漏雨水，装卸此类物品仓库栈台有防雨水遮挡等办法。
第三节爆炸危险性建筑构造防爆
为了防止爆炸时建筑构造受到破坏导致建筑物承载能力减少乃至坍塌，必要加强建筑构造抗爆能力，并采用有效泄压办法减少爆炸危害限度。
一、泄压
（一） 泄压面积计算
爆炸可以在瞬间释放出大量气体和热量，使室内形成很高压力，为了防止建筑物承重构件因强大爆炸力遭到破坏，将一定面积建筑构、配件做成薄弱泄压设施，其面积称为泄压面积。依照《建筑设计防火规范》（GB 50016），有爆炸危险甲、乙类厂房，其泄压面积宜按下式计算，但当厂房长径比不不大于3 时，宜将该建筑划分为长径比不大于等于3各种计算段，各计算段中公共截面不得作为泄压面积：

泄压面积=10×泄压比×厂房容积2/3

表2-8-1 厂房内爆炸性危险物质类别与泄压比值

注1：长径比为建筑平面几何外形尺寸中最长尺寸与其横截面周长积和4.0 倍该建筑横截面积之比。
2：K 尘为压力传播速度。
参照NFPA 68《防爆泄压指南》有关规定和公安部天津消防研究所关于研究实验成果拟定了这一规定，能在一定限度上解决依照规范设计、满足规范规定，但不能有效泄压问题。关于爆炸危险级别分级可参照美国和日本有关规定，见表2-8-2和表2-8-3。
表2-8-2 厂房爆炸危险级别与泄压比值表（美国）

长径比过大空间，在泄压过程中会产生较高压力。以粉尘为例，空间过长，在爆炸后期，未燃烧粉尘-空气混合物受到压缩，初始压力上升，燃气泄放流动会产生紊流，使燃速增大，产生较高爆炸压力。因而，有可燃气或可燃粉尘爆炸危险性建筑物不适当建造得长径比过大，以防止爆炸时产生较大超压，保证所设计泄压面积能有效作用。
（二）泄压设施
1.设立
当在厂房、仓库存在点火源且爆炸性混合物浓度适当时，则也许发生爆炸。为尽量减少事故破坏限度，必要在建筑物或装置上预先开设面积足够大、用低强度材料做成压力泄放口。在爆炸事故发生时，及时打开这些泄压口，使建筑物或装置内由于可燃气体、蒸气或粉尘在密闭空间中燃烧而产生压力泄放出去，就可以保持建筑物或装置完好，减轻事故危害。普通状况下，同样等量爆炸介质在密闭小空间里和在开敞空地上爆炸，其爆炸威力不同样，破坏强度不同样。在密闭空间里爆炸破坏力大多，因而易发生爆炸建筑物应设立必要泄压设施。有爆炸危险建筑物，设有足够泄压面积，一旦发生爆炸时，就可大大减轻爆炸时破坏强度，不致因主体构造遭受破坏而导致人员重大伤亡。
2.泄压设施选取
当发生爆炸时，作为泄压面积建筑构、配件一方面遭到破坏，将爆炸气体及时泄出，使室内爆炸压力骤然下降，从而保护建筑物主体构造，并减轻人员伤亡和设备破坏。泄压是减轻爆炸事故危害一项重要技术办法，属于“抗爆”一种办法。泄压设施可为轻质屋盖、轻质墙体和易于泄压门窗，但宜优先采用轻质屋盖，不应采用普通玻璃。易于泄压门窗、轻质墙体、轻质屋盖是指门窗单位质量轻、玻璃较薄、墙体屋盖材料密度较小、门窗选用小五金断面较小、构造节点解决上规定易摧毁和脱落等。用于泄压门窗可采用楔形木块固定，门窗上用金属百页、插销等可选用断面小某些，门窗启动方向选取向外开，这样一旦发生爆炸，因室内压力大，原关着门窗上小五金也许遭冲击波破坏，门窗则自动打开或自行脱落以达到泄压目。这些泄压构件就建筑整体而言是人为设立薄弱部位。当发生爆炸时，它们最先遭到破坏或启动，向外释放大量气体和热量，使室内爆炸产生压力迅速下降，从而达到重要承重构造不破坏，整座厂房（库房）不崩塌目。对泄压构件和泄压面积及其设立规定如下：
（1）泄压轻质屋盖。依照需要可分别由石棉水泥波形瓦和加气混凝土等材料制成，并有保温层或防水层、无保温层或无防水层之分。
（2）泄压轻质外墙分为有保温层、无保温层两种形式。常采用石棉水泥瓦作为无保温层泄压轻质外墙，而有保温层轻质外墙则是在石棉水泥瓦外墙内壁加装难燃木丝板作保温层，用于规定采暖保温或隔热降温防爆厂房。
（3）泄压窗可以有各种形式，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。规定泄压窗能在爆炸力递增稍不不大于室外风压时，能自动向外启动泄压。
（4）泄压设施泄压面积按式2-8-1 和表2-8-1 计算拟定。
（5）作为泄压设施轻质屋面板和轻质墙体单位质量不适当超过60kg/m2。
（6）散发较空气轻可燃气体、可燃蒸气甲类厂房（库房）宜采用所有或局部轻质屋盖作为泄压设施。顶棚应尽量平整、避免死角，厂房上部空间应通风良好。
（7）泄压面设立应避开人员集中场合和重要交通道路，并宜接近容易发生爆炸部位。
（8）当采用活动板、窗户、门或其她铰链装置作为泄压设施时，必要注意防止打开泄压孔由于在爆炸正压冲击波之后浮现负压而关闭。
（9）爆炸泄压孔不能受到其她物体阻碍，也不容许冰、雪妨碍泄压孔和泄压窗启动，需要经常检查和维护。当起爆点能拟定期，泄压孔应设在距起爆点尽量近地方。当采用管道把爆炸产物引导到安全地点时，管道必要尽量短而直，且应朝向陈放物少方向设立。由于任何管道泄压有效性都随着管道长度增长而按比例减小。
（10）泄压面在材料选取上除了规定质量轻以外，最佳具备在爆炸时易破碎成碎块特点，
以便于泄压和减少对人危害。同步，泄压面设立最佳接近易发生爆炸部位，保证顺利泄压。爆炸时易形成尖锐碎片四散材料，不应布置在公共走道或贵重设备正面或附近。有爆炸危险甲、乙类厂房（库房）爆炸后，用于泄压门窗、轻质墙体、轻质屋盖就被摧毁，大量高压气流夹杂爆炸物碎片从泄压面冲出，如邻近人员集中场合、重要交通道路就也许导致人员大量伤亡和交通道路堵塞，因此爆炸泄压面应避开人员集中场合和重要交通道路。
（11）对于北方和西北寒冷地区，由于冰冻期长、经常积雪，易增长屋面上泄压面单位面积荷载，使其产生较大重力惯性，从而使泄压受到影响，因而应采用恰当办法防止积雪。
总之，应在设计中采用办法尽量减少泄压面单位质量（即重力惯性）和连接强度。
二、抗爆
（一）防爆构造形式选取
对于有爆炸危险厂房和库房，选取对的构造形式，再选用耐火性能好、抗爆能力强框架构造，可以在发生火灾爆炸事故时，有效地防止建筑构造发生崩塌破坏，减轻甚至避免导致危害和损失。耐爆框架构造普通有如下三种形式：
1.现浇式钢筋混凝土框架构造。这种耐爆框架构造厂房整体性能好，抗爆能力强，但工程造价高，通惯用于抗爆能力规定高防爆厂房。
2.装配式钢筋混凝土框架构造。这种框架构造由于梁、柱与楼板等接点处刚性较差，抗爆能力不如现浇式框架构造。若采用装配式钢筋混凝土框架构造，则应在梁、柱与楼板等接点处预留钢筋焊接头并用高强度级别混凝土现浇成刚性接头，以提高耐爆强度。
3.钢框架构造。这种框架构造虽然耐爆强度较高，但耐火极限低，能承受极限温度仅400℃，超过该温度，便会在高温作用下变形崩塌。如果在钢构件外面加装耐火被覆层或喷刷钢构造防火涂料，可以提高耐火极限，但这样做并非十分可靠，只要某些开裂或剥落同样会失效，故较少采用。
（二）隔爆设施
在容易发生爆炸事故场合，应设立隔爆设施，如防爆墙、防爆门和防爆窗等，以局限爆炸事故波及范畴，减轻爆炸事故所导致损失。详细规定如下：
1.防爆墙必要具备抵抗爆炸冲击波作用，同步具备一定耐火性能。防爆墙构造设计，按照材料可分为防爆砖墙、防爆钢筋混凝土墙、防爆单层和双层钢板墙、防爆双层钢板中间填混凝土墙等。防爆墙上不得设立通风孔，不适当开门窗洞口，必要开设时，应加装防爆门窗。
（1）防爆砖墙：只用于爆炸物质较少厂房和仓库。构造规定：柱间距不适当不不大于6m，不不大于6m需增长构造柱；砖墙高度不不不大于6m，不不大于6m 需增长横梁；砖墙厚度不不大于240mm；砖强度级别不应低于Mu7.5，砂浆强度级别不应低于M5；每0.5m 垂直高度不应少于构造筋；两端与钢混凝土柱预埋焊接或24 号镀锌铁丝绑扎。
（2）防爆钢筋混凝土墙：抱负防爆墙，构造厚度不应不大于200mm，多为500mm、800mm，甚至1m，混凝土强度级别不低于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。
2.防爆门骨架普通采用角钢和槽钢拼装焊接，门板选用抗爆强度高锅炉钢板或装甲钢板，故防爆门又称装甲门。门铰链装配时，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、爆炸时不易破碎安全玻璃。如夹层内由两层或多层窗用平板玻璃，以聚乙烯醇缩丁醛塑料作衬片，在高温下加压粘合而成安全玻璃，抗爆强度高，一旦被爆炸波击破能借助塑料粘合伙用，不会导致玻璃碎片抛出而引起伤害。
（三）抗爆计算
爆炸对构造产生破坏作用，其破坏限度与爆炸性质和爆炸物质数量关于。爆炸物质数量越大，积聚和释放能量越多，破坏作用也越激烈。爆炸发生环境或位置不同，其破坏作用也不同，在封闭房间、密闭管道内发生爆炸其破坏作用比在构造外部发生爆炸要严重得多。当冲击波作用在建筑物上时，会引起压力、密度、温度和质点迅速变化，而其变化是构造物几何形状、大小和所处方位函数。建筑物受破坏限度不但和爆炸波波形、峰值超压及正相持续时间等因素关于，还和建筑物自身性质如静态强度、自振频率及韧性等关于。建筑物大体分为钢构造、混凝土构造及砖石构造等几大类，国内外针对砖石构造建筑物遭受爆炸波破坏状况研究得较多。
1.当爆炸发生在密闭构造中时，在直接遭受冲击波围护构造上受到骤然增大反射超压，并产生高压区。如果燃气爆炸发生在生产车间、居民厨房等室内环境下，一旦发生爆炸，经常是窗玻璃被压碎，屋盖被气浪掀起，导致室内压力下降，反而起到了泄压保护作用。
Dragosavic 在体积为20m3 实验房屋内测得了包括泄爆影响压力时间曲线，通过整顿绘出了室内抱负化理论燃气爆炸升压曲线模型（图2-8-1）。

2-8-1 燃气爆炸理论升压曲线模型
图中A点是泄爆点，压力从O点开始上升到A点浮现泄爆（窗玻璃压碎），泄瀑后压力稍有上升随后下降，下降过程中有时浮现短暂负超压，通过一段时间，由于波阵面后湍流及波反射浮现高频振荡。图2-8-1中Pv为泄爆压力，P1为第一次压力峰值，P2为第二次压力峰值，Pw为高频振荡峰值。该实验是在空旷房屋中进行，如果室内有家具或其她器物等障碍物，则振荡会大大削弱。
对易爆建筑物在设计时需要有一种压力峰值估算，作为拟定窗户面积、屋盖轻重等根据，使得易爆场合一旦发生燃爆能及时泄爆减压。Dragosavic给出了最大爆炸压力计算公式：

注：上式不合用于大体积空间中爆炸压力估算和泄压计算。
2.爆炸冲击波绕过构造物对构造产生动压作用。由于构造物形状不同，围护构造面相对气流流动方向位置也不同。在冲击波超压和动压共同作用下，构造物受到巨大挤压作用，加之先后压力差作用，使得整个构造物受到超大水平推力，导致构造物平移和倾斜。而对于烟囱、桅杆、塔楼及桁架等细长形构造物，由于它们横向线性尺寸很小，则所受合力就只有动压作用，因而构造物容易遭到拋掷和弯折。
3.地面爆炸冲击波对地下构造物作用与对上部构造作用有很大不同。重要影响因素有：
（1）地面上空气冲击波压力参数引起岩土压缩波向下传播并衰减；
（2）压缩波在自由场中传播时参数变化；
（3）压缩波作用于构造物反射压力取决于波与构造物互相作用。
第四节爆炸危险环境电气防爆
在爆炸危险性环境中使用电气设备，为了防止和减少引爆因素，必要在设备本体防爆和运营防爆两个方面采用必要办法。
一、电气防爆原理与办法
（一）电气防爆基本原理
电气设备引燃爆炸混合物有两方面因素：一是电气设备产生火花、电弧，二是电气设备表面（即是爆炸混合物相接触表面）发热。电气防爆就是将设备在正常运营时产生电弧、火花部件放在隔爆外壳内，或采用浇封型、充沙型、充油型或正压型等其他防爆形式以达到防爆目；对在正常运营时不会产生电弧、火花和危险高温设备，如果在其构造上再采用某些保护办法（增安型电气设备），使设备在正常运营或承认过载条件下不发生电弧、火花或过热现象，这种设备在正常运营时就没有引燃源，设备安全性和可靠性就可进一步提高，同样可用于爆炸危险环境。
（二）电气防爆基本办法
1.宜将正常运营时产生火花、电弧和危险温度电气设备和线路，布置在爆炸危险性较小或没有爆炸危险环境内。电气线路设计、施工应依照爆炸危险环境物质特性，选取相应敷设方式、导线材质、配线技术、连接方式和密封隔断办法等。
2.采用防爆电气设备。在满足工艺生产及安全前提下，应减少防爆电气设备数量。如无特殊需要不适当采用携带式电气设备。
3.按关于电力设备接地设计技术规程规定普通状况不需要接地某些，在爆炸危险区域内仍应接地，电气设备金属外壳应可靠接地。
4.设立漏电火灾报警和紧急断电装置。在电气设备也许浮现故障之前，采用相应补救办法或自动切断爆炸危险区域电源。
5.安全使用防爆电气设备。即对的地划分爆炸危险环境类别，对的地选型、安装防爆电气设备，对的地维护检修防爆电气设备。
6.散发较空气重可燃气体、可燃蒸气甲类厂房以及有粉尘、纤维爆炸危险乙类厂房，应采用不发火花地面。采用绝缘材料作整体面层时，应采用防静电办法。散发可燃粉尘、纤维厂房内表面应平整、光滑，并易于清扫。
二、爆炸危险环境区域划分
爆炸危险环境按场合中存在物质物态不同，分为爆炸性气体环境和可燃性粉尘环境。爆炸性气体环境，是指大气条件下气体、蒸气或雾状可燃物质与空气混合物点燃后，燃烧将传至所有未燃烧混合物环境。可燃性粉尘环境，是指大气条件下粉尘或纤维状可燃物质与空气混合物点燃后，燃烧传至所有未燃混合物环境。
《爆炸性气体环境用电气设备第14 某些危险场合分类》GB 3836.14 依照爆炸性气体环境浮现频率和持续时间，将爆炸性气体环境分为三个区，即0区、1区、2区，这与《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058 分区基本一致。不同原则对可燃性粉尘环境区域划分不一致，《爆炸危险环境电力装置设计规范》依照爆炸性粉尘混合物浮现频繁限度和持续时间，将爆炸性粉尘环境分为两个区，即10 区、11 区；而《可燃性粉尘环境用电气设备第1 某些：用外壳和限制表面温度保护电气设备第1 节：电气设备技术规定》（GB12476.1），依照可燃性粉尘/空气混合物浮现频率和持续时间及粉尘层厚度，将可燃性粉尘环境分为三个区，即20 区、21 区、22 区。爆炸危险环境类别及区域级别见表2-8-4。
表2-8-4 爆炸危险环境类别及区域级别

三、爆炸性混合物分类、分级和分组
爆炸性气体、易燃液体和闪点低于或等于环境温度可燃液体、爆炸性粉尘或易燃纤维等统称为爆炸性物质。在大气条件下，气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状易燃物质与空气混合，点燃后，燃烧将在整个范畴内迅速传播混合物，称为爆炸性混合物。
（一）爆炸性物质分类
爆炸性物质可分为三类：
Ⅰ类：矿井甲烷；
Ⅱ类：爆炸性气体混合物（含蒸气、薄雾）；
Ⅲ类：爆炸性粉尘（含纤维）。
（二）爆炸性混合物分级和分组
爆炸性混合物危险性，是由它爆炸极限、传爆能力、引燃温度和最小点燃电流决定。各种爆炸性混合物按最大实验安全间隙和最小点燃电流分级，按引燃温度分组，重要是为了配备相应电气设备，以达到安全生产目。
1.爆炸性气体混合物分级分组
（1）按最大实验安全间隙（MESG）分级。最大实验安全间隙是在原则实验条件下，壳内所有浓度被实验气体或蒸气与空气混合物点燃后，通过25mm 长接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物外壳空腔两某些之间最大间隙。可见，安全间隙大小反映了爆炸性气体混合物传爆能力。间隙愈小，其传爆能力就愈强，危险性愈大；反之，间隙愈大，其传爆能力愈弱，危险性也愈小。爆炸性气体混合物，按最大实验安全间隙大小分为ⅡA、ⅡB、ⅡC 三级。ⅡA 安全间隙最大，危险性最小，ⅡC 安全间隙最小，危险性最大。
（2）按最小点燃电流（MIC）分级。最小点燃电流是在温度20-40℃，电压为24V，电感为95 mH实验条件下，采用IEC 原则火花发生器对空心电感构成直流电路进行3000 次火花实验，可以点燃最易点燃混合物最小电流。最易点燃混合物，是在常温常压下，需要最小引燃能量混合物。Ⅱ类爆炸性气体混合物，按照最小点燃电流大小分为ⅡA、ⅡB、ⅡC 三级，最小点燃电流愈小，危险性就愈大。ⅡA 最大实验安全间隙最大，最小点燃电流最大，危险性最小;反之，Ⅱc 危险性最大。
（3）按引燃温度分组。爆炸性混合物，不需要用明火即能引燃最低温度，称为引燃温度。引燃温度愈低物质，愈容易引燃。爆炸性气体混合物按引燃温度高低，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.爆炸性粉尘混合物分级分组
爆炸性粉尘混合物级组依照粉尘特性（导电或非导电）和引燃温度高低分为ⅢA、ⅢB 二级，T11、T12、T13 三组。
四、防爆电气设备
（一）电气设备基本防爆型式
1．隔爆型(d)：把设备也许点燃爆炸性气体混合物部件所有封闭在一种外壳内，其外壳可以承受通过外壳任何接合面或构造间隙渗入到外壳内部可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并且不会引起外部由一种、各种气体或蒸气形成爆炸性环境点燃。该类型设备合用于1 区、2 区危险环境。
2．增安型(e)：对在正常运营条件下不会产生电弧、火花电气设备进一步采用某些附加办法，提高其安全限度，防止电气设备产生危险温度、电弧和火花也许性。它不涉及在正常运营状况下产生火花或电弧设备。该类型设备重要用于2 区危险环境，某些种类可以用于1 区。
3．本质安全型(i)：在设备内部所有电路都是由原则规定条件（涉及正常工作或规定故障条件）下产生任何电火花或任何热效应均不能点燃规定爆炸性气体环境本质安全电路。该防爆型式分为ia，ib 两个级别。该类型设备只能用于弱电设备中，ia 合用于0 区、1 区、2 区危险环境， ib 合用于1 区、2 区危险环境。
4．正压型(p)：具备正压外壳，可以保持内部保护气体压力高于周边爆炸性环境压力，制止外部混合物进入外壳。该类型设备按照保护办法可以用于1 区、2 区危险环境。
5．油浸型(O)：将整个设备或设备部件浸在油内（保护液），使之不能点燃油面以上或外壳外面爆炸性气体环境。该类型设备合用于1 区、2 区危险环境。
6．充砂型(q)：在外壳内充填砂粒或其她规定特性粉末材料，使之在规定使用条件下，壳内产生电弧或高温均不能点燃周边爆炸性气体环境。该类型设备合用于1 区、2 区危险环境。
7．无火花型(n)：正常运营条件下，不可以点燃周边爆炸性气体环境，也不大也许发生引起点燃故障。该类型设备仅合用于2 区危险环境。
8．浇封型(m)：将也许产生引起爆炸性气体环境爆炸火花、电弧或危险温度某些电气部件，浇封在浇封剂（复合物）中，使它不能点燃周边爆炸性气体环境。该类型设备合用于1 区、2 区危险环境。
9．特殊型(S)：指国标未涉及防爆型式。采用该类型电气设备，由主管部门制定暂行规定，并经指定防爆检查单位检查承认，方可按防爆特殊型电气设备使用。该类型设备依照实际使用开发研制，可合用于相应危险环境。
10．粉尘防爆型：采用限制外壳最高表面温度和采用“尘密”或“防尘”外壳来限制粉尘进入，以防止可燃性粉尘点燃。依照其防爆性能，可选用于20 区、21 区或22 区危险环境。
（二）防爆电气设备类别
1．爆炸性气体环境用防爆电气设备分为I 类和Ⅱ类两种类别。
I 类：煤矿用电气设备。
Ⅱ类：除煤矿外其她爆炸性气体环境用电气设备。其中，Ⅱ类隔爆型“d”和本质安全型“i”电气设备又分为ⅡA、ⅡB、Ⅱc 类。Ⅱ类n 型电气设备如果涉及密封断路装置、非故障元件或限能设备或电路，该设备应是ⅡA、ⅡB、ⅡC 类，并按表2-8-5 选型。
表2-8-5 气体／蒸气分级与设备类别间关系

2．可燃性粉尘环境用电气设备分为A 型尘密设备、B 型尘密设备、A 型防尘设备、B 型防尘设备。
（三）防爆电气设备温度组别
Ⅱ类爆炸性气体环境用电气设备，按其最高表面温度分为Tl、T2、T3、T4、T5、T6 六组，应按相应Tl-T6 组电气设备最高表面温度不超过也许浮现任何气体或蒸气引燃温度选型。温度组别、表面温度和引燃温度之间关系见表2-8-6。
表2-8-6 温度组别、表面温度和引燃温度之间关系

（四）防爆标志
防爆电气设备防爆标志内容涉及：防爆型式+设备类别+温度。防爆标志示例如下：
I 类隔爆型：Exd I；
I 类特殊型：Exs I；
ⅡB 类隔爆型T3 组：ExdⅡBT3；
ⅡA 类本质安全型ia 级别T5 组：ExiaⅡAT5。
采用一种以上复合型式，须先标出主体防爆型式，后标出其她防爆型式。如Ⅱ类主体增安型并具备正压型部件T4 组：Exep II T4。
对只容许使用于一种爆炸性气体环境中电气设备，其标志可用该气体化学分子式或名称表达，这时可不必注明温度组别。如Ⅱ类用于氨气环境隔爆型：ExdⅡ (NH3) 或ExdⅡ氨。
对Ⅱ类电气设备标志，可标温度组别，也可标最高表面乏温度，或两者都标出。如最高表面温度为125℃工厂用增安型：ExeⅡT4；Exe Ⅱ (12YC)或ExeⅡ 125℃ (T4) 。
复合型电气设备，应分别在不同防爆型式外壳上标出相应防爆型式。
Ⅱc 类本质安全型ib 级别关联设备T5 组：Ex(ib) ⅡCT5。
对于粉尘防爆设备，如可用于21 区A 型设备，最高表面温度TA 为170℃，其防爆标志为：DIPA21 TA170℃或者：DIP A21 TA，T3；如可用于22 区B 型设备，最高表面温度B 为200℃，其防爆标志为：DIP B22 TB200℃或者DIP B22／rB ，T3。最高表面温度TA、TB 可标温度，或按表2-8-5标温度组别或两者都标。
（五）防爆电气设备选用原则
1．电气设备防爆型式应与爆炸危险区域相适应。
2．电气设备防爆性能应与爆炸危险环境物质危险性相适应；当区域存在两种以上爆炸危险物质时，电气设备防爆性能应满足危险限度较高物质规定。爆炸性气体环境内，防爆电气设备类别和温度组别，应与爆炸性气体分类、分级和分组相相应；可燃性粉尘环境内，防爆电气设备最高表面温度应符合规范规定。
3．应与环境条件相适应。电气设备选取应符合周边环境内化学、机械、热、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备规定，电气设备构造应满足电气设备在规定运营条件下不减少防爆性能规定。
4．应符合整体防爆原则，安全可靠、经济合理、使用维修以便。
本章思考题
1.建筑防爆基本办法有哪些？
2.爆炸危险区域是如何划分？
3.爆炸危险性厂房、库房总平面布置有哪些规定？
4.什么是泄压面积？该如何拟定？
5.泄压设施有哪些？设立上有什么规定？
6.电气设备基本防爆型式有哪些？
7.防爆电气设备选用原则是什么？
参照文献
[1]建筑防火.武警学院统编教材.中华人民共和国人民公安大学出版社. 年
[2]工程灾害与