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甲乙類廠房防爆泄壓面積的計算分析

2021-05-08

甲乙類廠房防爆泄壓面積的計算分析


摘要:結合某甲類廠房工程,針對其中防爆泄壓面積大小的設計問題,根據國家相關規范對其防爆泄壓面積進行核算分析,整理出一套設計計算方法。


關鍵詞:甲乙類廠房; 防爆泄壓面積; 計算


        在工程設計中,甲乙類廠房的防爆泄壓面積設計計算往往被人所忽視,設計人員平時只側重防爆泄壓的材質、設置部位等,對于具體的泄爆面積計算沒有進行深入認真的研究,同時現行規范對此也沒有具體案 例可供參照。


        筆者以具體工程為例,參照現行消防規范,整理出一套設計計算方法,為設計、施工、消防審圖等單位提供參考依據。


1、工程概況


        某甲類廠的合成車間為地上3層鋼筋混凝土框架結構,建筑物長92. 4m,寬 21. 6m,高 22. 1m,占地面積1 995. 84m2 ,建筑面積6 423. 63m2 ,生產類別為甲類,二級耐火等級。


        生產車間嚴格按照GB50016-2014《建筑設計防火規范》(以下簡稱《建規》)和工藝布局的要求進行布置,將車間按生產線和工藝要求劃分防火分區,防火分區面積均符合規范要求,每個防火分區按規范要求設置多部封閉樓梯間,樓梯間均采用乙級防火門,防火分區之間采用耐火極限不低于 4h 的 防火墻分隔,有爆炸危險的甲類生產部位位于建筑物外墻的泄壓設施附近,安全出口處設防爆門斗與車間其他部分進行防火分隔,防爆門斗設甲級防火門。


        車間泄爆主要以專業防爆泄壓外墻板為主,泄向人流量較少的場地。防爆區采用不發火、防靜電的花崗巖地面,防爆區域門窗采用甲級防火門、鋼質平開門及塑鋼鋼化玻璃窗。


2、每層廠房防爆泄壓面積計算分析


計算的相關依據即防爆泄壓面積依據現行《建規》第3.6.4條的規定,按照下列計算:


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根據工藝生產要求,該車間內甲類爆炸物質主要車間生產使用防爆介質為:甲醇、乙醇、丙酮,因此,C值≥0. 11。


另外當廠房的長徑比大于3時,宜將該建筑劃分為長徑比小于等于3的多個計算段,各計算段中的公共截面不作為泄壓面積,液壓面積按樓層計算每層廠房的具體計算過程如下:


2.1   土0. 000層(第1層)


        防爆區爆炸介質為甲醇、乙醇、丙酮,層高6.5m泄壓比C采用0.11;按照長徑比的計算方法,整個廠房計算長徑比大于3,則將第1層防爆區分為四段計算:第一段為軸線①一⑤;第二段為軸線⑤一⑨;第三段為軸線⑨一⑩;第四段為軸線⑩一⑩。從左到右長度依次為29.5,22,16.3,24 m,如圖1所示:


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2. 2   +6. 500層(第2層)


        因平面布局要求,防爆區分為軸線①一⑥、軸線⑨一(1 /13)二部分;軸線⑥一⑨為非防爆區(不需要計算),具體計算如下:


2. 2. 1軸線①一⑥防爆區計算


        防爆區爆炸介質為甲醇、乙醇、丙酮,泄壓比C采用0. 11,層高為10. 6 m,分兩段計算,第一段為軸線①一⑤,第二段為軸線⑤一⑥,長度分別為29. 5 m7. 5 m,如圖2所示。


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2.2.2軸線⑨~防爆區計


        軸線⑨ ~ ( 1 /13) 防爆區,軸線 B ~ D 層高7.3m,其他10.6m。分三段計算,軸線 B ~ D為一段,A ~ B軸線分兩段,從左到右長度分別為29m,8m,如圖三所示:


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2. 3  + 13. 800層(局部第3層)


        + 13. 800層防爆區爆炸介質為甲醇、乙醇、丙酮,泄壓比C采用0. 11,層高為7. 8 m,如圖4所示:


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10.jpg

2. 4分析


        結合以上計算,當廠房的長徑比大于3時,將該建 筑劃分為長徑比小于等于3的多個計算段,計算值是符合規范要求,另外在泄壓設施方面也不可忽視,防爆區外墻采用專業防爆泄壓外墻板,泄壓可采用輕質屋面板、輕質墻體和易于泄壓的門、窗等,作為泄壓設施輕質屋面板和輕質墻體的單位質量不宜超過60kg /m2 。


        并避開人員密集場所和主要交通道路; 車間內嚴格按照 GB 50222-95(2001 年版)《建筑內部裝修設計防火規范》進行設計,車間外窗采用塑鋼單框單玻窗,外 門采用鋼質平開門,車間內部關鍵部位設甲級防火門, 吊頂采用非燃燒材料。


        另外在建筑結構方面可以加強多項措施,主要建筑結構采用鋼筋混凝土框架結構,建筑主要承重構件梁、柱、樓板、樓梯等均為鋼筋混凝土構件,防火墻、防爆墻耐火極限均應滿足不小于二級的要求。


3、結束語


        對于具體一種爆炸介質,計算中C值選取時有人為因素存在,會導致選取的值符合規范規定,但設計結果存在不安全或要求過嚴的現象,同時防爆泄壓面積也與爆炸介質的基本燃燒速度、廠房的內表面積、廠房的形狀等因素有關。


        今后要進一步加強這方面的研究,使廠房防爆泄壓面積的計算更科學、更合理。

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