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哪些区域必须使用真正的防爆墙?

防爆墙是一种实体墙,当墙体任何一侧受到爆炸冲击波并达到设计压力时,都能保持设计所需的保护性能。防爆墙的一般做法有:钢筋混凝土墙、砖墙钢筋和夹砂钢板。防爆墙的设计应根据生产现场可能产生的爆炸超压值、泄压面积大小和爆炸概率,结合施工过程和其他防爆措施和施工成本进行。

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甲、乙类生产过程中的爆炸,冲击波具有很大的破坏力,普通砖墙难以抵抗,即使原墙耐火极限很高,也会因墙体破坏而失去保护作用。虽然防火墙具有防火能力,但没有防爆能力,因此,为了减少爆炸冲击波的损坏,引入了防爆墙的概念。

哪些区域应该设置防爆墙?

大家可能都说这很专业:“当然是有防爆危险的区域,也是没有爆炸危险的区域。比如甲类区和丙类区之间要设置防爆墙。”标准要求是这样的吗?让我们来分析一下。

防爆墙的设置主要依据如下:

《建筑设计防火规范》(GB50016-2014(2018年版)),下文简称《建规》

《精细化工企业工程设计防火标准》(GB 51283-2020),下文简称《精化规》

《石油化工企业设计防火标准》(GB50160-2008<2018年版>)

《石油化工控制室抗爆设计规范》GB50779-2012

本文以《建规》和《精化规》为主要参考规范。

先看《建规》中的相关要求:

规范正文3.3.5员工宿舍严禁设置在厂房内。

办公室、休息室等不应设置在甲、乙类厂房内,确需贴邻本厂房时,其耐火等级不应低于二级,并应采用耐火极限不低于3.00h的防爆墙与厂房分隔,且应设置独立的安全出口。

条文说明3.3.6

甲、乙、丙类仓库的火灾危险性和危害性大,故厂房内的这类中间仓库要采用防火墙进行分隔,甲、乙类仓库还需考虑墙体的防爆要求,保证发生火灾或爆炸时,不会危及到生产区。

条文说明3.6.9

对于贴邻建造且可能受到爆炸作用的分控制室,除分隔墙体的耐火性能要求外,还需要考虑其抗爆要求,即墙体还需采用抗爆墙。

从《建规》的规范文本和规范规定来看,对“防爆墙”的设置有明确的要求,仅在办公室、休息室和控制室,对厂房的甲、丙区没有要求。

再看《精化规》中的相关要求:

5.5.3供生产设施专用的可燃和助燃气体(液化气体)钢瓶的总几何容积不应大于1m³,且分别存放在位于生产设施边缘的敞篷内或厂房内靠外墙的钢瓶间内,并有钢瓶架等可靠的固定措施。厂房内钢瓶间与其他区域应采用耐火极限不低于2.00h的防火隔墙分隔;当厂房内其他区域同一时间工作人数超过10人时,应采用防爆墙分隔。

5.5.9高危险度等级的反应工艺过程,其反应器应采用防爆墙与其他区域隔离,并设置超压泄爆设施,反应器系统必须设置远程操作设施。

8.3.1厂房(仓库)设计应符合下列规定:

3办公室、休息室、控制室、化验室等不应设置在甲、乙类厂房内,确需贴邻本厂房时,其耐火等级不应低于二级,并应采用耐火极限不低于3.00h且无门、窗、洞口的防爆墙与厂房隔开,且应设置独立的安全出口。

8.4.2供分析化验使用的钢瓶储存间有爆炸危险时应独立设置。当有困难时,可与主体建筑贴邻布置,并应采用防爆墙与其他部位隔开,且满足泄压要求。

根据《精化规》的规范文本和规范,只有可燃气瓶区和其他区域、高风险反应区和其他区域、办公室、休息室、控制室、实验室和其他区域有明确的防爆墙要求。同样,工厂的甲级区和丙级区也没有要求。

既然没有规范要求,那么没有防爆墙要求的爆炸危险区域和其他区域之间的分离应该怎么做呢?

或者先看看《建规》中的相关要求:

规范正文 3.6.10 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。门斗的隔墙应为耐火极限不应低于2.00h的防火隔墙,门应采用甲级防火门并应与楼梯间的门错位设置。

条文说明 3.6.10 在有爆炸危险的甲、乙类厂房或场所中,有爆炸危险的区域与相邻的其他有爆炸危险或无爆炸危险的生产区域因生产工艺需要连通时,要尽量在外墙上开门,利用外廊或阳台联系或在防火墙上做门斗,门斗的两个门错开设置。考虑到对疏散楼梯的保护,设置在有爆炸危险场所内的疏散楼梯也要考虑设置门斗,以此缓冲爆炸冲击波的作用,降低爆炸对疏散楼梯间的影响。此外,门斗还可以限制爆炸性可燃气体、可燃蒸气混合物的扩散。

再看《精化规》中的相关要求:

8.4.3有爆炸危险的甲、乙类生产部位,宜集中布置在厂房靠外墙的泄压设施附近,并满足泄压计算要求。除本标准另有规定外,与其他区域的隔墙应采用耐火极限不低于3.00h的防火隔墙。防火隔墙上开设连通门时,应设置防护门斗,门斗使用面积不宜小于4.0m²,进深不宜小于1.5m。防护门斗上的门应为甲级防火门,门应错位设置。

从规范中可以看出,爆炸危险区域与其他区域之间的隔墙不需要“防爆墙”。在实际设计中,爆炸危险区域和其他部分经常采取防爆措施。你为什么这么做?有人说:“设计院总是擅自提高标准,这次肯定是这样的。”是这样吗?

答案是——是真的,虽然我不认识其他人,但这次我们确实提高了标准设计,但我们必须把建设单位、图纸审查单位、监理单位一起认识到这件事。不要这样做,你放心吗?如果标准要求的隔墙只满足耐火要求,不满足抗爆要求,就不能保护人员的安全,显然是不合理的。

那么,防爆墙的主要材料和做法是什么呢?还有人会说:“当然是配筋砖墙,成本低,采购方便,施工方便。”这是对的吗?

根据《抗爆、泄爆门窗及屋盖、墙体建筑构造》(国家建筑标准设计图集——14J938)

除用钢筋混凝土和纤维水泥复合钢板做抗爆墙外,还可以采用砖墙配筋做防护墙。具体做法是用240非粘土实心砖(强度≥MU10)砌筑,墙体两侧配Φ6@200(双向)钢筋,并设Φ6拉接筋@600梅花状布置与墙体固定。抹30厚1:2.5水泥砂浆。由于无法计算和测定这种墙体的抗爆压力值,所以只能算是一种抗爆措施,不能作为抗爆墙使用。

符合抗爆要求的墙体材料通常有三种:钢筋混凝土墙、纤维水泥复合钢板墙、钢防爆墙。钢筋砖墙仅为“抗爆措施”,不能作为抗爆墙使用。

结论:配筋砖墙确实是较为常用的抗爆措施,但以下区域与爆炸危险区域之间的隔墙必须使用真正的防爆墙,不能使用配筋砖墙:

1.办公室、休息室、控制室、实验室等确需靠近甲、乙类厂房;

2.厂房内设置专用可燃、助燃气体(液化气体)钢瓶,厂房其他区域同时工作人数超过10人的;

3.用于分析试验的钢瓶储存间与主体建筑相邻布置;

4.高风险等级反应过程的反应器。

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