2019一級消防工程師技術(shù)實務(wù)基礎(chǔ)講義：建筑防爆

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建筑防爆

第一節(jié) 建筑防爆基本原則和措施

一、防爆原則

控制可燃物和助燃物濃度、溫度、壓力及混觸條件，避免物料處于燃爆的危險狀態(tài);消除一切足以引起起火爆炸的點火源;采取各種阻隔手段，阻止火災(zāi)爆炸事故的擴(kuò)大。

二、防爆措施

建筑防爆的基本技術(shù)措施分為預(yù)防性技術(shù)措施和減輕性技術(shù)措施。

(一)預(yù)防性技術(shù)措施

1.排除能引起爆炸的各類可燃物質(zhì)

(1)在生產(chǎn)過程中盡量不用或少用具有爆炸危險的各類可燃物質(zhì);

(2)生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)盡可能保持密閉狀態(tài)，防止“跑、冒、滴、漏”;

(3)加強(qiáng)通風(fēng)除塵;

(4)預(yù)防燃?xì)庑孤?，設(shè)置可燃?xì)怏w濃度報警裝置;

(5)利用惰性介質(zhì)進(jìn)行保護(hù)。

2.消除或控制能引起爆炸的各種火源

(1)防止撞擊、摩擦產(chǎn)生火花;(2)防止高溫表面成為點火源;(3)防止日光照射;(4)防止電氣火災(zāi);(5)消除靜電火花;(6)防雷電火花;(7)防止明火。

(二)減輕性技術(shù)措施

1.采取泄壓措施

在建筑圍護(hù)構(gòu)件設(shè)計中設(shè)置一些薄弱構(gòu)件。

2.采用抗爆性能良好的建筑結(jié)構(gòu)體系

強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)主體的強(qiáng)度和剛度，使其在爆炸中足以抵抗爆炸壓力而不倒塌。

3.采取合理的建筑布置

在建筑設(shè)計時，根據(jù)建筑生產(chǎn)、儲存的爆炸危險性，在總平面布局和平面布置上合理設(shè)計，盡量減小爆炸的影響范圍，減少爆炸產(chǎn)生的危害。

第二節(jié) 爆炸危險性廠房、庫房的布置

一、爆炸危險區(qū)域的劃分及范圍

(一)爆炸危險區(qū)域的劃分

(1)爆炸性氣體、可燃蒸氣與空氣混合形成爆炸性氣體混合物的場所，按其出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間可分為 0 區(qū)、1 區(qū)和 2 區(qū)。

(2)爆炸性粉塵環(huán)境根據(jù)爆炸性粉塵混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間，可分為 20 區(qū)、21 區(qū)和 22 區(qū)。

3.2.1 爆炸性氣體環(huán)境應(yīng)根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間分為 0 區(qū)、1區(qū)、2 區(qū)，分區(qū)應(yīng)符合下列規(guī)定：

0 區(qū)應(yīng)為連續(xù)出現(xiàn)或長期出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;

1 區(qū)應(yīng)為在正常運(yùn)行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境;

2 區(qū)應(yīng)為在正常運(yùn)行時不太可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境，或即使出現(xiàn)也僅是短時存在的爆炸性氣體混合物的環(huán)境。

4.2.2 爆炸危險區(qū)域應(yīng)根據(jù)爆炸性粉塵環(huán)境出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間分為20區(qū)、21區(qū)、22 區(qū)，分區(qū)應(yīng)符合下列規(guī)定：

20 區(qū)應(yīng)為空氣中的可燃性粉塵云持續(xù)地或長期地或頻繁地出現(xiàn)于爆炸性環(huán)境中的區(qū)域;

21 區(qū)應(yīng)為在正常運(yùn)行時，空氣中的可燃性粉塵云很可能偶爾出現(xiàn)于爆炸性環(huán)境中的區(qū)域;

22 區(qū)應(yīng)為在正常運(yùn)行時，空氣中的可燃粉塵云一般不可能出現(xiàn)于爆炸性粉塵環(huán)境中的區(qū)域，即使出現(xiàn)，持續(xù)時間也是短暫的。

(一)爆炸危險區(qū)域的范圍

(1)按釋放源的級別劃分。 GB50058-2014

3.2.3 釋放源應(yīng)按可燃物質(zhì)的釋放頻繁程度和持續(xù)時間長短分為連續(xù)級釋放源、一級釋放源、二級釋放源，釋放源分級應(yīng)符合下列規(guī)定：

1.連續(xù)級釋放源應(yīng)為連續(xù)釋放或預(yù)計長期釋放的釋放源——0 區(qū)

2.一級釋放源應(yīng)為在正常運(yùn)行時，預(yù)計可能周期性或偶爾釋放的釋放源——1 區(qū)

3.二級釋放源應(yīng)為在正常運(yùn)行時，預(yù)計不可能釋放，當(dāng)出現(xiàn)釋放時，僅是偶爾和短期釋放的釋放源——2 區(qū)

(2)根據(jù)通風(fēng)條件調(diào)整爆炸危險區(qū)域劃分

1)當(dāng)通風(fēng)良好時，應(yīng)降低爆炸危險區(qū)域等級(爆炸危險區(qū)域內(nèi)的通風(fēng)，其空氣流量能使易燃物質(zhì)很快稀釋到爆炸下限值的 25%以下時，可定為通風(fēng)良好);當(dāng)通風(fēng)不良時應(yīng)提高爆炸危險區(qū)域等級。

2)局部機(jī)械通風(fēng)在降低爆炸性氣體混合物濃度方面比自然通風(fēng)和一般機(jī)械通風(fēng)更為有效時，可采用局部機(jī)械通風(fēng)降低爆炸危險區(qū)域等級。

3)在障礙物、凹坑和死角處，應(yīng)局部提高爆炸危險區(qū)域等級。

4)利用堤或墻等障礙物，限制比空氣重的爆炸性氣體混合物的擴(kuò)散，可縮小爆炸危險區(qū)域的范圍。

二、爆炸危險性廠房、庫房的布置

(一)總平面布局

(1)有爆炸危險的甲、乙類廠房、庫房宜獨立設(shè)置，并宜采用敞開或半敞開式，其承重結(jié)構(gòu)宜采用鋼筋混凝土或鋼框架、排架結(jié)構(gòu)。

(2)有爆炸危險的廠房、庫房與周圍建筑物、構(gòu)筑物應(yīng)保持一定的防火間距。

甲類廠房與民用建筑的防火間距不應(yīng)小于 25m，與重要公共建筑的防火間距不應(yīng)小于 50m，與明火或散發(fā)火花地點的防火間距不應(yīng)小于 30m。

甲類庫房與重要公共建筑物的防火間距不應(yīng)小于 50m，與民用建筑和明火或散發(fā)火花地點的防火間距按其儲存物品性質(zhì)不同為 25-40m。

(3)有爆炸危險的廠房平面布置最好采用矩形，與主導(dǎo)風(fēng)向應(yīng)垂直或夾角不小于 45°，以有效利用穿堂風(fēng)，將爆炸性氣體吹散，在山區(qū)宜布置在迎風(fēng)山坡一面且通風(fēng)良好的地方。

(4)防爆廠房宜單獨設(shè)置，如必須與非防爆廠房貼鄰時，只能一面貼鄰，并在兩者之間用防火墻或防爆墻隔開。相鄰兩個廠房之間不應(yīng)直接有門相通，以避免爆炸沖擊波的影響。

(二)平面和空間布置

(4)變配電站

3.3.8 變、配電站不應(yīng)設(shè)置在甲、乙類廠房內(nèi)或貼鄰，且不應(yīng)設(shè)置在爆炸性氣體、粉塵環(huán)境的危險區(qū)域內(nèi)。供甲、乙類廠房專用的 10kV 及以下的變、配電站，當(dāng)采用無門、窗、洞口的防火墻分隔時，可一面貼鄰，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB 50058 等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

乙類廠房的配電站確需在防火墻上開窗時，應(yīng)采用甲級防火窗。

3.6.7 有爆炸危險的甲、乙類生產(chǎn)部位，宜布置在單層廠房靠外墻的泄壓設(shè)施或多層廠房頂層靠外墻的泄壓設(shè)施附近。

有爆炸危險的設(shè)備宜避開廠房的梁、柱等主要承重構(gòu)件布置。

3.6.8 有爆炸危險的甲、乙類廠房的總控制室應(yīng)獨立設(shè)置。

3.6.9 有爆炸危險的甲，乙類廠房的分控制室宜獨立設(shè)置，當(dāng)貼鄰?fù)鈮υO(shè)置時，應(yīng)采用耐火極限不低于 3.00h 的防火隔墻與其他部位分隔。

3.6.10 有爆炸危險區(qū)域內(nèi)的樓梯間、室外樓梯或有爆炸危險的區(qū)域與相鄰區(qū)域連通處，應(yīng)設(shè)置門斗等防護(hù)措施。門斗的隔墻應(yīng)為耐火極限不應(yīng)低于 2.00h 的防火隔墻，門應(yīng)采用甲級防火門并應(yīng)與樓梯間的門錯位設(shè)置。

3.6.11 使用和生產(chǎn)甲、乙、丙類液體的廠房，其管、溝不應(yīng)與相鄰廠房的管、溝相通，下水道應(yīng)設(shè)置隔油設(shè)施。

3.6.12 甲、乙、丙類液體倉庫應(yīng)設(shè)置防止液體流散的設(shè)施。遇濕會發(fā)生燃燒爆炸的物品倉庫應(yīng)采取防止水浸漬的措施。

【2015 年真題】某食用油加工廠，擬新建一座單層大豆油浸出車間廠房，其耐火等級為一級，車間需要設(shè)置與生產(chǎn)配套的浸出溶劑中間倉庫、分控制室、辦公室和專用 10KV 變電所。對該廠房進(jìn)行總平面布局和平面布置時，正確的措施有( )。

A.車間專用 10KV 變電所貼鄰廠房建造，并用無門窗洞口的防火墻與廠房分隔

B.中間倉庫在廠房內(nèi)靠外墻布置，并用防火墻與其他部位分隔

C.分控制室貼鄰廠房外墻布置，并采用耐火極限為 4.00h 的防火墻與廠房分隔

D.廠房平面采用矩形布置

E.辦公室設(shè)置在廠房內(nèi)，并與其他區(qū)域之間設(shè)耐火極限為 2.00h 的隔墻分隔

【答案】ABCD

第三節(jié) 爆炸危險性建筑的構(gòu)造防爆

一、泄壓

(一)泄壓面積計算

爆炸能夠在瞬間釋放出大量氣體和熱量，使室內(nèi)形成很高的壓力，為了防止建筑物的承重構(gòu)件因強(qiáng)大的爆炸力遭到破壞，將一定面積的建筑構(gòu)、配件做成薄弱泄壓設(shè)施，其面積稱為泄壓面積。

3.6.4 廠房的泄壓面積宜按下式計算，但當(dāng)廠房的長徑比大于 3 時，宜將建筑劃分為長徑比不大于 3 的多個計算段，各計算段中的公共截面不得作為泄壓面積：

式中：A 為卸壓面積(㎡)

V 為廠房的容積(m³)

C 為卸壓比，可按表 3.6.4 選取(㎡/m³)

解答：

1)計算廠房截面的水力直徑：

(2×12.0×6.5)/(12.0+6.5)=8.43

(二)泄壓設(shè)施

泄壓設(shè)施可為輕質(zhì)屋蓋、輕質(zhì)墻體和易于泄壓的門窗，但宜優(yōu)先采用輕質(zhì)屋蓋，不應(yīng)采用普通玻璃。

易于泄壓的門窗、輕質(zhì)墻體、輕質(zhì)屋蓋是指門窗的單位重量輕、玻璃較薄、墻體屋蓋材料密度較小、門窗選用的小五金斷面較小、構(gòu)造節(jié)點的處理上要求易摧毀和脫落等。

3.6.3 泄壓設(shè)施宜采用輕質(zhì)屋面板、輕質(zhì)墻體和易于泄壓的門、窗等，應(yīng)采用安全玻璃等在爆炸時不產(chǎn)生尖銳碎片的材料。

泄壓設(shè)施的設(shè)置應(yīng)避開人員密集場所和主要交通道路，并宜靠近有爆炸危險的部位。

作為泄壓設(shè)施的輕質(zhì)屋面板和墻體的質(zhì)量不宜大于 60kg/㎡。

屋頂上的泄壓設(shè)施應(yīng)采取防冰雪積聚措施。

3.6.5 散發(fā)較空氣輕的可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的甲類廠房，宜采用輕質(zhì)屋面板作為泄壓面積。頂棚應(yīng)盡量平整、無死角，廠房上部空間應(yīng)通風(fēng)良好。

8)當(dāng)采用活動板、窗戶、門或其他鉸鏈裝置作為泄壓設(shè)施時，必須注意防止打開的泄壓孔由于在爆炸正壓沖擊波之后出現(xiàn)負(fù)壓而關(guān)閉。

9)爆炸泄壓孔不能受到其他物體的阻礙，也不允許冰、雪妨礙泄壓孔和泄壓窗的開啟，需要經(jīng)常檢查和維護(hù)。

10)泄壓面在材料的選擇上除了要求重量輕以外，最好具有在爆炸時易破碎成碎塊的特點，以便于泄壓和減少對人的危害。

11)對于北方和西北寒冷地區(qū)，由于冰凍期長、常常積雪，易增加屋面上泄壓面的單位面積荷載，使其產(chǎn)生較大重力慣性，從而使泄壓受到影響，因而應(yīng)采取適當(dāng)措施防止積雪。

二、抗爆

(一)防爆結(jié)構(gòu)形式的選擇

對于有爆炸危險的廠房和庫房，選擇正確的結(jié)構(gòu)形式，再選用耐火性能好、抗爆能力強(qiáng)的框架結(jié)構(gòu)。

耐爆框架結(jié)構(gòu)一般有 3 種形式：

①現(xiàn)澆式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);

②裝配式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);

③鋼框架結(jié)構(gòu)。

第四節(jié) 爆炸危險環(huán)境電氣防爆

一、電所防爆的基本原理與措施

(一)電氣防爆基本原理

電氣設(shè)備引燃爆炸混合物有兩方面原因：

一是電氣設(shè)備產(chǎn)生的火花、電弧;

二是電氣設(shè)備表面(最口與爆炸混合物相接觸的表面)發(fā)熱。

(二)電氣防爆基本措施

(1)宜將正常運(yùn)行時產(chǎn)生火花、電弧和危險溫度的電氣設(shè)備和線路，布置在爆炸危險性較小或沒有爆炸危險的環(huán)境內(nèi)。

(2)采用防爆的電氣設(shè)備。

(3)按有關(guān)電力設(shè)備接地設(shè)計技術(shù)規(guī)程規(guī)定的一般情況不需要接地的部分，在爆炸危險區(qū)域內(nèi)仍應(yīng)接地，電氣設(shè)備的金屬外殼應(yīng)可靠接地。

(4)設(shè)置漏電火災(zāi)報警和緊急斷電裝置。

(5)安全使用防爆電氣設(shè)備。

(6)散發(fā)較空氣重的可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的甲類廠房以及有粉塵、纖維爆炸危險的乙類廠房，應(yīng)采用不發(fā)火花的地面。采用絕緣材料作整體面層時，應(yīng)采取防靜電措施。散發(fā)可燃粉塵、纖維的廠房，其內(nèi)表面應(yīng)平整、光滑，并易于清掃。

3.6.6 散發(fā)較空氣重的可燃?xì)怏w、可燃蒸氣的甲類廠房和有粉塵、纖維爆炸危險的乙類廠房。應(yīng)符合下列規(guī)定：

1.應(yīng)采用不發(fā)火花的地面。采用絕緣材料作整體面層時，應(yīng)采取防靜電措施。

2.散發(fā)可燃粉塵、纖維的廠房，其內(nèi)表面應(yīng)平整、光滑，并易于清掃。

3.廠房內(nèi)不宜設(shè)置地溝，確需設(shè)置時，其蓋板應(yīng)嚴(yán)密，地溝應(yīng)采取防止可燃?xì)怏w、可燃蒸氣和粉塵、纖維在地溝積聚的有效措施，且應(yīng)在與相鄰廠房連通處采用防火材料密封。

三、爆炸性混合物的分類、分級和分組

爆炸性氣體、易燃液體和閃點低于或等于環(huán)境溫度的可燃液體、爆炸性粉塵或易燃纖維等統(tǒng)稱為爆炸性物質(zhì)。

在大氣條件下，氣體、蒸氣、薄霧、粉塵或纖維狀的易燃物質(zhì)與空氣混合，點燃后，燃燒將在整個范圍內(nèi)迅速傳播的混合物，稱為爆炸性混合物。

(一)爆炸性物質(zhì)的分類

Ⅰ類：礦井甲烷。

Ⅱ類：爆炸性氣體混合物(含蒸氣、薄霧)。

Ⅲ類：爆炸性粉塵(含纖維)。

(二)爆炸性混合物的分級和分組

爆炸性混合物的危險性是由它的爆炸極限、傳爆能力、引燃溫度和最小點燃電流決定的。

(1)爆炸性氣體混合物

①按最大試驗安全間隙(MESG)分級分為ⅡA、ⅡB、ⅡC 三級。

ⅡA 安全間隙最大，危險性最小，ⅡC 安全間隙最小，危險性最大。

間隙越小，傳爆能力越強(qiáng)，危險性越大。

方法：最大試驗安全間隙：在標(biāo)準(zhǔn)試驗條件下，殼內(nèi)所有濃度的被試驗氣體或蒸氣與空氣的混合物點燃后，通過 25mm 長的接合面均不能點燃?xì)ね獗ㄐ詺怏w混合物的外殼空腔兩部分之間的最大間隙。安全間隙的大小反映了爆炸性氣體混合物的傳爆能力。

②按最小點燃電流(MIC)分級

方法：在溫度為 20~40℃，大氣壓力為 0.1MPa，電壓為 24V，電感為 95mH 的試驗條件下，采用 IEC 標(biāo)準(zhǔn)火花發(fā)生器對空氣電感組成的直流電路進(jìn)行 3000 次火花發(fā)生試驗，能夠點燃最易點燃混合物的最小電流。

分為ⅡA、ⅡB、ⅡC 三級，最小點燃電流越小，危險性就越大。

ⅡA 最大試驗安全間隙最大，最小點燃電流最大，危險性最小;反之，ⅡC 危險性最大。

③按引燃溫度分組

分為 T1、T2、T3、T4、T5、T6 六組。T6 引燃溫度最低，T1 引燃溫度最高。

引燃溫度：爆炸性混合物不需要用明火即能引燃的最低溫度。

引燃溫度越低的物質(zhì)，越容易引燃，越危險。

(2)爆炸性粉塵混合物

根據(jù)粉塵特性分為：ⅢA、ⅢB、ⅢC。

ⅢA——可燃性飛絮

ⅢB——非導(dǎo)電性粉塵

ⅢC——導(dǎo)電性粉塵

按引燃溫度：T11、T12、T13。

四、防爆電氣設(shè)備

(一)電氣設(shè)備的基本防爆類別

• 隔爆型 d——(1 區(qū)、2 區(qū))

• 增安型 e——(2 區(qū)，部分可用于 1 區(qū))

• 本質(zhì)安全型(i)——(ia、ib、ic、iD)

• 正壓型(p)——(1 區(qū)、2 區(qū))

• 油浸型(o)——(1 區(qū)、2 區(qū))

• 充沙型(q)——(1 區(qū)、2 區(qū))

• 無火花型(n)——僅適用于 2 區(qū)

• 澆封型(m)——(1 區(qū)、2 區(qū))

• 粉塵防爆型——(20 區(qū)、21 區(qū)、22 區(qū))

(二)防爆電氣設(shè)備類別

電氣設(shè)備分為Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類三種。

Ⅰ類：煤礦用電氣設(shè)備。

Ⅱ類：除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備。

Ⅲ類：可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備。

選型：ⅡC 類可用于ⅡAⅡBⅡC，ⅡB 可用于ⅡBⅡC,ⅡA 只能用于ⅡA

粉塵電氣設(shè)備不能通用!

(三)防爆電氣設(shè)備溫度組別

(四)防爆標(biāo)志

防爆形式+設(shè)備類別+溫度

Ex d Ⅱ BT6：ⅡB 類隔爆型 T6 組

(五)防爆電氣設(shè)備選用原則

1)電氣設(shè)備的防爆型式應(yīng)與爆炸危險區(qū)域相適應(yīng)。

2)電氣設(shè)備的防爆性能應(yīng)與爆炸危險環(huán)境物質(zhì)的危險性相適應(yīng)：

當(dāng)區(qū)域存在兩種以上爆炸危險物質(zhì)時，電氣設(shè)備的防爆性能應(yīng)滿足危險程度較高的物質(zhì)要求。

爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)，防爆電氣設(shè)備的類別和溫度組別，應(yīng)與爆炸性氣體的分類、分級和分組相對應(yīng)。

可燃性粉塵環(huán)境內(nèi)，防爆電氣設(shè)備的最高表面溫度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。

3)應(yīng)與環(huán)境條件相適應(yīng)。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)符合周圍環(huán)境內(nèi)化學(xué)的、機(jī)械的、熱、霉菌以及風(fēng)沙等不同環(huán)境條件對電氣設(shè)備的要求，電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足電氣設(shè)備在規(guī)定的運(yùn)行條件下不降低防爆性能的要求。

4)應(yīng)符合整體防爆的原則，安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、使用維修方便。

【2015 年真題】某金屬部件加工廠的濾芯拋光車間廠房內(nèi)有一地溝。對該廠房采取的下列防爆措施中，不符合要求的是( )。

A.用蓋板將車間內(nèi)的地溝嚴(yán)密封閉

B.采用不發(fā)火花的地面

C.設(shè)置除塵設(shè)施

D.采用粗糙的防滑地面

【答案】D

【2015 年真題】下列建筑電氣防爆基本措施中，錯誤的是( )。

A.選用與爆炸危險區(qū)域的分區(qū)和范圍相適應(yīng)的防爆電氣設(shè)備

B.在同時存在爆炸性氣體和粉塵的區(qū)域，按照爆炸性氣體的防爆要求選用電氣設(shè)備

C.設(shè)置防爆型剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控報警系統(tǒng)和緊急斷電裝置

D.將在正常運(yùn)行時會產(chǎn)生火花、電弧的電氣設(shè)備和線路布置在爆炸危險性小或沒有爆炸危險性的環(huán)境內(nèi)

【答案】B

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