2019一级消防工程师技术实务基础讲义：建筑防爆

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建筑防爆

第一节 建筑防爆基本原则和措施

一、防爆原则

控制可燃物和助燃物浓度、温度、压力及混触条件，避免物料处于燃爆的危险状态;消除一切足以引起起火爆炸的点火源;采取各种阻隔手段，阻止火灾爆炸事故的扩大。

二、防爆措施

建筑防爆的基本技术措施分为预防性技术措施和减轻性技术措施。

(一)预防性技术措施

1.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)预防燃气泄漏，设置可燃气体浓度报警装置;

(5)利用惰性介质进行保护。

2.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;(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

1.采取泄压措施

在建筑围护构件设计中设置一些薄弱构件。

2.采用抗爆性能良好的建筑结构体系

强化建筑结构主体的强度和刚度，使其在爆炸中足以抵抗爆炸压力而不倒塌。

3.采取合理的建筑布置

在建筑设计时，根据建筑生产、储存的爆炸危险性，在总平面布局和平面布置上合理设计，尽量减小爆炸的影响范围，减少爆炸产生的危害。

第二节 爆炸危险性厂房、库房的布置

一、爆炸危险区域的划分及范围

(一)爆炸危险区域的划分

(1)爆炸性气体、可燃蒸气与空气混合形成爆炸性气体混合物的场所，按其出现的频繁程度和持续时间可分为 0 区、1 区和 2 区。

(2)爆炸性粉尘环境根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，可分为 20 区、21 区和 22 区。

3.2.1 爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分为 0 区、1区、2 区，分区应符合下列规定：

0 区应为连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境;

1 区应为在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境;

2 区应为在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。

4.2.2 爆炸危险区域应根据爆炸性粉尘环境出现的频繁程度和持续时间分为20区、21区、22 区，分区应符合下列规定：

20 区应为空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环境中的区域;

21 区应为在正常运行时，空气中的可燃性粉尘云很可能偶尔出现于爆炸性环境中的区域;

22 区应为在正常运行时，空气中的可燃粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘环境中的区域，即使出现，持续时间也是短暂的。

(一)爆炸危险区域的范围

(1)按释放源的级别划分。 GB50058-2014

3.2.3 释放源应按可燃物质的释放频繁程度和持续时间长短分为连续级释放源、一级释放源、二级释放源，释放源分级应符合下列规定：

1.连续级释放源应为连续释放或预计长期释放的释放源——0 区

2.一级释放源应为在正常运行时，预计可能周期性或偶尔释放的释放源——1 区

3.二级释放源应为在正常运行时，预计不可能释放，当出现释放时，仅是偶尔和短期释放的释放源——2 区

(2)根据通风条件调整爆炸危险区域划分

1)当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级(爆炸危险区域内的通风，其空气流量能使易燃物质很快稀释到爆炸下限值的 25%以下时，可定为通风良好);当通风不良时应提高爆炸危险区域等级。

2)局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械通风更为有效时，可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级。

3)在障碍物、凹坑和死角处，应局部提高爆炸危险区域等级。

4)利用堤或墙等障碍物，限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散，可缩小爆炸危险区域的范围。

二、爆炸危险性厂房、库房的布置

(一)总平面布局

(1)有爆炸危险的甲、乙类厂房、库房宜独立设置，并宜采用敞开或半敞开式，其承重结构宜采用钢筋混凝土或钢框架、排架结构。

(2)有爆炸危险的厂房、库房与周围建筑物、构筑物应保持一定的防火间距。

甲类厂房与民用建筑的防火间距不应小于 25m，与重要公共建筑的防火间距不应小于 50m，与明火或散发火花地点的防火间距不应小于 30m。

甲类库房与重要公共建筑物的防火间距不应小于 50m，与民用建筑和明火或散发火花地点的防火间距按其储存物品性质不同为 25-40m。

(3)有爆炸危险的厂房平面布置最好采用矩形，与主导风向应垂直或夹角不小于 45°，以有效利用穿堂风，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的地方。

(4)防爆厂房宜单独设置，如必须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，以避免爆炸冲击波的影响。

(二)平面和空间布置

(4)变配电站

3.3.8 变、配电站不应设置在甲、乙类厂房内或贴邻，且不应设置在爆炸性气体、粉尘环境的危险区域内。供甲、乙类厂房专用的 10kV 及以下的变、配电站，当采用无门、窗、洞口的防火墙分隔时，可一面贴邻，并应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058 等标准的规定。

乙类厂房的配电站确需在防火墙上开窗时，应采用甲级防火窗。

3.6.7 有爆炸危险的甲、乙类生产部位，宜布置在单层厂房靠外墙的泄压设施或多层厂房顶层靠外墙的泄压设施附近。

有爆炸危险的设备宜避开厂房的梁、柱等主要承重构件布置。

3.6.8 有爆炸危险的甲、乙类厂房的总控制室应独立设置。

3.6.9 有爆炸危险的甲，乙类厂房的分控制室宜独立设置，当贴邻外墙设置时，应采用耐火极限不低于 3.00h 的防火隔墙与其他部位分隔。

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。

3.6.11 使用和生产甲、乙、丙类液体的厂房，其管、沟不应与相邻厂房的管、沟相通，下水道应设置隔油设施。

3.6.12 甲、乙、丙类液体仓库应设置防止液体流散的设施。遇湿会发生燃烧爆炸的物品仓库应采取防止水浸渍的措施。

【2015 年真题】某食用油加工厂，拟新建一座单层大豆油浸出车间厂房，其耐火等级为一级，车间需要设置与生产配套的浸出溶剂中间仓库、分控制室、办公室和专用 10KV 变电所。对该厂房进行总平面布局和平面布置时，正确的措施有( )。

A.车间专用 10KV 变电所贴邻厂房建造，并用无门窗洞口的防火墙与厂房分隔

B.中间仓库在厂房内靠外墙布置，并用防火墙与其他部位分隔

C.分控制室贴邻厂房外墙布置，并采用耐火极限为 4.00h 的防火墙与厂房分隔

D.厂房平面采用矩形布置

E.办公室设置在厂房内，并与其他区域之间设耐火极限为 2.00h 的隔墙分隔

【答案】ABCD

第三节 爆炸危险性建筑的构造防爆

一、泄压

(一)泄压面积计算

爆炸能够在瞬间释放出大量气体和热量，使室内形成很高的压力，为了防止建筑物的承重构件因强大的爆炸力遭到破坏，将一定面积的建筑构、配件做成薄弱泄压设施，其面积称为泄压面积。

3.6.4 厂房的泄压面积宜按下式计算，但当厂房的长径比大于 3 时，宜将建筑划分为长径比不大于 3 的多个计算段，各计算段中的公共截面不得作为泄压面积：

式中：A 为卸压面积(㎡)

V 为厂房的容积(m³)

C 为卸压比，可按表 3.6.4 选取(㎡/m³)

解答：

1)计算厂房截面的水力直径：

(2×12.0×6.5)/(12.0+6.5)=8.43

(二)泄压设施

泄压设施可为轻质屋盖、轻质墙体和易于泄压的门窗，但宜优先采用轻质屋盖，不应采用普通玻璃。

易于泄压的门窗、轻质墙体、轻质屋盖是指门窗的单位重量轻、玻璃较薄、墙体屋盖材料密度较小、门窗选用的小五金断面较小、构造节点的处理上要求易摧毁和脱落等。

3.6.3 泄压设施宜采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等，应采用安全玻璃等在爆炸时不产生尖锐碎片的材料。

泄压设施的设置应避开人员密集场所和主要交通道路，并宜靠近有爆炸危险的部位。

作为泄压设施的轻质屋面板和墙体的质量不宜大于 60kg/㎡。

屋顶上的泄压设施应采取防冰雪积聚措施。

3.6.5 散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房，宜采用轻质屋面板作为泄压面积。顶棚应尽量平整、无死角，厂房上部空间应通风良好。

8)当采用活动板、窗户、门或其他铰链装置作为泄压设施时，必须注意防止打开的泄压孔由于在爆炸正压冲击波之后出现负压而关闭。

9)爆炸泄压孔不能受到其他物体的阻碍，也不允许冰、雪妨碍泄压孔和泄压窗的开启，需要经常检查和维护。

10)泄压面在材料的选择上除了要求重量轻以外，最好具有在爆炸时易破碎成碎块的特点，以便于泄压和减少对人的危害。

11)对于北方和西北寒冷地区，由于冰冻期长、常常积雪，易增加屋面上泄压面的单位面积荷载，使其产生较大重力惯性，从而使泄压受到影响，因而应采取适当措施防止积雪。

二、抗爆

(一)防爆结构形式的选择

对于有爆炸危险的厂房和库房，选择正确的结构形式，再选用耐火性能好、抗爆能力强的框架结构。

耐爆框架结构一般有 3 种形式：

①现浇式钢筋混凝土框架结构;

②装配式钢筋混凝土框架结构;

③钢框架结构。

第四节 爆炸危险环境电气防爆

一、电所防爆的基本原理与措施

(一)电气防爆基本原理

电气设备引燃爆炸混合物有两方面原因：

一是电气设备产生的火花、电弧;

二是电气设备表面(最口与爆炸混合物相接触的表面)发热。

(二)电气防爆基本措施

(1)宜将正常运行时产生火花、电弧和危险温度的电气设备和线路，布置在爆炸危险性较小或没有爆炸危险的环境内。

(2)采用防爆的电气设备。

(3)按有关电力设备接地设计技术规程规定的一般情况不需要接地的部分，在爆炸危险区域内仍应接地，电气设备的金属外壳应可靠接地。

(4)设置漏电火灾报警和紧急断电装置。

(5)安全使用防爆电气设备。

(6)散发较空气重的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房以及有粉尘、纤维爆炸危险的乙类厂房，应采用不发火花的地面。采用绝缘材料作整体面层时，应采取防静电措施。散发可燃粉尘、纤维的厂房，其内表面应平整、光滑，并易于清扫。

3.6.6 散发较空气重的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房和有粉尘、纤维爆炸危险的乙类厂房。应符合下列规定：

1.应采用不发火花的地面。采用绝缘材料作整体面层时，应采取防静电措施。

2.散发可燃粉尘、纤维的厂房，其内表面应平整、光滑，并易于清扫。

3.厂房内不宜设置地沟，确需设置时，其盖板应严密，地沟应采取防止可燃气体、可燃蒸气和粉尘、纤维在地沟积聚的有效措施，且应在与相邻厂房连通处采用防火材料密封。

三、爆炸性混合物的分类、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的可燃液体、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、粉尘或纤维状的易燃物质与空气混合，点燃后，燃烧将在整个范围内迅速传播的混合物，称为爆炸性混合物。

(一)爆炸性物质的分类

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)爆炸性混合物的分级和分组

爆炸性混合物的危险性是由它的爆炸极限、传爆能力、引燃温度和最小点燃电流决定的。

(1)爆炸性气体混合物

①按最大试验安全间隙(MESG)分级分为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。

间隙越小，传爆能力越强，危险性越大。

方法：最大试验安全间隙：在标准试验条件下，壳内所有浓度的被试验气体或蒸气与空气的混合物点燃后，通过 25mm 长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。安全间隙的大小反映了爆炸性气体混合物的传爆能力。

②按最小点燃电流(MIC)分级

方法：在温度为 20~40℃，大气压力为 0.1MPa，电压为 24V，电感为 95mH 的试验条件下，采用 IEC 标准火花发生器对空气电感组成的直流电路进行 3000 次火花发生试验，能够点燃最易点燃混合物的最小电流。

分为ⅡA、ⅡB、ⅡC 三级，最小点燃电流越小，危险性就越大。

ⅡA 最大试验安全间隙最大，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

分为 T1、T2、T3、T4、T5、T6 六组。T6 引燃温度最低，T1 引燃温度最高。

引燃温度：爆炸性混合物不需要用明火即能引燃的最低温度。

引燃温度越低的物质，越容易引燃，越危险。

(2)爆炸性粉尘混合物

根据粉尘特性分为：ⅢA、ⅢB、ⅢC。

ⅢA——可燃性飞絮

ⅢB——非导电性粉尘

ⅢC——导电性粉尘

按引燃温度：T11、T12、T13。

四、防爆电气设备

(一)电气设备的基本防爆类别

• 隔爆型 d——(1 区、2 区)

• 增安型 e——(2 区，部分可用于 1 区)

• 本质安全型(i)——(ia、ib、ic、iD)

• 正压型(p)——(1 区、2 区)

• 油浸型(o)——(1 区、2 区)

• 充沙型(q)——(1 区、2 区)

• 无火花型(n)——仅适用于 2 区

• 浇封型(m)——(1 区、2 区)

• 粉尘防爆型——(20 区、21 区、22 区)

(二)防爆电气设备类别

电气设备分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类三种。

Ⅰ类：煤矿用电气设备。

Ⅱ类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。

Ⅲ类：可燃性粉尘环境用电气设备。

选型：ⅡC 类可用于ⅡAⅡBⅡC，ⅡB 可用于ⅡBⅡC,ⅡA 只能用于ⅡA

粉尘电气设备不能通用!

(三)防爆电气设备温度组别

(四)防爆标志

防爆形式+设备类别+温度

Ex d Ⅱ BT6：ⅡB 类隔爆型 T6 组

(五)防爆电气设备选用原则

1)电气设备的防爆型式应与爆炸危险区域相适应。

2)电气设备的防爆性能应与爆炸危险环境物质的危险性相适应：

当区域存在两种以上爆炸危险物质时，电气设备的防爆性能应满足危险程度较高的物质要求。

爆炸性气体环境内，防爆电气设备的类别和温度组别，应与爆炸性气体的分类、分级和分组相对应。

可燃性粉尘环境内，防爆电气设备的最高表面温度应符合规范规定。

3)应与环境条件相适应。电气设备的选择应符合周围环境内化学的、机械的、热、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求，电气设备结构应满足电气设备在规定的运行条件下不降低防爆性能的要求。

4)应符合整体防爆的原则，安全可靠、经济合理、使用维修方便。

【2015 年真题】某金属部件加工厂的滤芯抛光车间厂房内有一地沟。对该厂房采取的下列防爆措施中，不符合要求的是( )。

A.用盖板将车间内的地沟严密封闭

B.采用不发火花的地面

C.设置除尘设施

D.采用粗糙的防滑地面

【答案】D

【2015 年真题】下列建筑电气防爆基本措施中，错误的是( )。

A.选用与爆炸危险区域的分区和范围相适应的防爆电气设备

B.在同时存在爆炸性气体和粉尘的区域，按照爆炸性气体的防爆要求选用电气设备

C.设置防爆型剩余电流式电气火灾监控报警系统和紧急断电装置

D.将在正常运行时会产生火花、电弧的电气设备和线路布置在爆炸危险性小或没有爆炸危险性的环境内

【答案】B

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