浅谈挥发性漆车间的防爆设计

　　摘要： 结合实际工程，论述了防爆车间的设计中生产区与办公化验及专用配电室区域的划分、防爆墙的设置和泄压面积等的问题，阐明了这些问题在该类车间中的重要性。

　　关键词： 涂料厂设计,防爆设计,防护墙,泄压面积设计

　　1工程简介

　　深圳市盟友化工有限公司是一家专业从事环保木器涂料、工业涂料系列(塑胶漆、五金烤漆)、玻璃漆等生产和销售的高新科技涂料厂。因业务发展扩大和现有用地受到限制等因素影响，该公司搬迁到珠海市高栏港精细化工区，更名为珠海市盟友化工有限公司。本涂料厂项目由生产区、储存区、公用工程区和办公区组成，其中生产区为核心。

　　在珠海市盟友化工有限公司新建项目的设计中，挥发性漆车间是该项目的一个重要部分，共有三个几乎一样的车间，这里就其中一个挥发性漆车间进行介绍和分析。该车间占地面积为1392m2，建筑面积为1728m2，内设有一个设备操作平台，左边邻贴化验室和10 KV以下的专用配电室。生产的火灾危险性的确定;生产部分区域与办公化验及专用配电室区域的划分(化验室有车间的配套辅助用途，同时也可认为具有部分办公性质);防护墙的设置;人员的安全疏散;泄压面积计算;窗的形式与选材等等，这些都成为该车间建筑设计的核心和关键。

　　挥发性漆学名叫硝基清漆，是一种淡黄色的透明液体，主要用于木质器件和金属表面的涂饰，也可用于硝基瓷漆罩光。其工艺生产过程是：先将乙醇和甲苯加入硝化绵中湿润，然后加入醋酸丁酯、醋酸乙酯、丁醇和丙酮，将硝化绵在搅拌下溶解，最后加入氨基树脂、醇酸树脂和二丁酯，充分调匀，过滤包装。从这个生产过程中，可以看出它使用了硝化绵(又名绵花火药)，硝化绵属易燃固体和爆炸品，虽较稳定但受热或储存过久，也有自燃和爆炸的危险。根据《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006)条文说明第131页表1“生产的火灾危险性分类举例”甲类每3项“硝化绵厂房及其应用部位”，符合该规范第3.1.1条甲类第3项“常温下能自行分解或在空气中氧化能导致迅速自燃或爆炸的物质”。还有，由于该生产过程所使用的原料基本为甲乙类物料。因此，该挥发性漆车间的生产火灾危险性等级被定性为甲类生产车间，且具爆炸危险性。

　　在这样一个有防爆要求的车间里，生产部分区域与办公化验及专用配电室区域应进行严格的区分。有时为了方便和节省用地，简单地把办公化验及专用配电室区域布置在生产部分区域里而不做分区，这对有爆炸危险的车间为说，显然是不利且是不行的布置方法。

　　正确的布置是把办公化验及专用配电室区域挪出生产部分区域，靠车间一端邻贴，形成不同的分区，并各自设立独自的直接对外出入口。

　　2防爆设计

　　2.1防护墙设置

　　把生产部分区域与办公化验及专用配电室区域分离出来之后，还需要在它们之间加一道有一定抗爆强度的防护墙隔开。如果增设了防护墙，有防爆危险的甲类车间如若发生爆炸，在其它泄压设施还未来得及泄压之前，该防护墙已经“在千分之几秒内承受了350-875kpa的压力”，达到保护人身安全的目的，使人的生命得到保障。

　　防护墙也叫防爆墙，指的是耐爆炸压力较强的墙。多设在有爆炸危险的车间或仓库中。防护墙的做法有几种：(1)钢筋混凝土墙;(2)砖墙配筋;(3)钢板墙。其中钢筋混凝土防爆墙为理想的防爆墙，构造做法：厚度不应小于200mm，多为500mm、800mm，甚至1m;混凝土强度不低于C20;钢筋由结构计算，但不小于混凝土强度等级：根据立方体抗压强度分为C 7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60十二级。砖墙配筋防爆墙一般用于爆炸物质不多的厂房和仓库。其构造做法：柱间距不宜大于6m，大于6m加构造柱;砖墙高度不大于6m，大于6m加过梁;砖墙厚度不小于240mm;

　　砖标号不应低于Mu7.5，砂浆标号不应低于M5;每0.5m垂直高度不应少于构造筋3φ8，两端与钢砼柱预埋焊接或24号镀锌铁丝绑扎。

　　砖标号:根据抗压、抗折强度分为： Mu 7.5、Mu10、Mu15、Mu20四级。砂浆标号：根据立方体抗压强度分为：M 0.4、M1、M 2.5、M5、M 7.5、M10六级。钢板墙防爆墙是以槽钢为骨架，钢板和骨架铆接或焊接在一起的。其做法可分为以下四种：

　　①单层或双层钢板防爆墙：钢板厚不小于6mm，立柱间、横梁间间距不应大于1.8m。

　　②双层钢板中间填砼防爆墙：中间填砼或砂，立柱间、横梁间间距不大于1.2m。

　　③钢板木板防爆墙：木板厚大于50mm。

　　④型钢防爆墙：既防爆又泄压。

　　我们可以根据车间的特点和实际情况选用。在珠海市盟友化工有限公司新建项目设计中，选择了砖墙配筋防爆墙。即设置了240mm厚的砖墙，内@500配3φ8钢筋。在防护墙上穿越管线，容易使易燃物质或火花穿过管道，从而引起事故，因此禁止在防护墙上穿孔走甲、乙、丙类液体管线。

　　对挥发性漆车间的垂直交通来说，楼梯间均应为封闭楼梯间或采用室外楼梯，并设乙级防火门与车间隔开。

　　3泄压面积设计

　　设置防护墙对爆炸气浪是“防”和“抵抗”，而设置泄压设施对爆炸气浪是“泄”与“排除”。《建筑设计防火规范》(GB 50016-2006)第3.6.2条强制规定有爆炸危险的甲、乙类生产车间应设置泄压设施。在挥发性漆车间的设计中，应对每一个分区的泄压面积是否能满足《建规》第3.6.3条要求来做计算验算。下面就珠海市盟友化工有限公司新建项目中一个甲类车间进行计算分析和验算。(下图)

　　甲类车间：简介：本车间为单层建筑物，采用混凝土柱、钢屋架、彩钢板轻钢屋面(单位质量约为30kg/ m2)、蒸压灰砂砖外墙围护结构。长、宽、高为56米(其中8米化验室等部分)、24米、8米。

　　计算：

　　(1)计算依据：《建筑设计防火规范》GB50016-2006第3.6.3条规定。

　　(2)计算过程：本建筑物的长径比为(56-8)/24=2<3;

　　①公式：A=10CV2/3(查表3.6.3，C=0.11);

　　②要求达到的泄压面积计算：A=10X0.11X(48X24X8) 2/3 =483.53m2;

　　③本建筑物主要是以轻钢屋面及门窗为泄压措施，且门窗的玻璃均为安全玻璃，其实际有的泄压面积为：

　　A1=48X24+3X1.2X12+3X3X4=1152+43.2+36=1267.2m2;④对比：A< A1;

　　(3)结论：本项目甲类车间的泄压设施可满足泄压要求。

　　4窗的形式与选材

　　对有防爆要求的厂房泄压设施除采用轻质屋盖外，还应采用易于泄压的门窗，门窗的重量要轻，玻璃要薄，门窗选用的小五金断面要小，构造节点的处理上要求易摧毁、脱落。在挥发性漆车间中均采用了铝合金推拉窗和铝合金玻璃透气窗的非燃烧体门窗，窗的玻璃为安全玻璃，当有爆炸气浪的时候，能迅速被摧毁，以达到泄压的目的。

　　5楼地面设计

　　防爆厂房的楼地面及楼梯踏步均应选用不发火花地面。就是它的地面经一定强度的撞击，不会产生火花，不会引起事故。珠海市盟友化工有限公司新建项目的甲类车间地面采用不发火花细石混凝土40厚面层。其骨料应为不发生火花的白云石或大理石石子，且须经过试验并确认为合格者。水泥应采用普通硅酸盐不泥，其标号一般不应小于425号。在原材料加工和配制时应随时检查，不得混入金属或其它易发生火花的杂质。面层分割的嵌条应采用不发生火花的材料(如铝条)配制。按爆炸和火灾危险环境电力装置要求，邻贴本车间的办公化验及专用配电室区域的地面比室外地面高出600mm。

　　6其它专业措施

　　除了建筑应采取上述措施外，其它专业也应采取相应的措施，如电气应采用防爆型的灯具和开关，电线要套管;作为车间排气换气的轴流风机要采用防爆型电机等等措施。

《浅谈挥发性漆车间的防爆设计》

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