化工建筑中的防爆设计措施

孙春娥，孟丽娟，彭真，孙波(中建二局第二建筑工程有限公司，广东 深圳 518000)

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，在注重精神和物质追求的同时，更加关注自身生命安全。因此，对建筑类基础设施的要求日益严格。就目前情况而言，化工行业是支撑我国经济建设发展与转型的重要行业之一。因此，我们要重视化工建筑的防爆设计工作，保障化工企业的安全生产，以此积极促进我国经济建设高质量稳健发展。

1 化工行业发展现状

随着社会经济的不断发展，我国已经逐渐成为世界化工产品生产大国。其中，合成树脂、合成橡胶以及合成纤维等产能常年稳居世界第一位。在2019年，合成树脂的产能为8 595万吨/年；合成橡胶的产能为643万吨/年；合成纤维的产能为6 553万吨/年，甚至单套规模达到80万吨/年以上的蒸汽裂解乙烯装置就有13套，进一步保障了我国化工产品的生产产量。另外，我国除化工产品的生产产量位居世界前列以外，就连化工产品的消费也是常年霸居世界第一。例如：2019年聚乙烯消费量达到3 020万吨，约占比世界总消费量的三分之一；乙二醇消费量为1 647万吨，约占比世界总消费量的二分之一。就目前情况来看，未来世界化工产品的需求增长主要来源于发展中国家，而我国就占世界增量的二分之一。因此，只有做好化工建筑的防爆设计工作才能促进我国化工行业蓬勃发展。

2 化工建筑防爆必要性

化工产品生产具有易燃、易爆等显著特点，若操作和处理不当，随时可能引发难以预料的危险事故，且危险系数较高。从制作工艺来说，化学工业是一种技术密集型且具有较高生产要求与标准的行业，其材料和产品都有各自特定、严格的检测方法和生产流程。如果其中某一项的生产环节没有达标，就会影响下一环节的正常生产活动，从而影响到化工企业的经济效益。随着经济的发展，社会的进步，更多的化工企业开始逐渐趋于自动化生产，虽然一定程度上简化了生产流程，但若在化工生产过程中采用了不正当的操作手段与方式，就可能导致更加严重的爆炸性等事故。因此，要想从根本上保障化工企业生产安全性，我们必须意识到化工建筑防爆设计工作的必要性。

3 化工工业建筑的特点

要想做好化工建筑的防爆设计工作，了解化工建筑的特点是关键环节。目前，大多数化工工业建筑都属于生产性建筑，是由建筑用途决定建筑的外观、形状等特征。从民用建筑来说，化工工业建筑需要根据自身生产工艺优化内部空间布局设计。例如机械设备厂的吊车运行就需要较大的空间，做整体平面规划的时候一定要预留足够的面积。设计人员应充分了解设计项目所涉及的生产工艺特点，针对性进行建设设计，我们才能在满足基础安全生产的前提下为化工工业建筑设计造型提供发挥空间。但从现实项目出发，我们通常受到施工技术水平、生产设备以及经济等多种因素的影响，对于大多数化工工业建筑来说，固化区域功能后设计师自由发挥的空间受到了较大的限制。

4 爆炸风险辨识

在了解化工工业建筑的特点之后，我们需要对化工工业建筑爆炸风险进行辨识。首先，收集以下几个方面的生产过程安全资料：第一，过程安全信息。例如收集化工生产设备，所需材料以及操作条件等方面。生产过程中要做好切断阀、泄压阀、泄漏检测等安全工作，测量好建筑物结构、建材等与生产单元之间的距离与方位，记录好类似化工工业建筑历史爆炸事故记录[1]；第二，检查爆炸危险物料。详细来说，就是常态化下容易挥发且密度大于空气，容易爆炸的物料。例如：乙烯、乙烷、丁烷等物料；第三，检查现场条件。仔细查看现场设备、产品堆放是否拥挤，查看有无容易引发爆炸的物质等工作。

5 化工建筑防爆设计措施

5.1 合理布置总平面

在发生爆炸事故时，要保障有爆炸危险的建筑物，不会对邻近建筑物造成损害。针对此类问题的解决措施，笔者经过实践探究，将其分为：第一，有爆炸危险的化工建筑选址应尽量避开人群密集的建筑物以及铁路运输线等重点建筑物；第二，合理布局集中规划具有爆炸危险的化工建筑工程，主要设置在厂区边缘；靠山修建的化工建筑应以小山包等地形优势形成天然的防爆屏障，一方面即可降低修建防爆围堤的建设成本，又可减少爆炸事故的危害[2]；最后，化工厂内建筑物、构筑物、生产区、仓库区以及行政区之间要根据国家现行有关设计规范、标准要求预留足够的防火间距。

5.2 建筑形式和结构选型

对存在爆炸风险的工厂与仓库，尽量采用单层建筑。单层建筑的优势是在爆炸倒塌时对周围破坏影响范围较小，并且能设置较多的安全出口，方便人群进行疏散和抢救灭火，从而减小人员伤亡与财产损失；另外，化工建筑的屋顶尽量采用泄压轻质易碎屋盖，当发生爆炸时可以最大面积增大泄压面积，快速释放室内爆炸时产生的大量气体，以防止室内堆积大量易爆气体，增大爆炸压力，从而引发强烈的爆炸事件；最后，化工建筑尽量采用开放式建筑，增大通风面积，使其长期保持自然通风状态，在生产过程中就快速稀释和释放可燃物质气体，能有效避免大型爆炸事件发生[3]。如果在爆炸事件不可避免发生的情况下，开放式建筑泄压面积大，利于释放大量气体和热量，不仅最大限度减轻了厂房破坏程度，还进一步保障了工作人员的人身安全。

5.3 设置泄压措施

做好减压工作也是化工建筑防爆设计中的重要步骤。减压措施主要是指在有爆炸危险的厂房和仓库设置泄压窗、泄压轻质屋盖以及轻质外墙等耐爆炸压力薄弱的建筑工程项目构配件。当化工建筑工程发生爆炸时，这些建筑工程项目构配件会最先破防，从而向外界释放大量可燃气体与热量，使室内的爆炸压力迅速降低，从而实现减低爆炸破坏程度，减小企业经济损失的。泄压面积主要根据爆炸性物类别以及厂房的容积确定，一般不宜超过60 kg/m2[4]。另外，化工建筑工程泄压措施应采用轻质屋盖。例如，石棉水泥波形瓦。

5.4 采取通风措施

在施工技术允许的条件下将化工建筑设计成开放式建筑有利于稀释和扩散可燃物质气体，降低室内气体浓度，防止爆炸事件发生。另外，化工建筑应设置专项通风窗与通风用门，并分类生产和存放化学产品。若该化工建筑集约化程度与储存量都较小的情况下，可用防爆墙分隔区域，以此达到分离生产化工产品的目的。

5.5 采取隔热、降温措施

在化工建筑屋顶采取一系列的隔热、降温措施，可以很大程度隔离太阳光辐射和传热，从而降低化工建筑室内的温度，规避爆炸事故发生。具体做法如下：在化工建筑屋顶涂抹高效隔热涂料等所措施，甚至可以设计架空隔热层以此达到隔离太阳辐射的目的；另外，还可采用强制降温措施或是设置足够通风口，实现化工建筑降温隔热的目的；最后，化工建筑可以安装百叶窗等隔热设施，以此规避阳光直射，引发室内温度升高，造成危险化学物质发生自燃或者爆炸的情况出现[5]。

5.6 采取隔火措施

在化工建筑总平面设计时，应将具有爆炸危险的仓库、厂房远离带有明火的食堂等建筑。如果受到一定条件限制的情况下，具有爆炸危险的化工建筑必须与周边构建物、建筑物之间保持一定的防火间距；另外，在仓库等具有爆炸危险的地区设置电机或者照明设备时，需要根据爆炸危险等级，针对性选择安全火花型、防爆充油型等设备，以规避化工建筑出现电火花引发爆炸[6]。

5.7 设置防爆措施

对不同用途和不同储存性质的仓库和厂房，需要设置防爆墙以及防爆门窗，实现化工产品分区目的。这样即使在爆炸事故发生时，防爆墙以及防爆门窗可在第一时间大幅降低爆炸对于建筑与人群的危害程度，有力缩小爆炸危害范围，从而保障企业安全生产化工产品。另外，防爆墙以及防爆门窗必须具备抗爆炸冲击波的能力，同时兼具一定的耐火性，才能在爆炸来临时最大限度地保护相关工作人员的人身安全，降低化工企业的经济损失[7]。最后，防爆墙以及防爆门窗的厚度选择取决于化工建筑的结构，才能得出计算结果，并可按照材料划分为防爆砖墙、防爆钢筋混凝土墙、防爆钢板墙等[8]；最后，防爆墙以及防爆门窗上不得设置通风孔，这样会大幅降低防爆效果。

6 结语

总而言之，在化工建设中采取一系列的防爆设计措施可以有效规避爆炸事故发生。但对于化工建筑防爆问题的处理，往往涉及到多个专业设计，各专业之间必须密切配合、综合考虑，因地制宜，针对性分析不同化工建筑工艺生产特点，合理布置总平面，科学选择建筑形式和结构，设置泄压措施，采取隔热、降温措施，采取隔火措施，设置防爆措施，多渠道多方式并行才能保障化工企业安全生产化工产品，以此促进我国经济建设高质量发展。