論文摘要：本文通過(guò)理論分析與系統(tǒng)總結(jié), 提出化工廠建筑物防爆、抗暴的措施方法，為化工廠建筑結(jié)構(gòu)和其他類型建筑物的抗爆設(shè)計(jì)及加固提供參考，防止爆炸造成連鎖反應(yīng)，以減少甚至避免爆炸帶來(lái)的巨大生命財(cái)產(chǎn)損失。
論文關(guān)鍵詞：化工廠建筑物,防爆,措施
引言
石油化工廠由于其重要的經(jīng)濟(jì)位置與地位，往往是恐怖爆炸襲擊的主要目標(biāo)。另外，石油化工設(shè)備內(nèi)部具有高壓高溫特點(diǎn)，也容易發(fā)生爆炸�？紤]到石油化工廠具有重要的戰(zhàn)略地位，因此，化工廠涉及的建筑物如何抵御突發(fā)爆炸荷載的襲擊，最大限度地降低人員的傷亡和各種財(cái)產(chǎn)的損失，已經(jīng)是擺在技術(shù)人員面前需要進(jìn)行系統(tǒng)研究和亟待解決的實(shí)際問(wèn)題。爆炸災(zāi)害的發(fā)生，不但會(huì)造成財(cái)產(chǎn)破壞和人員傷亡的直接損失，還會(huì)造成很大的效應(yīng)，如：影響社會(huì)的正常生活秩序和社會(huì)的穩(wěn)定，引發(fā)嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。引起生產(chǎn)部門停工停產(chǎn)，直接導(dǎo)致事故單位的效益滑坡，生產(chǎn)力下降。同時(shí)還會(huì)給工人們?cè)斐煽只判睦�，影響他們的生產(chǎn)積極性，間接影響生產(chǎn)效益的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。在高科技越來(lái)越密集、經(jīng)濟(jì)規(guī)模越來(lái)越宏大的今天，化工廠爆炸災(zāi)害的潛在可能性增加，事故的危害程度進(jìn)一步增加，預(yù)防爆炸等安全問(wèn)題往往成為重大社會(huì)經(jīng)濟(jì)決策的核心問(wèn)題。
1爆炸概述
爆炸是大量能量在有限體積和極短時(shí)間內(nèi)迅速釋放或急驟轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。就其產(chǎn)生的原因來(lái)說(shuō)，可以分成物理爆炸、化學(xué)爆炸和核爆炸。巨大能量快速地、突然地釋放叫做爆炸，持續(xù)時(shí)間以毫秒計(jì)，是一種極其迅速的物理或化學(xué)的能量釋放過(guò)程，在此過(guò)程中，系統(tǒng)的潛能轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，然后對(duì)外作功。高密度壓縮炸藥爆炸能產(chǎn)生30MPa壓強(qiáng)、3000-4000℃高溫的熱氣因?yàn)闅怏w體積迅速膨脹，在氣體前端形成了層壓縮氣體爆炸沖擊波，它包含了爆炸釋放的大部分能量沖擊波壓力立即上升到周圍空氣壓力之上，這被稱為側(cè)向超壓，它隨沖擊波膨脹離爆炸源的距離而衰減，在很短的時(shí)間內(nèi)，沖擊波前端之后的壓力可降到周圍空氣壓力以下，在負(fù)壓期間,空氣被吸走，出現(xiàn)部分真空同時(shí)這個(gè)過(guò)程還伴有高速風(fēng)，會(huì)將爆炸源產(chǎn)生的碎片帶離很遠(yuǎn)，外部爆炸時(shí)有一部分能量傳到地面，造成地面彈坑并產(chǎn)生類似地震的地面震動(dòng)波。
2建筑結(jié)構(gòu)的抗爆設(shè)計(jì)
隨著爆炸沖擊波的擴(kuò)散,在爆炸沖擊波波及的范圍內(nèi)所有建筑物都會(huì)受到影響而損壞。大體分為三種，（1）爆炸荷載對(duì)面向爆炸源一側(cè)的外部結(jié)構(gòu)構(gòu)件所產(chǎn)生的破壞；（2）爆炸荷載對(duì)建筑內(nèi)部樓蓋、屋蓋、柱、梁等構(gòu)件所產(chǎn)生的破壞；（3）爆炸荷載對(duì)建筑物側(cè)向或背向所產(chǎn)生的破壞。從而看出，爆炸荷載的直接作用所產(chǎn)生的后果,主要是由于爆炸荷載引起的構(gòu)件破壞。所以從建筑結(jié)構(gòu)上講，要滿足一些要求。
2.1建筑物應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)體系和受力性能。為避免由于爆炸沖擊波而導(dǎo)致建筑物的倒塌,采用堅(jiān)固的鋼筋混凝土框、排架結(jié)構(gòu)體系。梁、柱、樓板在內(nèi)的各構(gòu)件在爆炸荷載的作用下應(yīng)達(dá)到一定的受力性能,設(shè)計(jì)中,避免采用對(duì)抵抗爆炸荷載不利的結(jié)構(gòu)形式和構(gòu)件,就能夠減輕結(jié)構(gòu)的損傷。鋼結(jié)構(gòu)的廠房則應(yīng)根據(jù)不同的耐火等級(jí)選用防火涂料,也可以在鋼構(gòu)件上外包上非燃燒材的覆蓋層,其厚度應(yīng)保證構(gòu)件的耐火時(shí)間。
2.2在允許下降低建筑物的高度。有爆炸危險(xiǎn)的廠房和倉(cāng)庫(kù)盡量采用單層建筑。為擋住室外可燃?xì)怏w混合物侵入，可抬高室內(nèi)地坪使之高出露天裝置區(qū)的地面。選取較低的層高。當(dāng)樓板或主梁因偶然作用發(fā)生坍落時(shí),短柱可以預(yù)防建筑物可能發(fā)生整體失穩(wěn)，從而防止構(gòu)件發(fā)生一系列的繼發(fā)失效。
2.3對(duì)主要受力構(gòu)件加強(qiáng)保護(hù)。減少受力構(gòu)件受到爆炸荷載的直接作用。例如可以在鋼構(gòu)件外包防火涂料或石膏板以用來(lái)防火，鋼柱外包混凝土防止受到直接沖擊。
2.4防止外來(lái)爆炸碎片的間接損害�？刹捎煤侠砭S護(hù)結(jié)構(gòu)及門窗設(shè)計(jì)，如外墻應(yīng)用耐火極限限不低于3小時(shí)的非燃燒墻,開(kāi)窗面積盡量小，采用耐火性能較好夾絲玻璃,門應(yīng)避開(kāi)迎爆面方向設(shè)置,或門外設(shè)擋墻或門斗。
3結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)
在遭受爆炸等偶然荷載作用以后,結(jié)構(gòu)只發(fā)生一定范圍內(nèi)的破壞而不產(chǎn)生與初始破壞荷載不成比例的連續(xù)倒塌。
3.1拆除構(gòu)件法。拆除構(gòu)件法是將結(jié)構(gòu)中某個(gè)或某幾個(gè)柱、墻等承重構(gòu)件拆除,并對(duì)剩余結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,確定由初始破壞所引起的結(jié)構(gòu)最終破壞程度和結(jié)構(gòu)對(duì)荷載重新分配的能力。
采用不發(fā)火地面：可用銅板、鋁板等有色金屬材料局部鋪設(shè)在水泥砂漿地面上，采用不發(fā)火水泥石砂、細(xì)石混凝土、水磨石等；防靜電設(shè)施：對(duì)建筑物中容易產(chǎn)生靜電的部位設(shè)置導(dǎo)除靜電接地裝置，接地裝置要連接形成環(huán)形接地網(wǎng)，以避免單根接地裝置斷路失效；防止撞擊摩擦：易燃易爆等管道不得穿越辦公室等與生產(chǎn)無(wú)關(guān)的房間，并安裝穩(wěn)固，防止掉落產(chǎn)生火花。配電室等易產(chǎn)生電火花的房間室內(nèi)地平應(yīng)比該廠房地面高出500mm以上。防爆廠房不宜鋪設(shè)運(yùn)輸鐵軌，如必須鋪設(shè)，應(yīng)靠外墻布置，常通風(fēng)。
4.2泄壓
4.2.1泄壓方式。泄壓措施是設(shè)置泄壓輕質(zhì)屋蓋、輕質(zhì)外墻、泄壓窗等耐爆炸壓力最薄弱的建筑構(gòu)配件,當(dāng)發(fā)生爆炸時(shí)它們最先遭到破壞或開(kāi)啟，向外釋放氣體和熱量，降低室內(nèi)壓力，防止承重構(gòu)件破壞倒塌。
4.2.2泄壓面位置。應(yīng)避開(kāi)人員集中的場(chǎng)所和主要交通道路，宜靠近容易發(fā)生爆炸的部位。
4.3建筑物平面布置
有爆炸危險(xiǎn)的廠區(qū)要避開(kāi)居民點(diǎn)、學(xué)校、工業(yè)區(qū)、旅游區(qū)重點(diǎn)建筑物、鐵路和公路運(yùn)輸線、高壓輸電線等；,對(duì)有爆炸危險(xiǎn)的建筑物在總平面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)集中分區(qū)布置。有爆炸危險(xiǎn)的建筑物盡可能布置在廠區(qū)邊緣。山區(qū)建廠，應(yīng)利用地形和自然屏障，減少爆炸事故的危害。
5化工廠建筑物應(yīng)符合國(guó)家防爆設(shè)施規(guī)范
具有火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)的化工生產(chǎn)過(guò)程的防火、防爆設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)規(guī)范,火災(zāi)和具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的電氣裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。就化工建筑設(shè)計(jì)而言,與防爆有關(guān)的規(guī)范主要有GB50016-2006《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和GB50058―92《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》,乙炔站設(shè)計(jì)規(guī)范等等。
5.1具有易燃易爆的工藝生產(chǎn)裝置、設(shè)備、管道，宜按生產(chǎn)特點(diǎn)，應(yīng)集中聯(lián)合布置，采用露天、敞開(kāi)或半敞開(kāi)的建筑物。
5.2明火設(shè)備應(yīng)集中布置在裝置的邊緣，應(yīng)遠(yuǎn)離可燃?xì)怏w和易燃易爆物質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)備及儲(chǔ)槽，并應(yīng)布置在上風(fēng)向。
5.3化工生產(chǎn)裝置的建筑物均應(yīng)有可靠的防雷電保護(hù)措施，防雷電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。獨(dú)立的避雷針應(yīng)有獨(dú)立的接地裝置。
5.4具有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)的生產(chǎn)設(shè)備和管道應(yīng)設(shè)計(jì)安全閥、爆破板等防爆泄壓系統(tǒng)，對(duì)于輸送可燃性物料并有可能產(chǎn)生火焰蔓延的放空管和管道間，應(yīng)設(shè)置阻火器、水封等阻火設(shè)施。
結(jié)束語(yǔ)
在化工廠生產(chǎn)過(guò)程中，其所使用的原料、半成品到成品等物質(zhì)大多是易燃、易爆和有毒的，這些物質(zhì)往往在高溫、高壓或冷凍的條件下，通過(guò)密閉的設(shè)備、容器和管線中進(jìn)行連續(xù)的反應(yīng)和輸送，極易發(fā)生爆炸。一旦爆炸會(huì)給化工生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的影響以及造成重大的損失，還可能造成人員的傷亡，我們理所當(dāng)然地應(yīng)該避免此類現(xiàn)象的發(fā)生。由于爆炸的不確定性，工程設(shè)計(jì)人員必須遵照現(xiàn)行頒布的國(guó)家規(guī)范、法規(guī)及有關(guān)規(guī)定，優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用新型建筑材料,針對(duì)不同建筑采取不同的防爆抗暴措施方法,從而減輕爆炸對(duì)于財(cái)產(chǎn)和人員的損害。
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