便于泄压和减少对人的危害。同时,泄压面设置最好靠近易发生爆炸的部位,保证迅速泄压。对于爆炸时易形成尖锐碎片而四面喷射的材料,不能布置在公共走道或贵重设备的正面或附近,以减小对人员和设备的伤害作用。
有爆炸危险的甲、乙类厂房爆炸后,用于泄压的门窗、轻质墙体、轻质屋盖将会被摧毁,高压气流夹杂大量的爆炸物碎片从泄压面喷出,对周围的人员、车辆和设备等均具有一定破坏性,因此泄压面积应避免面向人员集中场所和主要交通道路。
3对于北方和西北、东北等严寒或寒冷地区,由于积雪和冰冻时间长,易增加屋面上泄压面积的单位面积荷载而使其产生较大静力惯性,导致泄压受到影响,因而设计要考虑釆取适当措施防止积雪。
总之,设计应采取措施,尽量减少泄压面积的单位质量(即重力惯性)和连接强度。
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:
A=10CV2/3(式3.6.4)
式中:A——泄压面积(m2);
V——厂房的容积(m3);
C——泄压比,可按表3.6.4选取(m2/m3)
表3.6.4厂房内爆炸性危险物质的类别与泄压比规定值(m2/m3)
厂房内爆炸性危险物质的类别 氨,粮食、纸、皮革、铅、铬、铜等K尘<10MPa·m·s-1的粉尘 木屑、炭屑、煤粉、、锡等10MPa·m·s-1≤K尘≤30MPa·m·s-1的粉尘 丙酮、汽油、甲醇、液化石油气、甲烷、喷漆间或干燥室,苯酚树脂、铝、镁、锆等K尘>30MPa·m·s-1的粉尘 乙烯 乙炔 氢 C值 ≥0.030 ≥0.055 ≥0.110 ≥0.160 ≥0.200 ≥0.250 注:长径比为建筑平面几何外形尺寸中的最长尺寸与其横截面周长的积和4.0倍的建筑横截面积之比。 【条文说明】3.6.4本条规定参照了美国消防协会标准《爆炸泄压指南》NFPA68的相关规定和公安部天津消防研究所的有关研究试验成果。在过去的工程设计中,存在依照规范设计并满足规范要求,而可能不能有效泄压的情况,本条规定的计算方法能在一定程度上解决该问题。
长细比过大的空间,会因爆炸压力在传递过程中不断叠加而产生较高的压力。以粉尘为例,如空间过长,则在爆炸后期,未燃烧的粉尘一空气混合物受到压缩,初始压力上升,燃气泄放流动会产生紊流,使燃速增大,产生较高的爆炸压力。因此,有可燃气体或可燃粉尘爆炸危险性的建筑物要避免建造得长细比过大,以防止爆炸时产生较大超压,保证所设计的泄压面积能有效作用。
3.6.5散发较空气轻的可燃气体、可燃蒸气的甲类广房,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。
【条文说明】3.6.5在生产过程中,散发比空气轻的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房上部容易积聚可燃气体,条件合适时可能引发爆炸,故在厂房上部采取泄压措施较合适,并以采用轻质屋盖效果较好。采用轻质屋盖泄压,具有爆炸时屋盖被掀掉而不影响房屋的梁、柱承重构件,可采用较大泄压面积等优点。
当爆炸介质比空气轻时,为防止气流向上在死角处积聚而不易排除,导致气体达到爆炸浓度,规定顶棚应尽量平整,避免死角,厂房上部空间要求通风良好。
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。
【条文说明】3.6.6本条为强制性标准条文。生产过程中,甲、乙类厂房内散发的较空气重的可燃气体、可燃蒸气、可燃粉尘或纤维等比空气重的可燃物质,会在建筑的下部空间靠近地面或地沟、洼地等处积聚。为防止地面因摩擦打出火花引发爆炸,避免车间地面、墙面因为凹凸不平积聚粉尘,作了本条规定,以防止在建筑内形成引发爆炸的条件。
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。。
【条文说明】3.6.7本条规定主要为尽量减小爆炸产生的破坏性作用单层厂房中如某一部分为有爆炸危险的甲、乙类生产,为防止或减少爆炸对其他生产部分的破坏、减少人员伤亡,要求甲、乙类生产部位靠建筑的外墙布置,以便直接向外泄压。多层厂房中某一部分或某一层为有爆炸危险的甲、乙类生产时,为避免因该生产设置在建筑的下部及其中间楼层,爆炸时导致结构破坏严重而影响上层建筑结构的安全,要求这些甲、乙类生产部位尽量设置在建筑的最上一层靠外墙的部位。
3.6.8有爆炸危险的甲、乙类厂房的总控制室应独立设置。
【条文说明】3.6.8本条为强制性标准条文。总控制室设备仪表较多、价值较高,是某一工厂或生产过程的重要指挥、控制、调度与数据交换、储存场所。为了保障人员、设备仪表的安全和生产的连续性,要求这些场所与有爆炸危险的甲、乙类厂房分开,单独建造。
3.6.9有爆炸危险的甲、乙类厂房的分控制室宜独立设置,当贴部外墙设置时,应采用耐火极限不低于3.00h的防火隔墙与其他部位分隔。
【条文说明】3.6.9本条规定基于工程实际,考虑有些分控制室常常和其厂房紧邻,甚至设在其中,有的要求能直接观察厂房中的设备运行情况,如分开设则要增加控制系统,增加建筑用地和造价,还给生产管理带来不便。因此,当分控制室在受条件限制需与厂房贴邻建造时,须靠外墙设置,以尽可能减少其所受危害。
对于不同生产工艺或不同生产车间,甲、乙类厂房内各部位的实际火灾危险性均可能存在较大差异。对于贴邻建造且可能受到爆炸作用的分控制室,除分隔墙体的耐火性能要求外,还需要考虑其抗爆要求,即墙体还需采用抗爆墙。
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,门应釆用甲级防火门并应与楼梯间的门错位设置。
【条文说明】3.6.10在有爆炸危险的甲、乙类厂房或场所中,有爆炸危险的区域与相邻的其他有爆炸危险或无爆炸危险的生产区域因生产工艺需要连通时,要尽量在外墙上开门,利用外廊或阳台联系或在防火墙上做门斗,门斗的两个门错开设置。考虑到对疏散楼梯的保护,设置在有爆炸危险场所内的疏散楼梯也要考虑设置门斗,以此缓冲爆炸冲击波的作用,降低爆炸对疏散楼梯间的影响。此外,门斗还可以限制爆炸性可燃气体、可燃蒸气混合物的扩散。
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。
【条文说明】3.6.11本条为强制性标准条文。使用和生产甲、乙、丙类液体的厂房,发生事故时易造成液体在地面流淌或滴漏至地下管沟里,若遇火源即会引起燃烧或爆炸,可能影响地下管沟行经的区域,危害
范围大。甲、乙、丙类液体通过下水道流失也易造成火灾或爆炸。为避免殃及相邻厂房,规定管、沟不应与相邻厂房相通,下水道需设隔油设施。
但是,对于水溶性可燃、易燃液体,采用常规的隔油设施不能有效防止可燃液体蔓延与流散,而应根据具体生产情况采取相应的排放处理措施。
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。
【条文说明】3.6.12本条为强制性标准条文。甲、乙、丙类液体,如汽油、苯、甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、煤油、柴油、重油等,一般采用桶装存放在仓库内。此类库房一旦着火,特别是上述桶装液体发生爆炸,容易在库内地面流淌,设置防止液体流散的设施,能防止其流散到仓库外,避免造成火势扩大蔓延。防止液体流散的基本做法有两种:一是在桶装仓库门洞处修筑漫坡,一般高为150mm-300mm;二是在仓库门口砌筑高度为150mm-300mm的门坎,再在门坎两边填沙土形成漫坡,便于装卸。
金属钾、钠、锂、钙、锶,氢化锂等遇水会发生燃烧爆炸的物品的仓库,要求设置防止水浸渍的设施,如使室内地面高出室外地面、仓库屋面严密遮盖,防止渗漏雨水,装卸这类物品的仓库栈台有防雨水的遮挡等措施。
3.6.13有粉尘爆炸危险的筒仓,其顶部盖板应设置必要的泄压设施。
粮食筒仓工作塔和上通廊的泄压面积应按本规范第3.6.4条的规定计算确定。有粉尘爆炸危险的其他粮食储存设施应采取防爆措施。
【条文说明】3.6.13谷物粉尘爆炸事故屡有发生,破坏严重,损失很大。谷物粉尘爆炸必须具备一定浓度、助燃剂(如氧气)和火源三个条件。表10列举了一些谷物粉尘的爆炸特性。
表10粮食粉尘爆炸特性 33物质名称 最低着火温度(℃) 最低爆炸浓度(g/m) 最大爆炸压力(kg/cm) 谷物粉尘 430 55 6.68 面粉粉尘 380 50 6.68 小麦粉尘 380 70 7.38 大豆粉尘 520 35 7.03 咖啡粉尘 360 85 2.66 麦芽粉尘 400 55 6.75 米粉尘 440 45 6.68 粮食筒仓在作业过程中,特别是在卸料期间易发生爆炸,由于筒壁设计通常较牢固,并且一旦受到破坏对周围建筑的危害也大,故在筒仓的顶部设置泄压面积,十分必要。本条未规定泄压面积与粮食筒仓容积比值的具体数值,主要由于国内这方面的试验研究尚不充分,还未获得成熟可靠的设计数据。故根据筒仓爆炸案例分析和国内某些粮食筒仓设计的实例,推荐采用0.008-0.010。
3.6.14有爆炸危险的仓库或仓库内有爆炸危险的部位,宜按本规范第3.6节规定采取防爆措施、设置泄压设施。
【条文说明】3.6.14在生产、运输和储存可燃气体的场所,经常由于泄漏和其他事钕,在建筑物或装置中产生可燃气体或液体蒸气与空气的混合物。当在这个场所的条件合适,如存在点火源且这些混合物的浓度合适时,则可能引发灾难性爆炸事故。为尽量减少事故的破坏程度,在建筑物或装置上预先开设面积足够大、用低强度材料做成的爆炸泄压设施是有效措施之一。在发生爆炸时,这些泄压设施可使建筑物或装置内由于可燃气体在密闭空间中燃烧而产生的压力能够迅速泄放,从而避免建筑物或储存装置受到严重损害。
在实际生产和储存过程中,还有许多因素影响到燃烧爆炸的发生与强度,这些很难在本规范中一一明确,特别是仓库的防爆与泄压。这有赖于专门标准进行专项研究确定。为此,本条原则规定了存在爆炸危险的仓库,需在设计中根据其实际情况考虑防爆措施和相应的泄压措施。
3.7厂房的安全疏散
3.7.1厂房的安全出口应分散布置。每个防火分区或一个防火分区的每个楼层,其相邻2个安全出口最近边缘之间的水平距离不应小于5m。
【条文说明】3.7.1本条规定了厂房安全出口布置的原则要求。
建筑物内的任一楼层或任一防火分区着火时,其中一个或多个安全出口被烟火阻挡,仍要保证有其他出口可供安全疏散和救援使用。在有的国家还要求同一房间或防火分区内的出口布置的位置,应能使同一房间或同一防火分区内最远点与其相邻2个出口中心点连线的夹角不应小于45°,以确保相邻出口用于疏散时安全可靠。本条规定了5m这一最小水平间距,设计应根据具体情况和保证人员有不同方向的疏散路径这一原则合理布置。
3.7.2厂房内每个防火分区或一个防火分区内的每个楼层,其安全出口的数量应经计算确定,且不应少于2个;当符合下列条件时,可设置1个安全出口:
1甲类厂房,每层建筑面积不大于100m2,且同一时间的作业人数不超过5人; 2乙类厂房,每层建筑面积不大于150m2,且同一时间的作业人数不超过10人; 3丙类厂房,每层建筑面积不大于250m2,且同一时间的作业人数不超过20人; 4丁、戊类厂房,每层建筑面积不大于400m2,且同一时间的作业人数不超过30人; 5地下或半地下厂房(包括地下或半地下室),每层建筑面积不大于50m2,且同一时间的作业人数不超过15人。
【条文说明】3.7.2本条为强制性标准条文。本条规定了厂房地上部分安全出口设置数量的一般要求,所规定的安全出口数量既是对一座厂房而言,也是对厂房内任一个防火分区或某一使用房间的安全出口数量要求。
要求厂房每个防火分区至少应有2个安全出口,可提高火灾时人员疏散通道和出口的可靠性。但对所有建筑,不论面积大小、人数多少均要求设置2个出口,有时会有一定困难,也不符合实际情况。因此,对面积小、人员少的厂房分别按其火灾危险性分档,规定了允许设置1个安全出口的条件:对火灾危险性大的厂房,可燃物多、火势蔓延较快,要求严格些;对火灾危险性小的,要求低些。
3.7.3地下或半地下厂房(包括地下或半地下室),当有多个防火分区相邻布置,并采用防火墙分隔时,每个防火分区可利用防火墙上通向相邻防火分区的甲级防火门作为第二安全出口,但每个防火分区必须至少有1个直通室外的独立安全出口。
【条文说明】3.7.3本条为强制性标准条文。本条规定的地下、半地下广房为独立建造的地下、半地下厂房和布置在其他建筑的地下、半地下生产场所以及生产性建筑的地下、半地下室。
地下、半地下生产场所难以直接天然采光和自然通风,排烟困难,疏散只能通过楼梯间进行。为保证安全,避免万一出口被堵住就无法疏散的情况,要求至少需设置2个安全出口。考虑到建筑面积较大的地下、半地下生产场所,如果要求每个防火分区均需设置至少2个直通室外的出口,可能有很大困难,所以规定至少要有1个直通室外的独立安全出口,另一个可通向相邻防火分区,但是该防火分区须采用防火墙与相邻防火分区分隔,以保证入员进入另一个防火分区内后有足够安全的条件进行疏散。
3.7.4厂房内任一点至最近安全出口的直线距离不应大于表3.7.4的规定。
表3.7.4厂房内任一点至最近安全出口的直线距离(m)
生产的火灾 危险性类别 甲 耐火等级 一、二级 单层厂房 30 多层厂房 25 高层厂房 ― 地下或半地下厂房(包括地下或半地下室) ― 75 50 30 ― 一、二级 80 60 40 30 一、二级 丙 60 40 ― ― 三级 50 45 一、二级 不限 不限 60 50 ― 丁 三级 一 50 ― 四级 一 一 75 60 一、二级 不限 不限 100 75 ― 戊 三级 一 60 ― ― ―~ 四级 【条文说明】3.7.4本条规定了不同火灾危险性类别厂房内的最大疏散距离。本条规定的疏散距离均为直线距离,即室内最远点至最近安全出口的直线距离,未考虑因布置设备而产生的阻挡,但有通道连接或墙体遮挡时,要按其中的折线距离计算。
通常,在火灾条件下人员能安全走出安全出口,即可认为到达安全地点。考虑单层、多层、高层厂房的疏散难易程度不同,不同火灾危险性类别厂房发生火灾的可能性及火灾后的蔓延和危害不同,分别作了不同的规定。将甲类厂房的最大疏散距离定为30m、25m,是以人的正常水平疏散速度为1m/s确定的。乙、丙类厂房较甲类厂房火灾危险性小,火灾蔓延速度也慢些,故乙类厂房的最大疏散距离参照国外规范定为75m。丙类厂房中工作人员较多,疏散时间按人员密度每2人/m2,疏散速度取办公室内的水平疏散速度(60m/min)和学校教学楼的水平疏散速度(22m/min)的平均速度(60+22)/2=41m/min。当疏散距离为80m时,疏散时间需要2min。丁、戊类厂房一般面积大、空间大,火灾危险性小,人员的可用安全疏散时间较长。因此,对一、二级耐火等级的丁、戊类厂房的安全疏散距离未作规定;三级耐火等级的戊类厂房,因建筑耐火等级低,安全疏散距离限在l00m。四级耐火等级的戊类厂房耐火等级更低,可和丙、丁类生产的三级耐火等级厂房相同,将其安全疏散距离定在60m。
实际火灾环境往往比较复杂,厂房内的物品和设备布置以及人在火灾条件下的心理和生理因素都对疏散有直接影晌,设计师应根据不同的生产工艺和环境,充分考虑人员的疏散需要来确定疏散距离以及厂房的布置与选型,尽量均匀布置安全出口,缩短疏散距离,特别是实际步行距离。
乙 3.7.5厂房内疏散楼梯、走道、门的各自总净宽度,应根据疏散人数按每100人的最小疏散净宽度不小于表3.7.5的规定计算确定。但疏散楼梯的最小净宽度不宜小于1.10m,疏散走道的最小净宽度不宜小于1.40m,门的最小净宽度不宜小0.90m。当每层疏散人数不相等时,疏散楼梯的总净宽度应分层计算,下层楼梯总净宽度应按该层及以上疏散人数最多一层的疏散人数计算。
表3.7.5厂房内疏散楼梯、走道和门的每100人最小疏散净宽度(m/百人)
厂房层数(层) 最小疏散净宽度(m/百人) 1-2 0.6 3 0.8 ≥4 1.00 首层外门的总净宽度应按该层及以上疏散人数最多一层的疏散人数计算,且该门的最小净宽度不应小于1.20m。
【条文说明】3.7.5本条规定了厂房的百人疏散宽度计算指标、疏散总净宽度和最小浄宽度要求。
厂房的疏散走道、楼梯、门的总净宽度计算,参照了国外有关规范的要求,结合我国有关门窗的模数规定,将门洞的最小宽度定为1.0m,则门的净宽在0.9m左右,故规定门的最小净宽度不小于0.9m。走道的最小净宽度与人员密集场所疏散门的最小净宽度相同,取不小于1.4m。
为保证建筑中下部楼层的楼梯宽度不小于上部楼层的楼梯宽度,下层楼梯、楼梯出口和入口的宽度要按照这一层上部各层中设计疏散人数最多一层的人数计算;上层的楼梯和楼梯出入口的宽度可以分别计算。存在地下室时,则地下部分上一层楼梯、楼梯出口和入口的宽度要按照这一层下部各层中设计疏散人数最多一层的人数计算。
3.7.6高层厂房和甲、乙、丙类多层厂房的疏散楼梯应采用封闭楼梯间或室外楼梯。建筑高度大于32m且任一层人数超过10人的厂房,应采用防烟楼梯间或室外楼梯。