《建筑设计防火规范》关于厂房和仓库的防爆技术要求

《建筑设计防火规范》关于厂房和仓库的防爆技术要求

公安部天津消防研究所建筑设计防火规范之——建筑防爆中石油大连石化储油罐起火2016-12-132010年7月16日大孤山半岛大连中石油国际储运有限公司石油库输油管线发生爆炸起火，很短时间燃烧面积多达6万m2共调集14个公安消防支队和18个企业专职消防队,出动了348辆消防车、2380余名消防员，共用消防水6万t，泡沫灭火剂1000

t“8.12”天津大爆炸事故（165人遇难）昆山中荣轮毂抛光粉尘爆炸事故2014年8月2日，江苏省昆山市中荣金属制品有限公司抛光车间发生特大粉尘爆炸事故，目前已造成75人死亡，185人受伤。本次事故是我国历史上人员伤亡最大的工业粉尘爆炸事故。第4页/共70页2016-12-132016-12-13第5页/共70页部分照片来自钟圣俊教授台湾新北市八仙水上乐园的可燃性彩色粉尘爆燃事故2015年6月27日八仙乐园晚间举办彩虹派对起火，玉米淀粉及食用色素制成的彩色可燃粉尘发生燃爆事故造成519人受伤，15人死亡。《建筑设计防火规范》GB50016-2014第7页/共40页2016-12-13口《建筑设计防火规范》整合修订本共有条文422条，新增条文69条、修改128条、删除115条；强制性标准条文165条，约占全部条文的39%口

工业建筑防爆的基本措施和要求口建筑防爆：对有爆炸危险的厂房和仓库，合理考虑建筑的布局及平面布置，采取防爆泄压措施消除或减少可燃气体、易燃液体的蒸气或可燃粉尘的产生或聚积工业建筑防爆的基本措施和要求3.6厂房和仓库的防爆》 建筑结构》 泄压设施》 地面、内表面、地沟等设置要求》 相连通处防护措施9.3

通风和空气调节》 送、排风管道》 防爆型的通风设备》 除尘器、排风系统等布置及要求》 防火阀建筑防爆第8页/共40页2016-12-13电气防爆设施防爆厂房和仓库的防爆要求口

危险对象：J 有爆炸危险厂房或仓库+内有爆炸危险的部位口

危险物质：火灾危险性甲类、乙类J 可燃气体、可燃蒸气（甲类、乙类）J 有粉尘、纤维爆炸危险（乙类）第9页/共40页2016-12-13火灾危险性分类第10页/共40页2016-12-13生产的火灾危险性应根据生产中使用或产生的物质性质及其数

量等因素划分，可分为甲、乙、丙、丁、戊类。甲类：1.

闪点＜28℃的液体2.

爆炸下限LEL＜10%的气体3.

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4.常温下受到水或空气中水蒸气的作用，能产生可燃气体并引起燃烧或爆炸的物质5．遇酸、受热、撞击、摩擦、催化以及遇有机物或硫黄等易燃的无机物，极易引起燃烧或爆炸的强氧化剂6．受撞击、摩擦或与氧化剂、有机物接触时能引起燃烧或爆炸的物质7．在密闭设备内操作温度≥物质本身自燃点的生产火灾危险性分类生产的火灾危险性—乙类：1．闪点不小于28℃，但小于60℃的液体2．爆炸下限不小于10%的气体3．不属于甲类的氧化剂4．不属于甲类的易燃固体5．助燃气体6．能与空气形成爆炸性混合物的浮游状态的粉尘、纤维、闪点不小于60℃的液体雾滴储存物品的火灾危险性特征—乙类：1．闪点不小于28℃，但小于60℃的液体2．爆炸下限不小于10%的气体3．不属于甲类的氧化剂4．不属于甲类的易燃固体5．助燃气体6．常温下与空气接触能缓慢氧化，积热不散引起自燃的物品铝粉或镁粉厂房，金属制品抛光部位，煤粉厂房、面粉厂的碾磨部位、活性炭制造及再生厂房，谷物筒仓的工作塔，亚麻厂的除尘器和过滤器室漆布及其制品油布及其制品油纸及其制品油绸及其制品硫磺，镁粉，铝粉第11页/共40页2016-12-13建规生产火灾危险性分类①

“甲类”第3项：一级易燃固体如硝化棉、赛璐珞+一级易于自燃物质，如黄磷等②

“甲类”第4项：一级遇水放出易燃气体物质：如金属钾、钠、氧化钠、氢化钙、碳化钙、磷化钙等的生产。③

“甲类”第5项强氧化剂：如氯酸钠、氯酸钾、过氧化氢、过氧化钠等的生产。④

“甲类”第6项：一级易燃固体，如赤磷、五硫化二磷12储存物品的火灾危险性分类13①

甲类储存物品的划分，主要依据我国《危险货物运输规则》中确定的Ⅰ级易燃固体、Ⅰ级易燃液体、Ⅰ级氧化剂、Ⅰ级自燃物品、Ⅰ级遇水燃烧物品和可燃气体的特性②

乙类储存物品的划分，主要依据我国《危险货物运输规则》中确定的Ⅱ级易燃固体、Ⅱ级易燃烧物质、Ⅱ级氧化剂、助燃气体、Ⅱ级自燃物品的特性。相关测试标准：口

GA536

易燃易爆危险品火灾危险性分级口

GB/T

21613~GB/T

21632 危险品

系列试验方法口

SN/T1828.1~

SN/T

1828.17 进出口危险货物分类试验方法规章范本+

试验和标准手册易燃易爆危险品特性分析爆炸特性评估·功能检查·小规模筛选测试·氧平衡/CHETAH爆炸性分析·DSC

筛选·UN

敏感性测试粉尘爆炸性分析热稳定性分析火灾分析停止爆炸物品潜在爆炸性爆炸物品非爆炸品非爆炸品可燃粉尘爆炸特性分析粉尘爆炸性筛选粉尘云？火灾风险分析热稳定性分析，RAC粉尘爆炸性分类

爆炸性、不燃性粉尘着火敏感性

MIE、MIT-C/L燃烧极限LOC、LEL防止形成易爆粉尘云通风、除尘、喷雾降

尘、惰化防止出现点火源爆炸后果严重性Pmax、Kst抑爆、隔爆、泄压《建规》厂房和仓库的防爆要求第16页/共40页2016-12-13口

布置原则J 火灾或爆炸危险的场所，应采取措施防止发生火灾或爆炸，及时控制灾害的蔓延扩大J 火灾或爆炸危险的建筑设备设置部位，能防止对人员和贵重设备造成影响或危害J 重点控制建筑内部防火分区面积和分隔构件，有较大火灾危险和爆炸危险的设备布置位置、安全疏散设施设计J 足够的防火间距/安全防护距离、城市（区域）边缘或相对独立的安全地带，全年最小频率风向的上风侧一

建筑防爆第17页/共40页2016-12-131. 爆炸危险厂房的总体布局2. 爆炸危险厂房的平面布置3. 爆炸危险厂房、仓库防爆措施4. 泄压设施要求5. 抗爆设计要求6. 爆炸危险区域的确定7. 爆炸危险环境变、配电所和控制室的布置一

建筑防爆1.

爆炸危险厂房的总体布局J 爆炸危险的甲乙类厂房宜独立设置（3.6.1），敞开或半敞开式，宜采用钢筋混凝土或钢框架、排架结构J 总控制室应独立设置（3.6.8），分控制室宜独立设置（≥3.0h防火隔墙分隔，贴临）J 干式除尘器和过滤器宜厂房外独立建筑，≥10m（≥3.0h防火隔墙+≥1.5h楼板分隔，内单独房间）（9.3.7）第18页/共40页2016-12-13一

建筑防爆第19页/共40页2016-12-132

爆炸危险厂房的平面布置J 爆炸危险生产部位（3.6.7）：单层外墙、多层顶层+泄压设施附近J 爆炸危险的设备（3.6.7）：避开梁、柱等主要承重构件J 疏散楼梯及连通处（3.6.10）：门斗（隔墙≥2.0h防火隔墙，F甲，错位）J 办公室休息室（3.3.5、3.3.9）：①不得布置甲乙厂房；必须贴临（≥二级，≥3.0h防爆墙，独立安全出口）②

仓库严禁宿舍，办公室、休息室等严禁设置在甲乙库，不应贴邻J 排风设备（9.3.9）：不得布置在地下或半地下建筑（室）内一

建筑防爆第20页/共40页2016-12-133

爆炸危险厂房、仓库防爆措施口 引火源控制（3.3.6）J 地面：不发火；J 防静电：绝缘材料整体面层防口 防止聚积J 不易设地沟，连通处防火材料封堵，下水道设置隔油设施J 地面、墙面平整、光滑，易于清扫口 遇水发生燃爆爆炸物品（3.6.12）J 防止水浸渍措施，如设防雨水遮挡口 甲、乙、丙液体仓库，防止液体流散设施（3.6.12）一

建筑防爆第21页/共40页2016-12-134

泄压设施要求口 建筑结构（3.6.1）：敞开式、半敞式，承重宜采用钢筋混凝土或钢框架、排架结构（泄压+抗爆）口 泄压材质（3.6.3）：轻质屋面板、墙体和易于泄压的门、窗等，＜60kg/m2口 设置位置（3.6.3）

：J 避开人员密集场所和主要道路，宜靠近爆炸部位；J 筒仓设置顶部盖板；J 屋顶泄压防止冰雪积聚J 轻可燃气体、蒸气甲类厂房，轻质屋面，顶棚平整无死角，通风良好(3.6.5)口 泄压面积计算(3.6.4、3.6.13)泄压面积确定口 厂房的长径比＞3，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。口 长径比：最长尺寸×L截面周长/（4.0×S横截面积）3第22页/共40页2016-12-132A

10CV厂房内爆炸性危险物质的类别C值氨，粮食、纸、皮革、铅、铬、铜等K尘＜10MPa·m·s-1≥0.030木屑、炭屑、煤粉、锑、锡等10MPa·m·s-1≤K尘≤30MPa·m·s-1的粉尘≥0.055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≥0.110乙烯≥0.160乙炔≥0.200氢≥0.250泄压比及泄压面积泄压面积构配件≤60kg/m2，NFPA68，12.5kg/m2~39.0kg/m2德国VDI：10.0kg/m2（建议尽可能采用容重更轻的材料）美国NFPA68

厂房爆炸危险等级泄压比值弱级（颗粒粉尘）0.0332中级（煤粉

、合成树脂、锌粉）0.0650强级（在干燥室内漆料、溶剂的蒸气、铝粉、镁粉等0.2200特级（丙酮、天然汽油、甲醇、乙炔、氢）尽可能大第23页/共40页2016-12-13日本厂房爆炸危险等级泄压比值弱级（谷物、纸、皮革、铅、铬、铜等粉末醋酸蒸气）0.0334中级（木屑、煤粉

、锑、锡等粉尘、乙烯树脂、尿素、合成树脂粉尘）0.0667强级（油漆干燥或热处理室、醋酸纤维、苯酚树脂粉尘、铝、镁等粉尘）0.2000特级（丙酮、汽油、甲醇、乙炔、氢）>0.2相关规范泄压要求口GB50028-2006

《城镇燃气设计规范》：调压柜体积>1.5m3

应有爆炸泄压口，≥（上盖或最大柜壁S）max×50%口

GB50041-2008《锅炉房设计规范》（15.1.2）：J 锅炉房的外墙、楼地面或屋面，应有相应的防爆措施。J 应有相当于锅炉间占地面积10％的泄压面积，泄压方向不得朝向人员聚集的场所、房间和人行通道，泄压处也不得与这些地方相邻。J 当泄压面积不能满足上述要求时，可采用在锅炉房的内墙和顶部(顶棚)敷设金属爆炸减压板作补充。注：泄压面积可将玻璃窗、天窗、质量≤120kg/m2的轻质屋顶和薄弱墙等面积包括在内。第24页/共40页2016-12-13粉尘爆炸泄压指南口GBT15605-2008

粉尘爆炸泄压指南（修订）（VDI3673：2002），适用于一般工业粉尘J 容器、筒仓与设备J 建筑物爆炸泄压(矩形建筑，如筒仓地下室、通廊或楼梯间等）J 管道泄压max St red

,max0.5MPa≤Pmax≤1MPa2016-12-13第25页/共40页DEA

8.805

10

4

P

KP

0.569V0.753(1

C

lg(L3))C

4.305

lg

Pre,max

3.547DE

2 L1L2/

最大泄爆压力：0.002MPa≤Pred,max≤0.01MPa；静开启压力：Pstat<0.5

Pred,max最大爆炸压力：粉尘爆炸指数1MPa·m/s≤Kmax≤30MPa·m/s，最大爆炸压力满足

NFPA68

爆炸泄压 可燃气体、可燃蒸气及液滴爆炸泄压J 低强度封闭空间（

Pred≤0.5bar）0v0redA

AsC

PC

Su

u

[(Pmax

1)1/

b

1](P

1)1/

22GuCd P0

1max第26页/共40页2016-12-13((v0sstatGu

Cd1/

b1/

bSu

u

Pmax

1Pmax

11

(

Pred

1)1/

bA

A(Pred

1)1/

b

P

1)

1P0

1

P

1)

1P0

1J

当减压后最大爆炸压力Pred>0.5bar基于褐煤最大爆炸压力和爆炸指数设计比较2520151050353010152030354025泄爆设备静开启压力kPa340m3容器泄压面积（m2）Pred,ma=40kPa，Pmax=0.697，Kmax=59.2MPa·m/sPred,ma=150kPa，Pmax=0.697，Kmax=59.2MPa·m/sPred,ma=200kPa，Pmax=0.697，Kmax=59.2MPa·m/sPred,ma=40kPa，Pmax=1，Kmax=15.1MPa·m/sPred,ma=150kPa，Pmax=1，Kmax=15.1MPa·m/sPred,ma=200kPa，Pmax=1，Kmax=15.1MPa·m/s褐煤煤粉仓泄爆设备泄爆面积、静开启压力与泄爆后最大爆炸压力（褐煤Pmax=0.697MPa，Kmax=59.2MPa·m/s，EF=1，L/DE=1.124，V=340m3）第27页/共70页2016-12-13泄压模拟及评估技术口有爆炸危险的乙类厂房建筑，轻质屋面做泄压设施，屋顶下方布轻质吊顶最差 CFD 爆炸

吊顶场景 数值 后果

影响确定 模拟 分析

分析FLACS

爆炸仿真模拟软件第28页/共40页2016-12-13

吊顶对爆炸后果的影响-改变吊顶质量 吊顶质量变化时火焰锋面发展与超压锋面发展对比FLACS粉尘模块（FLACS-DustEx）1.

二十升球罐标准检测的试验输入2.

输出结果的多样选择，包括二维和三维图形动画3.

从压力容器泄漏的瞬时气动扩散粉尘4.

受气流扰动或爆炸波影响的粉尘层扩散5.

高能量点燃源（例如化学点火具）6.

传感器激发的快速反应阀7.

内部压力激发的通风孔盖板8.

模拟快速反应阀和泄压来降低爆炸9.

工厂的三维实体模型10.大多数爆炸粉尘类型(KSt>10MPa

m/s)第30页/共70页2016-12-13泄压技术第31页/共40页2016-12-13口

标准规范要求：J GB/T15605

粉尘爆炸泄压（修订中，改强制）/VDI3673J NFPA68StandardonExplosionProtectionby

Deflagration

VentingJ EN14491-2006Dustexplosionventing

protective

systems

J GB

50016-2014，3.6.2J GB567爆破片安全装置

基本要求、分类及安装、型式试验口

应采取爆炸泄压的设备和建（构）筑J 有爆炸危险的厂房或厂房内有爆炸危险的部位应设置泄压设施J 筒仓、料仓、除尘器等有容积的设备J 筒仓顶的工作间、筒仓仓底以下的空间J 提升机、刮板机、封闭式皮带机等输送设备J 管道泄压设施及要求口

泄压设施J泄爆片/泄爆膜/泄爆板J

泄爆门J真空消除器口4.1.3被保护设备位于建筑内，应采取泄压管道将泄压口引导建筑外，或采取不产生火焰或火花的泄压装置（无焰泄压装置）口

4.3.4管道爆炸泄压

宜每个6m设置经向泄压口第32页/共40页2016-12-13一

建筑防爆第33页/共40页2016-12-135

抗爆设计要求口

《煤化工工程设计防火规范》5.3建筑防爆J中心控制室、区域性控制室按《石油化工控制室抗爆设计规范》GB50779有关规定采取抗爆措施，其5.3.1条推荐的爆炸冲击波参数，并采用图解法进行设计J 煤储运系统（栈桥除外）、煤粉制备等易积存煤粉的厂房或部位，其室内墙面、楼地面应采用光滑、易清洗、不积粉尘的饰面材料J装置的控制室、仪表机柜间、变配电室面向爆炸性环境侧的外墙，应采用无门窗洞口且耐火极限≥3.00h不燃烧实体墙。一

建筑防爆第34页/共40页2016-12-135

抗爆设计要求口

《煤化工工程设计防火规范》5.3建筑防爆J 爆炸危险性量化评估：• 爆炸源位置、爆炸当量• 安全防护距离• 抗爆结构墙体的计算参数• 选择适宜的产品和节点加固处理等技术J 目前国内抗爆结构的具体设计、构造要求等方面的文献资料较少，按照GB

50779-2012设计一

建筑防爆6.

爆炸危险区域的确定（GB50058）爆炸性气体环境：0区、1区、2区爆炸性粉尘环境：20区、21区、22区J IIIA——可燃性飞絮J IIIB级——非导电性粉尘J IIIC级——导电性粉尘第35页/共40页2016-12-13铝镁制品机械加工过程的粉尘第36页/共40页2016-12-13口

连续释放源（20区）J

风管及除尘器的内部J

相对封闭持续机械磨消、打磨、抛光加工区J

抛丸喷砂设备内部的抛丸喷砂加工区口

一级释放源+2m（21区）J

持续进行铝镁制品机械磨削、打磨、抛光加工的作业区域J

除尘器的清灰口及清灰作业区域J

粉尘扩散受到实体结构（墙壁等）的限制，表面为该区域边界口

二级释放源+3m（22区）J

风管的清灰口及清灰作业区域J

抛丸喷砂设备的清灰口及清灰作业区域J

持续进行铝镁制品机械磨削、打磨、抛光加工设备的清灰口及清灰作业区域J

采用手持动力工具进行铝镁制品打磨、抛光作业的作业区域

J

扩散受到实体结构（墙壁等）的限制，表面可作为该区域的边界 一

建筑防爆第37页/共40页2016-12-137爆炸危险环境变、配电所和控制室的布置口一般布置在爆炸危险场所区域范围以外口

确需毗连：J 不得设置爆炸危险场所的正上方或正下方J 尽量考虑楼梯间和外墙布置J 爆炸危险等级确定共用墙面的数量，隔墙和楼板为抹灰实体和非燃烧体J 1区和2区，室内地面高出≥0.6m二

电气防爆第38页/共40页2016-12-13口采取一定的措施消除或控制电气设备产生火花、电弧或高温的可能性，使其与易燃易爆隔离并在≤引燃温度下运行口常用措施：隔离法、限制正常的工作温度、采用隔爆外壳、本质安全电路和超前切断电源等口

主要技术要求J 导线材质、允许载流量、敷设方式J 线路的联接J 电气设备的选型和安装J 带电部件的接地三

设施防爆1

供暖系统防爆口 供暖方式：不循环使用的热风采暖（9.2.3）J 采暖管道、散热器表面接触——热表面J 水、水蒸汽的作用——遇水易燃或自热反应J 甲乙类严禁采用明火和电热散热器供暖（9.2.2）口 管道材质及敷设：不燃材料，不得穿过J 不燃材料隔热J >100℃（≥100mm），≤

100℃（≥50mm）口 散热器表面的温度（9.2.1），可燃粉尘、纤维≤82.5℃，煤廊≤130℃第39页/共40页2016-12-13三

设施防爆第40页/共40页2016-12-132

通风空调系统防爆口 通风方式：不循环使用口 管道敷设：严禁穿过防火墙和有爆炸危险的房间隔墙（9.3.2）J 送、排风管道宜分层设置J 排风管明装，采用金属管道直接通向室外安全地点J 排风设备不应布置在地下或半地下建筑（室）内口 通风设备——防爆型J 单独分隔通风机房且干管上设置防止回流设施——普通J 燃气锅炉房——事故排风机≥12次/h三

设