關于國外引進與我國現(xiàn)行規(guī)范泄爆設計方法的對比研究與在工作中的運用

楊震 彭檢波

摘要：為解決部分廠房設計中泄壓面積的計算問題，文章引進了NFPA 68 standard中的計算方法，通過對泄爆問題闡述，引進方法和《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）規(guī)范中方法的介紹、實際運用計算、結(jié)果對比分析研究和項目實際應用最終得出引進方法可以作為現(xiàn)行規(guī)范泄爆設計方法較好的補充，從總體結(jié)果上看兩者計算出的總泄壓面積基本一致，但引進方法提供的可計算物質(zhì)是現(xiàn)行規(guī)范的4.7倍，且擴展性好，通用性更強，是遇到復雜泄壓面積時值得推薦的解決方案。

關鍵詞：泄爆;防火;NFPA 68 standard;建筑設計防火規(guī)范

中圖分類號：TU892 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）12-0012-02

1泄爆問題

一般情況下，等量的同一爆炸介質(zhì)在密閉的小空間內(nèi)和在開敞的空間爆炸，爆炸壓強差別較大。在密閉的空間內(nèi)，爆炸破壞力將大很多，因此相對封閉的有爆炸危險性廠房需要考慮設置必要的泄壓設施。

據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）強制條文規(guī)定，有爆炸危險的廠房或廠房內(nèi)有爆炸危險的部位應設置泄壓設施。泄壓設施宜采用輕質(zhì)屋面板、輕質(zhì)墻體和易于泄壓的門、窗等。鑒于上述規(guī)定，泄壓面積的計算是泄爆問題的核心問題所在。

2現(xiàn)行泄壓計算方法與引進方法對比分析

2.1現(xiàn)行泄壓計算方法

現(xiàn)行泄壓計算方法見《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版），本文不贅述。

2.2引進方法

2.3.1計算結(jié)果

為研究引進方法在某些方面的優(yōu)越性，本文將基于引進方法與我國《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）計算結(jié)果進行對比分析。

為更好對比兩種計算方法，本文在長徑比分別為1、2、3、4和5時對兩種計算方法的結(jié)果比較。其中我國規(guī)范中計算方法當長徑比大于3時，需要分成長徑比不大于3的多個計算段，表1為本文用于計算而假定的建筑物尺寸以及長徑比大于3時分的不同計算段。

根據(jù)上述建筑尺寸，分別計算了常用的四種甲類物質(zhì)在不同建筑尺寸、長徑比下需要的泄壓面積。將引進方法與現(xiàn)行規(guī)范計算結(jié)果繪制成圖1與圖2。

2.3.2結(jié)果分析

根據(jù)實驗結(jié)果與計算過程可以得出兩種方法分別具有不同的特點，以下展開分析：

國家現(xiàn)行標準對于危險性相近的危化品沒有進行進一步的區(qū)分，采用了歸類確定泄壓比的方式，此方法雖易于計算，但是其缺點也比較顯著，無法依據(jù)每種?；返膶嶋H數(shù)據(jù)對其泄壓面積進行計算，對比引進方法，對于同種類中危險性較弱的物質(zhì)，安全余量較大，浪費了初投資與建材;對于同種類中危險性較強的物質(zhì)，其安全余量較引進方法又較小。從圖1與2總體上看，引進方法泄壓面積合計12，734.15m²，我國現(xiàn)行規(guī)范中方法泄壓面積合計12，754.23m²，兩者相差20.08m²，本文共做了20次不同條件下的計算，即兩種方法總值平均到每次計算下相差僅1m²，這說明兩種方法的總體安全度差異很小，具體到不同物質(zhì)上看，我國現(xiàn)行規(guī)范中方法存在部分物質(zhì)泄壓面積安全余量較引進方法過小的問題。

從計算過程上看，引進方法計算較為復雜，兩種計算方法中依據(jù)不同物質(zhì)而確定的C值含義不同，我國現(xiàn)行規(guī)范中方法中C值的含義是泄壓比，單位為m²/m²，其取值需要查表確定，但是現(xiàn)行規(guī)范中給出的C值很少，僅有25種，對于表中未給出的，鑒于泄壓比C值并非物質(zhì)的物理參數(shù)，無法查詢，規(guī)范中要求“表中未規(guī)定的，需通過試驗測定”，但是具體如何經(jīng)由試驗確定未能說明，且試驗涉及危險性如何控制，安全余量如何考慮，都使得試驗研究難度較大，各方試驗基準條件無法統(tǒng)一。對比來看，引進計算方法中C值含義為泄壓系數(shù)，單位bar^1/2，C值通過計算公式計算得出，其計算公式中僅有參數(shù)Su，基礎燃燒速度，cm/sec，也就是當Su確定時，C值也隨之確定，Su，是物質(zhì)的參數(shù)之一，可以通過引入方法Nb-PA 68 standard中的附表查詢，表中列出了117種物質(zhì)，同時基礎燃燒速度有標準的測定方法且可以經(jīng)由文獻進行查詢。

3項目實例

3.1項目簡介

2018年，我院參與到“XX燃油泵試驗臺場地建設”項目中，項目主要內(nèi)容為明確燃油泵試驗臺所需的場地并提出規(guī)劃要求和安全防護要求。

3.2項目難點

項目難點主要體現(xiàn)在以下兩個方面，一是項目試驗臺中泵、管路等設備中使用航空煤油，需要為試驗間設置一定面積的泄爆區(qū)域，而航天煤油無法運用我國現(xiàn)行規(guī)范計算出泄壓面積;二是設備間、試驗間在綜合考慮園區(qū)規(guī)劃、廠房現(xiàn)狀后無法放置在廠房的角落處，且頂部無法用于泄壓，綜合考慮后無法通過大比例擴充泄壓面積（大比例增加安全余量）來實現(xiàn)。

3.3引入方法的運用

項目整體具有危險性的房間共計尺寸為9m×7.5m×5.5m（長×寬×高），為圖3中最左側(cè)的房間，長徑比為1.42，航空煤油的基礎燃燒速度Su。為41cm/sec，計算得出泄壓面積為43.77m²，該面積廠房可以提供，使得項目泄壓問題得到了妥善解決，推進了項目進展。

4結(jié)束語

我國現(xiàn)行《建筑設計防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）中泄壓面積計算方法簡便但是提供的可用物質(zhì)少，對不同物質(zhì)間的區(qū)分弱，對于危險性相近的危化品安全余量留有量較為不均勻。因而在現(xiàn)行規(guī)范無法滿足要求時本文引進方法可以作為較好的補充，從總體結(jié)果上看兩者計算出的總泄壓面積基本一致，但引進方法提供的物質(zhì)是現(xiàn)行規(guī)范可計算物質(zhì)的4.7倍，且擴展性好，通用性更強，是遇到復雜泄壓面積時值得推薦的解決方案。