第十一章防火防爆与安全卫生分解文档格式.docx
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•有爆炸危险的厂房,结构选型是非常重要的。
选用耐火性能好、抗爆能力强的结构型式,在万一发生爆炸时,可避免厂房的倒塌破坏。
•钢结构的耐爆强度虽然很高,但耐火极限较差。
发生火灾爆炸时,钢结构会因高温变形而倒塌。
•采用现浇钢筋混凝土框架防爆结构的厂房,在爆炸时可避免发生倒塌破坏;
而采用承重墙结构的厂房,在爆炸时大多发生倒塌破坏。
因此,为避免爆炸时发生倒塌破坏,有爆炸危险的厂房宜采用钢筋混凝土框架防爆结构。
(3)设置泄压面积
•有爆炸危险的厂房,应尽可能采用敞开式或半敞开式结构,这样既能防止爆炸性气体或粉尘的积聚,又能保证有足够的泄压面积。
•当有爆炸危险的厂房必须采用封闭式结构时,应在靠近可能爆炸的部位设置轻质屋顶、轻质墙体和门窗等泄压设施。
由于泄压设施的耐压能力较差,因此,爆炸时将首先爆破而向外释放出大量的气体和热量,使室内的爆炸压力迅速下降,从而使承重结构免遭倒塌破坏。
•有爆炸危险的厂房,应设置必要的泄压面积。
设置的泄压面积越大,爆炸时的室内压力就越小,建筑结构遭受破坏的程度就越轻。
•我国的设计规范规定,对有爆炸危险的厂房,泄压面积与厂房体积的比值采用0.05~0.10m2m-3。
•泄压面积的布置要合理,泄压方向宜向上空,并尽量避免朝向人员集中的地方或交通要道。
当泄压设施有可能影响到邻近车间或建筑物的安全时,应在泄压设施外设置保护挡板。
(4)设置安全出口
•厂房在发生爆炸前,一般都会有一些不正常现象,即在爆炸发生前存在一定的“允许疏散时间”。
虽然允许疏散时间很短,一般只有几分钟,但若厂房有足够数量的符合要求的安全出口,工作人员就有可能在爆炸发生前跑出厂房。
•厂房外墙上设置的外开门、封闭式楼梯间、以及有防火墙或防爆墙分隔的室外楼梯,均可作为安全出口。
工作人员能否在允许疏散时间内撤出厂房,主要取决于安全出口的数量、宽度以及工作地点距安全出口的距离。
•有爆炸危险的厂房,其安全出口的数量应不少于两个。
这是因为当一个出口被火或浓烟封死后,至少还有一个出口可供人员疏散,从而可避免更严重的伤亡。
•为满足允许疏散时间的要求,应规定安全出口的宽度。
如果安全出口的宽度不足,必然会延长疏散时间,对安全疏散不利。
我国的《建筑设计防火规范》规定,厂房每层疏散楼梯、走道口和门的各自总宽度,可根据该层或该层以上各层中人数最多的一层,按不小于表11-3中的规定计算。
表11-3厂房疏散楼梯、走道和门的宽度指标
•疏散门的宽度不宜小于0.8m,疏散楼梯的宽度不宜小于1.1m,疏散走道的宽度不宜小于1.4m。
若人数少于50人,疏散门、楼梯及走道的宽度也可适当减小。
•除要规定安全出口的数量和宽度外,还要规定工作地点到厂房安全出口的距离。
厂房的安全疏散距离不应大于表11-4中的规定。
表11-4厂房的安全疏散距离
2、杜绝各种明火
•生产过程中的明火主要是指生产过程中的加热用火、维修用火和其它火源。
有火灾或爆炸危险的厂房内,不得使用电炉、煤气炉等明火加热。
任何人都不得携带火柴、打火机等火种进入有火灾或爆炸危险的厂房,更不得在其中吸烟。
应尽量避免在有火灾或爆炸危险的厂房内进行割焊操作,需检修的设备或管段应尽可能拆卸至安全地点修理,必须在现场进行割焊修理的要严格执行动火安全规定。
•此外,汽车、拖拉机、柴油机等的排气管喷火,也有可能引起火灾或爆炸。
因此,出入有火灾或爆炸危险区域的汽车、拖拉机、柴油机等必须采取相应的安全措施。
3、选用防爆型电气设备
•电气设备所引起的火灾或爆炸事故,一般由电弧、电火花、电热或漏电所引起。
设计人员应根据电气设备产生的电弧、电火花、以及电气设备表面的发热温度等情况,选择适宜的防爆型电气设备。
(1)爆炸性气体环境电器设备的选型
•根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间,爆炸性气体环境可分为0区、1区和2区。
•0区是指爆炸性气体混合物连续出现或长期出现的环境,该环境除封闭空间外很少出现;
•1区是指正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境;
•2区是指正常运行时不可能出现或即使出现也是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。
•爆炸性气体环境的电气设备选型应符合表11-5~11-7中的规定,表中“—”号表示不用或结构上不现实。
表-11-5爆炸性气体环境灯具的选型
表11-6爆炸性气体环境电机的选型
表11-7爆炸性气体环境信号、报警装置等的选型
(2)爆炸性粉尘环境电器设备的选型
•根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间,可将爆炸性粉尘环境分为10区和11区。
•10区是指爆炸性粉尘混合物连续出现或长期出现的环境
•11区是指有时会偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境。
•除含可燃性非导电粉尘或可燃纤维的11区环境采用具有防尘结构的粉尘防爆电气设备外,其它爆炸性粉尘环境均采用具有尘密结构的粉尘防爆电气设备。
(3)火灾危险环境电器设备的选型
•根据发生火灾事故的可能性、危险程度和后果,以及物质状态的不同,火灾危险环境可分为21区、22区和23区。
•21区是指具有闪点高于环境温度的可燃液体,在数量和配置上能引起火灾危险的环境
•22区是指具有悬浮状、堆积状的可燃粉尘或可燃纤维,虽不能形成爆炸性混合物,但在数量和配置上能引起火灾危险的环境
•23区是指具有固体状可燃物质,在数量和配置上能引起火灾危险的环境。
火灾危险环境电气设备的选型应符合表11-8中的规定。
表11-8火灾危险环境电气设备的选型
4、防止摩擦撞击火花
5、完善消防设施
•“以防为主,以消为辅”是消防工作的基本方针。
在工程设计中,设计人员应根据工程项目的规模、火灾危险性等情况,按有关防火防爆规范和规定的要求,设置相应的消防设施。
•有火灾或爆炸危险的场所,应安装适用的消防通讯工具,既要配备一定数量的固定消防设施(如消火栓等),也要配备一定数量的小型灭火机,对缺乏全厂性消防设施的中小型企业还应根据火灾的危险性增设一定数量的手推式灭火机。
表11-9常用灭火机的性能和用途
表11-10小型灭火机的配备数量
11.1.4洁净厂房的防火
•由于洁净厂房在建筑设计上要考虑密闭和安装净化空调系统的要求,因此,与一般的工业厂房相比,洁净厂房在布置和构造上有许多自身的特点。
洁净厂房通常是无窗的,有外窗的也多为不可开启的双层密封窗。
无窗厂房发生火灾时不易被外界发现,故其消防问题尤为突出。
洁净厂房的出入口较少,这给火灾时的人员疏散和消防人员进出带来了困难。
火灾发生后,保温及装修材料会产生大量的毒气和浓烟,加之洁净厂房的封闭式结构,对人员疏散和灭火抢救十分不利。
此外,洁净厂房中的空调风管密布,洁净室之间通过风管相通,若火灾发生时仍继续回风,则风管将成为火及烟的主要扩散通道。
•
(1)洁净厂房的耐火等级不能低于二级,厂房的层数和占地面积必须符合表11-2中的规定。
•
(2)无窗的洁净厂房应在适当位置设置门或窗,以备车间工作人员疏散和消防人员进出。
洁净厂房的每一层、每一防火分区或每一洁净区的安全出口均不能少于两个,且安全出口至最远工作点的距离必须符合表11-4中的规定。
•(3)洁净厂房内的建筑材料应选用非燃烧或难燃烧材料,以提高整个洁净厂房的防火性能。
例如,各种技术竖井的井壁应选用耐火极限不低于1h的非燃烧体;
吊顶材料应选用耐火极限不低于0.25h的非燃烧体或难燃烧体;
隔墙材料应选用耐火极限大于0.5h的非燃烧体。
•(4)净化空调系统及其附属设施应符合建筑防火的要求。
例如,空气过滤器应适应建筑防火要求,其安装骨架应采用非燃烧体;
各种风管的保温材料、消声材料和密封材料应采用非燃烧或难燃烧材料。
•(5)应防止风管或孔道成为火及烟的扩散通道。
例如,穿过楼板或防火墙的风管内应设置温感或烟感的防火阀;
穿过楼板或隔墙的管道周围空隙要做严格的防火密封处理。
表11-11几种隔墙和顶棚的燃烧性能与耐火等级
•制作人:
王志祥等PharmaceuticalEngineeringFireHazardofThunderClassificationofThunder-ProofTheMethodofThunder-ProofThunder-proofSection2PreventionofThunderandElectrostatic
11.2防雷与防静电
•11.2.1防雷
•1、雷电的火灾危险性
•打雷为激烈的放电现象,一般仅持续60毫秒,但电流达几十至几十万安,电压达几万至几十万伏,放电及各种物理效应导致火灾和爆炸危险性。
•物理效应有:
电效应、热效应、机械效应、静电效应、电磁效应、雷电波侵入及反击作用。
1、防雷分类
•根据建筑物内生产的性质、发生雷电的可能性和危害程度,按其防雷要求,可将建筑物分为三类:
•
(1)第一类防雷建筑物
•此类建筑物内存在火灾或爆炸危险环境,会因电火花而引起火灾或爆炸,从而造成巨大破坏和人身伤亡。
如具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物,即属此类;
具有1区爆炸危险环境的建筑物,且会因电火花而引起火灾或爆炸,从而造成巨大破坏和人身伤亡者,亦属此类。
•
(2)第二类防雷建筑物
•此类建筑物内存在火灾或爆炸危险环境,但电火花不易引起火灾或爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者,均属此类。
如具有2区或11区爆炸危险环境的建筑物,即属此类;
具有1区爆炸危险环境的建筑物,但电火花不易引起火灾或爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者,亦属此类。
•(3)第三类防雷建筑物
•根据雷击后对工业生产的影响,并结合当地的气象、地形、地质及周围环境等因素,确定需要防雷的具有21区、22区及23区火灾危险环境的建筑物,属于此类。
3、防雷措施
•建筑物、设备或人体一旦遭到雷击,往往会造成火灾、爆炸、触电死亡等严重的灾害事故。
因此,设计人员必须根据建筑物的防雷要求,设置相应的防雷设施。
•第一、二类防雷建筑物应有防直击雷、防雷电感应和防雷电波浸入的措施,第三类防雷建筑物应有防直击雷和防雷电波浸入的措施。
•常用的避雷装置由接闪器、引下器和接地极组成。
11.2.2防静电
•1、静电的产生
•
(1)静电产生的内界条件
•物质本身的特性,如逸出功、电阻率和介电常数等,是静电产生的内界条件。
物质的逸出功不同是静电产生的内界基础。
当两种不同的固体物质互相接触,且间距不超过2511-10m时,在接触界面上就会产生电子转移。
逸出功小的固体物质将失去电子而带正电,逸出功大的固体物质将得到电子而带负电,即在固体接触界面处形成了“双电层”,从而使两固体均带上了静电。
双电层概念不仅能解释不同固体接触界面处产生静电的原因,而且能解释固体与液体、固体与气体、以及互不相溶液体等接触界面处产生静电的原因。
(2)静电产生的外界条件
•主要有附着、摩擦、感应、极化以及温度和湿度等环境条件。
某种极性离子或自由电子附着到与地绝缘的物体上,即可使该物体带上静电或改变物体的带电状况。
•摩擦能够增加物质的接触机会和分离速度,因此能够促进静电的产生。
生产过程中,液体的输送、搅拌、喷雾等工序,液固混合物的沉降、过滤等工序,以及固体的粉碎、混合、筛分等工序中,均存在摩擦产生静电的条件。
•当带静电的物体靠近与其不相连的金属管道或设备时,管道或设备表面的不同部位会因感应而产生正、负电荷。
•将静电非导体置于电场中,其内部或表面会因极化作用而产生电荷。
如在绝缘容器中盛装带有静电的物质时,容器的外壁就会因极化作用而产生电性。
•静电的产生还与环境的温度和湿度及物质的形态和原带电状况等因素有关。
2、静电的危害
•
(1)引起火灾或爆炸
•药品生产产生静电量多很小,但电压可能很大,但物体间距离近且静电电位差>
300V,会发生静电放电而产生放电火花,当其能量≥周围可燃物的最小着火能量,且空气中易燃易爆物质的浓度≥爆炸极限时,会引起火灾或爆炸事故。
表11-12一些物质在空气中的最小着火能量
•
(2)伤害人体
•在体内产生静电积累,带来痛苦的感觉,接近或接触带电物料、管道或设备可能造成电击伤害。
•(3)影响生产
3、防静电措施
•
(1)控制静电的产生量
•药品生产中,应尽可能从工艺、材质、设备结构和操作管理等方面入手,采取措施控制静电的产生量,使其不能达到危险的程度。
例如,用管道输送易燃、易爆液体时,若液体在管内作层流流动,则静电的产生量与流速成正比,而与管内径无关;
若液体在管内作湍流流动,则静电的产生量分别与流速的1.75次方和管内径的0.75次方成正比。
因此,可通过控制流速的办法来控制静电的产生量。
表11-13是用管道输送液体时防静电流速的限制值。
表11-13管道输送液体时防静电流速的限制值
•
(2)泄漏和导走静电
•采用静电接地、空气增湿等方法,将物体所带的静电导入大地,以达到消除或减少静电,保证生产安全的目的。
生产中用来加工、贮存、输送易燃液体、气体和粉尘的金属设备、容器和管道等应连成一个连续的导电整体,并加以接地。
设备内部不能有与地绝缘的金属体。
若管道由绝缘材料制成,可在管内或管外缠绕金属丝、带或网,并将金属丝等接地。
•静电接地的连接线应具有足够的机械强度和化学稳定性,连接应当可靠,其接地电阻一般不超过100。
某些活动部件,如橡胶传动带、输送带和铁轮等处,无法设置静电接地装置,可以经常涂沫具有导电性能的润滑剂,如经常涂沫由1份甘油和1份水混合而成的润滑剂即可起到良好的导电效果。
(3)人体防静电
•人体防静电既要采取接地、穿防静电鞋和防静电工作服等措施,减少静电在人体中的积累,又要加强规章制度和安全技术教育,提高工作人员的安全意识。
•有火灾或爆炸危险环境中的工作地面、台面等,应采用抗静电材料制成。
抗静电材料对静电来说是良导体,但对220V或380V交流电压则是绝缘体,这样既能防止静电在人体中积累,又能防止误触220V或380V交流电压而致人体伤害。
•工作人员应穿戴防静电的鞋、帽和工作服,而不能穿戴以羊毛、化纤等易产生静电的材料制成的鞋、帽和衣服。
不得携带与工作无关的金属物品,如钥匙、硬币和手表等。
在与地绝缘的工作场所或接近、接触带电体时,不要穿脱工作服。
人体必须接地的场所应设金属接地棒,裸手接触即可导出人体静电。
坐着工作的场合,可在手腕上佩带接地腕带。
11.3采光与照明
•11.3.1照度与采光系数
•照度是衡量照射在室内工作面上光线强弱的指标,单位为lx(勒克司),如40W白炽灯在1m处的照度约为30lx。
照度的物理意义是单位面积上所接受的光通量。
适当增加室内光线的照度,可以提高人的视力和识别速度,使人感觉愉快、兴奋,并不易产生疲劳。
•采光系数是室内工作面上某一点的照度与同时刻室外露天地面上的肇渎之比。
为天然采光设计的依据。
11.3.2天然采光
•天然采光是利用太阳的散射光线,通过建筑物的窗口取得光线来照亮厂房。
天然光线柔和、照度大、分布均匀,工作时也不易造成阴影,是一种经济合理的照明方式。
天然采光的窗面积过小,使室内光线的照度过低,就会给生产、运输带来困难,并容易发生事故。
但采光的窗面积过大,室内的温度状况就容易受到室外环境温度的影响。
•天然采光设计就是根据室内生产对采光的要求,确定窗子的形状、尺寸及其布置方式,以保证室内光线的照度、均匀度,并避免眩光。
•天然采光有侧面采光、顶部采光和混合采光三种方式。
其中侧面采光是利用外墙上的窗口进行采光,又分单侧采光和双侧采光两种;
顶部采光是利用厂房的顶部天窗进行采光,单纯采用顶部采光方式的很少。
侧面采光比顶部采光的造价低,光线的方向性强,但均匀性差。
当厂房很宽,侧面采光不能满足采光要求时,可在厂房顶部开设天窗,即采用混合采光方式。
对采光的要求与工作的精细程度有关。
根据我国的《工业企业采光设计标准》,生产车间工作面上的采光系数应不低于表11-14所规定的数值。
表11-14生产车间工作面上的采光系数要求
11.3.3人工照明
•1、光源种类
•照明所用的光源种类很多,比较常用的有白炽灯、荧光灯、荧光高压汞灯和卤钨灯等。
白炽灯发光效率较低,但结构简单,容易起燃,是生产中应用最广泛的光源。
荧光灯优点是光线柔和,电耗相同时的发光强度要高3~5倍。
荧光高压汞灯具有光色好、发光效率高、省电、寿命长等优点,一般在视觉要求较低和厂房较高的场合中使用。
卤钨灯与白炽灯的工作原理相同,但其内充入适量的碘或溴,可将高温蒸发出的钨送回灯丝,因而使用寿命较长。
2、照明分类
•
(1)按照明方式分类:
•一般照明、局部照明、混合照明。
•
(2)按照明种类分类
•正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明、障碍照明。
3、照度标准
•照度按以下系列分级:
2500、1500、1000、750、500、300、200、150、100、75、50、30、20、10、5、3、2、1、0.5、0.2lx。
•生产车间工作面上的照度应不低于表11-15中所规定的数值。
表11-16是部分工作场所的照度推荐值。
表11-15车间工作面上的最低照度值
11.4通风
•通风的目的在于排除车间或厂房内的余热、余湿、有害气体、蒸气或粉尘等,使车间或厂房内的空气保持适宜的温度、湿度和卫生条件,从而为工作人员创造一个良好的安全卫生环境。
•按通风所用动力的不同,通风可分为自然通风和机械通风。
•按通风的范围不同,通风又可分为局部通风和全面通风。
11.4.1自然通风
•自然通风是利用室内外空气的密度差而引起的热压或风压来促使空气流动而进行的通风换气,其特点是通风量大,不需要动力,是一种既简单又经济节能的通风方式。
在工业厂房的通风设计中,应尽可能充分合理地利用自然通风,只有当自然通风不能满足要求时,才考虑机械通风。
1、热压自然通风
•热压自然通风就是利用室内、外空气的密度差,在厂房外围结构的下部设进风口(侧窗),上部或顶部设排风口(侧窗或天窗),则室外的冷空气将从下部进风口进入室内,将室内热而轻的空气挤到上部,并从上部或顶部排风口排至室外,从而达到通风换气的目的。
•由室内外空气密度差所引起的热压可用下式计算
2、风压自然通风
•当风吹向厂房时,由于厂房的阻挡,迎风面上的空气压力将超过大气压(正压),侧面和背面的空气压力因局部涡流而小于大气压(负压)。
风压自然通风就是利用厂房迎风面与背风面之间的风压差,在迎风面的外墙上设进风口,在背风面的外墙上设排风口,在风压差的推动下,室外空气将从进风口进入室内,室内空气则从排风口排至室外,从而达到通风换气的目的。
图11-2为风压自然通风原理示意图。
厂房外壁上某点的风压可用下式计算
3、自然通风的设计原则
•厂房或建筑的自然通风设计遵循的设计原则:
•
(1)总平面设计时,应尽可能将厂房的纵轴布置成东、西向,这样可避免有大面积的窗或墙受到日晒的影响。
•
(2)厂房主要迎风面一般应与当地常年主导风向成60°
~90°
角,不宜小于45°
角,并与避免西晒问题同时考虑。
•(3)厂房的平面布置不宜采用“封闭的庭院式”,应尽量布置成└型、Ц型或Ш型,其开口部分应位于当地常年主导风向的迎风面,而各翼的纵轴与主导风向成0°
~45°
角
•(4)Ц型或Ш型厂房各翼的间距不应小于相邻两翼高度和的一半,最好在15m以上。
•(5)产生大量热量或有害物质的生产过程,宜布置在单层厂房内,厂房的四周不宜修建披屋。
若必须布置在多层厂房内,则应布置在厂房的顶层;
必须布置在多层厂房的其它各层时,应避免对上层各房间内的空气造成污染。
当放散不同有害物质的生产过程布置在同一厂房内时,毒害大与毒害小的放散源应隔开。
•(6)既产生热量又产生有害物质的生产过程,若以放散热量为主时,其厂房应布置在夏季主导风向的下风侧;
若以放散有害物质为主时,其厂房应布置在全年主导风向的下风侧。
•(7)夏季进风口下缘与室内地坪的距离越小,对进风就越有利,一般采用0.3~1.2m,建议采用0.6~0.8m;
其它季节进风口下缘与室内地坪的距离一般不低于4m,当低于4m时,应采取措施以防冷风直接吹向工作地点。
•(8)为充分发挥穿堂风的作用,侧窗进、排风口的面积均应不小于侧墙面积的30%,高大设备不宜靠窗布置,厂房四周应尽量减少披屋等辅助建筑物。
11.4.2机械通风
•当自然通风不能满足要求时,就应考虑机械通风。
机械通风主要有局部排风与全面通风两种类型。
此外,对于可能会突然放散高浓度有毒、易燃、易爆气体或粉尘的场合,还应设置事故通风,这通常是临时性的大风量送风。
1、局部通风
•局部通风是将有害气体“罩起来排出去”,其特点是所需风量小,经济有效,且便于净化回收。
当厂房内的个别地点或局部区域产生有害气体或粉尘时,宜采用局部通风。
•局部通风又可分为局部送风和局部排风两大类,尤以局部排风最为经济、有效,因而也最为常用。
局部排风系统主要由排风罩(吸气罩)、风管、气体净化系统和风机组成。
每个排风系统的吸气点不宜过多,一般不超过6个。
当排出无害物质时,排风口应高出屋脊0.5m以上;
当排出有害物质时,至少应高出3~5m,并符合国家规定的排放标准。
2、全面通风
•全面通风是用大量的新鲜空气将厂房内的有害气体或粉尘稀释到国家安全卫生标准规定的最高允许浓度以下的通风方法。
当厂房内有害气体或粉尘的产生点过于分散,或整个厂房内均存在有害气体或粉尘时,宜采用全面通风。
全面通风也可作为局部通风的补充措施使用。
全面通风系统主要由吸风口、送风