一种计算泄压面积的推荐方法 - 消防规范研究室.pdfVIP

一种计算泄压面积的推荐方法 经建生 王宝兴 倪照鹏 （公安部天津消防科学研究所 300381） 摘要：本文给出了一种泄压面积计算方法。本方法采用了“立方体规律”，考虑了有爆炸危险厂房 容积对泄压比的影响。公式中对不同爆炸介质的厂房分了四级，分级时部分采用了公安部天 津消防科学研究所的试验数据，较好地考虑了爆炸介质对泄压比的影响。本方法还考虑了厂 房几何形状与长径比的影响，计算结果能与 NFPA68《爆炸泄压指南》（1990 版）有关公式良 好吻合。 关键词：爆炸 泄压 泄压比 1 前言 国家标准《建筑设计防火规范》GBJ16-87（1997 年版）第 3.4.3 条规定：“泄压面积与厂房体 积的比值（m2 3 ∕m）宜采用 0.05～0.22。爆炸介质威力较强或爆炸压力上升速度较快的厂房，应尽 量加大比值。体积超过 1000m3 的建筑，如采用上述比值有困难时，可适当降低，但不宜小于 0.03。” 这条内容虽然比《建筑设计防火规范》TJ16-74 相应条文有所改进，但执行过程中依然会遇到一些 困难，主要表现在泄压比值（泄压面积与厂房容积的比值）范围过大。 对于具体一种爆炸介质，厂房如何在 0.05～0.22 中选取比较合适，有人为因素存在，会导致选 取的值符合规范规定，但设计结果存在不安全或要求过严的现象。由于没有合理地考虑厂房容积对 泄压比的影响，对于大容积厂房甚至无法执行。例如氢气厂房，由于它的最大爆炸压力上升速度很 大，选 A/V=0.22（式中A为泄压面积，V 为厂房容积）。对于V=30m3 3 （3.33×3.33×3.33m）的正方 体厂房，其泄压面积 A=6.6m2 2 。而该厂房的每一侧面或顶面面积为 10m ，也即只取 0.66 个侧面（或 顶面）面积作泄压面积。对氢气爆炸特性有了解的人都知道，这点泄压面积太小了。若发生氢气爆 炸，厂房会炸飞。对于 V=3×104 3 3 m （33.3×33.3×33.3m）的立方体厂房，如采用同样的泄压比值， 则其泄压面积A=6.6×103m2 2 2 。每个侧面或顶面面积为1×103m ，四个侧面加上顶面总面积为5×103m ， 也即 5 个面全部作泄压面也满足不了 A/V=0.22 的要求，无法执行。更大的厂房，甚至连 A/V=0.05 也满足不了。因此，在此次《建筑设计防火规范》修订中，对上述问题作了专题研究，尽量采用国 内近年科研成果[1,2,3,4]，同时参考了国外规范[5,6]相关规定内容，给出了一种便于设计、审查人员应用， 同时考虑了有爆炸危险的厂房容积和爆炸介质的影响的计算方法。 2 推荐的计算方法 长径比小于等于 3 的有爆炸危险的甲、乙类生产厂房的泄压面积 A 宜按式（1）确定泄压比（A/V）， 再按式（2）计算。 A A 10 ( )1000 ⋅ 1/ 3 ⋅f ………………………………（式－1） V V V A A ( ) ⋅V …………………………………… （式－2） V 式中：A—泄压面积，m2 ； V—厂房容积，m3 ； A ( ) 2 3 —泄压比，m /m ； V A ( ) 3