防爆墙、泄压墙体的常见设计要求与防爆墙的设计算法

在化工建筑结构设计中，经常遇到需要设置防爆墙。关于防爆墙的概念，规范及资料上多有论述，理论上的概念不在此讨论范畴，仅就设计中实际问题做个讨论，抛砖引玉。

    首先，生产类别为甲、乙类（防火类别）的生产厂房、仓库是否就一定有爆炸危险？

    有举例说，黄磷是典型的甲类，但不爆炸，所以防火和防爆是两个概念，不应混淆。我同意这个观点。另外规范也特定说“有爆炸危险的甲、乙类厂房”，其定语为“有爆炸危险的”，那就是说尚有“无爆炸危险的甲乙类厂房”。这也旁证了概念的不同。

    第二，爆炸危险的区域，就是说设置的防爆墙是否在爆炸危险区域内，如果不在此区域内，是否可按防火墙设计。据我现在所知，确定爆炸危险区域一般按《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB 50058-1992）划分，但很多设计实际上是不划分的,通通按防爆。一是这个规范归电气专业，工艺及建筑专业是否执行这个规范，还是个疑问。二是划分起来也很麻烦，不反复理解规范条文，也划分不清楚。

    第三，有爆炸危险的甲乙类厂房，由什么专业计算爆炸力（作用）。我国的现有规范并没有给出相关的计算理论及计算公式，所以造成工艺专业不作为，仅将生产类别及介质条件提交给建筑专业，建筑专业仅由此条件又做不了为。我认为，计算有爆炸危险的甲乙类厂房的爆炸力（作用）应由安全专业计算，一是许多设计院也是这么分工的；二是安全专业大学本科就应在校学习过这方面内容的。

 第四，防爆墙材质的选择。防爆墙概括起来有三种——配筋实心砖防爆墙、钢筋混凝土防爆墙、钢板（型钢）防爆墙。现在还有成品的防爆墙板，但价格较昂贵，一般业主接受不了。从经济角度看，从前往后价格越来越高，从防爆效果看从前往后性能越来越高。有时我们选择了钢筋混凝土防爆墙，业主很不高兴，会说：某某设计院为什么选择的是配筋实心砖防爆墙。使得我们无言以对……。

    规范上没有明确量性规定什么条件下选择什么材质的防爆墙，查过许多资料也是不得而知，好像大家都在回避这个问题。一般仅仅说：配筋实心砖防爆墙只用于爆炸物质较少的厂房和仓库，少到多少叫做少？只有定性没有定量。最近在原化工部（好像是，待查）某部属设计院内部资料上看到，如果爆炸力（作用）小于等于2pis，也就是约小于等于13.79kPa（1psi=6.895KPa）时，可采用配筋实心砖防爆墙。我认为这个数值比较靠谱，我们单位可以采用，作为设计依据。

    这样，问题又回到上面第三项上，需要计算出爆炸力（作用）大小数值出来。实际钢筋混凝土防爆墙也要求由计算确定其厚度及配筋，也需要计算出爆炸力（作用）大小数值出来。

    第五，钢筋混凝土楼板及梁是否也需要做防爆计算。这里有两个概念，一是有爆炸危险的甲乙类厂房爆炸时，规定不能造成主体结构破坏，经简单修复即可使用；二是爆炸力（作用）是全方向的，甚至向上的力（作用）要大于其它方向，如果是反应釜之类的罐体爆炸，其作用于梁板的力，要远大于对防爆墙的作用，何况楼板一般要小于防爆墙的厚度。众所周知，我们计算的梁板配筋，是以向下的重力（作用）为主的，和爆炸力（作用）正好相反。说到这里，也就清楚了。

   第六，防爆墙是不是承重墙。实际这个问题很明确，不是承重墙。从概念上讲，就是说防爆墙不应算主体结构，爆炸时，防爆墙可以破坏（不能坍塌），甚至破坏很严重。不能因防爆墙的破坏造成主体结构内力重分布，使得计算模型与实际不符，引起主体结构连锁反应而破坏，甚至坍塌。

   如果选择的是钢筋混凝土防爆墙，就带来很疑惑的问题。钢筋混凝土防爆墙一般都镶嵌在框架梁柱内，四周也要与梁柱连接，并且防爆墙也是防火墙，不应有缝隙。这样的墙像什么？不就是剪力墙嘛。接着继续疑惑，加了防爆墙的框架结构就变成了框架剪力墙结构。一般防爆墙设置一是很长，全横向设置、全纵向设置很常见，并且中间没有洞口（不允许）分墙段，PKPM软件根本算不了（当然也不符合框架剪力墙的规定）。二是防爆墙一般设置在防爆需要的位置，离建筑平面中心比较偏。如果按剪力墙计入，刚度中心与质量中心严重不重合，平面扭转就算不过去。这也是审图中心总是对我们设计图纸提出质疑的一点。

　一、防爆墙设计要求：　　

1、防爆墙体在设计时应该采用不容易燃烧的的防火材料，防爆墙体不应该选作为房屋的承重墙。　　

2、防爆泄爆墙墙需采用配筋砖墙，如果隔壁房间里面装有重要物品时，需要采用钢筋混泥土墙。　　

3、配筋砖墙厚度由整个房屋结构来计算得出，准确计算出砖强度以及砂浆强度。　　

4、混凝土防爆墙厚度不应小于180mm，混凝土强度等级不要小于C20。　　

5、防爆墙上最好不要开孔留洞，如果水管，电线的管道需要穿过时，穿过的洞口不要太大，之后需要对孔洞进行很好的封闭处理。　　

如何配筋砖墙：墙面的身高度方向每隔500mm就需要配置水平钢筋，两边的端口要与钢筋混凝土框架进行焊接封闭。　　

二、泄压墙体设计要求：　　

1、泄压墙体的材料面积密度不宜过大。如果所选材料是难燃烧体，耐火等级不要过高，当所用材料为非燃烧体时，耐火等级不要过低。　　

2、没有保温要求的轻质墙体，应该采用纤维水泥中波瓦、阻燃型玻纤增强聚酯波形瓦或压型板等材料。　　

3、如果有保温要求的轻质墙体，保温材料应选用不燃的珍珠岩板、岩棉板、超细玻璃棉板等材料。