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1、1,6.4 工业建筑特殊构造,防爆 防腐蚀 屏蔽,在有些特殊产品生产的工业建筑中，生产环境除通常的天然采光、自然通风外，还要进行防爆、防腐蚀、屏蔽和防震、噪声控制等特殊处理。这些问题涉及面广、综合性强，本章将针对防爆、防腐蚀、屏蔽等与建筑设计有关的特殊问题予以简要的叙述。,2,建筑物内物质发生爆炸时，在极短时间内释放出大量的“能”，产生大量高温高压的气体，使周围空气发生猛烈震荡，这种空气震荡的现象称为“冲击被”；它迅速向各个方向传播，在离爆炸中心一定范围内，人将会遭受冲击波、被炸裂的碎片伤害，建筑物将遭受倒塌和燃烧破坏。 爆炸冲击波的强度以大气压表示。人遭受冲击波伤害的情况与冲击波强度的关系如
2、下： 0 203大气压人受轻伤； 0 305大气压人受中等伤； 0 510大气压人受重伤或死亡； 10大气压以上人大部分死亡。 对于有爆炸危险的厂房，防爆技术设施分为两大类：一类是预防性技术措施；另一类是防护性技术措施。厂房防爆除注意建筑平面布置和结构外，可采取以下技术措施。,6.4.1 防 爆,3,一.通风 要使设备达到绝对密闭几乎不可能，不管多密闭的设备总会有一部分可燃气体、蒸汽或粉尘从生产设备及管道系统中泄漏出来，加之某些生产工艺(如喷漆)自身也会挥发出可燃物。因此，必须采用加强通风的方法使可燃气体、蒸汽或粉尘浓度不至于达到爆炸危险程度，一般浓度应控制在爆炸下限的15以下。对于既有爆炸性
3、又对人体有害的挥发物，则浓度控制应同时满足工业企业设计卫生标准要求。 通风系统设计应考虑可燃气体的密度。某些密度大于空气的可燃气体，如果积聚在地沟等低洼处，也有可能达到爆炸极限，此时应在车间或库房下部设置通风口，以便将可燃物及时吹走。从车间中排放含可燃物的空气时，应设置防爆通风系统，而且鼓风机叶片应采用碰击时不会产生火花的材料来制 造，通风管内应设有防火阀门，使一处发生失火时能迅速遮断管路，避免波及他处。通风措施一般分为机械通风和自然通风两种，应尽可能采用自然通风，排风机的选择应符合爆炸危险区划分的规定。,4,对于存在潜在火灾危险的厂房，由于空气中含有易爆气体，风管中气体不能循环使用，这就要求
4、排风或送风设备应有独立的风机室。 二、不发火花地面 1.不发火沥青砂浆地面 不发火沥青砂浆所用的砂子、碎石可选用石灰石、白云石、大理石等。为了增强不发火沥青砂浆的抗裂性、抗张强度、韧性及密实性，可于浆料中掺入少量粉状石棉和硅藻土等。 2.不发火混凝土地面或不发火水泥砂浆地面 不发火混凝土及砂浆的制作与普通混凝土及砂浆相同，只是注意选取不发火碎石及砂子作骨料即可。碎石粒度不超过10mm，砂子粒度为0.55mm，碎石用量为1m混凝土中不少于0.8m，砂子用量占碎石孔隙体积的1.11.3倍。 3.不发火水磨石地面 不发火水磨石地面的性能比不发火水泥砂浆地面好些，它强度及耐磨性高，表面光滑平整，不起灰
5、尘，便于冲洗，又有导电性。用于既要求防爆又要求清洁的厂房地面。,5,三.防爆墙 1.材料选 有爆炸危险的厂房和仓库，在发生爆炸时，往往引为火灾，因而建筑防爆墙 的材料，除应具有高强度外，还应具有不燃烧性，如粘土砖、混凝土、钢筋混凝土、钢板及型钢、钢绳防爆幕、砂袋等都是建造防爆墙的合适材料。 2.防爆墙构造 防爆墙不宜穿管留洞，当必须穿越管道或设备时，需采用密封措施；如需设观察窗时，应采用钢窗、夹层玻璃；开设门洞时，应设置双门斗，并采用带有密封措施和自动关闭装置的防火门。防爆墙不可用作承重墙。防爆墙的厚度由结构计算决定外，还应分别不同情况满足防火、施工、维修等要求。 防爆砖墙配置钢筋有两种做法，
6、一种是水平配置钢筋，一种是垂直配置钢筋。水平配置钢筋施工方便，所以常用水平配置钢筋防爆砖墙。,6,防 爆 石 棉 水 泥 波 瓦 屋 盖,7,四.防爆观察窗 在有爆炸危险的建筑内的操作室，为观察工艺生产情况，往往需要设置防爆观察窗。一般尺寸以300mm*500mm为宜。,五.泄压构造 .材料选择。 选择建造泄压轻质屋盖和外墙的材料，除应具有一定强度的脆性外，还应具有重量轻、耐水、不燃烧的特性，现常用石棉水泥波形瓦来建造此类屋盖和外墙。 .泄压外墙、窗、轻质屋盖构造,泄压构造举例,8,泄压轻质外墙分布要合理，应靠近可能发生爆炸的部位。最好是设置泄压轻质屋盖，以朝向天空泄压，使爆破碎片朝向天空释放
7、，避免碎片直接击中人员。设置泄压轻质外墙时，不要朝向人员较多的地方和主要交通道路。 . 防腐蚀 在工业生产过程中，建筑结构的某些部位或部件经常受到化学介质的作用而逐渐破坏，各种介质对材料所产生的破坏作用，通常称为腐蚀。 一、腐蚀性分类 腐蚀性介质按其形态和作用部位分为五大类：气态介质、腐蚀性水、酸碱盐溶液、固态介质和污染土。介质对建筑材料的腐蚀性等级根据介质的类别，结合环境湿度、作用量大小等因素确定，分为：强、中、弱、无四级。建筑材料是取建筑上部结构构配件的常用材料：钢筋混凝土、素混凝土、砖砌体、木、钢、铝。,9,二.防腐蚀构造 建筑防腐蚀构造设计的任务是选择经济适用的材料，采用合理的防护构造
8、，防止由于腐蚀性介质的作用而影响建筑物、构筑物的使用和耐久性。 1.基础仿腐蚀 地基与基础的腐蚀因素包括有地下水和土壤的侵蚀性；生产中侵蚀性液体沿地面渗入地下的污染；工业污水管或检查井中酸性污水的渗漏；杂散电流漏人地下引起对金属的电化学腐蚀等 酸性介质渗入土壤造成地下水及土壤的酸化，对基础造成腐蚀。 (1)基础材料的选择 受液相腐蚀建筑物的基础材料，应采用毛石混凝土、素混凝土或钢筋混凝土；钢筋混凝土的强度等级不应低于c20，毛石混凝土和素混凝土的强度等级不应低于c15。 (2)基础埋置深度的要求 当地面上有较多的硫酸、氢氧化钠、硫酸钠等液体作用时，基础的埋置深度不宜小于15m。,10,(3)基
9、础、基础梁的表面防护 当腐蚀性等级为强级或中级时，基础底部设耐腐蚀(碎石灌沥青)垫层，表面涂冷底子油二道，沥青胶泥两道或涂环氧沥青厚浆涂料二道。基础梁表面包裹环氧沥青玻璃布两层；或包沥青玻璃布二层或涂环氧沥青厚浆涂料两道。当腐蚀性等级为弱级时，基础不加防护，基础梁表面涂冷底子油和沥青胶泥两道。,基础、基础梁的表面保护,11,.楼地面防腐蚀 地面的面层材料，除受到腐蚀性介质的作用外，还会受到各种机械磨损或冲击作用。各种面层材料都具有各自的特性。水玻璃混凝土，虽然耐酸性能好，机械强度较高，亦耐较高温度，但不耐氢氟酸、不耐碱性介质、抗渗性差，耐水性亦欠佳。树脂类材料面层，具有耐中等浓度的酸、耐碱、致
10、密、强度高等优点，但不耐浓酸、不耐高温、对有些介质不耐腐蚀；软聚氯乙烯面层，耐中等浓度的酸、耐碱、耐水，但耐磨性差，不耐冲击、易老化等。因此要根据腐蚀介质正确选择面层材料。楼地面的防护作用主要是防止腐蚀性介质对楼地面的腐蚀，对楼板和基础等下层结构起保护作用。,12,(1)楼地面组成层次及各层次的作用和要求,楼、地面防腐蚀构造,1)面层。面层直接承受介质的腐蚀和摩擦、冲击等机械作用。应具有良好的耐腐蚀性和一定的热稳定性和抗渗、抗压、抗冲击、耐磨等机械性能。在工程中使用颇多的是耐酸石材，耐酸石材包括花岗石、石英石等，目前已经推广的还有树脂砂浆、树脂稀胶泥面层。 2)结合层。结合层起粘结面层和下面层
11、次的作用，采用耐腐蚀材料或水泥砂浆。面层及灰缝材料好或腐蚀轻微时，才采用l：2或 1：3水泥砂浆。当块材地面的灰缝与结合层采用不同材料时，用刚材料勾、灌缝的块材，不应采用柔性结合层，否则当地面受到 力冲击时，会造成灰缝处开裂。,13,3)隔离层。隔离层可提高地面的抗渗能力和弥补面层的不足，从总体上提高防腐地面工程的可靠性。隔离层应采用具有一定耐腐蚀的防水材料。适用作隔离层的主要有以下两类：一是沥青类：各种聚合物改性沥青卷材、橡胶改性沥青卷材、沥青玻璃布卷材等。二是合成高分子类：聚氯乙烯卷材、氯化物乙烯卷材、聚乙烯卷材及各种高分子防水涂料等。 4)找平层。找平层一般供粘贴隔离层用。树脂材料的找平
12、层用l：2水泥砂浆，其他找平层用1：3水泥砂浆。 5)垫层垫。层承受楼、地面自重和楼、地面传来的荷载。混凝土垫层厚度不宜小于1 2mm，强度不低于c15。钢筋混凝土楼板应有足够的强度和刚度。 6)基土层。基土层承受上部所有重量和荷载。基土层应尽量避免回填土。,()地漏防腐蚀 地漏是腐蚀性厂房中楼层地面或底层地面的重要配件。因此地漏要选择耐腐蚀而有一定强度的材料，尺寸比普通排水地漏要大，而且在构造上要严密，关键是防止连接处的渗漏。,14,()地面变形缝防腐蚀,地面变形缝是防腐蚀的薄弱环节，腐蚀性介质极易在此处渗漏造成腐蚀，故必须作严密的防渗漏处理。一般在缝底设置能变形的伸缩片，其上嵌入耐腐蚀、有
13、弹性且粘结性能好的材料，如聚氯乙烯胶泥等。 厂房防腐蚀设计尚应注意其中的金属构件防腐蚀问题。,. 屏蔽,屏蔽主要是抑制外来的或向外的电磁波干扰或电场和磁场干扰的措施。屏蔽室即为隔绝(或减弱)室内或室外电磁场和电磁波干扰的房间，使通讯一电子设备、系统和子系统在特定的工作环境中正常工作。屏蔽室是电磁兼容(EMc)技术和电磁干扰(EMI)控制技术的综合应用。屏蔽方式一般可有以下几种： 1静电屏蔽：主要抑制干扰源产生的电荷和静电荷电场，静电屏蔽是把屏蔽空间用导电金属几何封闭，遮挡电力线通过，不要求无缝连结，对金属外壳进行电磁连接，且必须接地。,15,2.磁屏蔽：用以抑制磁场的影响，采用高导磁率的铁磁物
14、质封包屏蔽室和磁设备。建筑上常用的铁磁材料为镀锌铁皮。对磁场的有效屏蔽较困难，根据低频磁场辐射不远的原理，使磁干扰源远离试验区域，是一种简便和有效的措施。 3.电磁屏蔽：利用电磁波穿过金属屏蔽层的反射损耗和二次反射损耗将干扰场削弱，屏蔽层应是电磁封闭的。任何孔洞、缝隙和进出管线、电源线、信号线都需采取相应措施。一般应用一点接地。 4电磁波吸收室、半暗室、或无回波场地：为了抑制屏蔽室电磁波乱反射，发射场地的反射干扰，采用尖楔形吸波材料构成无回波电磁波暗室或半暗室，或采用定向反射造成区域性无回波场地。 一、屏蔽室设计时考虑的主要因素 1频率范围 屏蔽室因所屏蔽的波段范围不同，采用的屏蔽方式也随之不
15、同，选用不同的材料和构造，配置不同的设备，施工方法也不相同。当频率lOkC时则必须采用电磁屏蔽和吸收暗室作法。,16,2.屏蔽效能 空间任一点未加屏蔽时电磁场场强或功率大小与屏蔽后电磁场或功率大小的比值函数称为屏蔽效能R(R在120dB之间)：,二、门窗口屏蔽作法 地漏是腐蚀性厂房中楼层地面或底层地面的重要配件。因此地漏要选择耐腐蚀而有一定强度的材料，尺寸比普通排水地漏要大，而且在构造上要严密，关键是防止连接处的渗漏。 1指形弹簧作法：使用铍铜或磷铜弹性片形成电接触。为增加屏蔽效果采用二层或三层指簧多重屏蔽。,17,2插刀作法:使用插刀插入指形弹簧沟槽内，一个插刀插入槽内形成二层指簧屏蔽、一层
16、网式接触和双边磁性封闭，因此对磁场、低频、平面波、射频微波段均有很好的屏蔽效果。用插刀或屏蔽门屏蔽效果最好。,.多叠金属箔气压密封：以气压使多叠金属箔压紧接触面，特别适合不频繁开闭的高大门体。,门窗口屏蔽做法 指形弹簧做法 插刀做法,18,三、屏蔽用成品 由于屏蔽具有专业性和严格性，有专门厂家提供各类专用成品和专用屏蔽室等。按不同的技术经济指标选购有关整体屏蔽室或专用部件及屏蔽门、波导窗、电源滤波器等。为了保证质量，最好使用专业厂商制品和专业施工单位。,四、屏蔽构造与施工 屏蔽室中的屏蔽层与地面应有良好的绝缘处理。施工须保持清洁，不得有施工废料如铁钉、钢筋等留在屏蔽之间。基层找平应平整。屏蔽层焊接后应进行超声波探伤检查焊接的可靠性。屏蔽层施工完毕后，应再进行屏蔽层效能测试。,屏蔽用成品室,19,屏蔽室各部做法简述如下： (1)沿室内顶棚、墙面、地面、门、窗连接满铺镀锌铁丝网构成封闭的六面屏蔽整体。
