浅析医药工业地面的设计施工-NFJ防静电不发火

2023-03-30

概述

在制药企业药品合成车间、发酵提取车间、制剂车间,由于使用了大量的具有挥发性的可燃有机物质(比如甲醇、乙醇、丙酮),这些物质的蒸气与空气混合成一定比例,达到爆炸浓度,遇到火花就会发生燃烧或者爆炸,这些车间自然就成了易燃易爆危险区域。地面是人员和设备接触最频繁的区域,同时又兼备由工艺方面设备运转,物料堆积,人员带电等产生的静电散耗和导走的重要构件,因此,防爆设计中应把地面安全作为设计的重要因素来对待。以往由于规范不明确,施工人员意识淡薄,造成的爆炸事故屡屡发生,本文对医药厂房的防爆地面设计及施工做全面论述。

一.制药车间防爆区域地面设计依据

1 建筑设计防火规范

国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016—2014,由公安部天津消防研究所和公安部四川消防研究所会同有关单位编写,自2015年5月1日起实施。

该规范中3.6.6条规定“散发较空气重的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房以及有粉尘、纤维爆炸危险的乙类厂房,应采用不发火花的地面。采用绝缘材料作整体面层时,应采取防静电措施。散发可燃粉尘、纤维的厂房内表面应平整、光滑,幵易于清扫。”

2 医药工业洁净厂房设计规范

国家规范《医药工业洁净厂房设计规范》GB50457最新修订版,由中石化上海工程有限公司主编。

该规范中8.3.3规定:“药品生产区楼、地面设计应符合下列要求:4.甲、乙类生产场所,地面应有防静电不发火措施。”

规范中11.4又详细规定了静电接地,以及防静电地面的具体规范。

3 国标图集13J811-1《建筑设计防火规范图示》

结合最新发布的《建筑设计防火规范》,国家建筑标准院联合公安部消防总局,共同发布了13J811-1图集,规范设计中防火防爆的标准。

该图集中指出,对于甲乙类具有爆炸危险的厂房设计参照国标图集14J938做法。

4 国标图集14J938《抗爆、泄爆门窗及屋盖、墙体建筑构造》

该图集为甲乙类厂房,比如生物医药、石油化工、军工民爆等企业防爆厂房设计提供依据。其中地面部分将原05J909中防静电或不发火分选的做法结合新规范合二为一,选用NFJ金属骨料作为防静电不发火面层,达到防爆抗爆性能要求。

抗爆楼地面说明及NFJ金属骨料性能表部分:

普通抗爆地面(无重载要求)楼地面选用做法:

对于有重载要求的抗爆楼地面可参见以下做法:

  • NFJ金属骨料所具备的防爆性能

NFJ金属骨料是北京金科复合材料有限公司专利技术生产,并持有商标的产品,其通过特殊的发泡工艺,使黑色金属均匀发泡,达到与混凝土相同的比容,在施工过程中均匀分布在混凝土表层,形成2-3mm厚的面层。同时NFJ金属骨料中添加了稀土,改变了黑色金属的物理化学特性,使其具备优良了防抗爆性能,其性能表现在:

  • 不发火,NFJ金属骨料微观结构为多空隙蜂窝状,当有外力冲击时能多层多角度分散作用力,降低了动能向热能的转换,同时在生产过程中添加的稀土也改变了金属的物理特性,达到不发火性能。
  • 防静电,NFJ金属骨料相互搭接,形成无数个闭合的回路,就像无数个水缸一样,可承接静电粒子同时形成散耗,使静电粒子不会聚集,不会产生静电放电火花,其表面电阻率为105-108Ω,符合国家防静电检测标准。
  • 防火等级A1级,NFJ金属骨料完全为无机材料,耐火等级为一级,符合国家消防验收标准。
  • 持久稳定,NFJ金属骨料经过特殊的工艺处理,永久不生锈,耐磨性能高,可用年限最少15年,并不会随着时间的推移而产生防爆性能衰减。
  • 空气洁净度可达万级,由于金属在摩擦过程中不易产生颗粒物,并且耐磨性极强,特别适用于有洁净要求的GMP厂房,其空气洁净度可达国际标准N7,国内标准可达万级。

三.为什么医药的防爆厂房地面要防静电不发火同时兼备

无论从最新的《建筑设计防火规范》及《医药工业洁净厂房设计规范》中不难看出,新修订的规范对防爆区的设计都提及了防静电不发火要求,那么为什么防爆场所要同时兼备防静电不发火特性:

1、静电的产生

物质是由分子组成,分子是由原子组成,原子中有带负电子的电子和带正电子的质子组成。在正常情况下一个原子的质子数与电子数相同,正负平衡,所以对外表现出不带电的现象。但电子环绕原子核周围,一经外力即脱离轨道,离开原来的原子而进入其他的原子,使原子因增加电子数而呈带负电现象。这种物体表面所带过剩或不足的相对静止不动电荷,称之为静电。引起静电的方式通常有固体起电、感应起电、摩擦起电、人体带电等。尤其对于设备运转所产生的静电,具有散耗作用。静电的危害分为两种:一是静电聚集吸附尘埃粒子不利于洁净厂房要求,二是静电聚集易产生放电,容易引燃引爆可燃气体或蒸汽。

2、火花的产生

除静电放电产生的火花外,由于外力的冲击或摩擦地面同样会产生火花,尤其地面中含有石英砂,金刚石等硬质矿物时火花更易产生。

4、火花的危害

火花(静电火花、撞击火花)是易燃易爆场所事故发生的重要根源之一。

所以,防爆厂房的地面必须采用防静电不发火同时兼备的地坪材料,彻底消除安全隐患,防范事故发生。

  • NFJ金属骨料施工工艺

NFJ金属防爆地坪的施工比较简单,与混凝土同步施工,在混凝土初凝状态下进行施工,一般工序为:

1、40厚C25细石混凝土,强度达标后表面撒布2~3厚NFJ—07C防静电、不发火面层材料,随打随抹光。

2、水泥浆一道(内掺建筑胶)

3、建议:铺设单层金属网@200×200,距离基层混凝土(楼板)表面5~10mm。并用钢钉固定于旧混凝土表面(5个/㎡)

4、除去表面的油污、浮着物等杂物。

5、基层混凝土(楼板)

至此,本文全面总结了防爆地坪应具备的基本性能,同时引用最新国家规范和国标图集,为设计师设计上图提供依据。



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