摘要：本文通过分析国内、外石油化工抗爆控制室暖通专业相关标准和资料，再结合具体设计实例。主要介绍了石油化工行业内抗爆控制室暖通专业主要设计内容及要点，供暖通专业有这方面设计需求的设计人员参考。

关键字：抗爆控制室、新风引入、防排烟风机风阀、抗爆阀、恒温恒湿机组、新风化学过滤器。

引言：抗爆控制室是石油化工行业内经常碰见的建筑物，此类控制室一般位于石油化工装置附近非防爆区内。控制室是否设置成抗爆建筑物且其抗爆等级划分，是由工艺及安全专业根据石油化工装置性质以及平面布置等因素进行安全综合评估确定的。一旦确定设置成相应抗爆要求的抗爆控制室，暖通专业相关的通风、空调、防排烟等设计将与普通控制室暖通专业做法有明显区别，其安全性要求将大大增加。

目前，由于抗爆控制室造价高，国内外在抗爆控制室的布置上有很大不同。国内主要将操作室、机柜间、UPS间等仪表控制间放在控制室内，主要为了保护仪表设备和现场操作人员而设置，其他实验室、办公区人员则集中到办公楼、化验楼内。而欧美等发达国家的管理水平较高，人员少，工厂的所有管理人员均可在抗爆控制室内上班，所以他们的抗爆控制室除了必需的仪表控制间以外还有办公区、休息区、实验区等辅助用房。当然，随着中国国力的增强、管理水平的提升，以及以人文本的生产管理方式正一步步推进，安全生产问题也越来越受到重视。抗爆控制室内功能将更加集中和完善，其通风、空调、防排烟等设计要求也更加高，以确保平时以及发生爆炸、火灾等危险事故时，控制室均能正常运作，为操作人员和控制设备提供相应的环境保护，以便发生灾害时，能够采取应对措施，抑制灾害的蔓延，避免发生次生灾害。

抗爆控制室暖通专业的最主要的设计要点主要包括：1、空调系统设计；2、新风系统设计；3、新风、排风、空调冷媒管道进出在建筑外围护结构上的开洞抗爆形式；4、抗爆阀的选择；5、抗爆控制室消防排烟设计。

一、空调系统设计

抗爆控制室内各房间根据房间功能可划分为重要房间和一般性房间，重要房间包括控制室、机柜间、工程师站、UPS室、电信室房间；一般性房间包括接班室、资料室、办公室、会议室等房间。抗爆控制室的重要房间、一般房间的空调系统宜分开设置，有利于节省投资。

重要房间对空气温度、湿度、洁净度以及空气品质要求较高，一般要求恒温恒湿，且重要房间的通风空调系统的供电可靠性应与生产装置一致。控制室是全厂的“神经中枢”，应保证在任何情况下都能正常运行，对于抗爆控制室来说更是如此。若自控专业无特殊条件要求可参考下表计算参数设计。

表1.1 重要房间的室内空气计算参数

注：1 重要房间的含尘浓度应小于0.2mg/m3；

2 重要房间的H2S的浓度应小于0.015 mg/m3；SO2的浓度应小于0.15 mg/m3；

3 重要房间的温度变化率应小于5℃/h; 相对湿度变化率应小于6%/h。

根据机柜室、控制室等重要房间的重要性，重要房间空调系统的空调机应设置一台备用，运行空调机与备用空调机之间宜设置故障自动切换、定时自动切换。控制室一般不设专门的人员负责空调设备的运行管理，设置故障自动切换可增加空调系统运行的可靠性，设置定时自动切换是为了均衡所有空调机的运行时间，延长空调机的使用寿命。另外，考虑到以后部分非重要房间变为重要房间的可能性，空调机总的制冷量应留有15%~20%的裕量。

一般房间对空气的上述要求较低，属于舒适性空调。可参照《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015和《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012的有关规定。

二、新风系统设计

根据《石油化工控制室抗爆设计规范》GB50779-2012规定，空调系统的新风量，应取下列两项中的最大值：1 按工作人员计算，每人50m3/h；2 总送风量的10％。人均计算的新风量相对于《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015和《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012中的相关要求更大，主要是因为抗爆控制室无外窗，空气无法通过外窗缝隙对流，全靠新风保证新鲜空气量。

新风系统应设置化学过滤器，主要除去H2S和SO2两种气体，为了保护化学过滤器和减少重要房间的含尘浓度，化学过滤器前后还需设置物理过滤器，其中化学过滤器前采用G4粗效过滤器,化学过滤器后采用G4粗效过滤器+F8级中效过滤器可满足要求。

当石油化工生产装置设有可燃、有毒气体探测报警系统时，新风引入口应设置相应的可燃、有毒气体探测报警器，且进风管上应设置密闭性能良好的电动密闭阀，在可燃、有毒气体探测器报警的同时，关闭密闭阀及新风机。

三、新风、排风、空调冷媒管道或水管进出在建筑外围护结构上的开洞抗爆形式

1、国外新风、排风进出的做法：

上图为壳牌公司做法，即设置专门的进排风小室，并在进排风小室与外界交接处并加装相应的抗爆阀，以确保安全。

2、为了适应中国国情，降低结构专业的设计减少难度，国内抗爆控制室对新风的引入、排风引出提供了三种方法。

第一种：设置专门的进、排风小室。具体参考可国外做法。

第二种：将抗爆阀安装在外墙上，有内嵌式和外挂式两种安装形式，抗爆控制室外墙多为加厚混凝土外墙，内嵌式外墙留空要求高，要求预埋件位置准确，需要与土建专业密切配合，外挂式安装简单、方便、可靠性强，但外立面比较难看。目前国内外墙上设置抗爆阀多为外挂式。

第三种：将抗爆阀安装在屋顶上，抗爆阀安装在屋面上，可靠性比安装在外墙上高，因为屋面一般不是主抗爆围护结构，抗爆阀设置在屋面上需考虑防水，如下图所示，设置相应进风风帽。

 
3、空调室内外机冷媒管道或空调水管进出

空调室内外机冷媒管道或空调水管进出应尽量采用埋地或地下管沟的形式进出抗爆控制室内外墙体，避免在地面以上外墙开孔进出管道。下图为空调冷媒管道进出口做法示意，可供参考。

四、抗爆阀的选择

  抗爆阀的选择，《石油化工控制室抗爆设计规范》GB50779-2012上的要求有主要以下两点：

1、新风的引入口及排风系统的排出口均应加装与建筑围护结构同等抗爆等级的抗爆阀。

2、抗爆阀应确保在建筑物外发生爆炸时自动关闭，当外部空气压力恢复正常时自动复位。

对于第一点，抗爆阀的抗爆力应与结构设计中该墙面的爆炸荷载取值一致，所以在设计时应注意询问结构专业在该墙面的爆炸荷载，并选择相应等级抗爆力的抗爆阀，第二点为抗爆阀的功能，设计时可根据风量、阻力、投资等各种因素综合确定，并明确厂家自带自动复位功能。

抗爆阀其他性能如材质、设计寿命、最小关闭压力等参数可根据不同项目需求进行选择。

五、抗爆控制室消防排烟设计

抗爆控制室建筑比较特殊，既不属于可燃物较多的生产厂房，又不属于人员较多的公共建筑。根据《石油化工生产建筑设计规范》SH/T3017-2013将控制室、电子计算机房的火灾危险性等级划分为丁类。因此，除了内走道可能需要设置机械排烟外，各个房间一般不需设置机械排烟。

抗爆控制室的消防排烟设计可按照《石油化工控制室抗爆设计规范》GB50779-2012及《建筑设计防火规范》GB 50016-2014进行设计。需要注意的是，抗爆控制室均无外窗，为封闭房间，根据《建筑设计防火规范》GB 50016-2014，应设置相应的机械补风系统。

六、设计实例：

本工程为山西省某煤气液化装置抗爆控制室设计， 控制室建筑面积450m2生产类别丁类，单层混凝土框架结构，业主为降低成本只保留了操作室、机柜间、UPS室、消防控制室等重要房间及空调机房，其余一般性辅助用房均未设置。

该控制室重要房间空调要求恒温恒湿，空调机组形式采用风冷恒温恒湿空调机(一用一备)，可自动切换和定时切换。新风系统经化学过滤器处理后送入房间内。内走道设有消防排烟系统和机械补风系统。所有新风、排风、排烟、补风进出均在外墙上加装抗爆阀。空调冷媒管道及加湿水管道通过设置地沟进出。并在管道安装完毕后按相应抗爆等级要求封堵。

参考文献：

1、《石油化工控制室抗爆设计规范》GB50779-2012
2、《石油化工生产建筑设计规范》SH/T3017-2013
3、《建筑设计防火规范》GB 50016-2014
4、《石油化工控制室和自动分析室设计规范》SH3006-1999
5、《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015
6、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012
7、《化工采暖通风与空气调节设计规范》HG/T20698-2009