發布日期：2022-07-16 點擊率：86
控制室和機柜間的抗爆要求一直是大家關心的問題，安監總管三[2017]121號《化工和危險化學品生產經營單位重大生產安全事故隱患判定標準(試行)》中將“控制室或機柜間面向具有火災、爆炸危險性裝置一側不滿足國家標準關于防火防爆的要求”列為重大事故隱患判定項，之后又陸續出臺了一些要求，比如應急[2019]78號《危險化學品企業安全風險隱患排查治理導則》和安委[2020]3號《全國安全生產專項整治三年行動計劃》都提出了相關要求。
控制室和機柜間的抗爆要求在安全檢查過程中存在一些不確定的判斷和爭議，本文針對控制室或機柜間面向具有火災、爆炸危險性裝置一側的外墻是否應為無門窗洞口實體墻的問題，梳理相關文件標準要求，并進行討論。
設置門窗與否的考慮因素
設置門是為了人員和設備的進出，設置窗戶是為了觀察、采光及提高舒適性。是否可以設置門或窗以及是否宜于設置門窗，除了需要考慮其基本功能外，還應考慮環境和工程實際，包括防火防爆抗爆方面的考慮。
在有選擇余地的情況下，不宜面向有爆炸風險的一側(大多數情況下是裝置或公用工程單元中的罐區)設置門；以目前自動化信息化水平，操作人員已經不需要通過觀察窗去了解和判斷工藝裝置的運行狀況。在滿足防火防爆抗爆的前提下，采光和舒適度可以適當的在合理范圍內考慮。
控制室抗爆的基本目標
根據GB/T 50779-202X(報批稿)《石油化工建筑物抗爆設計標準》，為建筑物(包括控制室)提供抗爆的基本目標如下：
a、保護人員安全
b、保障設施正常運行或有序停車
c、減少經濟損失
抗爆設計應為在建筑物內人員提供單一故障下的安全防護，該級別不應低于當發生爆炸時，在建筑物外人員的防護等級。單一故障指的是導致某一部件不能執行其預定功能的一種隨機故障。以往的事故表明許多情況下設施損壞及人員嚴重傷亡都是由于建筑物坍塌或建筑物碎片飛濺造成的。抗爆設計的首要目標就是降低建筑物本身在爆炸中成為危險因素的可能性。
抗爆設計的第二個目標是保障事故發生時設施的正常運行或有序停車，防止設備失控導致級聯事故，使得其影響擴散。比如在石油化工企業中，應保證中心控制室內控制系統等設施的正常運行，當在一個裝置發生事故時，不應影響其他裝置繼續安全運行或有序停車。
抗爆設計的第三個目標是避免造成重大經濟損失或盡可能減少經濟損失，該目標與前兩個目標的實現密切相關，也是設計工作中爭議較多的情況。
從以上說明可以看出控制室是否需要抗爆應從人員安全、設施正常運行或有序停車和經濟等方面綜合考慮，合理確定。目前的現行標準規范和這一原則是相協調的。
如何理解“裝置區”的概念
安委[2020]3號《全國安全生產專項整治三年行動計劃》和GB 50160-2008(2018年版)《石油化工企業設計防火標準》等文件與標準中都提到了“裝置區”，如何理解“裝置區”是大家關心和爭論的問題，GB 50160-2008(2018年版)關于裝置區的定義是：由一個或一個以上的獨立石油化工裝置或聯合裝置組成的區域。
建議以裝置界區理解裝置區，比如圖1所示的裝置區。
圖1 裝置區示意
以上裝置區的理解和GB 50160-2008(2018年版)的上下文是相協調的，包括第4章和表4.2.12、第5章和表5.2.1、5.2.16～5.2.18條等。
工程執行原則
實際工程中，建議按照以下原則確定控制室和機柜間的防火防爆抗爆要求：
1、有管轄權的部門根據所邀專家的經驗經過行文并確定。比如，安監總管三〔2017〕121號、應急〔2019〕78號和安委[2020]3號等文件的要求。相關要求可以直接給出，可能和標準規范的要求一致，也有可能高于標準規范要求；相關要求也可以引用標準規范要求；
2、根據標準規范的要求和規定確定。比如，根據SH/T 3006-2012《石油化工控制室設計規范》、GB 50160-2008(2018年版)《石油化工企業設計防火標準》和GB 50779-2012《石油化工控制室抗爆設計規范》等標準規范的要求確定。
3、設計單位根據過往經驗同建設單位協商確定。
4、滿足安全基本要求的情況下，一定前提條件下的一定程度的豁免。比如，GB 50779-2012標準的4.1.4條“面向甲、乙類工藝裝置的外墻應采用抗爆實體墻。需在該墻體上開洞時，應經過抗爆驗算”，其中的“需在該墻體上開洞時，應經過抗爆驗算”就屬于滿足一定前提條件下的一定程度的豁免。
不論采用哪種方式，都應以滿足建設地法律法規、標準規范為最低要求。
上述原則中的第1條和第3條應嚴格執行，即使有高于現行標準規范的要求也應嚴格執行。實際工程中應根據上述4條原則，綜合考慮，結合工程實際，確定工程方案。幾個文件或者標準都適用時，通常應執行最嚴格的條款。需要特別注意前提條件和適用范圍，不應擴大要求。
在役、新建、改建和擴建項目的布置在裝置內的控制室和機柜間應嚴格執行GB 50160-2008(2018年版)標準5.2.18條的第3款規定。布置在裝置外的控制室和機柜間面向裝置側是否可以有門窗應根據相關文件和標準規范合理確定。
針對在役裝置，如果門窗需要封堵，并且建筑物有抗爆要求時，門窗的封堵并不是簡單的封堵，應滿足防火抗爆要求，需要確認封堵部分滿足抗爆要求，并且封堵不會對建筑物整體抗爆性能造成不利影響，需要確認建筑物的整體抗爆性能滿足要求；如果門窗需要封堵，建筑物沒有抗爆要求時，門窗的封堵應滿足防火要求。
安監總管三[2017]121號文件要求
安監總管三[2017[121號《化工和危險化學品生產經營單位重大生產安全事故隱患判定標準(試行)》給出了二十項重大事故隱患判定項，其中第十三項為：控制室或機柜間面向具有火災、爆炸危險性裝置一側不滿足國家標準關于防火防爆的要求。
其中的“防火防爆”表述為“防火防爆抗爆”更為準確。相關防火防爆抗爆標準規范包括并不局限于以下標準規范：
a)GB 50016-2014(2018年版)《建筑設計防火規范》
b)GB 50160-2008(2018年版)《石油化工企業設計防火標準》
c)GB 51283-2020《精細化工企業工程設計防火標準》
d)GB 51428-2021《煤化工工程設計防火標準》
e)SH/T 3006-2012《石油化工控制室設計規范》
f)HG/T 20508-2014《控制室設計規范》
g)GB 50779-2012《石油化工控制室抗爆設計規范》
h)GB 50984-2014《石油化工工廠布置設計規范》
i)SH/T 3047-2021《石油化工企業職業安全衛生設計規范》
j) 其他適用的防火防爆抗爆相關標準
化工和危險化學品生產經營單位的控制室或機柜間面向具有火災、爆炸危險性裝置一側應滿足國家標準關于防火防爆抗爆的要求，相關要求、前提條件、場景、適用范圍等見國家相關標準，幾個標準都適用時，通常應執行最嚴格的條款，需要特別注意不應擴大要求，不應不考慮前提條件、場景和適用范圍而簡單的選擇最嚴格的條款，應嚴格執行標準要求，包括前提條件、場景和適用范圍。
安監局網站對隱患判定標準的解讀
2018年安全監管總局監督管理三司在安監局網站對安監總管三[2017]121號文給出了官方解讀。對“控制室或機柜間面向具有火災、爆炸危險性裝置一側不滿足國家標準關于防火防爆的要求”的解釋說明如下：
本條款的主要目的是要求企業落實控制室、機柜間等重要設施防火防爆的安全防護要求，在火災、爆炸事故中，能有效地保護控制室內作業人員的生命安全、控制室及機柜間內重要自控系統、設備設施的安全。涉及的國家標準包括《石油化工企業設計防火規范》(GB50160-2008)和《建筑設計防火規范》(GB50016-2014)。具有火災、爆炸危險性的化工和危險化學品企業控制室或機柜間應滿足以下要求：
(一)其面向具有火災、爆炸危險性裝置一側的安全防護距離應符合《石油化工設計防火規范》(GB50160-2008)表4.2.12等標準規范條款提出的防火間距要求，且控制室、機柜間的建筑、結構滿足《石油化工控制室設計規范》(SH/T3006-2012)第4.4.1條等提出的抗爆強度要求；
(二)面向具有火災、爆炸危險性裝置一側的外墻應為無門窗洞口、耐火極限不低于3小時的不燃燒材料實體墻。
筆者認為以上解讀宜從兩個方面完善：
第一段中的表4.2.12建議修改為“表4.2.12與表5.2.1”。表4.2.12與表5.2.1中的控制室是不同的，表4.2.12是石油化工廠總平面布置的防火間距，表5.2.1是裝置內布置設備、建筑物平面布置的防護間距，不同屬性的控制室應符合相應的要求。
第二段建議給出前提條件“布置在裝置內的控制室和機柜間”，和GB 50160-2008(2018年版)中5.2.18條的第3款要求保持一致，而不擴大范圍。
應急[2019]78號文件要求
應急[2019]78號《危險化學品企業安全風險隱患排查治理導則》附件安全風險隱患排查表中給出如下排查要求：
企業控制室或機柜間與裝置的防火間距應滿足GB50160 要求；控制室面向具有火災、爆炸危險性裝置一側不應有門窗、孔洞，并應滿足防火防爆要求。排查依據：《石油化工企業設計防火標準(2018 版)》(GB 50160-2008)第5.2.16、5.2.17、5.2.18條；《石油化工控制室抗爆設計規范》(GB50779-2012)第4.1.4 條。
筆者認為，為保持與安監總管三〔2017〕121號、GB 50160-2008(2018年版)、GB 50779-2012等文件和標準規范要求相協調，排查要求采用以下描述較好：企業控制室或機柜間的布置應符合相應適用標準的防火間距的要求；布置在裝置內的控制室或機柜間面向具有火災、爆炸危險性設備側的外墻應為無門窗洞口、耐火極限不低于3小時的不燃燒材料實體墻。
安委[2020]3號文件要求
安委[2020]3號《全國安全生產專項整治三年行動計劃》提出要求：涉及甲乙類火災危險性的生產裝置控制室、交接班室原則上不得布置在裝置區內，確需布置的，應按照《石油化工控制室抗爆設計規范》(GB50779-2012)，在2020年底前完成抗爆設計、建設和加固。
在本文工程執行原則的第4條提到，GB 50779-2012標準的4.1.4條“面向甲、乙類工藝裝置的外墻應采用抗爆實體墻。需在該墻體上開洞時，應經過抗爆驗算”，其中的“需在該墻體上開洞時，應經過抗爆驗算”屬于滿足一定前提條件的一定程度的豁免。
假設，某個石油化工企業適用GB 50160-2008(2018年版)《石油化工企業設計防火標準》，有一個控制室布置在裝置內，并且有一側外墻面向火災危險性設備。此假設情況適用GB 50160-2008(2018年版)標準的5.2.18條，其中第3款要求：控制室、機柜間面向有火災危險性設備側的外墻應為無門窗洞口、耐火極限不低于3h的不燃燒材料實體墻。
綜合考慮，雖然根據GB 50779-2012可以有條件豁免，如果經過抗爆驗算并滿足抗爆要求，墻體上可以開洞，但是由于該具體場景需要滿足GB 50160-2008(2018年版)標準的5.2.18條的第3款要求，上述控制室面向有火災危險性設備側的外墻應為無門窗洞口實體墻，外墻不能設置滿足抗爆要求的門窗洞口。如果控制室不在裝置內，則可以不執行GB 50160-2008(2018年版)標準的5.2.18條的要求。
危險化學品重點縣專家指導服務手冊
針對安監總管三[2017]121號文中的重大事故隱患判定項“十三、控制室或機柜間面向具有火災、爆炸危險性裝置一側不滿足國家標準關于防火防爆的要求”，2021年9月頒布的《危險化學品重點縣專家指導服務手冊》在附件5《化工和危險化學品生產經營單位重大生產安全事故隱患判定標準專家判定參考建議》給出了判定參考建議如下：
a)控制室或機柜間處于爆炸性危險區范圍內的或防火間距不符合要求的，判定為重大隱患。
b)控制室或機柜間面向(與裝置間無其他建筑物；包括斜面向，如控制室窗戶面向正南，但西南方面有火災、爆炸危險性裝置；不考慮與裝置的距離大小)具有火災、爆炸危險性裝置一側的外墻有門窗洞口的；或無門窗但墻體不屬于耐火極限不低于3小時的不燃燒材料實體墻的，判定為重大隱患。
在附件11《突出問題列表》中進一步給出如下原則：
可以看出以上判定參考建議擴大了安監總管三[2017]121號文對于需要判定為重大隱患的范圍，包括了沒有布置在裝置區的控制室，并且沒有區分控制室是否為抗爆控制室以及不考慮與裝置的距離大小，筆者認為是不妥的，建議執行GB 50160-2008(2018年版)相關要求。
GB 50779-2012要求
GB 50779-2012《石油化工控制室抗爆設計規范》4.1.4條要求：面向甲、乙類工藝裝置的外墻應采用抗爆實體墻。需在該墻體上開洞時，應經過抗爆驗算。在4.1.4條的條文說明中進一步說明，以目前工藝裝置的控制(設備)水平，操作人員已經完全不需要通過觀察窗去了解和判斷工藝裝置的運行狀況；同時，操作室內營造的人工室內環境(空氣調節、人工照明等)，能夠符合和滿足操作人員健康、安全及生產的要求。因此，石油化工控制室的建筑外墻窗已經失去基本的功能需求。另外，在抗爆墻上設置的窗必須能夠抵抗相應的爆炸荷載，工程代價也較高。如果產品的品質有某些缺失或由于日常使用、維護不當而可能產生的缺陷，均將成為安全的隱患。因此，規定面向甲、乙類工藝裝置的外墻應采用抗爆實體墻。
GB 50779-2012標準4.1.4條提到的控制室包括在裝置內的控制室和裝置外的控制室，實際工程中除了應滿足GB 50779-2012標準要求外，還應該滿足相應適用標準的相關要求，比如如果適用GB 50160-2008(2018年版)標準，還應滿足其5.2.18條的第3款要求。
GB/T 50779-202X(報批稿)針對抗爆建筑物外墻門窗的設置，根據不同的爆炸沖擊波峰值入射超壓值，給出了不同的具體要求，包括外墻門窗要求和隔離前室的要求，爆炸沖擊波峰值入射超壓大于6.9kPa時，應選用相應等級的抗爆防護門及抗爆防護窗。爆炸沖擊波峰值入射超壓大于一定數值時，外墻不宜設置抗爆防護窗，具體數值行業內存在爭議，GB/T 50779-202X(報批稿)給出的數值為21.0kPa，即爆炸沖擊波峰值入射超壓不小于21.0kPa時，外墻不宜設置抗爆防護窗。也有觀點認為爆炸沖擊波峰值入射超壓大于15.0kPa或者更小數值比如6.9kPa時，外墻不宜設置抗爆防護窗。GB/T 50779-202X的相關要求以正式發布版為準。抗爆建筑物包括門窗應滿足GB/T 50779-202X正式發布版標準要求。
人員集中建筑物抗爆設計
根據SH/T 3047－2021《石油化工企業職業安全衛生設計規范》，人員集中建筑物抗爆設計要求如下：
1)人員集中建筑物的位置和設計宜根據爆炸評估計算結果確定。
2)爆炸危險源附近應最大限度減少人員集中建筑物數量和面積。
3)抗爆建筑物的設計，應滿足GB/T 50779的要求。
在爆炸環境下，當建筑物內工作人員的傷亡風險高于項目風險可接受標準時，需要調整其總圖位置或采取相應的建筑物抗爆措施。
根據API RP 752－2009 第4.1 條規定，對人員集中建筑物應進行位置評估，第5.2.1條規定可選擇下列三種方式中的一種或兩種作為建筑物位置設置的依據：
1)基于最大可信事件的事故后果基準方式；
2)結合事故后果和發生頻率的風險基準方式；
3)間距表模式，企業可根據行業協會、保險協會、法律法規、工程經驗等編制危險設備與人員集中建筑物的間距表。
SH/T 3047-2021推薦采用事故后果基準方式。可接受的最大事故后果影響的原則為：建筑物的主要梁、柱、框架的最大承受能力是在設計基準事故的爆炸波超壓作用下不會被破壞。設計基準事故一般指預計運行事故、稀有事故和極限事故的統稱。
可根據企業的風險管理水平選擇6.9kPa以下的沖擊波超壓值作為可接受標準。
沖擊波超壓不可接受的人員集中建筑物應進行抗爆設計，抗爆設計要滿足GB/T 50779的要求。
GB/T 50779-202X(報批稿)并未將6.9kPa以下的沖擊波超壓值作為非抗爆建筑物的可接受標準。GB/T 50779-202X(報批稿)只規定了如果建筑物為抗爆建筑物應滿足的要求，而沒有定義什么時候建筑物應為抗爆建筑物也未充分考慮設計基準事故的全部要素。
GB/T 50779-202X(報批稿)給出了爆炸沖擊波峰值入射超壓小于6.9kPa時的一些要求，比如：爆炸沖擊波峰值入射超壓不大于6.9kPa時，可采用鋼筋混凝土框架-加勁砌體抗爆墻結構、鋼框架-支撐結構；爆炸沖擊波峰值入射超壓大于3.0kPa時，雨篷、室外樓梯應采用鋼筋混凝土結構；爆炸沖擊波峰值入射超壓不大于6.9kPa時，根據不同的超壓值，對抗爆建筑物外墻門窗的設置也有具體的要求。爆炸沖擊波峰值入射超壓大于等于6.9kPa時，有更嚴格的要求，包括建筑物應獨立設置、安全出口的設置要求、建筑物層數的要求、抗爆墻結構的要求、不應設置懸挑式雨篷和室外樓梯、抗爆建筑物不應設置變形縫等要求。
關于控制室和機柜間是否需要抗爆設計，筆者的工程建議為：相關文件和標準規范有要求的，應嚴格執行相關要求，沒有相關要求的，建議根據爆炸風險評估確定是否需要抗爆設計。
總結
本文針對控制室或機柜間面向具有火災、爆炸危險性裝置一側的外墻是否應為無門窗洞口實體墻的問題，給出了建議的工程執行原則，梳理了相關文件標準要求，進行了討論并給出了建議。
本文各分章節主要針對分章節提到的文件和標準要求進行了討論，沒有討論不同章節提到的文件之間的協調性，實際工程中應綜合考慮所有相關的文件和標準的要求。
安監總管三[2017]121號文、應急[2019]78號文、安委[2020]3號文和現行標準規范相關要求應嚴格執行，安監總管三[2017]121號文的解讀、危險化學品重點縣專家指導服務手冊等文件不屬于具備法律效力的文件，實際工程中遇到分歧，建議協商確定工程方案。
實際工程中建議根據本文工程執行原則中給出的4條原則，綜合考慮，結合工程實際，確定工程方案。首先要根據現行標準規范構造全要素設計基準事故，按ALARP原則執行相關條款，需要特別注意前提條件和適用范圍，不應擴大要求，不應不考慮前提條件、場景和適用范圍而簡單的選擇最嚴格的要求，應嚴格執行相關要求，包括前提條件、場景和適用范圍。
作者：范詠峰(中科合成油工程有限公司，任副總工程師，教授級高級工程師)
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