泄爆墙常用的泄爆材料主要具备轻质、低强度、易破碎或易开启的特性,以确保在设定的超压下能快速、有效地释放压力,保护主体结构安全。以下是和典型的泄爆墙材料:
1. 岩棉夹芯板:
* 结构: 由两层薄金属面板(通常是镀锌钢板或彩钢板)中间填充高密度岩棉组成。
* 泄爆机理: 岩棉本身强度低、质轻。在超压作用下,面板与岩棉芯材之间的粘结首先失效,整个芯材被瞬间推出(“芯材喷出”),形成大面积的泄压口。金属面板可能弯曲、撕裂或从固定件上脱离。
* 优点: 防火性能(不燃材料),保温隔热性能好,重量相对较轻,安装便捷,泄压,成本适中。是目前工业领域(如化工、粉尘车间、燃气锅炉房)应用的泄爆墙体材料。
* 注意: 芯材密度和面板与芯材的粘结强度是关键设计参数,需计算以满足泄爆压力要求。
2. 金属压型板(单片或双片):
* 结构: 通常采用薄铝板、镀锌钢板或不锈钢板制成波纹或梯形截面的压型板。可作为单片墙板,或作为泄爆墙的外层蒙皮(内层可能有轻质支撑或保温层)。
* 泄爆机理: 依靠金属板本身的低强度和延展性。在超压下,金属板发生大变形、撕裂或从固定件(如泄爆螺栓、铰链)上整体掀开/脱落,形成泄压通道。
* 优点: 耐候性好,耐腐蚀(尤其铝板和不锈钢),重量轻,泄压迅速,可重复利用(如果设计为掀开式)。常用于化工厂、制药厂、有腐蚀性环境或需要频繁泄爆的区域。
* 关键配件: 常配合泄爆螺栓(在设定压力下断裂)或泄爆铰链(允许面板绕轴旋转开启)使用。
3. 轻质泄爆板(纤维增强水泥板/硅酸盐板):
* 结构: 由水泥、硅质材料、增强纤维(如木质纤维、矿棉纤维)压制而成的轻质板材。密度远低于普通混凝土板。
* 泄爆机理: 在冲击下,板材碎裂成小块并被气浪冲走,形成泄压口。
* 优点: 防火性能好(),具有一定的强度和刚度,可作为墙体直接使用,耐候性较好,成本相对较低。常用于对防火要求高且风险等级适中的场所。
* 缺点: 碎片可能造成二次伤害(需考虑安全距离或防护措施),重量比夹芯板和金属板重。
4. 泄爆膜/泄爆片:
* 应用: 严格来说,泄爆膜本身不构成墙体,但常作为泄爆墙上的关键泄压元件使用,尤其是需要控制泄爆压力或泄放面积的场合。
* 材料: 常用高分子材料如PVC、PVDF、PTFE(特氟龙)、复合材料或薄金属片(如铝、镍)制成。
* 泄爆机理: 在设定的超压下,膜片瞬间或翻转,打开泄压口。
* 优点: 泄爆压力可控,响应速度极快,密封性好(前),重量轻。
* 缺点: 通常需要配合坚固的边框安装在墙体预留洞口上,自身强度低需保护,耐候性和耐高温性因材料而异。
5. 其他轻质砌块/板材:
* 如泡沫混凝土砌块、加气混凝土砌块(AAC)(特定低强度规格)、轻质石膏板系统(特殊设计的轻钢龙骨骨架配合易碎石膏板)等。
* 这些材料强度较低,在足够大的载荷下也能破碎泄压。通常用于对泄爆效率要求不是极高、且需兼顾建筑功能(如隔音、保温)的场合,或作为内隔墙使用。防火性能是其重要考量。
选择泄爆材料的关键因素:
* 泄爆压力要求: 材料及其固定系统必须在设定的超压下可靠开启/破碎。
* 防火等级: 特别是相邻区域或整体建筑有防火要求时(如不燃)。
* 耐候性与耐腐蚀性: 室外或特殊环境(化工厂)需考虑。
* 重量: 影响结构荷载和安装便利性。
* 泄压效率: 单位面积泄压能力,影响泄爆口面积设计。
* 碎片危险性: 破碎后产生的碎片大小和飞散距离(需评估安全距离或采取防护)。
* 保温隔热需求: 如岩棉夹芯板兼顾泄爆和保温。
* 成本与维护: 初始成本和灾后更换成本。
* 安装方式: 与主体结构的连接方式(螺栓、铰链、焊接等)。
在实际工程中,岩棉夹芯板因其优异的综合性能(防火、泄爆效率、保温、成本)成为主流;金属压型板(配合泄爆螺栓/铰链)则在耐腐蚀、可重复泄爆、需要快速复位或特定外观要求时被选用;轻质泄爆板常用于防火要求严格的墙体;泄爆膜则作为泄压元件安装在墙体洞口上。设计师需根据具体项目的风险等级、规范要求、环境条件和成本预算进行综合选型。