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抗爆與洩爆設計參數選定
圖三、長條形防爆區結構 圖四、以角鋼限制位移
損害限制結構之設計，依據 FM
1-44 之標準進行設計時，設計參 L 3 = 20 ft
數選定步驟如下： 10 ft
20mm保麗龍
洩爆
步驟一 牆面
15 ft (A E ) M20化學錨栓
使用 FM 1-44 之 Table 1，依區內 @300 L150×100×15×15
A36
所使用之氣體，決定其所適用設計 20mm矽膠片
查核表（如 圖二 ：Table 2 ～ Table
5），以 HPM 各氣體與化學品區分，
防爆牆
除氫氣使用之設計參數表為 Table
5 與氨氣使用 Table 2 外，其他則 考量，可直接選用最大的兩個數據
慣例上直接引用 Table 4 表格，以 40psf 洩爆壓力與 216psf 抗壓強
適應各類儲存化學品或氣體的可能 度，來設計進行 HPM 損害限制結 圖五、以 RC 楔口限制位移
變化。 構基本設計，以適應各類儲存化學
品或氣體的可能變化。
步驟二
在各設計參數表，可看到設計之洩
爆壓力、表面積比（室內表面積／ 瘦長形結構設計限制 #3@150
Ld
洩爆面積）與抗爆牆抗爆強度間的 考量結構縱深對洩爆設計的影響，
關係。在結構設計原則上，一般應 FM 1-44 對瘦長形結構另行規定了 120 (4)-#6
該要求洩爆面應儘可能大，而結構 縱深限制：L 3 ≦ 12A E /P
體其他部分構造之強度則應僅是合 防爆牆厚
以 圖三之長條形防爆區結構為例： 200mm
乎經濟條件即可，但實際案例中，
空間條件往往有限，所以設計上反 L 3 ：最大一邊之尺寸
而會希望以最小的洩爆面積來進行 A E ：洩爆牆面積
設計，以克服空間的條件限制，這 P：最長邊之截面積周長 洩爆板抗風壓設計
時就必須選擇最大洩爆壓力與最大 L 3 ＝ 20ft
洩爆板設計的洩爆壓力越小，越有
2
的結構抗爆強度來對應。以氫氣為 A E ＝ 10ft×15ft ＝ 150 ft
利於爆炸壓力的洩散，但是過小的
例，依 Table 5 當洩爆板之洩爆壓 P ＝ 2×(10+15) ＝ 50 ft
壓力設計，卻可能面臨到平時風壓
2
力 (Pv) 選 定 最 大 值 40psf， 結 構 12A E /P ＝ 12×150 ft /50 ft
就脫開的可能，所以洩爆螺栓的承
抗爆強度 (Pr) 同時也選定最大值 ＝ 36 ft ＞ 20 ft……符合
載力必須要能具備一定的抗風壓能
216psf (1.5psi) 時， 則 表 面 積 比
力， 一 般 而 言，20psf (0.96kPa)
(As/Av) 為 7.25， 這 時 洩 爆 面 積
(Av) 可以獲得最小的設計限值。 抗爆牆設計 以上的抗風壓能力設計是必要的，
並須核對工廠所在地理位置的氣象
抗爆牆牆體之設計原意在於：當產
步驟三 統計資料來判斷。
生側向壓力作用時，抗爆牆體依靠
當使用之氣體被定義為需使用 自身之結構強度抵抗側向壓力，與
Table 5 的氣體時（如氫氣），除 主結構體脫離不檢討耐震設計；故 避免洩爆板之回復
決定了洩爆面積與表面積比之外， 在設計上，牆底為支撐點，主要抗
使用活動板、窗或其他絞動設施
還要額外注意洩爆面積與結構空間 側向力所產生之彎矩。然而，因牆
者，應特別注意於發生爆燃第一波
的 比 值 設 定， 依 FM 1-44 規 範， 體除了底部為固定點外，其餘均為
正壓波消失後，避免洩爆口發生回
3
2
每 15ft 空間，需提供 1ft 之洩爆 活動端點，為了限制牆體的側向位
復封閉的情形，因為這將使燃燒冷
2
3
面積（或每 4.6m 空間需有 1m 之 移，故需在活動端部設置限制位移
卻時，發展毀滅性之高負壓。
洩爆面積）。 措施。
比 較 Table 2 ~ Table 5 的 設 計 參 抗爆牆端部會因所對應之構造不
數，可選擇之最大洩爆板洩爆壓力 同，發展不同之限制位移方式，主 門開啟方向設計
為 40psf，最小為 20psf；最大之 要有使用 L 型角鋼與 RC 楔口兩種 位於洩爆牆上的門，必須向外開
結構抗壓強度為 216psf (1.5psi)， 方式（如 圖四與 圖五 )，可依現場 啟，且不需有耐壓設計，但不能併
最小為 100psf。所以在簡化設計 實際施工條件選擇。 入洩爆面積計算；位於抗爆牆上的

NEW FAB ENGINEERING JOURNAL SEPTEMBER 2014 43