泄爆天窗的工作原理

泄爆天窗的工作原理是基于 壓力釋放和 定向泄爆 的設計理念，在爆炸發生時快速打開或破裂，以減輕內部超壓對建筑結構的破壞。以下是其詳細工作原理：

1. 核心原理：爆炸壓力釋放

當建筑物內部因可燃氣體、粉塵或其他易燃物爆炸導致 壓力驟增時，泄爆天窗通過以下機制發揮作用：
壓力觸發：天窗的泄爆部件（如爆破片、重力鉸鏈或彈簧機構）在壓力達到 **預設值**（通常為 0.1~0.2 bar，根據設計標準調整）時自動啟動。
快速開啟：天窗在毫秒級時間內打開或破裂，形成泄壓通道，使高溫高壓氣體和火焰向外排放。
壓力平衡：通過釋放內部壓力，避免建筑結構因超壓（可能達數倍于建筑承壓能力）而坍塌。

2. 泄爆過程分階段解析

階段1：爆炸初始壓力上升

- 可燃物點燃后，燃燒速度極快，導致密閉空間內壓力急劇升高。
- 泄爆天窗的敏感部件（如爆破片或壓力傳感器）監測到壓力變化。

階段2：泄爆啟動

爆破片式：薄金屬片或復合材料在超壓下瞬間破裂。
重力/鉸鏈式：天窗蓋板在壓力推動下克服重力或彈簧阻力，向上彈開。
無焰泄放（可選）：部分設計通過火焰抑制網格阻隔明火外噴。

階段3：壓力釋放與火焰導向

爆炸沖擊波和火焰通過天窗開口向 **預設方向**（通常垂直向上）排出。
天窗的導流結構（如傾斜面板）避免火焰橫向擴散，降低對周邊區域的危害。

階段4：泄壓后狀態

壓力降至安全范圍后，重力式天窗可能自動閉合（部分設計需手動復位）。
爆破片式需更換破損部件。

3. 關鍵設計要素

泄爆面積計算：  

  根據建筑容積、爆炸物質特性（Kst值/Pmax）按標準（如NFPA 68或GB/T 15605）計算，確保泄壓速度**快于壓力上升速度**。

開啟壓力設定：  

  需低于建筑結構的承壓極限（如混凝土墻承壓約0.3~0.5 bar，輕型鋼結構更低）。

材料與結構：  

 輕量化：減少開啟慣性，提高響應速度。  
 抗疲勞性：鉸鏈或彈簧需長期穩定，避免誤動作。  

4. 實際應用示例

化工廠房：甲醇儲罐上方安裝泄爆天窗，爆炸時火焰垂直向上排出，避免橫向沖擊設備。
糧食倉庫：粉塵爆炸壓力通過天窗釋放，保護倉體結構。

5. 注意事項

泄爆方向安全：確保天窗上方無人員或重要設施。

維護檢查：定期清理鉸鏈、檢查爆破片是否腐蝕。

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2025年4月27日