火灾安全评价

2025-01-29

火灾安全评价（精选12篇）

火灾安全评价篇1

安全评价是应用安全系统工程的原理及方法, 对工程、系统中存在的危险、有害因素做出辨别与分析, 判断出工程、系统发生事故或急性职业危害的可能性及其严重程度, 同时提出相应的安全对策措施建议, 以实现工程、系统工程、系统安全为目的, 从而为工程、系统制定防范措施和管理决策提供科学依据[1,2]。在评价过程中安全评价人员需要选择多种的评价方法, 道化学火灾爆炸危险指数法是其中之一[3,4,5]。

道化学火灾爆炸危险指数法[6]的目的是量化潜在火灾爆炸和反应性事故的预期损失;确定可能引起事故发生或使事故扩大的装置;向有关部门通报潜在的火灾爆炸危险性;使有关人员及工程技术人员了解到各工艺部门可能造成的损失, 据此确定减轻事故严重性和总损失的有效的、经济的途径。该评价方法是通过对工艺单元危险物质的辨识、决定物质的选取和危险系数的计算来确定初始的火灾爆炸危险指数等级, 针对生产或工艺过程所采取的各种安全装置、措施, 计算出安全措施补偿系数, 作出危险分析, 得出安全补偿后的实际危险等级并用于指导安全生产。

1计算程序

道化学火灾爆炸危险指数评价法风险分析计算程序如图1所示。

2安全评价实例:某食品厂制冷机系统 (5t液氨储罐) 火灾爆炸危险指数评价

2.1物质系数的确定

该制冷系统中的主要物料为液氨, 查表可确定其可燃性等级NR=1, 液氨的闪点不确定, NF无法确定, 取物质系数MF=16。

2.2单元工艺危险系数F3及火灾爆炸指数

分析选取的工艺单元为液氨制冷系统, 确定MF的物质为液氨。

(1) 一般工艺危险性单元的一般工艺危险系数的基本系数为1.00, 无危险时系数用0.00;因液氨在压缩过程中放热, 采用危险系数0.3;在气化过程中吸热采用危险系数0.25;液氨采用全密闭管道输送, 危险系数采取0.50;单元为室内工艺单元, 危险系数采用0.80;通道通畅, 危险系数采取0.20;排放采用强制通风, 泄漏采用与排放连锁, 危险系数采取0.20。

F1=1.00+0.30+0.25+0.50+0.80+0.20+0.20=3.25

(2) 特殊工艺危险性单元的特殊工艺危险性系数的基本系数为1.00, 无危险时系数用0.00;因液氨为毒性液化气体, 危险系数采取0.20;工艺操作物料为有压力情况下操作, 危险系数选取0.65;制冷系统为低温操作, 危险系数采取0.25;液氨具有一定的碱性腐蚀性, 危险系数采取0.10;液氨为压缩液化的气体, 接头密封不严或有裂缝, 或者填料不实都会引起泄漏, 所以危险系数采取0.65。

F2=1.00+0.20+0.65+0.25+0.10+0.65=2.85

(3) 单元工艺危险系数单元工艺危险系数F3=一般工艺危险系数F1×特殊工艺危险系数F2

F3=3.25×2.85≈9.26

(4) 火灾爆炸指数火灾、爆炸指数:F&EI=F3×MF=9.26×16≈132

(5) 危险度根据计算数值结果比较判定, 该单元危险度很大。

2.3确定安全措施补偿系数

2.3.1工艺控制补偿系数 (C1)

工艺控制补偿系数C1:

该系统单元采取的工艺控制补偿措施及所取补偿系数值分别为:应急电源0.98, 冷却装置0.97, 紧急切断装置0.99, 操作规程0.94, 其他工艺分析0.98。

则C1=0.98×0.97×0.99×0.94×0.98≈0.87

2.3.2物质隔离补偿系数 (C2)

物质隔离补偿系数C2:

该系统单元采取的物质隔离补偿措施及所取补偿系数值分别为:卸料/排空装置0.96, 排放系统0.91, 联锁装置0.98。

则C2=0.96×0.91×0.98≈0.86

2.3.3防火措施补偿系数 (C3)

防火措施补偿系数C3:

该系统单元采取的防火补偿措施及所取补偿系数值分别为:泄漏检测装置0.94, 结构钢0.98, 消防水供应系统0.97, 洒水灭火系统0.97, 手提式灭火器材/水枪0.98。

则C2=0.94×0.98×0.97×0.97×0.98≈0.85

2.3.4安全措施补偿系数 (C) 及补偿后火灾爆炸危险指数 (F&EI)

安全措施补偿系数

C=C1×C2×C3=0.87×0.86×0.85≈0.64

补偿后火灾爆炸危险指数

(F&EI) =F&EI×C=132×0.64≈84

补偿后火灾爆炸危险等级为较轻。

2.4危害程度计算

2.4.1暴露区域计算

暴露区域计算方法如下:暴露区域的面积S=πR2 (m2)

R为暴露半径, R=F&EI×0.84×0.3048。

单元的暴露半径与暴露区域计算如下:

R=132×0.84×0.3048≈33.80m

R=84×0.84×0.3048≈21.51m (补偿后)

S=πR2=3.14× (33.80) 2≈3587.26m2

S=πR2=3.14× (21.51) 2≈1452.82m2 (补偿后)

2.4.2暴露区域内财产价值

暴露区域内财产价值是由区域内含有财产的更换价值来确定。

更换价值=原来成本×0.82×价值增长系数。

因为单元暴露区域内具体财产很难确定, 在此以财产的实际价值PAV (the property of the actual value) 代替。

2.4.3危害系数的确定

危害系数由单元危险系数 (F3) 和物质系数 (MF) 按照道化学七版的相关图表查得, 用HF表示, 代表了单元中物料泄漏或反应能量释放所引起火灾爆炸事故的综合效应。当MF=16时, 与不同的单元危险系数X (即F&EI) 对应的危害系数Y (即HF) 为:

Y=0.256741+0.019886 (X)

+0.011055 (X2) -0.00088 (X3)

根据上面公式得出结果该系统单元危害系数HF为0.72。2.4.4基本最大可能财产损失 (Base MPPD)

2.4.4基本最大可能财产损失 (Base MPPD)

基本最大可能财产损失是在假设没有采取任何一种安全措施的情况下可能造成的最大财产损失, 它由危害系数和暴露区域内财产价值相乘得到, 即:

Base MPPD=HF×PAV=0.72PAV。

2.4.5实际最大可能财产损失 (Actual MPPD)

实际最大可能财产损失 (Actual MPPD) 是基本最大可能财产损失 (Base MPPD) 与安全措施的补偿系数 (C) 的乘积, 表示在采取适当的防护措施后事故造成的损失。但如果这些防护装置或者措施发生故障或者未被有效的实施, 事故损失值应接近于基本最大可能财产损失 (Base MPPD) 。

此方法也可根据求出的实际MPPD估算发生事故时的最大可能停产的天数, 确定停产造成的损失。由于各单元实际MPPD数值在评价中难以确定, 所以在此不对天数及其造成的影响作分析。

2.4.6补偿结果

通过计算可知该系统单元在未采取补偿措施时, 火灾爆炸指数F&EI值为132, 危险等级为很大。在采取了工艺控制措施、物质隔离措施及防火措施补偿后, 火灾爆炸指数F&EI值降为84, 危险等级为较轻。

3结语

采用道化学火灾爆炸危险指数评价法, 得出该企业制冷系统的火灾爆炸危险指数为132, 危险等级为“很大”, 一旦发生火灾、爆炸事故, 以制冷间储罐为中心, 半径为33.80m的区域内的人员、财产都可能受到损害, 72%的建构筑物毁坏、财产损失。通过分析指导企业采取了相应的安全预防措施后, 危险指数降为84, 危险等级为“较轻”, 降低了36.4%, 效果非常显著。

参考文献

[1]王金波, 等.安全系统工程[M].东北工学院出版社.

[2]刘铁民, 张兴凯, 刘功智.安全评价方法应用与指南[M].化学工业出版社.

[3]刘杨, 李晓凤, 姜志勇, 等.道化学火灾、爆炸危险指数评价法在轻烃储罐中的应用[J].科学技术与工程, 2012, (22) :5509-5512.

[4]赵成建.DOW分析法在原油罐区安全评估中的应用浅谈[J].广东化工, 2011, (5) :46-47.

[5]张冀东.道化学公司火灾爆炸危险指数法在LNG加气站储罐安全评价中的应用[J].内蒙古石油化工, 2012, (15) :40-41.

火灾安全评价篇2

山西柳林碾焉煤矿有限责任公司

二○一六年五月十八日

火灾事故应急救援演练评估报告

根据相关法律法规的要求，结合我矿生产实际情况，于2016年5月17日9:00——10:00进行矿井火灾应急救援演练，现将矿井火灾应急救援演练情况报告如下：

一、应急救援演练时间：2016年5月17日9:00——10:00

二、发生事故地点：8205回风顺槽掘进工作面

三、火灾应急救援机构组长：矿长副组长：技术矿长

成员：其它副矿长和各科队部门主要负责人

四、救灾演练的实施情况

1、本次演练拟设在8205回风顺槽掘进工作面发生火灾事故，演练时井下人员按避灾路线撤出井。

2、本次救灾由矿长任总指挥，总工程师任副指挥，井下总指挥人安全副矿长，调度室主任全面协调，当班调度员协助指挥调度。

五、演练过程：（1）报警

5月17日9点安检员汇报8205回风顺槽掘进工作面发生火灾事故，同时带领8205回风顺槽掘进工作面人员组织撤离到安全地区，调度员接到电话给调度主任说明情况后马上通知值班矿长和矿长，9点05分随即通知各有关人员到调度室。（2）指挥部组织救灾

9点13分矿长、值班矿长、安全矿长、和各科室到调度室，矿长下达启动火灾应急预案，通知井下火灾涉及危害的所有人员迅速撤到进风巷，受灾地区和回风巷不能有电，不能有人。

9点20分通知机电副矿长切断受灾地区及回风巷所有电源。9点22分调度员已通知将8205回风顺槽人员全部副立井底。9点30分汇报8205回风顺槽全部人员撤离进风巷至副立井底。9点40分井下跟班矿长汇报井下一切正常，演练结束。

六、救灾演练效果评价

1、通过本次8205回风顺槽掘进工作面火灾演练，我们还有不足之处，为了提高和预防矿井在生产过程中，多种灾害并发，严重威胁矿井安全生产时，可以快速、有效遏制事故进一步扩大，能够及时救援，同时也加强了我公司在处理多种灾害并发应急事故时的组织领导与应急机制。

2、锻炼了职工抗灾、救灾的素质，提高了紧急情况下的应急反应速度。熟悉了在多种灾害并发时，各相关业务部门救援流程和职责，做到有事故时能够有条不紊的进行应急救援。

3、此次进行的“火灾演练”达到了演练的预期目的。

4、本次演练为现场应急，锻炼了应急队伍，提高了矿综合应急能力，灾情出现后能及时投入应急抢救。

5、参加演练时各单位能够保证在矿井灾害时，接受统一的协调指挥，保证救援工作的有序进行。

6、矿调度室作为矿井应急救援的指挥中心，能够按预案要求，做到接警准确、汇报及时，指挥、处置得当。

7、所有参加综合演练的单位人员熟知了矿井各种应急预案，能够严格按照预案要求，组织人员进行应急救援演练。

8、矿应急救援部门能够在接警后迅速按规定时间赶到应急救援指挥中心参与事故的分析，统一协调指挥。

9、参加综合演练的所有单位能按预案要求做好准备，保持良好的应急救援状态。

10、各个应急救援单位能够按指挥部命令，按时到达指定位置。

11、本次综合演习验证了我矿重大生产事故应急预案的完整性与可行性。

12、通过此次预演，需要改进的是在真正遇到事故时，要减少不必要的环节，以求达到最快捷的通讯与指挥效率，避免扯皮现象。

七、演练存在的问题及职工措施

1、在多种灾害并发时，灾害现场人员应在灾害形成初期保持清醒的头脑，迅速进入状态。

2、人员定位系统应进一步完善，应保证可以随时调出灾区人员撤离情况。

3、所有职工特别是管理干部要认真学习重大生产安全事故应急救援预案，提高在遇到突发事故特别是多种事故并发时的应急救援能力。

4、实战意识不强、抢险气氛不浓厚，没有达到紧张有序的演练要求；

5、发生事故后职工积极性不高，以为是演习没有危险。

八、整改措施：

（1）加强培训，提高井下带班管理人员的组织能力，以便遇到灾害时能立即组织人员按避灾路线迅速撤离现场。

（2）加强后勤保障工作，加强政治思想工作，提高政治思想觉悟。（3）多组织演练，提高抢险人员的实战意识。

2016

山西柳林碾焉煤矿有限责任公司

火灾安全评价篇3

填埋释放气体由大量CH4和CO2组成，其中CH4在空气中的浓度达到爆炸下限（5％～15％），容易引起爆炸。目前，我国许多城市都发生过垃圾填埋场气体爆炸事故：

1994年2月4日，重庆市一座垃圾场发生严重沼气爆炸事故，强大的气浪掀起的垃圾，将9名临时工埋没，当场死亡4人；

1994年8月11日，湖南省岳阳市一座约2万立方米的垃圾堆突然爆炸，上万吨的垃圾被抛向空中，摧毁了垃圾场附近的一座水泵和两道污水堤；

1995年，江苏无锡市桃花山垃圾填埋场的两个石笼突然起火，无法扑灭，燃烧多天经过一场暴雨才熄灭；

1995年9月、10月、12月北京昌平县接连三次发生垃圾场沼气爆炸事故，重伤2人……

这些惨痛的教训告诉人们，对于垃圾填埋沼气的回收利用系统的危险性要引起高度重视！因此，利用安全工程理论对填埋沼气回收利用系统进行全面的安全分析对于减少和避免火灾、爆炸的发生是十分必要的。

一、火灾爆炸危险度的综合评估模型

1．1 分析对象的确定

目前国内垃圾填埋沼气回收利用系统所采用的工艺为：净化后的填埋沼气大部分压缩装罐，作为燃料使用。剩余部分用于发电，供厂内生产生活使用。具体的工艺流程如图1所示。

1．2 火灾爆炸危险度的综合评估模型的建立

垃圾填埋沼气回收利用系统火灾爆炸危险度的综合评估系统，应该是火灾分析、预测、决策与安全配套措施的有机统一，并形成完善的安全运行机制，其评估系统的建立应从实际出发，以系统观点为指导，坚持安全定性与定量分析的有机结合，使安全综合评估系统具有科学性、实用性与可操作性。它主要包括火灾爆炸危险度的分析模型、评估模型及火灾危险预知训练与预测模型等，由此可建立起油库火灾爆炸危险度的综合评估体系如图2所示：

二、火灾爆炸危险度的综合评估模型的优点

2．1 在现有技术条件下，突出了安全管理的重要性

安全工程的最终目标在于系统的本质安全化，但是在目前的技术经济条件下，完全依赖从技术上消除工艺设备的危险性不足以将危险度降低到社会可以接受的水平，因此，模型中将安全管理置于与工艺设备安全性同等重要的水平，突出了在目前技术条件下加强安全管理工作的重要性。

2．2 分析内容的全面性

综合评估模型中涵盖了火灾爆炸分析模型、安全评估模型和火灾危险预防训练与预测模型，其中火灾爆炸分析模型阐述了导致火灾的危险因素、各因素之间的相互影响和火灾发展历程，对类似系统的事故数据进行统计分析和计算机模拟；安全评估模型针对系统的某一部分，乃至整体进行安全状况评价；火灾危险预防训练与预测模型则突出了“安全第一，预防为主”的方针，建立火灾爆炸预测模型，强调了安全管理中对火灾的预防与控制功能，将火灾危险消灭在萌芽状态。与过去的火灾爆炸评估体系相比较而言，这一模型具有以火灾机理研究为起点，以安全分析为重点，以安全评估为依据，结合火灾爆炸的预测，真正实现了对垃圾填埋沼气回收利用这一复杂大系统的全面安全分析，最终将该系统火灾爆炸危险度降低到社会可接受的程度。

2．3 将定性分析与定量分析结合起来

将定性分析方法和定量分析方法有机地结合起来，针对不同类型的具体对象进行相应级别的风险性评价，提高安全生产水平。鉴于垃圾填埋沼气回收利用系统中诸多因素不完全清楚，常规决策方法中的评估指标值在这里又多为不确定的模糊量，基于这一特点，把不知道的和不确定的分开考虑，充分利用已有的事故概率数据，实现垃圾填埋沼气回收利用系统的综合评判。采用的分析方法既有定性分析，例如火灾局势分析和安全检查表，又有各类定量、半定量分析方法，例如事故树分析、模糊综合评判和危险矢量评价。

比如，就安全评估模型而言，事故树分析是安全系统工程的重要方法，它能对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入揭示事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了，思路清晰，逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析。在应用中，由于安全数据的不充分性和基本事件的模糊性等原因，使传统的事故树分析方法受到限制。解决的办法是引入模糊数学理论，采用模糊事故树的分析方法。模糊事故树分析中底事件发生概率的获得，可以采用以下方法：对于可以通过可靠性手册、经验数据等途径获得事故率的底事件，根据事故率、概率分布参数和其他参数获得底事件的发生概率，这是精确值。对于没有统计数据的底事件及其他模糊事件，通常是通过专家的主观判断确定底事件的发生概率，获得底事件的模糊发生概率。一般的做法是：先对事故树中各事件(顶端事件、中间事件和基本事件)的安全程度进行模糊描述，一般用四个等级为度量所有事件的语言变量名称，即“安全”、“临界”、“危险”、“破坏”。接下来对每一个语言变量名称,以语气算子“极”、“很”、“微”加以修饰，例如：“极安全”、“很安全”、“微安全”等等。这样，就构成了事故树模糊分析中的全部语言变量，总计12个。再令每一个语言变量代表一个模糊子集，每一个模糊子集的隶属函数0≤ ≤1。这些模糊子集、语言变量和隶属函数构成12×12的隶属函数矩阵。最后，在事故树的所有基本事件都测得一个动态的模糊值之后，依据事故树所对应的逻辑表达式进行模糊运算的过程，就称之为对事故树所进行的模糊分析。运算的结果就是系统动态状态的一个模糊值。再对这个模糊值进行判定（例如采用模糊数学中关于“贴近度”的计算方法），就可以得到运行系统动态状态的一个模糊评估。

相对于Delphi法、专家打分法和头脑风暴法等评价方法而言，其优点在于将模糊数学引入事故树分析中，使用多种模糊数、语言值及精确概率值刻画事件的发生概率，并作统一处理，因而更符合工程实际，具有很高的工程实用价值。

2．4 分析方法的多样性和互补性

克服过去单纯依赖某一特定分析方法所带来的不可避免的缺陷，充分发挥多种分析方法的优点，实现了各种分析方法的有机结合，提高了模型预测的准确性。在本模型中，综合采用了事故树、模糊综合评判、随机过程的马尔克夫模型、危险矢量评估等多种安全评价方法，这些方法在具体应用中可以结合使用、相互补充。比如，传统的事故树分析法，运用条件概率的计算方法，估算火灾发生的概率和消防系统的可靠性。但这种静态分析方法，未考虑系统起火后火灾随时间的传播过程。在火灾灾变模型中，可以将火灾传播过程看作稳定的马尔克夫过程，火灾在某一时刻传播的方向和概率，只与该时刻火灾位置有关，而与火灾前期历史无关，并认为传播概率不随时间的推移而改变，从而建立了火灾传播的动态模型。在大多数情况下，垃圾填埋场的防火安全的重要因素以及火灾发展的最后状况，取决于消防系统的工作可靠性。首先，对消防系统的可靠性进行事故树分析；接着，求解基本原因事件的概率重要度，找到防火的重点和消防设计应该着重考虑的问题；紧接着，用马尔可夫状态转移矩阵描述火灾传播发生概率的时间分布；最后，求解出各个事件随火灾发展而产生的概率。运用动态马尔克夫模型估算消防系统随火灾传播被破坏的不同状态概率的时间分布，对制订消防灭火战术，具有重要意义。

所以，采用多种方法并充分利用其互补性，可以提高模型的精度，较好地反映实际情况及其发展变化，更有效地实现对系统安全的动态监控。

三、结论及展望

3．1 火灾爆炸危险度的科学评估是一项复杂的系统工程。应从系统危险致灾因素、火灾分析与处理、安全预测与决策等方面综合考虑与分析，并应借助火灾数据统计、火灾科学及安全消防技术的支持，其得出的评估结论方有科学性与可信性。

3．2应加强火灾系统评估理论的研究。立足于实际工作中使用的工艺设备，运用先进科学的评估理论以建立“全方位”的垃圾填埋沼气回收利用系统火灾防范措施及评估体系，是确保垃圾填埋沼气回收利用系统本质安全的可靠保证。由于安全系统工程本身就是一门新兴学科，其安全度及火灾爆炸危险度的研究将随着系统工程的不断发展，而不断地得到充实与完善。

火灾安全评价篇4

因此, 基于模糊数学的方法对隧道火灾安全性进行综合评估, 既提高了评估的可靠性和有效性, 又为隧道防火设计及安全管理提供了可行的依据。

1 隧道火灾安全评价指标的建立

分析隧道火灾的特点及影响隧道火灾安全的因素, 根据公路隧道设计规范、铁路隧道设计规范, 以及有关隧道火灾和隧道火灾评估的相关文献[1,2,3,4,5,6], 建立了隧道火灾安全评估的指标 (见图1) 。

2 建立隧道火灾安全评估的模糊数学模型

2.1 单因素指标评判矩阵的建立

由图1可知, 隧道火灾安全评价指标由5个一级指标和22个二级指标组成。设隧道火灾安全评价的评语集V= (安全, 较安全, 一般, 较危险, 危险) , Ui和Vj之间的关系可通过专家评分法得到评判矩阵Ri。

$R_{i} = [\begin{array}{l} R_{i 1} \\ R_{i 2} \\ R_{i 3} \\ ⋮ \\ R_{i m} \end{array}] = [\begin{matrix} r_{i 11} & r_{i 12} & r_{i 13} & \dots & r_{i 1 j} \\ r_{i 21} & r_{i 22} & r_{i 23} & \dots & r_{i 2 j} \\ r_{i 31} & r_{i 32} & r_{i 33} & \dots & r_{i 3 j} \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ r_{i m 1} & r_{i m 2} & r_{i m 3} & \dots & r_{i m j} \end{matrix}]$

(1)

其中, Rim为影响指标Ri的第m个元素;rimj为隧道火灾安全评价目标为Ui时, 评判集中第m个元素在因素j下的隶属度。

当隧道火灾安全评价的目标是U2 (消防设施) 时, 用消防设施的5个因素 (U21, U22, U23, U24, U25) 对隧道火灾安全性进行评价。邀请n位专家从不同的角度针对U2的指标进行评价, 每位专家对于U2的每一个指标从V中必须选择一个合适的评语进行打分, 并且只能选择一个。然后对各专家评分表进行统计处理, 即分别统计对于指标Ui给出评价Vj的个数, 然后进行归一化处理, 这样就得到一个U2的单因素评判集R2。

$R_{2} = [\begin{array}{l} R_{21} \\ R_{22} \\ R_{23} \\ R_{24} \\ R_{25} \end{array}] = [\begin{matrix} r_{211} & r_{212} & r_{213} & r_{214} & r_{215} \\ r_{221} & r_{222} & r_{223} & r_{224} & r_{225} \\ r_{231} & r_{232} & r_{233} & r_{234} & r_{235} \\ r_{241} & r_{242} & r_{243} & r_{244} & r_{245} \\ r_{251} & r_{252} & r_{253} & r_{254} & r_{255} \end{matrix}]$

(2)

2.2 隶属度的确立

隶属度的确定采用集值统计的方法, 集值统计的方法每次得到的是相空间的一个子集, 也就是确定安全度时, 改变过去统计给出一个固定值的作法, 而给出一个区间值, 这样就解决了专家对一些指标“大约是多少”这一概念的定量化。

假设要确定隧道火灾安全评估5个一级指标 (U1, U2, U3, U4, U5) 的权重, n个专家参与评审, 每个专家用线段法给出评价指标的安全度区间估计值uij=[aijbij] (i=1, 2, …, 5;j=1, 2, …, n) 。

对指标Uj, n个专家给出的评分区间为[a1jb1j],

[a2jb2j], …, [anjbnj], 从而形成一个统计序列, 则评价指标U1的安全度值为:

$\tilde{U}_{j} = \frac{1}{2} \times \frac{\sum_{i = 1}^{n} | b_{i j}^{2} - a_{i j}^{2} |}{\sum_{i = 1}^{n} | b_{i j} - a_{i j} |}$ (3)

由式 (3) 可分别计算出 $\tilde{U}$ 1, $\tilde{U}$ 2, …, $\tilde{U}$ 5, 进行归一化处理可得出各指标的权重:

$a_{j} = \frac{\tilde{U}_{j}}{\sum_{j = 1}^{m} \tilde{U}_{j}}$ (4)

其中, m为影响指标Uj的元素个数。

由此可得出隧道火灾安全评价一级指标的权重集A0= (a1, a2, a3, a4, a5) , 根据相同的原理可求出二级指标的权重集为:

2.3 综合评价模型的建立

当隧道火灾安全评价的指标为U1时, 其二级评价模型为:

$\begin{array}{l} B_{1} = A_{1} \cdot R_{1} = (a_{11}, a_{12}, a_{13}, a_{14}) \cdot \\ [\begin{matrix} r_{111} & r_{112} & r_{113} & r_{114} \\ r_{121} & r_{122} & r_{123} & r_{124} \\ r_{131} & r_{132} & r_{133} & r_{134} \\ r_{141} & r_{142} & r_{143} & r_{144} \end{matrix}] = (B_{11}, B_{12}, B_{13}, B_{14}) (6) \end{array}$

根据式 (5) , 当隧道火灾安全评价的目标是U2, U3, U4, U5时, 可分别得到其二级评价模型为:

因此可得隧道火灾安全综合评价的模型为:

$\begin{array}{l} B = A_{0} \cdot R_{0} = (a_{1}, a_{2}, a_{3}, a_{4}, a_{5}) \cdot \\ [\begin{matrix} B_{11} & B_{12} & B_{13} & B_{14} & 0 \\ B_{21} & B_{22} & B_{23} & B_{24} & B_{25} \\ B_{31} & B_{32} & B_{33} & B_{34} & B_{35} \\ B_{41} & B_{42} & B_{43} & B_{44} & 0 \\ B_{51} & B_{52} & B_{53} & 0 & 0 \end{matrix}] = (B_{1}, B_{2}, B_{3}, B_{4}, B_{5}) (8) \end{array}$

由此可知, 评语集合V1, V2, V3, V4, V5分别对应的值为B1, B2, B3, B4, B5。根据最大隶属度原则, 可求出隧道火灾综合评估的估价值Vg。

Vg=max (B1, B2, B3, B4, B5) (9)

3 结语

根据模糊数学理论、专家评分法、集值统计方法, 建立了隧道火灾安全的综合评价模型。该模型简单、适用, 不仅能够为隧道防火设计和消防提供一定的依据, 而且还可用于隧道定期评估, 可以使隧道火灾的防治对策、安全管理更加科学、合理和有效。

摘要：根据模糊数学原理和集值统计方法, 建立了隧道火灾安全综合评估模型, 因素权重采用专家评分和集值统计方法确定, 评价结果采用最大隶属度方法进行处理, 指出该模型简单、适用, 能够为隧道防火设计和消防提供一定的依据。

关键词：模糊数学,隧道火灾,安全评估

参考文献

[1]王庆晖, 嘉瑜.浅析公路隧道火灾的特点及对策[J].康定民族师范高等专科学校学报, 2006 (12) :68-72.

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火灾烟气毒性评价和预测技术研究篇5

总结火灾烟气毒性的评价与预测技术,对火灾烟气毒性评价和预测技术研究的国内外现状进行综述.介绍火灾烟气毒性评价和预测技术在材料产烟毒性危险性评价和性能化评估中的应用现状;比较动物动态染毒与静态染毒法对材料毒性评价的影响;通过分析存在的`问题提出了烟气毒性评价与预测技术的未来研究方向.国内外研究表明,火灾烟气中各组分的毒性作用并非简单的加合协同作用,可能起拮抗作用,实际火灾中造成死亡的原因往往是亚致死效应使人丧失逃逸能力引起,现有的毒性数据与真实火灾烟气毒性及对人的作用均存在差别,因此,需通过采用火灾烟气毒性评价与预测技术进行相关研究,建立火灾中人员丧失逃逸能力的毒性指标和判据.

作者：刘军军李风张智强兰彬 LIU Jun-jun LI Feng ZHANG Zhi-qiang LAN Bin 作者单位：刘军军,李风,兰彬,LIU Jun-jun,LI Feng,LAN Bin(公安部四川消防研究所,都江堰,611830)

张智强,ZHANG Zhi-qiang(重庆大学材料学院,重庆,400045)

火灾安全评价篇6

受火灾事故影响，如家周一开盘价下跌了0.6％，报42.8美元。

通化市人民政府网站信息显示，“5·01”通化市东昌区如家快捷酒店楼体火灾，经公安消防部门现场勘查和深入调查，认定涉嫌人为放火，公安机关已经立案，正在全力侦查。如家则指出，失火原因及具体责任尚在认定中(该物业由多家企业共同租赁)。起火点并非在如家酒店租赁经营区域内。

“这次吉林通化出事故的如家酒店不是一家独立的酒店建筑，酒店楼下还有KTV等娱乐场所，着火点并不是在如家酒店，而是楼下的其他业态经营者区域内引发的火灾，火势上蹿至酒店区域。”如家连锁酒店内部人员认为，这次如家是“被殃及的池鱼”，当然对于死伤客人，如家不会逃避应该承担的责任。

尽管火灾原因仍在调查之中，但经济型酒店行业背后的安全管理隐患却暴露无遗。

“火灾事故直接折射出选址等问题，这几年经济型酒店扩张过快，根本不可能有很多优越的商圈核心位置来给业者挑。不少企业为求规模只能退而求其次，在一些综合型建筑内租赁其中几个楼层。但这种综合型建筑往往存在安全隐患，比如酒店的楼上或楼下是餐饮或娱乐业态，很容易引发火灾。”华美首席知识专家赵焕焱说。

有些经济型酒店为节省成本，建造时甚至不惜改造烂尾楼或居民楼，或者为了抢开张，在安全验收方面草率结尾。

业内人士表示，部分经济型酒店在设计方面也存在安全缺陷，比如消防部门建议在低层楼面尽量不要安装防盗铁窗，可是酒店方认为发生火灾比发生盗窃的概率小，有时会在部分楼面安装防盗窗，一旦发生火灾，住客难以在第一时间逃生。

此外，包括如家在内的很多经济型连锁酒店企业麾下都拥有不少由厂房改建的酒店，这类酒店的共同点就是一部分客房完全没有窗户，这导致一旦发生火灾，在室内的住客逃生难度很大。

记者在采访中还了解到，一些加盟商并非做酒店业出身，对于酒店的楼层安全、规定设置等都不太懂，如果其加盟的企业没有在早期介入设计指导，则会导致这类酒店从一建成就存在安全隐患。而有些建筑一旦成型，则很难再敲掉主建筑重建，等于存在先天不足。

此番火灾已经给如家警示，该公司已开始对全国连锁店的排查。而对于与KTV这类娱乐产业同租一个建筑的模式，如家今后将不再采用，并对合租建筑的模型重新调整。

不仅是如家，记者日前采访了锦江之星、汉庭、布丁等众多经济型连锁酒店后获悉，大多业者在此次事故后，都向麾下连锁酒店发出安全自检。

中国经济型酒店网数据显示，如家目前已拥有800多家开业酒店，1000多家签约酒店，后起之秀“7天”也已拥有超过700家签约酒店，“7天”的年增速一度达到400％，这些都使独立建筑优势商业位置越来越少。“归根结底是扩张过快导致选址困难，让企业以与不适合业态合租的形式铤而走险。”赵焕焱分析。

业内人士透露，一家酒店要开业，需要具备的证照种类繁多，如消防系列证照，包括备案许可证、验收许可证、开业检查等；另外还应具备公安特种行业许可证、卫生、环保、工商、税务等相关证照。这些证照办全需要1-2个月，一旦要整改更是遥遥无期。经济型酒店每月租金通常在10多万-20多万元，耽误数月就要付出很大代价。

火灾安全评价篇7

目前, 消防界对城市火灾危险与消防安全保障能力的因素分析主要依靠主观判断, 缺乏理论支撑, 对城市火灾危险与消防安全保障能力分析评价的研究也尚处于起步阶段, 英国、日本、美国等许多国家就如何评估城市消防安全水平、减轻城市火灾损失等方面进行了研究, 主要用于科学部署城市消防力量、划分城市消防安全等级等方面, 同时也产生了许多火灾危险与消防安全保障能力评价方法。笔者对比研究国内外城市火灾危险和消防安全保障能力评价现状, 提出我国城市火灾危险与消防安全保障能力评价存在的问题, 对于进一步制订城市火灾防范及应急技术措施具有重大的理论指导意义。

1 国外研究现状

目前, 英国、日本、美国等许多国家就如何评估城市消防安全水平、减轻城市火灾损失等方面进行了研究, 主要用于科学部署城市消防力量、划分城市消防安全等级等方面, 同时也产生了许多火灾危险与消防安全保障能力评价方法。

(1) 英国火灾危险与消防安全保障能力评估研究主要应用于如何科学部署城市消防力量, 以达到减轻城市火灾损失的目的。英国将城市的典型区域划分成A、B、C、D等几个风险等级, 每种风险等级代表具有某类典型特征的区域, A类风险最高、D类风险最低。A级为办公楼、工厂、商店等建筑的密集程度高、火灾蔓延性能大的地区;B级为办公楼、工厂、商店等建筑物相对集中, 但密集程度不高的地区;C级为以住宅建筑为主的市郊地区;D级则是上述A至C级以外的其他地区。对应于不同火灾危险与消防安全保障能力等级, 消防队接警后的第一出动力量和到场时间都有不同的要求。

(2) 日本在上世纪80年代对所有城市进行城市火灾危险与消防安全保障能力评估、划分城市等级, 从城市防灾的角度加强行政管理。通过“城市等级”法、横井法、菱田法和东京都法等方法, 计算城市内的烧损面积 (主要针对木结构建筑) 和烧损率, 用烧损率量化城市的火灾危险与消防安全保障能力。不同的烧损率对应不同的城市等级, 烧损率越低, 表示城市等级越高, 火灾危险与消防安全保障能力越小;烧损率越高, 表示城市等级越低, 火灾危险与消防安全保障能力越大, 从而采取相应行政管理措施, 增大或减小消防投入。

(3) 美国目前的消防救援力量标准是NFPA1710 (职业消防队标准) 和NFPA1720 (志愿消防队标准) , 这两个标准均包含与灭火作战有关的最低配置需求的建议性规定, 并建议灵活地采用以风险评估为基础的消防力量布局方法。美国国际消防组织资质认定委员会 (开发的“风险、危害及价值评估”。该方法主要针对消防救援力量规划而开发。当各消防辖区决策者需要制定消防救援力量布局规划时, 通过收集辖区内各种建筑物场所的相关信息, 然后就建筑设施、建筑物本身状况、生命安全要素、供水以及经济价值元素等进行评分, 从而确定出本地各建筑物场所的火灾隐患, 然后综合确定辖区内各级风险的建筑分布情况。该方法有助于消防部门及地方政府针对其消防需求做出科学的决策, 更加充分地体现了把消防力量配置与社区火灾危险与消防安全保障能力相结合的原则。该方法在美国一些州立消防局的消防力量规划中得到应用。

2 国内研究现状

目前, 我国在城市火灾危险和消防安全保障能力方面的研究, 大部分是以某一企业, 或某一特定建筑物为对象的小系统, 对城市火灾危险和消防安全保障能力的研究还处于探索阶段。

易立新在对火灾危险和火灾风险两个概念进行定义的基础上, 运用德尔菲 (Delphi) 专家调查法和层次分析法, 提出了城市火灾危险指数、城市火灾抗灾指数、城市火灾风险指数的概念, 设计了定量和定性相结合的城市火灾风险评价指标体系;李引擎等对不同类型的建筑物和实际存在的防火安全度, 提出了消防安全资金投入比例的一种理论计算方法。通过对几种火灾安全评估模型的分析, 确定用表格数值的方法去评价我国现有的建筑防火安全水平, 并以此为基础讨论了城市防火安全评定的有关问题。杨瑞, 侯遵泽根据《中华人民共和国消防法》及《机关、团体、企业、事业单位消防安全管理规定》 (61号令) 对消防管理对象的界定标准, 提出两种不同的分类方法, 确定了城市区域消防安全体系的组成要素, 采用层次分析法确定了各要素的权重, 应用多层次多目标系统模糊优选理论, 建立了城市区域消防安全评价模型, 对城市区域消防安全评估进行了方法研究和具体计算, 并应用所设计的模型对北京市宣武区的区域消防安全状况进行了两种方法的分析评估。计算结果证明了方法的有效性, 用两种不同的分类方法所做出的结果, 显示了不同分类的一致性。由武警学院承担的国家“九五”科技攻关项目“石化企业消防安全评价方法及软件开发研究”, 以“石油化工企业防火设计规范”等消防规范和德尔菲专家调查法为基础, 设计了石化企业消防安全评价的指标体系, 并利用层次分析法和道化指数法确定了各指标的权重采用线性加权模型得出炼油厂的消防安全评价结果。以某一特定建筑物为对象的火灾风险评价也比较多, 如中国矿业大学周心权教授, 在分析建筑火灾发生原因的基础上, 建立了建筑火灾风险评估因素集, 并运用模糊评价法对我国的高层民用建筑进行了消防安全评价间。以城市某一区域为研究对象进行火灾风险评估研究, 如张一先等采用指数法对苏州古城区的火灾危险性进行分级, 该方法的指标体系考虑了数量危险性着火危险性、人员财产损失严重度以及消防能力这四个因素;1995年李杰等在建立火灾平均发生率与城市人口密度、城区面积、建筑面积间的统计关系基础上选取建筑面积为主导参量, 建立了以建筑面积为单一因子的城市火灾危险评价公式;李华军等在1995年提出了城市火灾危险性评价指标体系, 该体系中城市火灾危险性评价由危害度、危险度和安全度三个指标组成, 用以评价现实的风险, 不能用来指导城市消防规划;2001年吴波等人结合东北某城市各类建筑物的情况, 分别给出了建筑面积和起火率的概率分布模型。这是一种单一指标的微观评估方法, 简单实用;2004年中国人民武装警察部队学院的研究报告, 采用了北京市朝阳区的人均G D P、人口密度、大专以上人口比例以及外来人口比例这些指标和数据用以定量地评估该城市区域的社会经济活动的火灾危险性, 反映了城市火灾风险的深层次因素;2005年景绒等人采用居住区特征、人口密度、气象因素、市政消防给水和移动消防力量等5类指标24个参数建立了居住区火灾风险评价指标体系;朱力平、董希琳等人对城市区域火灾风险评估方法进行了研究, 并分别针对基于单体对象的城市区域火灾风险、城市居住区火灾风险、城市商业区火灾风险评价进行了论述。

3 存在的问题

综合分析国内外研究现状, 研究发现, 我国城市火灾危险与消防安全保障能力评价主要存在以下四方面问题:

(1) 对火灾危险与消防安全保障能力评价要素的分析过程中缺乏对火灾原因数据的技术分析, 评价结果对消防部门的实际工作指导性和实用性不强。

(2) 对城市的消防安全评价主要集中于对城市火灾危险与消防安全保障能力评价或单体建筑防火能力评价, 对城市火灾危险与消防安全保障能力评价的研究比较缺乏。相对于城市火灾危险与消防安全保障能力评价, 城市火灾危险与消防安全保障能力评价要针对的是消防部门在城市防火、火灾处置中的“主观”能力。侧重于城市能力的“主观”要件—防火能力的研究, 对以消防部门为核心的城市抗御火灾的能力具有更现实的意义。

(3) 对城市火灾危险与消防安全保障能力评价指标的选取没有从经济学角度进行衡量。城市消防安全保障能力与消防投入关系密切, 没有一定的消防投入, 确保城市消防安全就成为一句空话, 可以说消防投入的多少决定了一个城市火灾危险与消防安全保障能力的高低。但目前仅有的一些对城市火灾危险与消防安全保障能力的评价多是参照城市火灾危险与消防安全保障能力评价的模式, 在评价指标的选取上依靠经验, 没有从经济学的角度对城市消防安全保障能力问题进行考虑, 其结果是对城市火灾危险与消防安全保障能力评价的实用性无法满足消防工作的需要。

(4) 城市火灾危险与消防安全保障能力优化策略方面研究较少。仅仅对城市火灾危险与消防安全保障能力进行评价对提高城市火灾危险与消防安全保障能力来说是不够的, 优化策略的研究才能够为消防部门的规划、发展提供有力的支持。目前对城市火灾危险与消防安全保障能力策略的研究基本都是基于对实践经验的总结, 缺乏理论研究。

4 结语

研究城市火灾危险与消防安全保障能力是许多国家和地区尤其是现代城市管理不得不面对的一项重要工程, 直接关系到一个城市或地区能否构筑综合的、长期的、稳定的可持续发展战略, 能否实现经济、社会与环境的平衡发展。对防火减灾战略意义的认识, 是人类在付出了无数次惨重代价之后总结出的宝贵经验。

摘要：对比研究国内外城市火灾危险和消防安全保障能力评价现状, 提出我国城市火灾危险与消防安全保障能力评价存在的问题, 对于进一步制订城市火灾防范及应急技术措施具有重大的理论指导意义。

火灾安全评价篇8

道化学火灾爆炸危险指数法是化工领域最早应用于实际的安全评价方法,目前已发展到第7版,其通过工艺单元危险物质的辨识、决定物质的选取和危险系数的计算来确定初始的火灾爆炸危险指数等级,然后针对生产或工艺过程所采取的各种安全装置与措施,计算安全措施补偿系数,进行危险分析,得出安全补偿后的实际危险性等级并用于指导生产。

1 道化学火灾、爆炸危险指数法的适用性分析

1.1 合成氨生产工艺流程

某化肥厂利用天然气合成氨,合成氨生产包括转化工序、变换工序、脱碳工序、合成氨工序和辅助工序五个部分。合成氨生产工艺流程见图1。

1.2 转化工序的工艺过程介绍

该转化单元主要采用天然气(主要成分为甲烷)饱和增湿工艺,将工艺冷凝液中的NH3、甲醇等杂质气提至原料天然气中,并使天然气增湿;经压缩机加压,在一段炉对流段低温段加热至230 ℃后与氢混合气进入Co-Mo氧化锌脱硫槽脱硫;然后在一段转化炉和二段转化炉中进行一段转化和二段转化。

一段转化:原料气与中压水蒸汽混合后,经对流混合气盘管加热后,进入一段触媒反应管进行蒸汽转化,气体中残余甲烷为10%。

主要反应如下:

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二段转化:一段转化气进入二段,同时送入工艺空气并经对流段预热管预热,转化气中的H2燃烧产生的热量供给转化气中的甲烷在二段触媒床中进一步转化,使得工艺气中甲烷含量为0.5%,经废热锅炉回收余热后,进入变换。

主要反应为:

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1.3 道化学火灾、爆炸危险指数评价法的适用性分析

转化工序的原料为天然气。装置中主要成分是由低分子量烷烃组成的混合物,初始时甲烷含量达到96%;经过反应后达到平衡时的主要成分为:H2占58.08%,甲烷占0.5%,CO占12%～14%。这三种物质与空气的混合物易发生着火爆炸,均属危险物质,在生产中易发生火灾、爆炸事故,且其数量也超过了道化学方法规定的危险物质数量的下限(0.454 m3)。此外,转化工序与其他工序罐器、塔器相对独立,只是管线、换热等部分相互联系,从空间布置上可以划分为独立的评价单元。因此,用道化学火灾、爆炸危险指数评价方法评价合成氨的转化工序单元是合适的。

2 转化单元道化学方法评价过程

2.1 计算程序图

道化学方法计算程序如图2所示。

2.2 道化学评价过程

2.2.1 确定物质系数

物质系数(MF)是表述物质在燃烧或其他化学反应引起的火灾、爆炸时释放能量大小的内在特性的一个最基础的数值。物质系数由两个因素确定,首先是物质本身所固有的物质系数,另一个就是要考虑该物质所处的反应温度,依据其对固有物质系数进行修正。

对评价工序进行分析,由于工艺单元中的危险物质是混合物,且反应产物存留在该工艺单元内,所以物质系数应根据初始混合状态来确定。根据道化学评价法中物质系数的确定原则:混合溶剂或含有反应性物质溶剂的物质系数,可通过反应性化学试验数据求得。无法取得时,应取组分中最大的MF作为混合物MF的近似值(最大组分浓度≥5%)。由于转化工序存在的危险物质中,CH4是转化工序中关键流程(一段转化和二段转化)中参与反应的最关键危险物质,某组分浓度远远超过原则规定值,危险最大,是决定转化工序危险性大小的关键物质,因此将CH4确定为此工艺单元的决定物质,进而确定工艺单元内混合气体的物质系数。

根据DOW方法第7版确定物质系数的方法,取CH4作为该单元的危险物质,其物质系数由DOW方法第7版附录A查得为21。

由于一段转化气中操作温度为820 ℃,属高温操作,因此应按要求进行温度修正。查附表可知,温度修正前甲烷的易燃性NF为4,化学活性NR为0,填入如下“物质温度系数修正表”后并结合原“物质系数取值表”可得温度修正后物质系数MF仍为21。

2.2.2 确定工艺单元危险系数(F3)

F3包括一般工艺危险系数F1和特殊工艺危险系数F2,F3=F1×F2。

(1)F1=基本系数+所有一般工艺危险系数之和

其中基本系数为1.00,其他六方面分别为放热化学反应、吸热反应、物料处理与输送、封闭或室内单元、通道、排放和泄露控制,取值依据单元内的实际情况并依据表2的取值标准进行量化。

(2)F2=基本系数+所有选取的特殊工艺危险系数之和

其中基本系数为1.00,特殊工艺危险系数分别为:“毒性物质”、“负压操作”、“燃烧范围或其附近的操作”、“粉尘爆炸”、“释放压力”、“低温”、“易燃和不稳定的数量”、“腐蚀”、“泄漏—连接头和填料处”、“明火设备的使用”、“热油交换系统”和“转动设备”共12项。

(3)工艺单元危险系数(F3)=一般工艺危险系数(F1)×特殊工艺危险系数(F2)]

F2计算如表3所示。

则F3=F1×F2=6.536。

2.2.3 计算F & EI及对应初始危险等级

F & EI=F3×MF=6.536×21=137.3

对应表4可知,该单元的初始危险等级为“很大”。

计算安全措施补偿系数之前,该转化单元F & EI值为137.3,危险等级属于“很大”范畴。

2.2.4 计算安全措施补偿系数C

安全措施分工艺控制(C1)、物质隔离(C2)、防火措施(C3)3类,如表5所示。

则安全措施补偿系数C=C1×C2×C3=0.71×0.96×0.80=0.55。

2.2.5 危害系数(DF)的确定

危害系数(DF)由单元物质系数(MF)和工艺危险系数(F3)经单元破坏系数计算图得出,结果为0.78。

2.2.6 计算暴露半径和暴露区域

暴露半径用F & EI×0.84得出(单位为ft,1 ft=0.304 8 m)。

暴露半径R=137.3×0.84×0.304 8=35 m。

暴露区域面积S=πR2=3.14×(35)2=3 847 m2。

2.2.7 补偿后的火灾、爆炸指数

F & EI′=F & EI×C1/2=137.3×0.551/2=101.8

根据表4补偿后的单元危险等级为“中等”。

2.2.8 补偿后实际暴露面积S′

S′=πR′2=π(F & EI′×0.84×0.304 8)=2 128 m2

2.2.9 最大可能财产损失

假设该影响区域内的财产(装备、设施等的总投资)价值为A万元,以此计算出最大可能的财产损失(基本MPPD)和实际可能的财产损失(实际MPPD)的表达式,不计算损失的绝对值。

(1)最大可能财产损失(基本MPPD)

基本MPPD=影响区域价值×单位危害系数×0.82=A×单元危害系数×0.82=A×0.78×0.82=0.64A

其中,0.82是一个不经受损失的成本允许量,如场地、道路等。

(2)实际最大可能的财产损失(实际MPPD)

实际MPPD=基本MPPD×C(安全设施补偿系数)=0.64A×0.55=0.35A

3 安全评价结果与结论

将上述道化学火灾、爆炸指数评价法对转化单元的评价过程进行汇总,见表6。

从以上汇总情况可以看出,该单元的初始火灾、爆炸指数(F & EI)为137.3,危险等级属于“很大”范围,在没有采取任何一种安全措施来降低损失的情况下,如果该单元整体发生火灾爆炸事故,3 847 m2区域内将有78%遭到破坏,最大可能的财产损失将达到影响区域内财产总值的64%,后果很严重;而采取了相应的安全措施以后,该单元实际最大可能财产损失降低到了影响区域内财产总投资的35%,补偿后火灾、爆炸指数(F & EI′)也降低为101.8,危险等级属于“中等”范围,比补偿前下降了一个等级,虽然未到“较轻”“最轻”程度,但是由于该单元自身固有的高风险性(物料危险性大,物料量大,工艺较复杂),“中等”的危险等级还是属于可接受的范围。

也就是说,该单元所采取的工艺控制、物质隔离、防火三类安全措施综合起来可以有效控制火灾、爆炸事故的发生,并减少事故损失。

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矿井火灾应急救援能力评价篇9

关键词：矿井火灾,应急救援,模糊评价

火灾事故是煤矿生产的主要灾害之一。火灾产生的大量有毒有害气体严重危及井下工人的生命安全;大火能燃烧井下的设备、材料和煤炭。在有瓦斯突出危险、煤尘的矿井中发生火灾,往往会引起瓦斯、煤尘爆炸,扩大灾害范围[1]。

工业化国家的统计表明,有效的事故应急救援系统可以将事故损失降低到无应急救援系统的6%。我国也有一些事故由于及时启动事故应急救援系统而降低了事故损失,有些甚至避免了人员伤亡,如辽宁阜新艾友煤矿2006年“2.18”顶板事故[2]。但也有一些煤矿由于在发生事故时未能及时启动应急救援系统,造成事故危害和灾害范围的扩大。因此,对矿井火灾应急救援能力进行评价是十分必要的。

1 矿井火灾应急救援能力评价的可行性

模糊综合评价是对受多种因素影响的事物作出全面评价的一种十分有效的多因素决策方法,即采用模糊语言分成不同的等级对一个受多因素影响的事物进行评价。

用模糊综合评价方法对矿井火灾应急救援能力进行评价是可行的[3],主要基于以下原因:

第一,矿井火灾应急救援能力评价涉及因素众多,评价指标体系中权重各异,如与人的不安全行为密切相关的标准层指标难以客观量化,具有较强的模糊性和不确定性。

第二,现存评价方法中隶属度标准基本都是通过定性或定量评价确定的[4],但是,各种评价体系不能反映评价因素之间的关系。

第三,评价指标中中介过渡状态的存在。在实际评价过程中,计算数值不可避免地存在一定误差。为了弥补其不足,模糊综合评价就十分重要。

第四,某些因素受地理环境条件的影响较大,具有偶然性,如操作失误、安全装置失效等。

总之,模糊综合评价是借助模糊综合评判以及采用价值工程和决策分析中的方法,对系统的安全现状作出综合评价,对矿井火灾应急救援能力评价非常适用。

2 模糊综合评价的基本要素

1) 评价因素论域U。

U代表评价中各评价因素所组成的集合。

2) 评语等级论域V。

V代表综合评价中评语所组成的集合,其实质是对被评事物变化区间的一个划分。

3) 模糊关系矩阵R。

R是单因素评价的结果,即单因素评价矩阵。模糊综合评价所综合的对象正是R。

4) 评价因素权重向量A。

A代表评价因素在被评价对象中的相对重要程度,在综合评价中用来对R作加权处理。

5) 合成算子。

指合成A与R所用的计算方法,也就是合成方法。

6) 评价结果向量B。

对每个被评价对象综合情况分等级程度的描述[5]。

3 模糊综合评价的基本思想

设U={u1,u2,…,un}为n种因素(或指标),V={v1,v2,…,vm}为m种评价,其元素(或指标)均可根据实际问题需要由人的主观规定,由于各种因素(或指标)所处地位不同,对事物决定的作用不同,所以权重就有所区别,评价自然也就不同[6]。人们对m种评价并不是绝对的肯定或否定,因此综合评价应该是V上的一个模糊子集。

各因素间的权重分配:A=(a1,a2,…,an),其中ai是因素被着眼的权重,ai≥0,且 $\sum_{i = 1}^{n} a_{i} = 1$ 。

模糊关系矩阵R=[rij]作为1个从评价因素论域U到评语等级论域V的Fuzzy(模糊)变换器,每输入1组因素的权重向量A,就可以得到1组相应的评价结果向量B。此关系可用图1来表示。

进行单因素综合评价,建立一级模型,一般可以归纳为以下5个步骤。

1) 建立评价对象的评价因素论域U:

U={u1,u2,…,un}

即首先确立评价因素体系,解决从哪些方面利用哪些因素来评价客观对象的问题。

2) 确定评价等级论域V:

V={v1,v2,…,vm}

这一论域的确定,使模糊综合评价得到一个模糊评价向量,体现评价的模糊特性。

3) 进行单因素评价,建立模糊关系矩阵R:

$R = (\begin{matrix} r_{11} & r_{12} & \dots & r_{1 m} \\ r_{21} & r_{22} & \dots & r_{2 m} \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ r_{n 1} & r_{n 2} & \dots & r_{n m} \end{matrix}) (1)$

式中rij为U中因素ui对应V中等级vi的隶属关系,即从因素ui着眼评价对象被评vi等级的隶属关系,因而rij是第i个因素对该评价对象的单因素评价。

4) 确定评价因素权重向量A:

A是U中各因素对被评价对象的隶属关系,其取决于人们进行模糊综合评价时的着眼点,即评价时依次着重于哪些因素。

由于评价因素论域U中各因素对被评价对象的重要性不一样,因此,要用模糊方法对每个因素赋予不同的权重,可以表示为U上的一个模糊子集A=(a1,a2,…,an),并且规定: $\sum_{i = 1}^{n} a_{i} = 1 ‚ a_{i} \geq 0 (i = 1, 2, \dots, n)$ 。

5) 选择算子,进行综合评价。模糊综合评价的基本模型可用下式表示:

B=A·R (2)

式中“·”代表合成算子。记B=(b1,b2,…,bn),其为评语等级论域V上的一个模糊子集。如果综合评价结果 $\sum_{i = 1}^{m} b_{i} \neq 1$ ,应将其归一化。

4 多层次综合评价

对于给定的因素集合U,多层次综合评价可按下面步骤进行:

1) 对给定因素集U作划分,设{U1,U2,…,Up}是对U的一个划分,记U/P,即:

U/P={U1,U2,…,Up}

称为第二级因素集,其中Ui=(ui1,ui2,…,uiki),i=1,2,…,P,显然Ui含有ki个因素。

2) 对每个类Ui的ki个因素,按初始模型作综合评价。设Ui中的诸因素权重分配为Ai,Ui的单因素评价矩阵为R,则得到:

Ai·R=Bi=(bi1,bi2,…,bim),i=1,2,…,P

3) 对U/P的n个因素按初始模型作综合评价。Ui的综合评价结果Bi是U/P中单因素Ui的评价。设U/P的权重分配为A,总的评价矩阵:

$R = (\begin{array}{l} B_{1} \\ B_{2} \\ ⋮ \\ B_{n} \end{array}) = [b_{i j}]_{n \times m}$

,得到B′=A·R (3)

这既是U/P的综合评价结果,也是U的所有因素的综合评价结果。写成二级算式:

$B^{'} = A \cdot R = A \cdot (\begin{matrix} A_{1} & \dots & R_{1} \\ A_{2} & \dots & R_{2} \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ A_{n} & \dots & R_{n} \end{matrix}) (4)$

其框图如图2所示。

如果划分U/P仍含有较多的因素,可以对其再作划分,得到三级以至更多级综合评价模型[6]。从上述分析得出结论:只要给出因素体系中最低层的各Fuzzy变换矩阵,即单因素评价矩阵,再给出各层次的权重值矩阵,便可求得任意层次中的任何综合评价结果和最终的综合评价结果。

5 应用

以某煤矿为例,对矿井火灾应急救援能力进行评价。

因为矿井火灾应急救援能力评价体系的各层因素分别着眼于通风系统状况好坏、设备安全、危险性如何、指挥决策和工人素质等方面,即有些因素用安全性、危险性来衡量,而有些因素只能用好坏来评定。因此确定评语等级论域V={好(安全),较好(较安全),一般(安全性一般),不好(较危险),差(很危险)}(圆括号内外的评语等同,在检查统计表中分别用1,2,3,4,5来表示)。又因为矿井火灾应急救援能力评价因素多为定性的,所以采用改进的等级比重法确定单因素隶属度,即直接由多个专家对被评价因素隶属度作出评估,取其平均值作为该因素的隶属度。

采用笔者编制的模糊综合评价检查表,邀请10名安全评价专家对该矿火灾应急救援状况进行评价,其结果见表1。

5.1 进行单因素评价

矿井通风系统单因素评价B1计算方法如下:

根据公式rij=nij/m,可求出各因素ui对于各评价级别vj的隶属度rij,其中m=10,nij为表1评语等级中对应的各数值。因此根据公式(1)可得:

$\begin{array}{l} R_{1} = [\begin{matrix} 0.2 & 0.5 & 0.3 & 0 & 0 \\ 0 & 0.4 & 0.6 & 0 & 0 \\ 0 & 0.3 & 0.4 & 0.2 & 0.1 \\ 0 & 0.4 & 0.5 & 0.1 & 0 \\ 0 & 0.3 & 0.4 & 0.2 & 0.1 \end{matrix}] \\ A_{1} = (a_{11}, a_{12}, a_{13}, a_{14}, a_{15}) = (0.23, 0.16, 0.17, 0.23, 0.21) \end{array}$

根据公式(2),得:

$\begin{array}{l} B_{1} = A_{1} \cdot R_{1} = (0.23, 0.16, 0.17, 0.23, 0.21) \cdot \\ [\begin{matrix} 0.2 & 0.5 & 0.3 & 0 & 0 \\ 0 & 0.4 & 0.6 & 0 & 0 \\ 0 & 0.3 & 0.4 & 0.2 & 0.1 \\ 0 & 0.4 & 0.5 & 0.1 & 0 \\ 0 & 0.3 & 0.4 & 0.2 & 0.1 \end{matrix}] \\ = (0.46, 0.385, 0.432, 0.099, 0.038) \end{array}$

同理可得:

B2=(0.109,0.259,0.326,0.26,0.46)

B3=(0.038,0.2,0.465,0.208,0.089)

B4=(0,0.1,0.8,0.05,0.05)

B5=(0,0.25,0.5,0.25,0)

5.2 进行多层次综合评价

由公式(3)和(4)得:

$\begin{array}{l} B^{'} = A \cdot R^{'} = (a_{1}, a_{2}, a_{3}, a_{4}, a_{5}) \cdot [\begin{array}{l} B_{1} \\ B_{2} \\ B_{3} \\ B_{4} \\ B_{5} \end{array}] \\ = (0.32, 0.28, 0.2, 0.1, 0.1) \cdot \\ [\begin{matrix} 0.46 & 0.385 & 0.432 & 0.099 & 0.038 \\ 0.109 & 0.259 & 0.326 & 0.26 & 0.46 \\ 0.038 & 0.2 & 0.465 & 0.208 & 0.089 \\ 0 & 0.1 & 0.8 & 0.05 & 0.05 \\ 0 & 0.25 & 0.5 & 0.25 & 0 \end{matrix}] \\ = (0.15, 0.22, 0.36, 0.14, 0.13) \end{array}$

如果综合评价结果 $\sum_{i = 1}^{m} b_{i} \neq 1$ ,应将其归一化。因此该煤矿应急救援能力模糊综合评价结果:

$B^{'} = (\begin{matrix} 好 & 较好 & 一般 & 较差 & 差 \\ 0.15 & 0.22 & 0.36 & 0.14 & 0.13 \end{matrix})$

6 结语

1) 结合科研实践及相关文献,选取5类共18个指标建立了矿井火灾应急救援能力的模糊综合评价数学模型。

2) 给出了矿井火灾应急救援能力指标体系的评价检查表。

3) 结合具体实例,利用模糊综合评价法对矿井火灾应急救援能力进行了综合评价。

参考文献

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[5]郭嗣琮.应用模糊数学方法[Z].阜新:辽宁工程技术大学,2000.

火灾安全评价篇10

近年来, 随着中国经济的高速发展, 汽车开始进入越来越多的普通家庭。2000年后, 中国汽车工业进入高速增长期, 其中民用汽车呈井喷一样的增长。然而我们在享受汽车所带来的生活便利与经济发展的同时, 却不能忽视汽车所带来的危害。根据消防部门公布的数据, 每年全国发生的各类火灾中, 汽车火灾的发生数量、造成的财产损失和人员伤亡均呈现逐年递增的趋势, 2007至2011年五年间全国每年约发生1.1~1.3万起汽车火灾, 由此引发的车辆所有者与保险公司、制造商、销售商以及与物业管理者, 还有保险公司与制造商等等之间的矛盾也越来越突出。

由于汽车结构较为复杂, 汽车火灾发生的原因以及位置也是多种多样。其中, 发动机舱发生火灾的情况较为常见。这主要是由于发动机舱内空间狭小, 整体温度较高, 油电混存。一旦电路出现短路或是油路出现漏油等故障极易形成燃烧。因此, 发动机舱内发生火灾的概率较高, 火灾风险较大。同时汽车的核心零部件较多安置在发动机舱内, 车辆发动机舱内发生失火, 即便较小的火灾都能带来较大的财产损失, 如果扑救不及时, 整车都可能被完全烧蚀。将发动机舱内复杂的结构划分为电气系统、燃油系统、排气系统、润滑系统以及冷却系统, 对以上各系统可能存在的火灾风险点进行分类、识别, 能够清晰地得到发动机舱内火灾风险项。组织有经验的专家对各系统火灾风险进行定量分析, 运用模糊理论建立火灾风险评价模型。通过该火灾风险评价模型能够将汽车火灾风险从定性分析转化为定量分析, 较为直观准确的研究汽车发动机舱内火灾风险。

1、发动机舱内火灾风险的识别

发动机舱结构复杂, 环境恶劣, 主要包括电气系统, 燃油系统, 排气系统, 润滑系统以及冷却系统等。各系统在结构上相互交叉, 因此, 在发动机舱内存在较多的火灾风险点, 下面从以下各个系统分别识别发动机舱内的火灾风险点:

1.1 电气系统

发动机舱内电气系统发生故障, 引发火灾的现象较为常见。这是因为发动机舱内电气系统结构复杂, 包括的零部件较多, 各零部件一直处在高温环境内且常有电流通过, 如果零部件耐热等级不够, 又或者零部件与周边环境出现干涉磨损, 同时多数电气系统所用的材料为可燃材料, 一旦电路出现故障, 可燃材料易被引燃, 用电设备易被烧蚀。

(1) 蓄电池。大多数的蓄电池安装在车辆发动机舱内, 由于事故或者装配不良引起的震动可能会导致蓄电池外壳破裂;极柱的接线部位氧化或松动等造成接触不良, 蓄电池上放置金属件或蓄电池上方积水等造成极柱间或极柱与车身短路都有可能引起绝缘层起火。

(2) 用电设备。在发动机舱内常见的用电设备可分为发电机、起动机、空调压缩机、灯光设备等等。如, 发电机、起动机以及空调压缩机内部普遍存在着线圈绕组, 本身存在着较高的火灾风险。又如灯光设备等在特定的环境中, 通电时间较长, 发热较为严重, 同时这些设备多是由可燃材料构成, 发生火灾的风险性较高。

(3) 电器盒。室外电器盒大多数安装在发动机舱内, 作为整车电源分配的设备, 电器盒内存在较多电源分配回路、各种继电器、保险丝以及连接各用电器的线束, 所用材料多为可燃材料, 如果电器盒防水保护不周, 或者电器盒内保险丝匹配不正确, 电器盒内接线柱安装力矩不足, 接触电阻过大, 造成发热严重, 容易造成电器盒的烧蚀。

(4) 线束系统。线束系统一般由线束、卡扣、绝缘胶带、护套、端子、继电器、保护装置等组成, 发动机舱内的线束系统是整个车辆最容易引起火灾的电气系统。线束在走向上与周边环境发生干涉都可能引起线束的烧蚀。

1.2 燃油系统

汽车的燃油系统主要由油箱、汽油泵、汽油滤清器、连接油管组成。汽车使用的燃油主要是汽油和柴油。除此之外, 发动机润滑系统存在的油液还有发动机油、齿轮液压油、助力转向液、制动液、变速箱油、冷却液等可燃易燃液体。这些油品都具有很高的火灾危险性, 一旦泄漏很可能被引火源引燃。燃油和润滑系统的主要火灾危险部位是:

(1) 输油管路。油从油箱经燃油泵、燃油滤清器、进油管进入燃烧室, 多余的油液通过回油管, 碳罐再回到燃油箱。在这个过程中沿路有许多塑料、橡胶或金属材料的管路, 且这些管路之间多为卡扣连接。线与线、管与管间距离都很近, 在装配不良的情况下极易出现干涉磨损的现象;在卡扣松脱造成燃料油泄漏遇到电气打火或导线短路产生的电火花又或者遇到排气高温易引起火灾。

(2) 喷油器。车辆喷油系统内部压力达0.2~0.3Mpa, 因此较小的泄漏点或接合处微小松动都会引起燃油在发动机舱内喷射并雾化, 迅速形成爆炸性蒸汽混合物, 该蒸汽可燃物一旦接触电弧火花, 涡轮增压器以及排气歧管等高温装置可能引发汽车火灾。

1.3 排气系统

汽车排气系统大部分部件装配在汽车底盘下方。但是排气歧管与发动机燃烧室相连接, 燃烧室的高温废气经排气管排出, 这样就使排气管要承受较高的温度, 因此在发动机舱内排气管也是汽车火灾的危险点。

1.4 润滑系统

通常, 发动机油底壳内有3~5L的机油, 靠油泵的压力输将机油送到需要润滑的零件或靠发动机工作时运动溅起的油滴或油雾润滑。由于连杆变形、弯曲甚至折断, 将气缸体击破, 可导致机油泄露。发动机机体组中主要危险源是机油和橡胶。

1.5 冷却系统

一般认为冷却液不是可燃液体, 但是如果冷却液 (乙二醇和水的混合物) 发生泄漏在发动机顶盖上聚集, 水分因高温就会逐渐蒸发, 留下的乙二醇就会形成可燃蒸汽, 该蒸汽可能被高温表面, 或者被配电器, 故障火花塞, 风扇或其他的电器设备内部产生的火花点燃。乙二醇是冷却系统的火灾危险源。同时汽车的散热器和冷却风扇都会用到聚合物材料, 这些产品在一定程度上都是可燃物。

2、发动机舱内火灾风险的评价

2.1 火灾风险评价模型

由于汽车结构的特殊性, 汽车火灾事故诱因多, 所涉及的系统复杂。引发汽车发生火灾的危险源较多, 同时火灾引起的财产损失, 社会影响以及人身安全较为严重。目前, 行业内对汽车火灾风险点危险性评价的研究较少, 多数主机厂对生产的车辆仅从积累的经验做出定性的评价, 这种传统的评价方式不够清晰明了, 难以很好的得到传承。本文参考建筑类火灾评价体系从模糊评价理论出发建立车辆火灾风险评价模型, 对发动机舱内各系统做出定量的火灾危险性评估, 该评价模型将火灾风险从传统的定性分析转化成定量分析, 能够较为清晰、准确地评价车辆火灾风险。

参考建筑类火灾风险评价标准, 定义车辆火灾风险由起火概率和火灾危害两个方面决定。即车辆火灾风险是车辆起火概率和起火危害性的函数, 可表达为:

车辆火灾风险R=f (P, D)

其中P表示车辆起火的概率;D表示车辆起火的危害性。

由于车辆起火概率与起火危害性是较为不确定的因素, 因此选择模糊理论对该起火概率与起火危害性进行数值处理。确定车辆起火概率由起火概率模糊向量与起火概率权重共同决定, 车辆起火危害性由危害性模糊向量与危害性权重共同决定, 即起火概率可表达为:起火概率P=PW°PA, 其中PW为起火概率的权重, PA为起火概率的模糊向量。

车辆起火危害性可表达为:危害性D=DW°DA, 其中DW为危害性的权重, DA为危害性的模糊向量。

根据《电气火灾原因技术鉴定方法》GB16840以及车辆火灾鉴定经验, 组织专家分别对车辆起火概率模糊向量和对应权重以及起火危害性模糊向量和对应权重进行定量评价, 分别构成模糊向量以及对应的权重。

车辆起火概率模糊向量可表达为:

对应的模糊权重可表达为:

对应的起火概率可表达为:

将得到的车辆起火概率P的模糊等级以及车辆起火危害性D的模糊等级构成评价车辆火灾风险的模糊向量, 得到火灾风险的模糊向量为:

组织专家对该模糊向量的权重进行评价, 得到权重向量为:RW=[rw1rw2]

则可得到车辆火灾风险:

3、案例分析

选择某一款汽车, 组织专家对该车型进行分析, 根据上述对发动机舱内火灾风险项的识别, 除去人为原因, 发动机舱内起火概率的因素可由电气系统, 燃油系统, 排气系统, 润滑系统、以及冷却系统等五大系统组成。将起火概率划分为四个等级:

其中pg1表示系统起火的可能性很大, pg2表示系统起火的可能性较大, pg3表示系统起火的可能性一般, pg4表示系统起火的可能性较小, 对应数值为0~1, 其中0.75~1表示可能性很大, 0.5~0.75表示可能性较大, 0.25~0.5表示可能性一般, 0~0.25表示可能较小;同时将火灾危害亦划分为四个等级:

其中hg1特大危害、hg2严重危害、hg3一般危害和hg4轻微危害等四个等级。对应数值为0~1, 其中0.75~1表示可能性很大, 0.5~0.75表示可能性较大, 0.25~0.5表示可能性一般, 0~0.25表示可能较小。

3.1 起火概率分析

针对所选择的某车型, 组织专家根据上述识别的火灾风险项, 从电气系统、燃油系统、排气系统、润滑系统以及冷却系统等五大系统对发动机舱内起火概率进行分析。根据实车情况, 对以上五大系统起火可能性方面进行实际的打分, 具体见表1:

得到表1的数据即为, 起火概率的模糊矩阵, 即:

针对于该款车型, 结合市场调查, 确定发动机舱内五大系统系统起火概率的权重为:

对P′进行归一化处理, 可得P=[0.18.0280.38.016]

即该汽车发动机舱发生火灾的概率很大的属度为18%, 较大的隶属度为28%, 一般的隶属度为38%, 较小的为隶属度为16%。

3.2 起火危害分析

由于车辆是一种作为载人或是载货的交通工作, 价格较为昂贵, 一旦发生火灾不仅对乘员的人身、财产造成威胁同时对交通以及周边环境等社会因素造成影响。因此, 通过专家从财产损失, 人身伤害以及社会影响三个方面对该款车辆发动机舱起火危害性进行评价。具体数据见表2:

得到表二的数据即为该车发动机舱起火危险性模糊矩阵, 即:

根据市场调差以及数据统计确定发舱内发生火灾对财产损失、社会影响以及人生伤害三个方面产生危害的权重为:

因此, 发动机舱起火危害性D′=DWoDA

对D′进行归一化处理, 可得D=[.0140.280.48.010]

即该汽车发动机舱发生火灾的危害很大的隶属度为14%, 较大的隶属度为28%, 一般的隶属度为48%, 较小的为隶属度为10%。

3.3 发动机舱火灾风险的综合评价

把汽车发动机舱内火灾风险亦分为四个等级, 记为:

FG=[fg1fg2fg3fg4], 其中, fg1为极高风险, fg2为高度风险, fg3为中等风险, fg4为低度风险。车辆发动机舱内火灾风险R由发动机舱内起火概率与起火危害两方面的因素共同决定。得到, 发动机舱内火灾风险评价数据为表3所示:

得到表三的数据即为该车辆发动机舱火灾风险的模糊矩阵, 即:

确定发动机舱内火灾概率以及火灾危害性的权重分别为0.6, 0.4, 则可得火灾风险模糊矩阵对应的权重矩阵为:

对R′进行归一化处理, 可得R=[0.170.270.380.18]

按照最大原则, 取发动机舱内火灾风险R为0.38, 属于第三等级风险, 说明该车辆发动机舱内火灾风险表现为中等风险。同时, 从数据中可以看出火灾风险属于第二等级的风险数据R为0.27, 同样表现较高, 因此该款车在正常使用情况下发生火灾的风险表现为中等, 该车辆较为安全, 但是存在着发生火灾风险的隐患。

4、结论

本文通过电气系统, 燃油系统, 排气系统, 润滑系统以及冷却系统对发动机舱内火灾风险点进行了详尽的识别, 对可能存在的火灾风险模式进行了分析。同时运用模糊理论分析方法建立了汽车发动机舱内火灾风险等级评价模型。通过专家评分与模糊计算将发动机舱内火灾风险等级定量化。对国内某款汽车运用该等级模型进行火灾风险验证, 得到该款汽车的发动机舱内火灾风险等级, 但是该方法对专家打分和个人经验依赖过强, 在实际运用中, 还需要进一步的修正完善。

摘要：汽车火灾发生的机理复杂, 造成的后果较为严重, 汽车发动机舱内存在较多的火灾风险点, 是火灾发生的重要部位。为了较为准确得到发动机舱内存在的火灾风险点, 将发动机舱内复杂的结构划分为电气系统, 燃油系统, 排气系统, 润滑系统以及冷却系统等五大系统。通过分析各系统可能存在的火灾故障, 对发动机舱内火灾风险进行详尽的识别。定义车辆火灾风险由起火概率和火灾危害两个方面决定, 组织专家对起火概率以及火灾危害进行评分, 运用模糊理论分别构建起火概率以及火灾危害的模型, 根据起火概率以及火灾危害模型建立汽车发动机舱内火灾风险等级评价模型。对某款汽车运用该评价模型进行火灾风险验证, 得到该车辆火灾风险等级。

关键词：发动机舱,火灾风险,模糊理论,评价模型,实车验证

参考文献

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火灾安全评价篇11

1.高层建筑的火灾特点

1.1火势蔓延快

在各种类型的高楼大厦中均配有大量的现代化设备并进行过豪华装修，其中不少装饰材料为可燃物，稍有不慎或意外即可招致火灾。贯通全楼的电梯井、排气道、管道井、电缆井等竖向井道则因其火灾时的烟囱效应，使火势迅速扩散至上层。如一座高100米的建筑，在无阻挡的情況下，烟气能在半分钟内达到顶层。

1.2疏散困难

高层建筑层数多，垂直疏散距离长，人员需要较长时间才能疏散到安全场所，而烟气上升速度则远远大于人员逃生速度。据统计，高层建筑火灾死亡中有60%的人是被烟气熏死的，这为疏散被困人员造成了很大的困难。

1.3扑救困难

消防队员登楼扑救不易，消防队员不但体力和装备所达到的高度十分有限，而且还要在高温缺氧、浓烟、有毒的险恶环境中救援。

2.高层建筑发生火灾时人们的心理特征

2.1“归巢”性

所谓“归巢”性，即指人有习惯于走老路的“归巢”本能。疏散时首先奔向经常使用的出入口或楼梯。例如在旅馆或剧场发生火灾时，一般旅客和观众习惯于从原进口逃生，很少寻找其他出口或楼梯疏散。由于到高层建筑内部人员多乘坐电梯，疏散时还大多奔向电梯方向。

2.2趋光性及向阔性

趋光性及向阔性是指人有趋于明亮方面和开阔空间的本能。例如在旅馆发生火灾时，人们从居室冲向走廊，走廊一端黑暗一端明亮，则人们一般向明亮方向疏散。

2.3恐烟性

即人有害怕烟火的本能。即使当时处于安全场合或出口附近，但若发现前方有火光烟雾，人们也将会奔往相反的方向，即避难者的行动具有多面性，若只在一个方向配置安全出口，便可能导致有的人员无法脱险。

2.4从众性

即在恐慌中对群体行动怀有信任感而往往不假思索地跟着走。火灾时不知所措的程度急剧增加，导致正常行为失态或没有时间形成自己的判断，无形中产生随大流意识，跟随他人行动。

3.高层建筑安全疏散设计的若干对策

对于综合性的大型建筑，主要安全疏散设施是指疏散楼梯、公共走道和门；对于高层旅馆、饭店和写字楼，还有安全疏散辅助设施，如疏散阳台、缓解器、救生袋等。结合以上几点高层建筑的火灾特点，从下面几个方面来谈谈其安全疏散设计的对策。

3.1合理布置安全疏散路线

发生火灾时，按照人们的“归巢”性，人们往往首先考虑并经常使用的路线和火灾时紧急使用的路线有机地结合起来，有利于迅速而安全的疏散人员。因此，在布置疏散路线时，既要力求简捷明了，便于寻找、辨别；又要不致因受某种阻碍反向而行，并要特别注意疏散楼梯的位置，一般地说，疏散楼梯靠近电梯布置是恰当的，同时，要防止疏散楼梯与消防电梯合用一个凹廊作前室。因为这种布置方法，在火灾时会发生疏散人员与消防人员的流线交叉和相互干扰，有碍安全疏散和消防扑救。

3.2合理布置环形、双向走道或无尽端房间的走道

在高层建筑设计中，应根据建筑物不同使用性质、采用结构类不同等因素，尽量布置环形走道、双向走道或无尽端房间的走道、“人”字型走道。这样布置交通的优点是，既方便平时使用，火灾时又能迅速使人们安全疏散。如，高层住宅建筑，一般采用无尽端房间的外廊式或内廊式走道，对于塔式住宅，其特点是以电梯、楼梯和公共走道组成一个平面核心，所有的住户都分布在核心的四周。这种平面形式布置紧凑，既方便平时使用，又便于火灾时紧急疏散。办公和旅馆高层建筑，凡采用大空间办公室的，大多采用环形走道或双向走道。

3.3合理布置疏散出口

在建筑物中任何部位最好同时有两个或两个以上的疏散方向可供疏散。避免把疏散走道布置成袋形，因为袋形走到的致命弱点时只有一个疏散方向，火灾时一旦出口被烟火堵住，其走道内的人员就很难安全脱险。

在条件许可时，疏散楼梯间及其前室，应尽量靠近外墙设置。因为这样布置，可利用在外墙开启窗户进行自然排烟，从而为人员安全疏散和消防扑救创造有利条件；如因条件限制，将疏散楼梯布置在建筑核心部位时，应设有机械正压送风设施，以利安全疏散。

有的综合性高层建筑有多种用途，如地下一层为汽车停车库，地上几层为商场营业厅，商场营业厅以上若干层为办公室，在办公室以上若干层是旅馆或公寓。为了便于安全使用，有利于火灾时紧急安全疏散和营救，在设计中必须做到车流与人流和消防营救安全分隔，百货商场与其上各层得办公、住宿人员分隔。

3.4合理布置疏散楼梯

这是疏散道上的第二安全区域。为保证在火灾时人们迅速安全疏散，对于旅馆、办公建筑、教学、科研建筑、医院、商业建筑、邮政建筑、电力调度建筑、广播电视建筑、通廊式住宅等或其每个防火分区，应设有两个不同疏散方向的疏散楼梯。从安全疏散角度看，上述布置方式有以下作用。

3.4.1由于是两个不同疏散方向的安全出口，就可以避免将两个疏散出口（主要是楼梯）布置在建筑物同一层平面相距很近的一侧，在发生火灾时就可避免人群拥挤而出现混乱的情况，也可避免两个出口全被烟火封住，失去两个出口的作用，造成不应有的损失。

3.4.2可为人们迅速安全疏散创造有利条件。由许多火灾实例和试验得知，人们常常寻着平时的行动习惯进行紧急情况下的行动。例如，在火灾情况下，首先向熟悉的疏散路线冲去，但由于争相逃命，惊慌异常，有可能奔向窄狭地点，以致不能很快脱险；再次失去理智控制的人，往往追逐别人盲目行动等。若有了不同疏散方向的安全出口，就能较好地与平时疏散活动结合起来，火灾紧急疏散就可避免上述情况的出现。

对于那些平面面积较小的高层建筑，设置室内楼梯有困难，可设置一座室外疏散楼梯或在面积较大的其他公共建筑设置两座及两座以上的室外疏散楼梯。室外疏散楼梯的优点是不占用使用面积，有利于降低建筑造价，又是良好的自然排烟楼梯，因为烟流到楼梯前室（敞开前室）很快就扩散了，比较安全。

3.5合理设置疏散门

各种高层建筑物底层公共疏散门，有与楼梯的数量与宽度相同。这对整个建筑物人员安全疏散式十分有利的，在设计中如遇到上层工作人数（每层）和底层工作人数基本相同的情况，可以仿效。不过，在许多情况下，高层公共建筑物的底层或其上一、二、三层为公共活动用房（如商业、餐厅、大会议堂、多功能厅、酒吧、舞厅等），人数集中，在这种情况下，必须分别设置，其外门的总宽度要比楼梯总宽度宽些，出口数量多些。

建筑火灾烟气危害评价模型及应用篇12

1火灾烟气危害及危险状态判定

火灾烟气是由三类物质组成的具有较高温度的云状混合物, 即 (1) 燃烧产生的气相产物, 如水蒸汽、CO2等; (2) 流动过程中卷吸的空气; (3) 多种微小的固体颗粒和液滴。一般来说, 烟气的危害主要包括三个方面:毒性作用、高温热辐射、能见度降低。

1.1 毒性作用

毒性气体有两个来源:建筑材料经高温作用发生热分解而释放的热分解产物和燃烧产物。其中, CO和HCN是对人身安全危害比较大的气体。如果认为缺氧是气体毒性的一种特殊形式, 根据中毒的机理不同, 毒性作用又可以划分为单纯窒息、化学窒息和粘膜刺激三种。

烟气毒性的评价需要考虑多种气体的综合作用。一般来讲, 可对场景中有毒烟气各组分的有效剂量进行计算, 实现混合气体的毒性评估。目前国内外相关研究提出了多种量化指标, 其中应用最广的是有效剂量分数FED, 由Hartzell 与Emmons于1988年提出。在FED理论的基础上, 美国国家技术标准局 (NIST) 提出了N-Gas模型, 其假设为:火灾中材料燃烧产物的毒性主要由为数不多的N种气体产生。这个假设已被很多实验证明。由于建模时考虑的气体种类可能有所不同, 实际存在着多种N-Gas模型。最常用的为六气体模型, 即考虑CO, CO2, HCN, HCl, HBr以及缺氧条件的毒性评估模型, 其计算公式见式 (1) :

式中:括号内的气体浓度为某气体折算到30 min时的平均浓度;参数m, b描述了CO与CO2的共同作用对混合气体的毒性贡献, 在暴露时间为30 min的条件下, m, b取值与CO2浓度有关, 由式 (2) 确定:

经试验测定, 对于暴露时间取30 min的情况, 上式的各气体的LC50值参见表1。

根据FED的相关定义, 当FED值达到1.0时, 在平均意义上对人员是致命的。经验统计数据表明, 一般情况下推荐将0.3作为该指标的阈值, 在此情况下11.4%的人员具有明显反应。基于此, 笔者选取0.3作为评价指标的阈值。对燃烧产物的实际危害评估来讲, 该取值是偏于保守的;对建筑性能化防火设计而言该取值是偏于安全的。

1.2 高温作用

刚离开火源的烟气温度可达到800 ℃以上, 随着与火源距离的增加, 烟气的温度会逐渐降低, 但通常在许多区域内这些烟气仍能维持较高的温度, 对人造成灼伤。有关研究给出人能忍受的火场环境条件如下: (1) 在65 ℃中, 能忍受一段时间; (2) 在120 ℃中, 能忍受约15 min; (3) 在175℃中, 能忍受的时间小于1 min。

1.3 能见度降低

能见度不直接对人员造成伤害, 但是会增加人员疏散过程中的伤害概率。烟气层降到人眼高度以下时, 低能见度导致人员对路径判断困难, 行走速度减慢, 延迟了疏散时间, 所以在计算ASET过程中必须考虑能见度的影响。BSDD240建议大空间内能见度小于10 m为达到危险状态的判据。小空间范围内, Babrauskas认为如果人熟悉逃跑路径, 逃跑只需1.6 m的能见度, 对应的光密度OD为0.5 m-1。

1.4 烟气危害评价模型

对于人体而言, 毒性、高温、能见度这三种危害不是孤立的, 它们对人体的伤害是综合的。同时, 烟气危害也是具有累积特性的, 不是瞬时生效的。

目前, 现行判断烟气危险状态的方法一般考虑以下3个要素:火焰和烟气层的热辐射、烟气的高温及烟气中有毒气体的浓度, 具体判别条件如下:当烟气层高度未低于人眼特征高度时, 上部烟气层高于180 ℃即进入危险状态;当烟气层高度低于人眼特征高度时, 烟气层温度达到110～120 ℃或者某种毒性气体体积分数达到临界浓度, 如CO体积分数达到0.25%, 两种条件满足一种即进入危险状态。该方法考虑烟气层高度对危险状态的影响, 但未考虑能见度的影响, 未考虑毒性的综合作用, 而且最重要的是没有考虑毒性及温度作用的累积特性, 所以该方法给出的ASET是不准确的。如该方法认为烟气层下降到人眼特征高度时, CO体积分数达到0.25%对应的时间就是ASET, 假设CO体积分数一直为0.24%, 那么该方法得出的ASET将会是无限长。但实际上随着毒性的累积作用, 人员的生命在此浓度下一般不会超过1 h, ASET是一个有限值。所以现行的ASET判断方法还需要改进。

有关文献提出了SII (烟气伤害指数) 模型, 该模型考虑了能见度对于人员伤害的影响, 认为能见度对毒性和温度作用均起放大作用, 计算公式见式 (3) :

undefined (3)

式中: (1+a) 表示烟气的能见度的放大作用;b为考虑到CO2的协同作用而引入的修正系数;Fa, Fr和Fco2分别表示窒息性气体、刺性气体和CO2的毒性作用, (T-Ta) / (Tcr-Ta) 表示暴露在烟气中30 min时温度对人体的累积伤害。

SII烟气伤害模型考虑了烟气的毒性、温度和能见度的综合作用, 但是将毒性气体作用分为刺性气体、窒息性气体和CO2三种独立项, 未考虑这几种气体对人体伤害的综合作用。

在参考SII的基础上, 笔者提出综合伤害评价模型IHD (Integrated Hazard Dose) , 采用FED来评价多种毒性气体协同作用时对人体的伤害作用。该模型假设如下: (1) 造成人伤害的主要为毒性和高温两种作用, 两种作用都需要考虑累积效应, 评价时取两者中的较大者。 (2) 能见度对毒性和温度作用均起放大作用, 且放大倍数a与烟气光密度OD有对应关系, 见式 (4) :

a=2×OD (4)

对应能见度为1.6 m, 即小空间疏散最小能见度, 光密度为0.5 m-1, 放大倍数a为1.0, 这表示在此极限能见度下, 人不能顺利疏散, 死于烟气的概率增加1倍。

IHD模型的计算公式见式 (5) :

IHD= (1+a) MAX (FED, undefined (5)

式中: (T-Ta) 表示折算到30 min时T与Ta温度差平均值, 与式 (3) 相同。Tcr为30 min时致死概率为50%的临界温度, 暂取88 ℃, Ta为室内初始温度值, 暂取20 ℃。

IHD是一个非负的实数, 相同暴露条件下, 其值越大, 烟气危害越大。当IHD=1时, 死亡的概率为50%。参照FED, 同样选取IHD = 0.3, 作为危险状态判定阈值, IHD=0.3时, 对应的时间就是ASET。

1.5 模型对比

为比较以上三个模型, 将其特点总结见表2。

以ISO 9705的标准燃烧单室为模型进行FDS模拟试验, 火源为单人沙发。利用模拟所得的温度、气体成分等数据, 用现行方法计算所得的ASET为102 s, 而用IHD确定的ASET为176 s。两者的差异主要在于未考虑伤害作用的累积效果。在102 s时, CO的体积分数为0.259%, 但是该浓度下, 人员还可以存活30 min左右, 并未丧失疏散能力, 所以ASET应该大于102 s。

IHD与SII评价的差别主要在毒性作用方面, 为检验两模型的差异, 在多室建筑条件下, 选取下文算例中的卧室为评价对象, 并假设远离卧室的房间起火, 且卧室窗户是关闭的, 以保证卧室升温不明显, 危险状态以毒性控制为主。经模拟计算, IHD给出该房间的ASET为252 s, 而SII确定的ASET为279 s, 两模型指数随时间变化情况见图1所示。两个模型计算结果的差异源于毒性作用是否全面, 在SII中刺性气体作用和窒息性气体都是独立项, 而IHD中的FED是将刺性气体作用与窒息性气体作用共同考虑的, 所以毒性作用比SII更突出, 相应ASET也要早。

2基于FDS和GIS的室内烟气危害评价系统

2.1 系统设计

笔者开发了GIS模型到FDS模型的转换接口, 设计了FDS的时空数据模型, 并根据IHD模型开发了烟气评价系统和基于GIS的数据表现平台。在此基础上实现了如图2的建筑火灾烟气危害评价体系。由图2可见, 系统流程为:读取以GIS格式存储的建筑方案;调用从GIS模型至FDS模型的转换接口, 生成对应的FDS模型;借助FDS模拟工具, 实现火场模拟计算, 并采集数据以时空数据模型的形式进行描述;在此基础上, 根据IHD评价模型对烟气危害进行评价;最终将评价结果在GIS平台上进行展示。

2.2 系统功能

该系统的烟气危害评价主程序在Visual Studio 2005和ArcGIS Engine 9.2平台上开发, 是基于FDS计算的温度、气体成分、能见度等数据的后处理程序。在FDS的数据支持下, 该程序可计算FED和IHD的分布, 在GIS平台上展现, 并且给出烟气危险状态的判定, 确定性能化设计的重要参数ASET。

3算例分析

3.1 算例介绍

该算例为2层住宅, 长10.5 m, 宽9 m, 住宅结构可靠, ASET受烟气控制, 在一层设置两个火源, 即火源1和火源2, 见图3所示。两火源完全相同, 采用t2稳定型火源, 为了突出危害, 火源的最大热释放速率为3.2 MW/m2。除CO、CO2和O2外, 考虑燃烧产生HCl气体。假设所有门窗都是开启的, 但突出卧室的毒性作用, 卧室的窗户是关闭的。烟气危害评价对象仅考虑建筑一层的情况, 暂不考虑二层, 模拟总时长为600 s。

3.2 结果分析

为了方便比较, 将火源1、火源2造成的烟气危害情况分别称为:A情况和B情况。对于整个房间, 认为75%的区域的IHD达到0.3以上即为危险状态。

系统计算结果显示A情况的ASET为419 s, B情况的ASET为318 s, B情况比A情况更危险。A、B两种情况在危险状态时的IHD、FED、温度和能见度在建筑一层的分布见图4～图11。

从毒性、高温、能见度来看, B情况的危害主要受高温和可见性控制, 毒性影响不突出, 而A情况的危害主要受烟气毒性控制, 尤其是靠火源的几个房间, 毒性很大。分析原因, A情况主要是由于起火房间空间较小, 窗洞尺寸不大, 氧气供给不足导致燃烧极其不完全, 产生了大量有毒气体, 使得毒性气体在靠火源附近房间累积较多。而B情况, 火源位于比较大的空间内, 窗洞面积较大, 燃烧较为充分, 发展迅速, 所以温度和烟气在较短时间内达到了危险临界值, 而毒性气体产生不多。概括而言, A情况火灾燃烧不充分, 烟气毒性较大;B情况火灾燃烧充分, 火灾蔓延的可能性较大。

3.3 改进情况

为减小火灾烟气危害, A情况建议加大火源所在的房间窗洞面积, 以及时排烟, 减小毒性气体产生;对于B情况, 建议使用防火门, 并加强墙、楼板的耐火性能, 以防止火势进一步蔓延。

该算例火源1房间窗户尺寸是1.1 m×1.2 m, 假设用1.5 m×1.8 m的窗口替换, 以增大通风面积, A情况FED分布见图12所示。对比图5和图12可以看出, 整个房间的毒性明显降低, 而且危险状态延迟到595 s, 为人员逃生创造了更多的机会。

4结论

建筑室内火灾中, 烟气对人员的伤害严重。笔者在参考SII模型基础上提出的IHD模型, 相比现行烟气危险状态判断方法和SII模型更为全面、合理。利用该模型开发的基于FDS和GIS的烟气评价系统, 可以确定建筑室内的危险状态, 给出ASET, 同时也可以比较不同起火位置对建筑内人员的危害, 找出最危险的起火位置。根据系统给出的烟气危害评价结果, 设计人员可以检验或改进设计参数, 增加建筑的火灾安全性能。

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