事故树分析法在建筑外墙保温中的应用-2

-1-论事故树分析法在建筑防火中的运用作者：卢锋【摘要】本文通过运用事故树分析法对“上海静安11.15特大火灾事故”原因进行分析，将可能引发火灾事故的原因进行统计，计算出引发火灾事故的敏感性因素，找出避免顶上事件发生的措施，需求减少或消除火灾的对策，从而更好的保护国家财产及人身财产安全,并且希望事故树分析法能在各个施工现场得到应用。【关键词】事故树顶上事件建筑施工防火1引言事故树分析是由美国贝尔电话研究所首先在1961年为研究民兵式导弹发射控制系统时提出来，1974年美国原子能委员会运用FTA对核电站事故进行了风险评价，发表了著名的《拉姆逊报告》。该报告对事故树分析作了大规模有效的应用。此后，在社会各界引起了极大的反响，受到了广泛的重视，从而迅速在许多国家和许多企业应用和推广。我国开展事故树分析方法的研究是从1978年开始的。目前已有很多部门和企业正在进行普及和推广工作，并已取得一大批成果，促进了企业的安全生产。80年代末，铁路运输系统开始把事故树分析方法应用到安全生产和劳动保护上来，也已取得了较好的效果。最近几年煤炭系统也将该方法应用到防火上来，同样效果也十分显著。事故树分析法的应用面极其普遍，为了提高建筑施工现场安全管理水平，在建筑行业，事故树的运用方法得到极为广泛的普及和应用。近期，建筑施工场地火灾事故频发。特别是“上海静安11.15特大火灾事故”给国家及人身财产带来了巨大损失。该事故发生后引起国家相关部门的高度重视，全国范围内的进行防火安全大检查活动。事故发生原因看似简单，但从深层次挖掘不难看出该施工现场安全管理工作混乱，未形成有效的安全管理体系。通过引入事故树分析法，分析施工现场火灾事故的致灾因素，找出各项防火措施的主次关系，从而使安全管理合理化。附注：1顶上事件就是我们所要分析的对象事件。分析系统发生事故的损失和频率大小，从中找出后果严重，且较容易发生的事故，作为分析的顶上事件。-2-2建筑外墙保温层事故树的建立2.1事故树分析方法概述事故树分析（AccidentTreeAnalysis，简称ATA）方法起源于故障树分析（FaultTreeAnalysis，简称FTA），是安全系统工程的重要分析方法之一，它能对各种系统的危险性进行辨识和评价，把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形表示，通过对事故树的定性与定量分析，找出事故发生的主要原因，为确定安全对策提供可靠依据，以达到预测与预防事故的目的。2.2建立建筑火灾事故树国内的楼房越建越高，政府也在不断地推动保温节能材料的推广，但往往忽略了其在防火、耐水等方面的性能，一旦发生火灾将是重大人员伤亡和财产损失。2010年11月15日14时，上海市胶州教师公寓正在进行外立面墙壁施工的高层住宅脚手架起火，酿成特大火灾事故。截止11月19日事故已导致58人死亡。通过媒体等的报道了解了火灾发生的基本原因后，遵循“事故成因分层逐渐展开”的原则，建立了该事件火灾事故树(见图1)，其基本事件如表l所示。图1建筑火灾事故树﹢B1空气B3B2火源可燃物着火外墙保温及火灾·A1A2B4X12X13X14X15X16﹢消防设施X11扑救不及时﹢·﹢电器事故X1X5X7X8X9X10X6X1X2X3﹢C1-3-表1相关符号含义符号含义符号含义X1吸烟X9安全防护网X2雷击起火X10易燃、易爆化学品X3电气设备短路X11发现不及时X4电缆负荷过大X12云梯、举高车难接近X5焊接X13消火栓欠缺或被毁X6人为纵火X14灭火器欠缺X7竹、木脚手架X15消防供水不足X8外墙保温材料X16不会使用消防设施3建筑外墙保温层事故树分析事故树的结构函数为：x（X1+X2+X3+X4+X5+X6）(X7+X8+X9+X10)(X11+X12+X13+X14+X15+X1)根据最小割集与结构表达式的关系，知事件最小割集个数为144；又根据最小割集的特性：任何一个割集都是顶上事件发生的一种组合形式，若要消除顶上事件，就要对促使顶上事件发生的基本事件组合进行分析，找出最重要的因素，然后对症下药，以取得最佳效果，从而达到在经济上最合理。以上分析可知，最小割集量较大，难于进行分析，我们利用成功树进行基本事件重要度分析。由于事故树和成功树是对偶的，将事故树的“与门”换成“或门”，将“或门”换成“与门”。这样就得到成功树，如图2所示。---------------------------------------------------------------------------备注：1与门：表示输入事件B1、B2同时发生的情况下，输出事件A才会发生的连接关系，二者缺一不可。表示符号：2或门：表示输入事件B1或B2中，任何一个事件发生都可以使事件A发生。表示符号：－－+━-4-图2建筑火灾成功树对成功树进行分析。成功树的结构函数为：：'16'15'14'13'12'11'10'9'8'7'6'5'4'3'2'1'xxxxxxxxxxxxxxxxx则事故树最小径集分别为：P1=﹛X1，X2，X3，X4，X5，X6﹜；P2=﹛X7，X8，X9，X10﹜；P3=﹛X11，X12，X13，X14，X15，X1﹜。根据最小径集得以下结论：X7，X8，X9，X10和X1，X2，X3，X4，X5，X6与X11，X12，X13，X14，X15，X1都仅出现在一个径集中，只是由于各径集所含基本事件数量不一，所以其结构重要度也不一样，其结构重要度的顺序为：)16()15()14()13()12()11()6()5()4()3()2()1()10()9()8()7(IIIIIIIIIIIIIIII这个顺序说明,X7，X8，X9，X10说是最重要的基本事件，其它事件均排在第二位。根据结构重要度的特性，在不考虑各基本事件发生概率的情况下，高层建筑施工中避免发生火灾的最基本的出路在于首先要保证脚手架、防护网的使用和搭设要符合要求、外墙X11′·T′A2′·﹢X1′X2′X3′X1′X5′X6′X7′X8′X9′X10′C1′··A1′﹢B1′B2′B3′B4X12′X13′X14′X16X15′﹢-5-保温材料的防火等级达到国家规定的标准等。根据分析结果应在火灾发生前的各阶段，采取对应的措施，控制火灾发生的可能性状态，减少火灾出现概率，增大安全状态出现概率。4外墙保温层火灾控制措施通过事故树分析和研究，得到了事故发生主要是由于外墙保温材料及人为何消防设备设置等所致。找到了事故发生的原因，便可制定出相应的控制事故发生的措施，从而把事故的发生控制在最低限度。4.1外墙保温材料中加入适量阻燃剂外墙保温材料主要分为无机和有机两大类。国内使用较多的是聚苯乙烯板(EPS)或挤塑聚苯乙烯板(XPS)，简称聚苯板，属于有机保温材料。但这些材料具有很强的易燃性，存在很多火灾隐患，—旦燃烧，不仅过火速度极快，而且会产生大量的有毒气体。无机材料虽然不易起火，但其吸水性太高，技术上还不适合用于保温层。按规定，外墙保温材料的燃烧性能至少要达到B2。而有机保温材料本身易燃，这样就需要在材料中添加—定量的阻燃剂，使其阻燃性能达标。保温材料的计价单位是体积，30公斤的聚苯板加入溴类阻燃剂之后可能增重到50公斤，但它对体积却没有丝毫贡献，因此很多企业为节省成本在阻燃剂的环节上偷工减料，根本达不到最低的B2级别。所以，对于保温层的施工要严格把关，从相关部门到施工企业都要重视起来。4.2改进保温层施工技术从技术入手改变传统的施工做法是杜绝保温层起火的重要环节之—。可以在保温材料出厂时就用金属或聚合物水泥将泡沫板像包子—样包起来，使它的各个面都没有接触明火的机会和可能。此外，我国可以引进国外的一些现今经验和技术，比如德国法兰克福早在20年前就采用保温装饰保护—体化的施工方案，将传统的6道工序—次性完成，不动火也不用水泥，造价也不高。-6-4.3杜绝明火，及时清理现场的可燃材料目前，我国的外墙保温材料使用较多的还是易燃有机材料，现场不要堆积易燃易爆物，另外有关部门应尽快出台规定，建筑工地脚手架必须用难燃和不燃材料搭建，必须用难燃的物质代替。4.4消防技术和保障措施要到位目前，国内高层建筑的消防设施和扑救高层建筑火灾的消防装备，还不能满足高层建筑发展的需要。一是缺乏空中救护设施，虽然有直升飞机停机坪，但是一般城市很少配备消防直升飞机，不能从高空及时营救人员。二是疏散设施差。安全疏散设施如救护袋、避难梯、滑梯、缓降器等，数量少或者没有，发生火灾，不能及时疏散人员。另外，从此次上海大火中还反映出一个问题：楼层高，攀登难，楼体中未设登高面，致使消防电梯和举高车无法发挥作用，在一定程度上延误了救援。让高压水枪、云梯、灭火直升机等灭火硬件设备以及社会对消防安全的重视，能够跟得上城市大楼“长高”的速度，这也是城市高速发展过程中建筑消防亟待解决的问题。惟其如此，居于高楼之上的人们，才能有欣赏美景的心情。4.5加强施工现场的用火管理一要严格落实危险场地动用明火审批制度，氧气、乙炔瓶两者不能混放，焊接作业时要派一监护人，配齐必要的消防器材，并在焊接点附近采用非燃材料板遮挡的同时清理干净其周围可燃物，防止焊珠四处喷溅；二要在民工宿舍、员工休息室、危险物品库房等火灾危险处设立醒目的严禁吸烟等消防安全标志，必要时设置吸烟室或指定安全的吸烟地点。此外，在火灾中，被困人员应有良好的心理素质，保持镇静，利用身边可以用的一切物体，积极行动，听从消防救援人员的指挥，增加逃生机会。5结论事故树分析把事故的发生因素表述得清楚而有条理，对设计事故预防方案，制定事故预防措施提供了有力的依据。从事故树上可以看出，最后的事故是一系列危害和危险的发展结果，如果中断这种发展过程就可以避免事故发生。因此，在事故发展过程的各阶段，应采取各种可能措施，控制事故的可能性状态，减少危害状态出现概率，增大安全状态出现概率，把事件发展过程引向安全的发展途径。-7-事故树分析以其独特的优越性建筑施工，建筑施工现场有场地、建筑物类别、防火材料的选取等差异，导致防止火灾事故的预防重点各不相同。事故树分析法根据各个施工现场的具体情况作相应分析，做到安全管理有法可依，提高安全管理工作的整体水平。【参考文献】【1】隋鹏程、陈宝智、隋旭：《安全原理》，北京化工工业出版社，2002【2】张景林、催国章：《安全系统工程》，北京煤炭工业出版社，2005【3】张光健、戴晓红、李伟：《大型宾馆火灾事故时分析》，安全与环境出版社，2005【4】武爱友、王从陆、肖国清：《事故树分析法在建筑物火灾人员伤亡中的应用》，中国安全科学学报，2005-8-目录1引言..................................................................................................................................-1-2建筑外墙保温层事故树的建立.......................................................................................-2-2.1事故树分析方法概述............................................................................................-2-2.2建立建筑火灾事故树............................................................................................-2-3建筑外墙保温层事故树分析...........................................................................................-3-4