CN117114423B - 一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法与装置,涉及工业火灾风险损失评估技术领域,包括:基于工业厂房的室内外火灾潜在风险分析评估;基于工业厂房的室内外火灾\烟气数值仿真分析;基于火灾影响范围模拟的火灾损失评估。本发明根据工业园区、厂房建筑的用途、结构和防火特点以及洁净度要求,基于火灾数值模拟方程,并结合厂房建筑设计、智慧工厂数字化管理、地理信息系统、空间叠加缓冲分析等技术,提供灾前室内外火灾潜在风险源评估辅助确定火灾源头、灾中数值仿真预测烟火蔓延区域到灾后根据建筑物设备烧损率和损失范围等测算火灾损失的全过程全流程工业厂房火灾风险及损失评估模型方法、解决方案和应用工具装置。
Description
技术领域
本发明涉及工业火灾风险损失评估技术领域,特别涉及一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法与装置。
背景技术
工业企业因具有高工艺复杂度、高价值集中度的特性,其火灾风险具有巨灾属性。此类企业的火灾风险管理,自可行性研究阶段就已开始,且会贯穿设计、施工、生产运营等企业全生命周期。
但是目前已有的工业企业消防安全管理、火灾仿真研究、智慧工厂数字化管理与火灾保险金融量化研究相对独立,未形成系统的模型、方法和应用,不能支撑系统的、全生命周期的火灾风险数字化管理活动。工业企业消防安全管理和火灾保险应用,目前还停留在消防工程师、安全工程师、保险评估师进行踏勘调查、经验定性评估、经验定损,缺乏空间化、数字化和量化的风险预测和损失分析。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法与装置,在地理信息系统厂房室内外地图支持下结合火灾数值模拟、风险评估和损失评价等技术,提供灾前火灾潜在风险源评估、灾中火灾烟气数值仿真到灾后损失评价全过程的工业厂房火灾风险及损失评估模型方法、解决方案和应用工具装置,为智慧厂房数字化、厂房建筑设计、消防安全管理和量化金融保险提供空间定量化风险分析。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法,包括如下步骤:
步骤1、基于工业厂房的室内外火灾潜在风险进行火灾风险评估,包括:
对火灾危险源、建筑防火性能建立评价指标体系,分析工业园区厂房建筑物的火灾潜在风险;对厂房内部工艺设施的工厂工艺风险、易燃危险品风险、建筑结构布局建立评价指标体系,分析厂房内部的火灾潜在风险;对消防安全管理、社会防控能力建立评价指标体系,分析火灾风险的应急防控能力;
步骤2、基于工业厂房的室内外火灾\烟气数值进行仿真分析,包括:根据步骤1的基于工业厂房的室内外火灾潜在风险的火灾风险评估的结果,设置燃烧材料的分子式,建立燃烧方程、热辐射方程和空气流体的偏微分方程组;将偏微分方程组转化为差分方程,进行数值计算,解算厂房室内外温度、烟气浓度、二氧化碳、水蒸气、氮气、一氧化碳的扩散迁移;通过迭代,得到室内外火灾\烟气数值的仿真结果,即不同时间段厂房室内外温度、烟雾气溶胶、能见度、二氧化碳、一氧化碳的分布立体网格数据;
步骤3、基于火灾影响范围模拟进行灾后损失评估,将火灾影响范围模拟进行可视化,抽取步骤2获得的室内外火灾\烟气数值的仿真结果中的不同时间段厂房室内外温度、烟雾气溶胶的分布立体网格数据,按楼层高度进行切片,将分布立体网格数据按高度提取二维网格;从二维网格中根据高温和烟雾气溶胶浓度抽取等值线和等值面,在地理信息系统中与工业厂房的室内外地图进行叠加,得到厂房建筑每层的高温和烟雾影响区域、范围和程度。
本发明还提供一种工业厂房火灾风险预测及损失评估装置,包括:
基于工业厂房的室内外火灾潜在风险分析评估模块,从火灾危险源、建筑防火性能建立评价指标体系,分析建筑物的火灾潜在风险:从厂房内部工艺设施的工厂工艺风险、易燃危险品风险、建筑结构布局建立评价指标体系,分析厂房不同区段的火灾潜在风险;从消防安全管理、社会防控能力建立评价指标体系,分析厂房火灾风险的应急防控能力;将空间叠加和层次分析法结合,绘制厂房建筑以及内部的潜在风险分布图;
基于工业厂房的室内外火灾\烟气数值仿真分析模块,根据厂房建筑的室内外地图建立三维实体模型,在三维实体模型中赋予墙体以及机台材料的热吸收、热传导系数和密度;根据基于工业厂房的室内外火灾潜在风险分析评估模块的分析评估结果,设置燃烧材料的分子式,建立燃烧方程、热辐射方程和空气流体动等偏微分方程组;将偏微分方程组转化为差分方程,进行数值计算,解算厂房室内外温度、烟气浓度、二氧化碳、水蒸气、氮气、一氧化碳的扩散迁移;通过迭代,得到室内外火灾\烟气数值的仿真结果,即不同时间段室内外温度、烟雾气溶胶、能见度、二氧化碳、一氧化碳的分布立体网格数据;
基于工业厂房的室内外火灾\烟气损失分析评估模块,用于火灾影响范围模拟和火灾损失评估,抽取室内外火灾\烟气数值的仿真结果中的不同时间段室内外温度、烟雾气溶胶的分布立体网格数据,按楼层高度进行切片,将分布立体网格数据按高度提取二维网格;从二维网格中根据高温和烟雾气溶胶浓度抽取等值线和等值面,在地理信息系统中与厂房建筑的室内外地图进行叠加,得到厂房建筑每层的高温和烟雾影响区域、范围和程度;根据火灾损失统计方法,对建筑物和设备按烧损率、损失面积、重置价格进行综合计算,估算出灾后经济损失。
有益效果:
本发明基于火灾数值模拟方程,并结合厂房建筑设计、智慧工厂数字化管理、地理信息系统、室内地图、空间地图代数、空间叠加缓冲和损失模型等分析技术,提供室内外灾前火灾潜在风险源评估、灾中火灾烟气数值仿真到灾后损失评价全过程的工业厂房火灾风险及损失评估模型方法、解决方案和应用工具装置,可辅助确定火灾源头,有效地实现工厂火灾风险的判断和火灾蔓延的预测;参考建筑火灾高温及烟气影响,根据建筑物烧损率和损失范围、设备损失程度、重置价格等进行综合计算,评估火灾损失价格。
附图说明
图1为本发明实施例的工业厂房火灾风险预测及损失评估方法的流程图。
图2为本发明实施例的工业厂房火灾风险预测及损失评估装置的组成图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
如图1所示,本发明的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法包括如下步骤:
步骤1、基于工业厂房的室内外火灾潜在风险进行火灾风险评估;
步骤2、基于工业厂房的室内外火灾\烟气数值进行仿真分析;
步骤3、基于火灾影响范围模拟进行灾后损失评估。
在本发明的一些实施例中,所述步骤1包括:
从火灾危险源、建筑防火性能、厂房内工厂工艺风险、易燃危险品风险、建筑结构布局、消防管理、社会防控能力等方面建立评价指标体系分析建筑物和厂房不同区段的火灾潜在风险。
在本发明的一些实施例中,对厂房建筑物单体进行火灾潜在风险评估,包括火灾危险源和建筑防火性能两个方面,如表1(工业园区厂房建筑物的火灾潜在风险评估指标表)所示。
在本发明的一些实施例中,所述火灾危险源具体为:电线使用年限、最大使用荷载与设计荷载比值、漏电保护、锅炉房与周边建筑间距、发电机房与周边建筑间距、比邻火灾危险性建筑、比邻临时建筑、可燃绿化带、避雷设施、燃气使用、电气使用、明火使用、用火人员素质、吸烟不慎、放火致灾、监控系统。
在本发明的一些实施例中,所述建筑防火性能具体为:公共区可燃荷载、建筑用途、防火间距、建筑耐火等级、建筑高度、建筑面积、人员荷载、防火分区面积、建筑物年龄、消防扑救条件、建筑内部装修、公共区可燃荷载、消防给水、排烟系统、火灾自动报警系统、自动灭火系统、灭火器材配置、防火分隔设置、疏散通道宽度、疏散路径距离、疏散通道保护、疏散诱导系统。
表1
,
在本发明的一些实施例中,对厂房内部工艺设施进行火灾潜在风险评估,包括工厂工艺风险、易燃危险品风险、建筑结构布局三个方面,如表2(工业园区厂房内部的火灾潜在风险评估指标)所示。
在本发明的一些实施例中,所述厂房内工厂工艺风险具体为:机台价格、机台间距、工艺区面积、机台使用时间、机台维修情况、工艺处理温度、工艺处理电压、工艺处理压力、机台洁净要求、密闭隔离生产、操作人员素质、安全人员值班、视屏监控系统、电气防爆保护措施、灭火器材配置、特种作业管理。
在本发明的一些实施例中,所述易燃危险品风险具体为:化学品易燃易爆性、化学品腐蚀性、可燃气体使用量、腐蚀气体使用量、有机溶剂使用量、可燃气体存储量、腐蚀气体存储量、有机溶剂存储量、可燃气体运输量、腐蚀气体运输量、有机溶剂运输量、管道材质年限、管道长度、泄漏报警装置、排风保护措施、泄爆防爆措施、操作阀联锁。
在本发明一些实施例中,所述建筑结构布局具体为:室内防火分区面积、建筑耐火等级、楼层高度、楼层面积、建筑物年龄、建筑四周封闭程度、机台材料、机台密度、管件阀门材质、管道密度、天花板材料、地板材料、门窗材料、孔洞堵塞材料、架空连接桥材料、墙面隔板材料、临时堆放材料、排烟系统、喷淋系统、火灾自动报警系统、防火卷帘挡烟垂壁。
表2
,
在本发明的一些实施例中,对厂房火灾风险的应急防控能力进行评估,包括消防安全管理和社会防控能力两个方面,如表3(工业园区火灾风险的应急防控能力评估指标表)所示。
在本发明的一些实施例中,所述消防管理具体为:消防设施维护、消防安全责任制、消防应急预案、消防培训与演练、隐患整改落实、消防组织管理、消防中队、指挥机关、到场时间、人员实力、消防装备、通信能力、预案完善、临时消防站。
在本发明一些实施例中,所述社会防控能力具体为:消防中队、指挥机关、到场时间、建筑密度、人口密度、路网密度、重点保护单位密度、万人火灾发生率、十万人火灾死亡率、亿元GDP火灾损失率、公众消防安全感、联动保障协作、公众自防自救意识、消防宣传教育。
表3
,
在地理信息系统室内外地图的支持下,消防工程师和安全工程师进行现场评估,对工业园区建筑和厂房内部不同区段输入指标评分,对建筑图层以及厂房不同楼层区段图层赋值,进行空间叠加和层次分析法加权统计,得到建筑以及建筑内部潜在风险分布图。计算公式如下:
,
其中,为第i建筑第j区段的火灾潜在风险,A为工业园区厂房建筑物火灾潜在风险权重,B为工业园区厂房内部火灾潜在风险权重,C为工业园区火灾风险的应急防控能力权重,/>为第u类建筑风险权重,/>是第i建筑第j区段第u类建筑风险评价值,/>为第v类厂房内部风险权重,/> 是第i建筑第j区段第v类厂房内部风险评价值,/>为第w类应急防控能力,/> 是第i建筑第j区段第w类应急防控能力评价值, N为厂房建筑风险评价类别总数,M为厂房内部风险评价类别总数,L为应急防控能力类别总数。
在本发明的一些实施例中,所述步骤2具体为:根据室内外地图,建立三维实体模型,三维实体模型中赋予墙体以及机台材料的热吸收、热传导系数和密度等物理特性。根据燃烧方程、热辐射方程、空气流体动模型,利用偏微分方程组,解算厂房室内外温度、烟气浓度、、/>、/>、/>等要素的扩散迁移。
根据步骤1中的室内外火灾潜在风险的分析结果,设置燃烧材料的分子式,建立燃烧方程、热辐射方程和空气流体动等偏微分方程组,燃烧方程如下:
,
其中,为空气体积分数,/>为燃料体积分数,/>为燃料产物烟气的体积分数,/>为空气中氧气的体积分数,/>为空气中氮气的体积分数,为空气中水蒸气的体积分数,/>为空气中二氧化碳的体积分数,为由m个碳原子n个氢原子a个氧原子b个氮原子构成的有机物燃料的分子量,为产物中二氧化碳的体积分数,/>为产物中水蒸气的体积分数,/>为产物中氮气的体积分数,/>为产物中一氧化碳的体积分数,/>为产物中烟雾气溶胶的体积分数。/>表示氧气的分子量,/>表示氮气的分子量,/>表示水蒸汽的分子量,表示二氧化碳的分子量,/>表示一氧化碳的分子量,/>表示烟雾气溶胶的分子量。
燃烧形成的室内外热辐射方程如下:
,
其中,为位置x在波长/>的能量辐射强度(J/m2),S为辐射强度的方向向量,/>为哈密顿算子,/>为能量局部散射系数,/>为能量散射系数,为燃烧释放能量(J),包括燃烧产物气体、烟尘和水滴/颗粒的局部结构所产生的热量,Φ表示来自空间各方向的散射强度(J/m2),/>代表位置矢量,/>为波长(nm),/>为方向矢量,/>为积分单元。
燃烧带来的空气流体动模型:
,
其中,为显焓(J/kg),/>为第i组分的显焓(J/kg),/>为热辐射通量(W/m2),为组分i的扩散系数(m2/s),T为温度(k),/>为导热系数,/>为气体密度(kg/m3),/>为流动速度(m/s),/>为时间(s),/>为组分i的质量分数,/>为偏导数,/>为导数,/>为哈密顿算子。
将偏微分方程组转化为差分方程,进行数值计算,设置库朗数小于1,每步迭代时重新计算时间步长,解算厂房室内外温度、烟气浓度、,/>,/>,CO等要素的扩散迁移。通过迭代,得到取火灾数值仿真结果,即不同时间段室内外温度、烟雾气溶胶、能见度、/>、CO的分布立体网格数据。
在本发明的一些实施例中,所述步骤3中的火灾\烟气模拟可视化包括火灾影响范围模拟,所述火灾影响范围模拟具体为:抽取步骤2中的室内外火灾\烟气数值的仿真结果中的不同时间段温度、烟雾气溶胶的分布立体网格数据,按楼层高度进行切片,将分布立体网格数据按高度提取二维网格;从二维网格中根据高温和烟雾气溶胶浓度抽取等值线和等值面,在地理信息系统中与厂房建筑的室内外地图进行叠加,得到厂房建筑每层的高温和烟雾影响区域、范围和程度。
在本发明的一些实施例中,所述步骤3具体为:灾后损失评估包括建筑灾后损失评估和设备灾后损失评估两个部分;根据建筑火灾每层影响程度,参考火灾损失统计方法(GA185-2014),建筑物和设备按烧损率、损失面积、重置价格等进行综合计算,估算出灾后经济损失。
如图2所示,本发明实施例还提供了一种工业厂房火灾风险预测及损失评估装置,包括:基于工业厂房的室内外火灾潜在风险分析评估模块;基于工业厂房的室内外火灾\烟气数值仿真分析模块;基于工业厂房的室内外火灾\烟气损失分析评估模块。
所述基于工业厂房的室内外火灾潜在风险分析评估模块具有以下功能:
(1)从火灾危险源、建筑防火性能等方面建立评价指标体系分析建筑物的火灾潜在风险:
(2)从厂房内工厂工艺风险、易燃危险品风险、建筑结构布局等方面建立评价指标体系分析厂房不同区段的火灾潜在风险:
(3)从消防安全管理、社会防控能力等方面建立评价指标体系分析厂房火灾风险的应急防控能力:
(4)空间叠加和层次分析法结合,绘制建筑以及建筑内部潜在风险分布图:
在地理信息系统室内外地图的支持下,消防工程师和安全工程师进行现场评估,对工业园区建筑和厂房内部不同区段输入指标评分,对厂房建筑图层以及厂房建筑的不同楼层区段的图层赋值,进行空间叠加和层次分析法加权统计,得到厂房建筑以及内部的潜在风险分布图。
基于工业厂房的室内外火灾\烟气数值仿真分析模块包括以下功能:
(1)根据厂房建筑的室内外地图,建立三维实体模型,三维网格中赋予墙体以及机台材料的热吸收、热传导系数和密度等物理特性。
(2)根据火灾潜在风险分析结果,设置燃烧材料的分子式,建立燃烧方程、热辐射方程和空气流体动等偏微分方程组。
(3)将偏微分方程组转化为差分方程,进行数值计算,设置库朗数小于1,每步迭代时重新计算时间步长,解算厂房室内外温度、烟气浓度、,/>,/>,CO等要素的扩散迁移。通过迭代,得到取火灾数值仿真结果,即不同时间段室内外温度、烟雾气溶胶、能见度、/>、CO的分布立体网格数据。
所述基于工业厂房的室内外火灾\烟气损失分析评估模块包括以下功能:
(1)火灾影响范围模拟:
抽取室内外火灾\烟气数值的仿真结果中不同时间段温度、烟雾气溶胶的分布立体网格数据,按楼层高度进行切片,从切片二维网格中根据高温和烟雾气溶胶浓度抽取等值线和等值面,在地理信息系统中与厂房建筑的室内外地图进行叠加,得到厂房建筑每层高温和烟雾影响区域、范围和程度。
(2)火灾损失评估:
火灾损失评估分析包括建筑灾后损失评估和设备灾后损失评估两个部分:根据建筑火灾每层影响程度,参考火灾损失统计方法(GA 185-2014),对建筑物和设备按烧损率、损失面积、重置价格等进行综合计算,估算出灾后经济损失。
综上,本发明根据工业园区、厂房建筑的用途、结构和防火特点以及洁净度要求,基于火灾数值模拟方程,并结合厂房建筑设计、智慧工厂数字化管理、地理信息系统、室内地图、空间地图代数、空间叠加缓冲和损失模型等技术,提供室内外灾前火灾潜在风险源评估、灾中火灾烟气数值仿真可视化、灾后损失评价全过程的工业厂房火灾模拟评估型方法、解决方案和应用工具装置,可辅助确定火灾源头,有效地实现工厂火灾风险的判断和火灾蔓延的预测;参考建筑火灾高温及烟气影响,根据建筑物烧损率和损失范围、设备损失程度、重置价格等进行综合计算,评估火灾损失价格。
虽然上文描述的过程流程包括以特定顺序出现的多个操作,但是,应当清楚了解,这些过程可以包括更多或更少的操作,这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。本发明是参照根据本发明实施例的方法的流程图和/或方框图来描述的。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法,或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于方法实施例而言,由于其基本相似于装置实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见装置实施例的部分说明即可。以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、基于工业厂房的室内外火灾潜在风险进行火灾风险评估,包括:
对火灾危险源、建筑防火性能建立评价指标体系,分析工业园区厂房建筑物的火灾潜在风险;对厂房内部工艺设施的工厂工艺风险、易燃危险品风险、建筑结构布局建立评价指标体系,分析厂房内部的火灾潜在风险;对消防安全管理、社会防控能力建立评价指标体系,分析火灾风险的应急防控能力;
所述步骤1基于空间叠加和层次分析法进行厂房建筑以及内部不同区段的潜在风险评价,包括:
在地理信息系统的室内外地图的支持下进行现场评估,对工业园区的厂房建筑和内部不同区段输入指标评分,对厂房建筑的图层以及厂房建筑的不同楼层的区段的图层赋值,进行空间叠加和层次分析法加权统计,得到厂房建筑以及内部不同区段的潜在风险分布图,计算公式如下:
,
其中,为第i建筑第j区段的火灾潜在风险,A为工业园区厂房建筑物火灾潜在风险权重,B为工业园区厂房内部火灾潜在风险权重,C为工业园区火灾风险的应急防控能力权重,/>为第u类建筑风险权重,/>是第i建筑第j区段第u类建筑风险评价值,/>为第v类厂房内部风险权重,/> 是第i建筑第j区段第v类厂房内部风险评价值,为第w类应急防控能力,/> 是第i建筑第j区段第w类应急防控能力评价值, N为厂房建筑风险评价类别总数,M为厂房内部风险评价类别总数,L为应急防控能力类别总数;
步骤2、基于工业厂房的室内外火灾烟气数值进行仿真分析,包括:根据步骤1的基于工业厂房的室内外火灾潜在风险的火灾风险评估的结果,设置燃烧材料的分子式,建立燃烧方程、热辐射方程和空气流体的偏微分方程组;将偏微分方程组转化为差分方程,进行数值计算,解算厂房室内外温度、烟气浓度、二氧化碳、水蒸气、氮气、一氧化碳的扩散迁移;通过迭代,得到室内外火灾烟气数值的仿真结果,即不同时间段厂房室内外温度、烟雾气溶胶、能见度、二氧化碳、一氧化碳的分布立体网格数据;
步骤3、基于火灾影响范围模拟进行灾后损失评估,将火灾影响范围模拟进行可视化,抽取步骤2获得的室内外火灾烟气数值的仿真结果中的不同时间段厂房室内外温度、烟雾气溶胶的分布立体网格数据,按楼层高度进行切片,将分布立体网格数据按高度提取二维网格;从二维网格中根据高温和烟雾气溶胶浓度抽取等值线和等值面,在地理信息系统中与工业厂房的室内外地图进行叠加,得到厂房建筑每层的高温和烟雾影响区域、范围和程度。
2.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法,其特征在于,所述步骤1中,所述工业园区厂房建筑物的火灾潜在风险包括厂房建筑物单体的火灾危险源和建筑防火性能;
所述火灾危险源包括:电线使用年限、最大使用荷载与设计荷载比值、漏电保护、锅炉房与周边建筑间距、发电机房与周边建筑间距、比邻火灾危险性建筑、比邻临时建筑、可燃绿化带、避雷设施、燃气使用、电气使用、明火使用、用火人员素质、吸烟不慎、放火致灾、监控系统;
所述建筑防火性能包括:公共区可燃荷载、建筑用途、防火间距、建筑耐火等级、建筑高度、建筑面积、人员荷载、防火分区面积、建筑物年龄、消防扑救条件、建筑内部装修、公共区可燃荷载、消防给水、排烟系统、火灾自动报警系统、自动灭火系统、灭火器材配置、防火分隔设置、疏散通道宽度、疏散路径距离、疏散通道保护、疏散诱导系统。
3.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法,其特征在于,
所述厂房内部的火灾潜在风险包括厂房内部工艺设施的工厂工艺风险、易燃危险品风险、建筑结构布局;
所述厂房内部工艺设施的工厂工艺风险包括:机台价格、机台间距、工艺区面积、机台使用时间、机台维修情况、工艺处理温度、工艺处理电压、工艺处理压力、机台洁净要求、密闭隔离生产、操作人员素质、安全人员值班、视屏监控系统、电气防爆保护措施、灭火器材配置、特种作业管理;
所述易燃危险品风险包括:化学品易燃易爆性、化学品腐蚀性、可燃气体使用量、腐蚀气体使用量、有机溶剂使用量、可燃气体存储量、腐蚀气体存储量、有机溶剂存储量、可燃气体运输量、腐蚀气体运输量、有机溶剂运输量、管道材质年限、管道长度、泄漏报警装置、排风保护措施、泄爆防爆措施、操作阀联锁;
所述建筑结构布局包括:室内防火分区面积、建筑耐火等级、楼层高度、楼层面积、建筑物年龄、建筑四周封闭程度、机台材料、机台密度、管件阀门材质、管道密度、天花板材料、地板材料、门窗材料、孔洞堵塞材料、架空连接桥材料、墙面隔板材料、临时堆放材料、排烟系统、喷淋系统、火灾自动报警系统、防火卷帘挡烟垂壁。
4.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法,其特征在于,
所述火灾风险的应急防控能力包括消防安全管理和社会防控能力;
所述消防管理包括:消防设施维护、消防安全责任制、消防应急预案、消防培训与演练、隐患整改落实、消防组织管理、消防中队、指挥机关、到场时间、人员实力、消防装备、通信能力、预案完善、临时消防站;
所述社会防控能力包括:建筑密度、人口密度、路网密度、重点保护单位密度、万人火灾发生率、十万人火灾死亡率、亿元GDP火灾损失率、公众消防安全感、联动保障协作、公众自防自救意识、消防宣传教育。
5.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法,其特征在于,所述步骤2中,设置库朗数小于1,每步迭代时根据网格长度和扩散速度重新计算时间步长。
6.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法,其特征在于,所述步骤3的灾后损失评估包括:建筑灾后损失评估和设备灾后损失评估;根据火灾对厂房建筑每层的影响程度,根据火灾损失统计方法,对建筑物和设备按烧损率、损失面积、重置价格进行综合计算,估算出灾后经济损失。
7.一种工业厂房火灾风险预测及损失评估装置,其特征在于,包括:
基于工业厂房的室内外火灾潜在风险分析评估模块,从火灾危险源、建筑防火性能建立评价指标体系,分析建筑物的火灾潜在风险:从厂房内部工艺设施的工厂工艺风险、易燃危险品风险、建筑结构布局建立评价指标体系,分析厂房不同区段的火灾潜在风险;从消防安全管理、社会防控能力建立评价指标体系,分析厂房火灾风险的应急防控能力;将空间叠加和层次分析法结合,绘制厂房建筑以及内部的潜在风险分布图;基于空间叠加和层次分析法进行厂房建筑以及内部不同区段的潜在风险评价,包括:
在地理信息系统的室内外地图的支持下进行现场评估,对工业园区的厂房建筑和内部不同区段输入指标评分,对厂房建筑的图层以及厂房建筑的不同楼层的区段的图层赋值,进行空间叠加和层次分析法加权统计,得到厂房建筑以及内部不同区段的潜在风险分布图,计算公式如下:
,
其中,为第i建筑第j区段的火灾潜在风险,A为工业园区厂房建筑物火灾潜在风险权重,B为工业园区厂房内部火灾潜在风险权重,C为工业园区火灾风险的应急防控能力权重,/>为第u类建筑风险权重,/>是第i建筑第j区段第u类建筑风险评价值,/>为第v类厂房内部风险权重,/> 是第i建筑第j区段第v类厂房内部风险评价值,为第w类应急防控能力,/> 是第i建筑第j区段第w类应急防控能力评价值, N为厂房建筑风险评价类别总数,M为厂房内部风险评价类别总数,L为应急防控能力类别总数;
基于工业厂房的室内外火灾烟气数值仿真分析模块,根据厂房建筑的室内外地图建立三维实体模型,在三维实体模型中赋予墙体以及机台材料的热吸收、热传导系数和密度;根据基于工业厂房的室内外火灾潜在风险分析评估模块的分析评估结果,设置燃烧材料的分子式,建立燃烧方程、热辐射方程和空气流体动等偏微分方程组;将偏微分方程组转化为差分方程,进行数值计算,解算厂房室内外温度、烟气浓度、二氧化碳、水蒸气、氮气、一氧化碳的扩散迁移;通过迭代,得到室内外火灾烟气数值的仿真结果,即不同时间段室内外温度、烟雾气溶胶、能见度、二氧化碳、一氧化碳的分布立体网格数据;
基于工业厂房的室内外火灾烟气损失分析评估模块,用于火灾影响范围模拟和火灾损失评估,抽取室内外火灾烟气数值的仿真结果中的不同时间段室内外温度、烟雾气溶胶的分布立体网格数据,按楼层高度进行切片,将分布立体网格数据按高度提取二维网格;从二维网格中根据高温和烟雾气溶胶浓度抽取等值线和等值面,在地理信息系统中与厂房建筑的室内外地图进行叠加,得到厂房建筑每层的高温和烟雾影响区域、范围和程度;根据火灾损失统计方法,对建筑物和设备按烧损率、损失面积、重置价格进行综合计算,估算出灾后经济损失。
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