原創(chuàng ) 棧山

 2022年8月6日，古巴儲油基地發(fā)生爆炸（初步判斷和雷電天氣有關(guān)），事故造成煉油設施1人死亡，128人受傷（截止8月12日），該事故導致超過(guò)4900名當地居民被疏散。由此可見(jiàn)高危行業(yè)的選址以及有人值守的建筑物布局會(huì )決定事故后果的嚴重度。

        Occupied Building Risk assessment（OBRA）是針對化工工藝及相關(guān)儲存設施的控制室、辦公室、維修間等可認定為“有人值守建筑”的風(fēng)險評估方法之一。

       根據英國化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì )（Chemical Industries Association，CIA）對于OBRA的解讀可知，OBRA應用于評估在重大事故發(fā)生時(shí)可能對建筑物內的人員所造成的危害。當發(fā)生重大事故時(shí)，有人值守的建筑物的位置和設計都會(huì )顯著(zhù)地影響其內部人員的生存能力，OBRA 可以幫助確定建筑物的人員是否正面臨不必要的風(fēng)險，并確定在哪里需要額外的保護，進(jìn)行 OBRA 研究可以確定采取哪些措施來(lái)降低任何潛在重大事故的后果，證明風(fēng)險盡可能低（ALARP）。下面我們淺談應用此方法的背景、流程方法及執行的意義。

        歐美國家也是在經(jīng)歷過(guò)多起火災、爆炸、泄漏等事故帶來(lái)的人員傷亡和慘痛的教訓后才愈發(fā)重視選址和布局（例如上圖為英國B(niǎo)uncefield事故中附近的辦公室大樓）。因為過(guò)去化工相關(guān)事故事等大多會(huì )直接導致位于控制室、或者相關(guān)辦公區域的人員傷亡，所以（歐洲）化工行業(yè)才推出OBRA這一方法，要求化工企業(yè)在設計階段就需要考量相關(guān)風(fēng)險的影響，或對已經(jīng)建成和投產(chǎn)的項目設置相關(guān)控制措施，常見(jiàn)的國外參考標準包括了：API 752, API 753, CIA的“Guidance for the location and design of occupied buildings on chemical manufacturing and similar major hazard sites”。

       國內對于OBRA也有類(lèi)似的要求，例如《控制室設計規范HG/T 20508-2014》中明確了控制室及相關(guān)的功能及輔助房間的位置、平面布置、面積、采光照明、采暖、通風(fēng)、空氣調節等環(huán)境條件、進(jìn)線(xiàn)及敷設、設備安裝和固定、通信和電視監控功能系統等要求。此外《國家安全監管總局關(guān)于加強精細化工反應安全風(fēng)險評估工作的指導意見(jiàn)，2017》規定涉及的反應工藝危險度被確定5級的，相關(guān)裝置應設置在由防爆墻隔離的獨立空間中，并設計超壓泄爆設施，反應過(guò)程中操作人員不應進(jìn)入隔離區域。由此可見(jiàn)，國內外對于OBRA都是有著(zhù)詳盡的要求的。

OBRA主要基于以下原則：

1. 對于化工工藝以及化學(xué)品儲存而言，工作人員一般是遠離這些設施的，除非因安全及必要的相關(guān)操作人員才會(huì )出現在現場(chǎng)，如果可能我們要控制可能參與的人數。 

2. 應盡可能通過(guò)有效的過(guò)程安全管理來(lái)控制風(fēng)險。

3. 應確?，F場(chǎng)的建筑的所處的位置合理，設計得當，從而能夠最小化對于人員的風(fēng)險。為了做到以上這點(diǎn)，我們應當：

a. 采用合理的工具執行有效的風(fēng)險評估

b. 將評估結果應用到廠(chǎng)房設計和運行上

那么我們應如何開(kāi)展OBRA呢？

首先我們需要將建筑物劃分為永久及臨時(shí)兩大類(lèi)，之后再對兩大類(lèi)建筑的OBRA進(jìn)行相應的分析。需要注意的是不同公司的要求可能會(huì )有區別。

一、永久建筑

1）定義有人值守建筑（Occupied Building）

按照建筑的屬性可以將建筑劃分為臨時(shí)建筑及永久建筑，在確定評價(jià)范圍后對范圍內所有屬于“有人值守建筑”的位置進(jìn)行識別，一般判斷依據如下：

a. 以24小時(shí)為周期，1人停留時(shí)間超過(guò)兩個(gè)小時(shí)以上的區域；

b. 以24小時(shí)為周期，2人停留時(shí)間超過(guò)一小時(shí)以上的區域；

c. 以周為周期，人員停留超過(guò)4人時(shí)的區域；

d. 作業(yè)類(lèi)型不能是臨時(shí)的或非常規的；

e. 存在一個(gè)工位或存在椅子（等同于工位）；

f. 有定期使用的區域（如會(huì )議室，更衣室和餐廳）；

常見(jiàn)的化工企業(yè)“有人值守的區域”如控制室、門(mén)衛室、維修間、調試區等。

2）識別所有可能影響這些建筑的最大可信事故（MCE）

確定了有人值守的建筑后，需要去識別所有的可能對于有人值守的建筑造成嚴重影響的潛在爆炸、火災或者有毒有害物質(zhì)的泄漏場(chǎng)景（英國稱(chēng)其為MCE，美國公司類(lèi)似的方法為HAZID）。除了識別評價(jià)范圍之內的相關(guān)化工工藝或者儲存設施外，同時(shí)也要去識別周邊鄰居企業(yè)的MCE。簡(jiǎn)而言之，MCE就是一個(gè)高風(fēng)險的初篩。當然有些公司會(huì )要求參考HAZOP和LOPA的高風(fēng)險場(chǎng)景。

3）評估每個(gè) MCE場(chǎng)景可能對建筑物造成破壞的嚴重程度和范圍

通常情況需要對建筑物進(jìn)行建模，可以使用PHAST等業(yè)界認可的軟件來(lái)進(jìn)行建模，也可以參考標準中的廣泛認可的經(jīng)驗模型來(lái)確定影響范圍。

在建模中我們通常使用如下參數作為基礎的風(fēng)險篩分準則：

熱輻射：6.3kW/㎡（安全逃脫，90秒內1%死亡率）

爆炸超壓：3kPa（無(wú)顯著(zhù)的玻璃破損從而引起運動(dòng)碎片）

易燃氣體滲透入建筑物：該化學(xué)品的爆炸下限（是否達到）

有毒氣體滲入建筑物：ERPG3濃度（1小時(shí)內暴露無(wú)生命危險）

4）估計可能發(fā)生不同MCE場(chǎng)景的 頻率

a. 對于火災和有毒有害氣體泄漏的MCE，其事故發(fā)生的頻率在OBRA中通常不用考慮，因為有人值守的建筑物的保護措施是基于場(chǎng)景的嚴重程度設計的。當然，如果你需要決策是否需要投資改善目前的建筑物，那么頻率可能仍然有助于你計算投資回報的情況。

b. 對于爆炸事件，事件發(fā)生的頻率應可以參閱同類(lèi)型的工藝裝置或者儲存裝置，或使用適當的風(fēng)險分析防范（例如LOPA或QRA）進(jìn)行估計。OBRA需要這些數據來(lái)計算爆炸超壓效應對建筑物居住者的風(fēng)險，若風(fēng)險過(guò)高，則需要對建筑物進(jìn)行相應的改造。

5）評估建筑內人員面臨的總體風(fēng)險水平

對于MCE可能產(chǎn)生重大影響的所有有人值守建筑，應完成對單個(gè)建筑物的風(fēng)險評估，包括下面列出的詳細信息：

a.建筑概述：例如參考編號、地圖位置、照片等；

b.有人值守模式：有人的時(shí)間、緊急情況下使用等，參考上述有人值守建筑定義；

c.有人使用率：有人使用率、瞬時(shí)多人員使用率

d.建筑類(lèi)型：墻面及屋頂建筑材料、窗戶(hù)材料、地板等材質(zhì)

e.MCE：事故類(lèi)型、后果級別

f.個(gè)人風(fēng)險：個(gè)人風(fēng)險（IR） = 事件頻率×失效概率×有人值守情況

6）實(shí)施必要的改進(jìn)以降低風(fēng)險

進(jìn)行OBRA的目的就是要評估判斷風(fēng)險的大小，之后針對于重大的風(fēng)險要采取相關(guān)措施去降低風(fēng)險，直到將風(fēng)險降低至可以接受的水平或ALARP。

a.將人員或者有人值守的建筑變更到一個(gè)安全的場(chǎng)地；

b.消除或者降低風(fēng)險，通常通過(guò)改進(jìn)工藝設計來(lái)降低事件的嚴重程度或發(fā)生頻率；

c.對于建筑物進(jìn)行改造以便保護內部的工作人員；

二、臨時(shí)建筑

對于臨時(shí)建筑，需要進(jìn)行如下的調查及評估：

1）有確認的移除日期，此臨時(shí)建筑物應符合變更管理程序；

2）臨時(shí)建筑需要永久使用的，應從危險區域搬離，變更到合適的位置；

3）應根據防火、防爆、或者氣體泄漏等相關(guān)設置規范的要求進(jìn)行審查；

4）臨時(shí)建筑物不應位于200mbar（超壓）、6.3kw/㎡（輻射）的危險范圍內；

5）50-200 mbar區域內的臨時(shí)建筑物應設計為可承受200 mbar。

總結：

       OBRA實(shí)施的最佳時(shí)機是在設計建廠(chǎng)之初，可以在設計時(shí)考慮國家及行業(yè)的設計標準，采用低風(fēng)險的原材料及工藝，合理地布局有人值守的建筑。

       化工廠(chǎng)投產(chǎn)后仍需要遵循嚴格的變更管理，任何不合理的變更都可能導致風(fēng)險的變化。當工廠(chǎng)運行一段時(shí)間后，可能在人機料法環(huán)出現很多變更，這樣過(guò)去的OBRA就無(wú)法反映當前風(fēng)險，例如歐洲的COMAH/Seveso安全報告的回顧周期是5年，回顧報告的一個(gè)重要輸出就是審查主要事故危險源的變化，同時(shí)也是OBRA的重要輸入。所以我們建議企業(yè)定期回顧OBRA，將輸出結果的落實(shí)將有利于提升工作場(chǎng)所的安全性，在嚴重的事故來(lái)臨時(shí)可以減輕或者杜絕人員的傷亡。