某罐区平面布置的性能化安全设计文献综述
2020-03-19 12:41:01
文 献 综 述
一、国外研究现状、发展趋势
国内外对性能化的思想有较为成熟的体系和应用。性能化设计思想最早出现于20世纪80年代,是建立在安全工程学基础上的一种新的防火设计理念。其基本思想是通过设定一个预期的总体目标,并针对此目标,运用工程分析和计算来确定最优化的安全设计方案。
性能化思想最先应用于消防设计,是以性能化防火设计提出的。
性能化防火设计也称”以性能为基础的防火设计”,它是运用防火安全工程学的基本原理和方法,考虑火灾本身发生、发展和蔓延的基本规律,结合实际火灾中积累的经验,通过对建筑物及其内部可燃物的火灾危险性进行综合分析和计算,从而确定性能指标和设计指标。然后再预定各种可能起火的条件和由此所造成的火、烟蔓延途径以及人员疏散情况,来选择相应的防火安全工程措施,并加以评估、确定预定的防火安全目标是否已达到。然后再视具体情况对设计方案作调整、优化。它的主要思想是在防火设计时仅提出建筑防火安全所需要的性能要求或指标,而不直接要求设计人员为此所必须采用的某些特定的解决方法,如何达到这一指标要求,采取什么样的工程措施则由设计人员自己确定,但是设计人员最终要向审核人员证明其所选择的工程解决方法或措施是安全可靠的。
目前国外性能化安全设计主要体现在相应规范设计上。
美国防火协会制定的《NFPA59A-2009》中有性能化思想的体现。其在规定液化天然气装置防火间距时,可以使用事故模拟计算的方法确定,并且给出了满足性能目标的标准,如:对于重气扩散事故中站场建筑红线处LNG蒸气在空气中平均浓度不超过甲烷燃烧下限的50%(即2.5%)。
《Guidelines for Facility Siting and Layout》(设施与选址指南)中对各设施单元之间的防火间距通过两种方法确定:一种是以间距表确定,一种是事故计算得到确定。间距表是来源于炼油、石化、化工、保险等部门得到的历史和现有的数据,以及从事故中学习、总结和发展并且与工程实践、经验相结合得到的。总体来说是一种传统的,基于经验的规范。该指南中对于设施防火间距另一种方法是基于性能化的思想,事故计算确定在”性能上”满足要求。
二、我国的现状
近几年我国的一些学者也在探索性能化设计在工业安全生产中的应用。基于化工企业事故的特点,提出在设计阶段考虑性能化的设计布局,以火灾爆炸时厂区装置的多米诺效应、功能受损等情况;以毒物泄漏事故时设施内人员触毒浓度较高(可逃生时间较少, 可能会发生人员伤亡事故)、设施内人员触毒浓度较低(可逃生时间充足,不致引起伤亡事故)、设施内人员接触毒物浓度低(不撤离也不会引起伤亡事故)作为设计的性能指标,通过CFD数值模拟,计算池火灾、蒸气云爆炸事故的影响范围进行设计。