原创 栈山

 2022年8月6日，古巴储油基地发生爆炸（初步判断和雷电天气有关），事故造成炼油设施1人死亡，128人受伤（截止8月12日），该事故导致超过4900名当地居民被疏散。由此可见高危行业的选址以及有人值守的建筑物布局会决定事故后果的严重度。

        Occupied Building Risk assessment（OBRA）是针对化工工艺及相关储存设施的控制室、办公室、维修间等可认定为“有人值守建筑”的风险评估方法之一。

       根据英国化学工业协会（Chemical Industries Association，CIA）对于OBRA的解读可知，OBRA应用于评估在重大事故发生时可能对建筑物内的人员所造成的危害。当发生重大事故时，有人值守的建筑物的位置和设计都会显著地影响其内部人员的生存能力，OBRA 可以帮助确定建筑物的人员是否正面临不必要的风险，并确定在哪里需要额外的保护，进行 OBRA 研究可以确定采取哪些措施来降低任何潜在重大事故的后果，证明风险尽可能低（ALARP）。下面我们浅谈应用此方法的背景、流程方法及执行的意义。

        欧美国家也是在经历过多起火灾、爆炸、泄漏等事故带来的人员伤亡和惨痛的教训后才愈发重视选址和布局（例如上图为英国Buncefield事故中附近的办公室大楼）。因为过去化工相关事故事等大多会直接导致位于控制室、或者相关办公区域的人员伤亡，所以（欧洲）化工行业才推出OBRA这一方法，要求化工企业在设计阶段就需要考量相关风险的影响，或对已经建成和投产的项目设置相关控制措施，常见的国外参考标准包括了：API 752, API 753, CIA的“Guidance for the location and design of occupied buildings on chemical manufacturing and similar major hazard sites”。

       国内对于OBRA也有类似的要求，例如《控制室设计规范HG/T 20508-2014》中明确了控制室及相关的功能及辅助房间的位置、平面布置、面积、采光照明、采暖、通风、空气调节等环境条件、进线及敷设、设备安装和固定、通信和电视监控功能系统等要求。此外《国家安全监管总局关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见，2017》规定涉及的反应工艺危险度被确定5级的，相关装置应设置在由防爆墙隔离的独立空间中，并设计超压泄爆设施，反应过程中操作人员不应进入隔离区域。由此可见，国内外对于OBRA都是有着详尽的要求的。

OBRA主要基于以下原则：

1. 对于化工工艺以及化学品储存而言，工作人员一般是远离这些设施的，除非因安全及必要的相关操作人员才会出现在现场，如果可能我们要控制可能参与的人数。 

2. 应尽可能通过有效的过程安全管理来控制风险。

3. 应确保现场的建筑的所处的位置合理，设计得当，从而能够最小化对于人员的风险。为了做到以上这点，我们应当：

a. 采用合理的工具执行有效的风险评估

b. 将评估结果应用到厂房设计和运行上

那么我们应如何开展OBRA呢？

首先我们需要将建筑物划分为永久及临时两大类，之后再对两大类建筑的OBRA进行相应的分析。需要注意的是不同公司的要求可能会有区别。

一、永久建筑

1）定义有人值守建筑（Occupied Building）

按照建筑的属性可以将建筑划分为临时建筑及永久建筑，在确定评价范围后对范围内所有属于“有人值守建筑”的位置进行识别，一般判断依据如下：

a. 以24小时为周期，1人停留时间超过两个小时以上的区域；

b. 以24小时为周期，2人停留时间超过一小时以上的区域；

c. 以周为周期，人员停留超过4人时的区域；

d. 作业类型不能是临时的或非常规的；

e. 存在一个工位或存在椅子（等同于工位）；

f. 有定期使用的区域（如会议室，更衣室和餐厅）；

常见的化工企业“有人值守的区域”如控制室、门卫室、维修间、调试区等。

2）识别所有可能影响这些建筑的最大可信事故（MCE）

确定了有人值守的建筑后，需要去识别所有的可能对于有人值守的建筑造成严重影响的潜在爆炸、火灾或者有毒有害物质的泄漏场景（英国称其为MCE，美国公司类似的方法为HAZID）。除了识别评价范围之内的相关化工工艺或者储存设施外，同时也要去识别周边邻居企业的MCE。简而言之，MCE就是一个高风险的初筛。当然有些公司会要求参考HAZOP和LOPA的高风险场景。

3）评估每个 MCE场景可能对建筑物造成破坏的严重程度和范围

通常情况需要对建筑物进行建模，可以使用PHAST等业界认可的软件来进行建模，也可以参考标准中的广泛认可的经验模型来确定影响范围。

在建模中我们通常使用如下参数作为基础的风险筛分准则：

热辐射：6.3kW/㎡（安全逃脱，90秒内1%死亡率）

爆炸超压：3kPa（无显著的玻璃破损从而引起运动碎片）

易燃气体渗透入建筑物：该化学品的爆炸下限（是否达到）

有毒气体渗入建筑物：ERPG3浓度（1小时内暴露无生命危险）

4）估计可能发生不同MCE场景的 频率

a. 对于火灾和有毒有害气体泄漏的MCE，其事故发生的频率在OBRA中通常不用考虑，因为有人值守的建筑物的保护措施是基于场景的严重程度设计的。当然，如果你需要决策是否需要投资改善目前的建筑物，那么频率可能仍然有助于你计算投资回报的情况。

b. 对于爆炸事件，事件发生的频率应可以参阅同类型的工艺装置或者储存装置，或使用适当的风险分析防范（例如LOPA或QRA）进行估计。OBRA需要这些数据来计算爆炸超压效应对建筑物居住者的风险，若风险过高，则需要对建筑物进行相应的改造。

5）评估建筑内人员面临的总体风险水平

对于MCE可能产生重大影响的所有有人值守建筑，应完成对单个建筑物的风险评估，包括下面列出的详细信息：

a.建筑概述：例如参考编号、地图位置、照片等；

b.有人值守模式：有人的时间、紧急情况下使用等，参考上述有人值守建筑定义；

c.有人使用率：有人使用率、瞬时多人员使用率

d.建筑类型：墙面及屋顶建筑材料、窗户材料、地板等材质

e.MCE：事故类型、后果级别

f.个人风险：个人风险（IR） = 事件频率×失效概率×有人值守情况

6）实施必要的改进以降低风险

进行OBRA的目的就是要评估判断风险的大小，之后针对于重大的风险要采取相关措施去降低风险，直到将风险降低至可以接受的水平或ALARP。

a.将人员或者有人值守的建筑变更到一个安全的场地；

b.消除或者降低风险，通常通过改进工艺设计来降低事件的严重程度或发生频率；

c.对于建筑物进行改造以便保护内部的工作人员；

二、临时建筑

对于临时建筑，需要进行如下的调查及评估：

1）有确认的移除日期，此临时建筑物应符合变更管理程序；

2）临时建筑需要永久使用的，应从危险区域搬离，变更到合适的位置；

3）应根据防火、防爆、或者气体泄漏等相关设置规范的要求进行审查；

4）临时建筑物不应位于200mbar（超压）、6.3kw/㎡（辐射）的危险范围内；

5）50-200 mbar区域内的临时建筑物应设计为可承受200 mbar。

总结：

       OBRA实施的最佳时机是在设计建厂之初，可以在设计时考虑国家及行业的设计标准，采用低风险的原材料及工艺，合理地布局有人值守的建筑。

       化工厂投产后仍需要遵循严格的变更管理，任何不合理的变更都可能导致风险的变化。当工厂运行一段时间后，可能在人机料法环出现很多变更，这样过去的OBRA就无法反映当前风险，例如欧洲的COMAH/Seveso安全报告的回顾周期是5年，回顾报告的一个重要输出就是审查主要事故危险源的变化，同时也是OBRA的重要输入。所以我们建议企业定期回顾OBRA，将输出结果的落实将有利于提升工作场所的安全性，在严重的事故来临时可以减轻或者杜绝人员的伤亡。