王建 祝貴軍 何重昆

摘要：科學合理的XPS火災災害風險評估能有效指導防火減災工作，不過目前XPS風險評估體系尚不完善，在某些時候不能真實地評價項目的火災災害風險，比如在評估大型住宅小區(qū)、大面積的廠房等時，現(xiàn)有的評估結(jié)果不能準確地反映客觀風險。本文在深入研究XPS使用范圍及特點的基礎(chǔ)上，通過評價指標選擇，首次以模糊數(shù)學理論為工具對產(chǎn)品傷害發(fā)生的可能性分量進行分析計算，評估了傷害發(fā)生的嚴重程度，最終評價出XPS產(chǎn)品的風險等級。

關(guān)鍵詞：XPS; 模糊數(shù)學; 風險等級

1 ? 引言

2017年4月住建部公布建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃，明確提出建筑節(jié)能及綠色建筑的發(fā)展目標。提倡大力發(fā)展綠色建筑，從使用材料、工藝等方面促進建筑的綠色建造、品質(zhì)升級。在建筑節(jié)能方面，圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能貢獻能達到40%～65%，作為綠色新型材料的外保溫材料擠塑聚苯乙烯泡沫塑料XPS（以下簡稱XPS）目前應用最為廣泛。

XPS以其優(yōu)越的保溫性、強度以及透氣性被廣大建筑所采用，然而由于XPS產(chǎn)品是一類新型的有機保溫材料，其本質(zhì)屬于可燃性建筑材料，使用這類型有機材料的火災事故發(fā)生概率比使用其他材料的高。2009年央視大火及2011年沈陽皇朝萬鑫酒店大火都是由于火源引燃了建筑外墻材料持續(xù)燃燒，造成了嚴重的后果。

筆者從風險評估的角度利用模糊數(shù)學對國內(nèi)生產(chǎn)、流通和使用領(lǐng)域中XPS的燃燒性能質(zhì)量狀況進行一次全面的風險評估，為實現(xiàn)XPS質(zhì)量風險的早發(fā)現(xiàn)、早預警、早處置打下基礎(chǔ)，對預防火災發(fā)生是十分必要的。

2 ? 風險項目選擇

本文主要以了解產(chǎn)品的燃燒性能，分析其所帶來的潛在的火災風險。根據(jù)前期調(diào)研情況，最終從燃燒性能評定方面選取燃燒增長速率指數(shù)FIGRA0.4MJ，火焰橫向蔓延長度，600s的總放熱量，可燃性以及氧指數(shù)作為本次風險監(jiān)測的監(jiān)測對象，按照燃燒性能等級B1級判定條件進行判定。

3 ? 風險評估方法構(gòu)建

3.1 ?發(fā)生傷害的嚴重性及可能性

絕熱用擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）屬于有機保溫材料，相對于無機保溫材料其防火等級低、安全性差，存在著較大的火災危險性，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）未經(jīng)阻燃處理的XPS時屬于可燃材料，具有燃點低、燃燒速度快、釋放熱量高等特點，在施工過程中電焊的火星、電路漏電以及建筑旁邊燃放煙花等均可點燃XPS材料從而引起火災事故。

（2）經(jīng)過合格的阻燃處理后的XPS也只能達到“難燃”材料的要求。倘若在空氣中遇明火、高溫作用下，如果得不到及時控制，明火、高溫等一直起作用，XPS也會一直燃燒，造成事故。

（3）XPS一般作為外立面保溫材料，它包裹著建筑物，跨越了建筑平面防火分區(qū)的限制，并且由于XPS施工墻體與板之間的空氣通道，容易形成煙囪效應，從而使火迅速蔓延至整棟樓。

（4）釋放大量有毒有害氣體。在生產(chǎn)XPS過程中會加入發(fā)泡劑、阻燃劑等添加劑。當其處在大火等高溫環(huán)境中，XPS由于熔點低會首先受熱變軟收縮，然后在高溫的進一步作用下XPS樹脂材料會不斷受熱氣化，遇火遇熱會碳化放出黑煙并發(fā)生燃燒現(xiàn)象，而在這一融化、氣化和燃燒的過程中會不斷放出大量有毒有害氣體和煙霧。美國的統(tǒng)計資料表明，因吸入毒性氣體而窒息死亡的人數(shù)占死亡總?cè)藬?shù)的75%左右。引起這種現(xiàn)象的原因，一是由于煙氣本身的化學成分對人體造成較大的危害，二是由于煙氣的產(chǎn)生和移動速度很快（通常都比焰的傳播速度快得多）。

3.2 ?評判依據(jù)

當XPS在不同建筑、不同部位使用時燃燒性能達到B1級及以上級別時大部分情況均能滿足國家相關(guān)標準與規(guī)范要求，即認為當產(chǎn)品燃燒性能達到B1級及以上時，發(fā)生火災時產(chǎn)品帶來的風險屬于國家認可的可容許范圍，本次風險監(jiān)測將燃燒性能達到B1級及以上級別產(chǎn)品風險等級劃分為可容忍風險，火災危害程度低，較難發(fā)生火災。當XPS在不同建筑，不同部位使用時燃燒性能低于B2級別時，大部分情況均不能滿足國家相關(guān)標準與規(guī)范要求，也就是說國家評定當這些部位使用燃燒性能低于B2級別的產(chǎn)品時，發(fā)生火災時不能滿足阻止火災擴大的需求，而是極易使火災蔓延，火勢增大，發(fā)生火災時的風險非常大，帶來極大的火災隱患和危害后果，產(chǎn)品風險等級屬于嚴重風險。檢測結(jié)果可根據(jù)GB 8624-2012標準進行符合性判定，同時根據(jù)風險監(jiān)測判定結(jié)果，采用模糊數(shù)學隸屬函數(shù)理論進行風險分析和度量。

4 ? 風險評估

該綜合評價法根據(jù)模糊數(shù)學的隸屬度理論把定性評論轉(zhuǎn)化為定量評價。其特征是，對評價因素進行相互比較，以評價因素最優(yōu)的為評價基準，評價值為1，其余欠優(yōu)的評價因素依據(jù)欠優(yōu)的程度得到相應的評價值。結(jié)合XPS產(chǎn)品的實際使用情況，具體步驟如下：

通過模糊數(shù)學隸屬函數(shù)理論對XPS進行風險分析和度量。

（1）建立評判XPS的因素集。

（2）建立評判集。V={可容忍風險，低風險，中風險，嚴重風險}

（3）建立單因素評判。

（4）確定權(quán)重。由于對U中各因素有不同的側(cè)重，需要對每個因素賦予不同的權(quán)重，它可表示為U上的一個模糊子集，并且規(guī)定 ? ? ? ? ? ?依據(jù)“德爾菲法”的基本原理，選擇18位省級以上防火檢測相關(guān)單位的專家，采取獨立填表選取權(quán)數(shù)的形式，進行指標重要度賦值。采用統(tǒng)計學方法，對專家賦值結(jié)果的內(nèi)在邏輯性進行檢驗，判斷專家賦值的一致性，當出現(xiàn)專家賦值結(jié)果不滿足一致性檢驗的情況下，計算人員與對應專家取得聯(lián)系，溝通核實未通過一致性檢驗的指標項打分，直到通過一致性檢驗。然后將評價關(guān)系矩陣進行歸一化處理后，可以得到該指標的權(quán)重計算結(jié)果。

考慮到產(chǎn)品需要5個指標同時達到B1級時產(chǎn)品達到可容忍風險，而只需要一個指標達到較嚴重程度就達到嚴重風險，因此建立了可變權(quán)重數(shù)學計算模型：

（5）綜合評判。則U的評價結(jié)果以其對風險等級V的隸屬度向量來表示，按照模糊數(shù)學中的模糊算子合成得到

（6）將每組樣品的向量B進行求和平均得到該批次樣品的平均情況。

（7） 構(gòu)建風險等級向量 ? ? ? ? ? ? ，

（8）通過將50組樣品實驗結(jié)果按照上述模糊數(shù)學處理方法進行處理，得到XPS產(chǎn)品50組樣品綜合結(jié)果：

5 ? 結(jié)語

筆者通過風險項目選擇、方法構(gòu)建、風險評估幾個步驟，利用模糊數(shù)學的方法，對XPS產(chǎn)品進行了風險分析評估得到如下結(jié)論：

（1）在燃燒速率增長指數(shù)FIGRA0.4MJ、火焰橫向蔓延長度、600s內(nèi)總放熱量THR 、可燃性、氧指數(shù)5個項目均有不合格現(xiàn)象，存在不同程度的風險。

（2）總體風險監(jiān)測綜合評判指數(shù)Y為2.8，屬于中風險。整體情況顯示在火災發(fā)生時具有較大的火災危害性。

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