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火災風險評估方法概述

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第二章 文獻回顧

2.3 火災風險管理與評估

2.3.4 火災風險評估方法概述

雷明遠曾在「建築防火安全管理調和火災風險評估概念之研究」[26]探討建築防 火安全管理,歸納火災風險評估方法如下列項目所示。

一、火災風險評估法類型

依據 NFPA 550[27],火災風險評估方法概可分成 5 種類型,如表 2.26 所示,說 明如下。

(1) 定性方法

(2) 半定量可能性方法 (3) 半定量後果方法 (4) 定量方法

(5) 成本-效益風險方法

表 2. 26 火災風險評估方法之類型

類型 定義 產出值的類型 範例

定性方法 可能 性和 後果 都 以 定 性 方 式 處理

各種火災場景的結果與相對 可能性,及其如何受到各種防 火系統護選項的影響,以條狀 圖顯示。

˙“ 如果會怎麼樣 ”分析

˙風險矩陣

˙風險指標

˙消防安全概念樹

˙初步危險分析法 半 定 量 可 能

性方法

可 能 性 以 定 量 方 式 處 理 及 後 果 以 定 性 方 式 處理

決定各種火災類型的發生 率 與頻率及(或)在各種防火系 統類型下的火勢。

˙精算∕損失的統計分 析

˙獨立事件樹分析

半 定 量 後 果 方法

後 果 以 定 量 方 式 處 理 及 可 能 性 以 定 性 方 式 處理

火災模式的決定性產出值,及 可能性以定性方式展現模式。

揭露可信度最差的火災 場景的火災模式。

定量方法 定量 估算 可能 性和後果

(1) 判斷損失的預期值,或 (2) 判斷閃燃機率,或

˙以火災風險 評估來 判 定核電廠因火災

(3) 判斷建築物其他房間或 樓層居民的死亡機率, 或 (4) 對 死 亡 頻 率 與 死 亡 人 數 繪圖,或

(5) 對 損 失 的 頻 率 與 損 失 的 多寡繪圖,或

(6) 判斷傷害、死亡、財產 損 失以及企業中斷的機 率可能 性,或

(7) 判 斷 ( 對 建 築 物 內 居 民 的)個人風險以及(對整 體群眾 的)社會風險

˙發 生 反 應 器 爐 心 熔 化的機率。

˙事 件 樹 分 析 與 火 災 模式結合。

表 2. 26 火災風險評估方法之類型(續)

類型 定義 產出值的類型 範例

成 本 - 效 益 風 險方法(風險 -成 本 評 估 方 法)

納入 各種 替代 方 法 的 成 本 來 限 制 後 果 及 (或)可能性

(1)判定達成降低不同層級 的 風險所需的成本,或

(2)依據可降低的整體風險,或 一 些其他風險 準 則來判定最 佳防火程度。

整合機率、後果以及成 本數據的計算模式。

資料來源:NFPA 550[27]

玆針對常用之風險評估(危害分析)方法,進一步說明如下:[28]

(一)、檢核表(check list):

檢核表用在工業檢查作業場所之危害評估已行之有年,其以結構化之檢查項目或 問卷方式填寫事前列出危害分析查核項目以供檢查人員現場逐漸檢查記錄是既簡便 又實用的分析方法,屬於定性評估法。

檢核表為一種特別項目的點查(enumeration),用以確認已知類型的危害、設計 缺失及火災的可能性以及後果。指出的項目應與適宜的標準進行比較。火災安全檢核 表的核心為檢核表的設計和實施,該表必須包括系統或子系統的全部主要檢查點,尤 其不能忽視那些主要的潛在危險因素。

(二)、經驗導向危害分析方法(“W-I”A):

“W-I”A 是一種以經驗為導向的危害分析方法,利用小組成員腦力激盪來檢討 製程或操作上之安全性的方法,由評估小組成員以各自的專長提出許多「如果…會怎 麼樣(後果)?」的問題來研討出可能發生的事故、事故的結果、現有的安全措施、建 議改善措施,屬於定性評估法。

“W-I”A 是種非結構性的腦力激盪法,用以找出可能產生不利後果的事件。此 方法包括檢查可能來自設計、建構、改建或操作標準的偏差。假設問題是依據對何者 預期將發生,及那裡會出錯的基本了解而擬訂,舉例來說,當火災發生時,幫浦失效 會發生什麼事?此分析的目的在於找出可能意外事件的順序,從而指出危害、後果及 可行的降低風險的方法。此分析法與其他鑑定危害技術的區別是其本質上非結構性的 形式,以及問句的使用方式。此分析法的產出值通常是表列出可能意外事故的清單,

但未加以排序或顯示量化的影響。

(三)、NFPA 消防安全概念樹

NFPA 550「火災安全概念樹的指引」[27],係使用分枝圖來顯示防火系統與火災

損害控制策略間的關係。它提供整體的架構,來分析建築、內容物的可燃性、防護設 備以及居民程序等火災安全性策略的可能影響。此方法可指出火災防護的缺漏與贅餘 的區域,以輔助作出火災安全設計的決策。概念樹檢查所有方面的消防安全,演示了 如何可能會影響到每一個實現火災安全目標。概念樹區分可能性(『預防火災引火』

的分支)及影響結果(『管理火災影響』分支)。此方法的產出值是一套或多套直覺 上符合目標的火災安全性策略。

(四)、風險指標

火災風險指標系統為火災安全的啟發式模式。它們包含各種分析與計量危害,及 系統的其他屬性,以迅速及簡單估算相對火災風險的流程。火災風險指標系統也稱為 評級表、計分方案、排名、數值分級以及計分。利用專業判斷及過去的經驗,火災風 險指標示會指定數值至代表火災安全正向與負向特徵的選定變數上。這些被選定的變 數及指定的量值,接著以一些算數函數運算而得到單一量值,然後將此量值與其他類 似的評估或標準進行比較。或許最常用的火災風險指標法是 NFPA 101[29]規範「生 命安全替代法之指引」中所述的火災安全評量系統(FSES)。

(五)、風險矩陣

風險矩陣利用機率等級以及嚴重性的類型來分別代表二維的風險矩陣的兩個軸。

此矩陣將不可能發生及後果可忽略的危害顯示為低風險,而將經常發生且後果較嚴重 的危害顯示為高風險。

(六)、初步危險分析法(PHA)[30]

初步或預先危險分析法(preliminary hazard analysis)是指對具體火災區域存在的 危險進行確認,及對火災出現條件和可能造成的後果進行宏觀概略分析的一種方法。

PHA 的重點應放在具體區域的主要危險源上,並提出控制這些危險源的措施。其分 析的結果,可作為對新系統綜合評價的依據,還可作為系統安全要求、操作規程和設 計說明的內容,同時還可以成為日後要進行的其他危險分析打下基礎。有關步驟有,

(1)調查:了解及蒐集過去經驗和相似區域火災事故發生情況;(2)辨識、確定危 險源(火災情境),並分類製成表格;(3)選擇危險源,並將之轉化為火災事故的 引發條件;(4)進行危險分級,以確定危險程度,指出應該重點控制的危險源。一 般危險等即可分為若干級別,如安全的(無關緊要的或可忽視的)、臨界的(中度或 低度危險)、危險的(高度危險)、破壞性的(災難性的)。

(七)、道氏火災爆炸指數(Dow F&EI)[31]

道氏化學公司於 1964 年推出道氏火災爆炸指數(Dow Fire and Explosion Index)

以評估化工廠之火災爆炸危害,是一種相對等級的風險分析技術,是使用量化分析方 法,計算廠內各種不同設備或操作的危害風險程度,而依估計所得風險的大小,依序 逐一排比所得的風險等級。Dow Index 自 1964 被 Dow Chemical Company 發展以來,

至今應用在火災爆炸的風險評估已超過 30 年歷史,是廣為採用的評估工具之一,並 獲荷蘭政府規定為火災爆炸的評估方法。Dow F&EI(火災爆炸指數)是累積道氏化 學公司多年的操作與管理經驗,歷經多次的發展已可用於決定發生於製程工廠或相關 設施的實際最大損失,即實際經驗裡最惡劣操作情況下所發生的損失,其計算是建立 於可量化的基礎上,洩漏速率、閃火點、沸點、製程溫度、壓力、釋壓系統、通道、

排水、防火條件都是考量的因素,Dow F&EI 可針對不同製程區中的設備評估出相 對的風險指標,也可得到火災爆炸的財物危害損失,適用於大型製程設備、塔槽

(5000LB 以上)。

(八)、危害及可操作性研究(HAZOP)[32]

由幾個不同背景且受過專業訓練的成員(HAZOP 小組),會議上大家互相交換 意見使用腦力激盪,藉著引導詞(guide word)與製程參數的組合有系統地針對製程設 計或操作程序上的特定點(又稱節點)、製程區段、或操作步驟,以反覆方式逐一檢驗 每個製程區段或操作步驟,找出具有潛在危害的偏差或偏離(deviation)的原因,以及 其可能造成的後果,並提出具體改善對策,屬於定性評估法。

(九)、失效模式與影響分析(FMEA):[33]

FMEA 是一種結構化預防性的可靠度分析技術,其分析的結果較具系統性與科 學性,通常由各具不同專業領域的人組成分析小組共同實施,分析內容包含了失效模 式、失效原因、失效效應、維護度及後勤規劃等分析。FMEA 除可單純的定性分析 系統組成元件失效模式及影響效應外,還可以與關鍵性分析(criticality Analysis)合併 使用,稱為失效模式、影響與關鍵分析(failure modes, effects and criticality analysis,

FMECA),以達到部份量化的目的,屬於定性評估法。

(十)、失誤樹分析(FTA):[34]

FTA 為一種頻率分析及失誤邏輯圖結合的分析方法,是從已辨識出之不欲發生 的單一事件為中心,稱為頂上事件(top event),然後由上而下回溯發展模式,將系

統劃分愈來愈細,以演繹、推理、圖解等邏輯方式逐次分析的方法,推論其影響後果 至基元事件(basic event),以決定其最小切集合(minimum cut set)(根本原因)

或共因故障(common cause failure)的最小切集合(頂上事件交織的原因),屬於定 量評估法。

(十一)、事件樹分析(ETA):

失誤樹分析的輔助工具,利用邏輯歸納法,事件樹分析法是一種時序邏輯的事故 分析方法,它以一初始事件為起點,按照事故的發展順序,分成階段,一步一步地進 行分析,每一事件可能的後續事件只能取完全對立的兩種狀態(成功或失敗,正常或 故障,安全或危險等)之一的原則,逐步向結果方面發展,直到達到系統故障或事故 為止。作為建構火災場警的風險評估技術,ETA 將事件可能性、消防系統成功概率 及火災後果結合起來,量化不同火災情境的相對風險值。

茲將各種常用風險評估方法比較其優、缺點,彙整如表 2.27 所示。

表 2. 27 風險評估方法優缺點比較

分析方法 優 點 缺 點

Check list 1.簡明易懂,直接了當。

2.對法規 標準 之符 合 與否甚易遂 行。

3.初步查核。

1.效用依檢查項目的 完備程度而 定。

2.例行性的檢查限制 深度的思考分 析。

3.未能量化或分級危害。

What-if 1.綜合不 同經 驗, 開 創集體智慧。

2.高效益、費用少。

1.未能量化或分級危害。

PHA 1.簡單易行。

2.系統式的觀察。

3.可作為 FMEA 的基礎。

1.未能量化或分級危害。

HAZOP 1.系統化、全面化。

2.集體智慧。

3.強而有力的定性方法。

4.和 FTA 並用時在認知危害、量化 和控制風險更為有力。

1.未能量化或分級危害。

2.成效取決於組員的 經驗和判斷。

3.未考慮危害性高而 發生機率高的 事件。

Dow Index Mond Index

1. 提供安全設計的基準。

2. 半量化分析工具。

3. 可作為 FMEA 的基礎。

1.毒性危害評估仍要加強。

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