大型商业建筑中央空调系统风险评估及控制对策

环据评估管道是否出于敏感区域以及是否采取防破坏措 施，判定可能性大小
管道间交互影响 根据历史事故数据判断相互影响分值。 事故多，分值高
自然灾害
根据商场所处的地理位置环境以及史上发生自然灾害的 事故，危害越大，分值高
空气湿度
根据管线旁周围空气湿度的大小判断，湿度越大，越容 易引起管线腐蚀，分值越高
制，早处理”。
参考文献 [1]陈亚青. 中国民航空管系统安全分析[D].西南交通大学研究生学位论文.2004.5 [2]尤秋菊等. 北京市燃气事故评估与控制对策[J].中国安全生产科学技术.2011，7 （10）：93-99 [3]王文和等.基于风险的城市埋地燃气管道安全评价模型及应用［J］中国安全生产科学 技术，2010，6(3):163-166 [4]汪元辉.安全系统工程［M］.天津:天津大学出版社，1999:11-14
主要是根据泄露的制冷剂的安全性能和对人体对环 境的影响程度来确定，性能越差，程度越大，分值 越高
环境的修复能力
考虑对环境污染的处置和修复能力，处置效率越低， 分值越高
政治影响 社会影响
事发地的敏感程度 事发地离敏感区域的距离越近，分值越高
对国家形象的影响程 发生的事件非常严重，影响到重要活动或者重要目
人员伤亡 人员自救防护能力
考虑人员的类型、教育背景、安全意识等因素。人 员行动能力与自救能力越强，分值越低
医疗设施水平
考虑周边的医疗设施分布，越充分，分值越低
应急救援
根据应急队伍、应急资源、预测预警能力等判断分 值。队伍越大，资源丰富，能力强的，分值就低
商品的价值
根据事发商场的产品类型、质量，价值来判断，总 价值越高，分值越高
5.2 风险可能性分析
根据风险可能性指标体系（见表 2）和专家评议，针对该系统内人员及管理，设备实
施状况和环境因素，对风险源进行可能性分析（见表 4）。
5.3 风险后果严重程度分析
根据风险后果指标体系（见表 3）和专家评议，结合本工程的实际情况确定风险后果
严重程度（见表 4）。
5.4 风险等级
根据风险等级矩阵可得出风险等级，如表 4 所示。
影响该商场 的销售业绩
影响部分产 品的质量
图 7 冷热供应中断和不稳后次生和衍生事件图 4 风险承受能力与控制能力分析
一旦危险出现，其后果严重程度和损失的大小:风险=可能性×后果严重性[2]。 危险是客观存在、无法改变的，而风险的大小却在很大程度上可以通过一定的措施进 行改变。风险的可能性和后果性受两个因素影响: 一是风险所作用对象的(客体) 的承受 能力(承受力)；二是控制和应对事件的能力(控制力)。在风险可能性分析和风险后果分析 的基础上，考虑风险的承受能力和控制能力，按表 1 确定风险等级。
表 4 天津市某商场中央空调系统事故风险评估表
风险源
水泄露 系统超压 制冷剂泄 供电不稳 泵和风机 控制系统
露
故障
故障
可能性等级
B
C
C
C
B
C
后果严重等级
5
2
3
4
3
3
风险等级
中
极高
高
中
高
高
6.控制对策 （1）做好对中央空调系统控制人员的培训工作，做到正确安全地对系统进行控制，
坚决杜绝因操作人员失误而造成的事故。 （2）制定空调设备事故应急预案启动机制，进一步完善预案、信息系统、指挥系统、
该商场地上五层，地下一层，1-5 层每层两个空调机房，采用全空气系统，冷冻机房
在地下一层 夏季采用水冷机组制冷，冬季利用城市热网供热。由于商场人流密度大，商
品价值高，故发生的风险，尤其是在 1-5 层发生的风险，会对人员及财产等造成巨大危害。
其中，主要的风险是系统超压、泵和风机故障及控制系统故障等。
大型商业建筑中央空调系统风险评估及控
制对策
河北工业大学能源与环境工程学院 党伟康，夏国强，钟俞良，杨林，孙春华，杨华
摘要：通过对近年来发生的商业建筑设备系统安全事故进行分析，从空调系统的风险源出 发，找到了中央空调系统存在风险以及衍生和次生灾害。运用系统安全分析的“人—机— 环—管”理论，分析出影响空调设备突发事件风险发生的可能性因素和后果严重性因素， 从而建立了风险可能性和后果严重性的指标体系；依靠风险矩阵对天津市某商场中央空调 系统进行了风险评估，确定风险等级，提出了防止空调设备事故发生的安全防范措施及控 制对策。 关键词：大型商业建筑；中央空调系统；风险评估；控制对策 1 引言
基于“人机环管”四因素的系统综合评价方法主要通过对系统综合管理、系统危险性、 设备危险性、作业环境、人员素质等因素进行可靠性分系统安全分析与评价技术是用以完 成系统安全分析与评价的各种分析评析，从系统固有危险性、系统安全管理及系统现实危
险性三个方面，建立综合的系统安全分析评价方法。利用该方法对空调系统进行分析能够 较为全面准确的反映实际情况。 3 主要风险源与存在的风险
度
标，分值就越高
媒体的关注度
国内外媒体的曝光程度
考虑危机处理中新闻发言人的应对水平，对舆论内 舆论传播的控制水平
容和导向的控制能力
群众的关注度
考虑群众的议论、舆情等因素。关注度大，分值就 高
社会秩序
考虑事件的发生会不会扰乱民众的正常生活，引起 一些社会矛盾
5 天津市某商场中央空调系统事故风险评估 5.1 风险描述
冷冻水、冷却水 根据水中含有杂质的多少来判断，含有杂质越多则分值高
制冷剂
根据制冷剂的稳定性和安全程度来判断，越稳定安全，分 值越低
制冷机组
根据制冷机组中压缩机蒸发器等设备的性能来判断，性能 越好，分值越低
调压器、过滤器、 根据调压稳压的能力判断分值，能力强则分值低
快速安全切断阀
水泵、风机
根据水泵和风机的质量好坏判断分值，质量好则分值低
重点区域物资储备等方面的应急指挥。 （3）质量技术监督部门加大对设备质量监督力度，发现不合格设备立即停止使用 （4）责任单位定期对系统进行检修和故障排查，及时更换使用效果不好的部件或者
设备 （5）应设置临时备用的设备（如风机、水泵），以防事故发生后冷热供应中断。 （6）一定要保证施工质量，防止因施工不当而带来的直接或间接隐患 （7）责任单位及人员要严格落实岗位责任制，对隐患做到“早发现，早报告，早控
统设备突发事件风险的后果严重性因素，如表 3 所示。
表 3 设备系统突发事件风险发生的后果严重性影响因素
一级指标
二级指标
说明
事发地人员的密度 事发地人员密度越大，分值越高
人员疏散能力
考虑疏散方案、避难场所、疏散路线、疏散指挥的 因素，有完善的疏散方案的，分值就低
人员需要疏散的范围 需要疏散的范围越广，分值越高
财产损失
(7)
人员伤亡
拥挤踩踏
人员伤亡 图 1 水泄露后次生和衍生事件图 (2)
系统超压
水管道爆裂
设备损坏
运行投入加大
爆炸
（1）
财产损失
能源浪费
人员伤亡
图 2 水系统超压后次生和衍生事件图
(3)
环境污染
供应中断
制冷剂泄露 人员紧张
电气短路
财产损失
（7）
拥挤踩踏
人员伤亡
人员伤亡
图 3 制冷剂泄露后次生和衍生事件图 (4)
表 1 风险分级标准
风险分级
后果分级
5
4
3
2
1
E
极低
低
低
中
高
D 可能性分
C 级
A
低
低
中
高
极高
低
中
高
极高
极高
中
高
高
极高
极高
B
高
高
极高
极高
极高
注：A-肯定发生、B-很可能发生、C-可能发生、D-较不可能发生、E-基本不可能发生、
1-特别重大、2-重大、3-较大、4-一般、5-影响很小
风险承受力分析就是通过分析风险影响对象的各种属性，包括物理属性、心理属性 和社会属性，判断其风险承受能力的大小［3］。风险控制能力分析是对所有为避免或减少
大型商业建筑内设备系统主要的风险源分布大体有: 泵房、制冷机房、空调机房、水 管路、风管路。
存在的主要的事故风险有：水泄露事故、系统超压事故、制冷剂泄漏事故、泵和风机 故障事故、控制系统故障事故。
事故发生后，可能产生的衍生与次生灾害如图 1-7 所示。 (1)
水泄露
货物淋湿
冷热供应中断
电气短路
人员紧张
术管理规程
日常巡查维护管理 是否有巡查维护管理制度
制度
安全培训与宣传教 安全培训与教育工作的开展情况(频次)
育
岗位责任制
是否设置了清晰的岗位责任制
分析设备系统突发事件的影响对象主要为：人员（健康、生命）、经济、环境、政治
影响和社会影响，结合大型商场系统设备设施及管理的承受力和控制力分析，认为影响系
随着经济的不断发展，人们对室内环境的要求也越来越高。很多公共建筑都在配备中 央空调系统来对室内热工参数进行调控，使用的设备越来越多，中央空调的使用率在大型 商业建筑中呈逐年上升的趋势。
在中央空调不断发展的同时，设备事故时有发生，应当引起关注。例如：2003 年 7 月 21 日，合肥市三孝口附近某商厦中央空调机房内突然发生爆炸，事故中有人受伤。2005 年，商洛市商州区一家商场，在安装人员进行冬季调试时，其中一台的室外（主）机突然 发生爆炸。2009 年，青岛市南区浙江路上的一家商务酒店，因电源不稳定造成大批变压 器烧坏，导致空调“集体罢工”。
根据评估的设备周围是否有施工行为，以及历史上因施
施工破坏
工
造成的系统事故，判断可能性大小
根据系统周围不稳定因素的大小来判断，不稳定因素越 周边不稳定因素
大，分值越高
资料完备性
根据是否有基础资料(施工资料维护资料事故记录变更 管理资料等)信息越完备，分值越低
安全管理制度与技 根据他们的执行情况判断分值，执行的不好，分值就高
风险发生的可能性及其潜在损失所采取的措施、手段进行的分析和评估。因此，对突发事
件的风险评估需要找到分析时间、空间的特点，分析产生破坏、影响、伤害、疾病、损失
的对象，确定它们的承受能力; 找到可能预报、预警、阻止、隔离、救援、恢复上述破坏、
影响、伤害、疾病、损失的措施，确定它们的控制能力。运用系统安全分析的“人机环管”
考虑工程抢险队到现场的距离、时间，以及抢救时
工程抢救的效率
的难易程度，事件处置的时间。效率越高，分值越
经济损失
低
应急处置的费用
考虑应急处置时的人员、设备等费用。费用越高， 分值越高
人员的伤亡情况
根据事发地人员的伤亡情况来判断，情况越糟糕， 分值越高
环境的影响范围
影响范围越大，分值越高
环境的破坏程度 环境影响
排气阀、截止阀、 根据设计情况，气体的流量及更换次数判断泄漏情况，流
两通阀等
量大，更换次多，分值高
管道材质 管道年代 密封情况
根据是铸铁管钢管塑料管等不同材质判断分值，材质越不 容易损坏或腐蚀，分值越低 根据管线施工年代管线使用寿命的比值判断大小。比值越 大，分值越高 根据管道与管道之间连接的密封情况来判断，密封材质越 好，接口越吻合，分值越小
设备系统突发事件风险的可能性影响因素一级指标二级指标说明人员因素人员违章操作事故率根据史上发生过多少起由于违章操作造成的事故而判断分值事故率高分值高人员执行力度根据史上发生过多少起由于人员执行力度不够造成的事故判断分值执行力度高分值低人员的安全意识根据平均教育水平接受了多少的安全教育这些因素判断分值安全意识高分值低人员配备人数根据管线配备的安全管理工作人员数量多少判断分值作人员配备多分值低人员的安全技能根据工作年限熟练工种判断分值安全技能好分值低物的因素管道保温根据管道是否保温会影响凝露设备冻伤等问题保温情况好则分值低排气阀截止阀两通阀等根据设计情况气体的流量及更换次数判断泄漏情况流量大更换次多分值高管道材质根据是铸铁管钢管塑料管等不同材质判断分值材质越不容易损坏或腐蚀分值越低管道年代根据管线施工年代管线使用寿命的比值判断大小
理论，考虑设施及管理的风险承受力和控制力，认为影响突发事件风险发生的可能性因素 ［4］，如表 2 所示。
表 2 设备系统突发事件风险的可能性影响因素
一级指标
二级指标
说明
人员违章操作
事故率根据史上发生过多少起由于违章操作造成的事故 而判断分值，事故率高分值高
人员执行力度
根据史上发生过多少起由于人员执行力度不够造成的事 故判断分值，执行力度高分值低
人员因素
根据平均教育水平接受了多少的安全教育这些因素判断 人员的安全意识
分值，安全意识高，分值低
人员配备人数
根据管线配备的安全管理工作人员数量多少判断分值 工 作人员配备多，分值低
人员的安全技能 根据工作年限熟练工种判断分值，安全技能好，分值低
物的因素
管道保温
根据管道是否保温会影响凝露设备冻伤等问题，保温情况 好则分值低
（5）
供电不稳
（5）
（6）
图 4 供电不稳后次生和衍生事件图
泵和风机故障
冷热供应中 断
（7）
（2）
财产损失
产生噪音
影响人员正常工作
图 5 泵和风机故障后次生和衍生事件图
(6)
自动控制 系统故障
冷热供应 中断
（5）
（7）
图 6 控制系统故障后次生和衍生事件图 (7)
冷热供应中 断和不稳
影响人体舒 适感
空调安全事故的出现不但会影响正常的商业活动，带来一定的经济损失，严重的还会 造成人员伤亡，产生严重的社会后果，因此提出有效的系统安全评估体系并提出对应的安 全控制策略对预防此类事故的发生十分重要。 2 系统安全性能分析方法
系统安全分析与评价技术是用以完成系统安全分析与评价的各种分析评价方法的总 称。在系统安全分析与评价过程中，针对生产系统、工作环境、研究对象等因素的不同， 国内外相继提出了几十种具体的系统安全分析与评价技术方法[1]。但是，每种分析评价方 法都有一定的适用范围和局限性。