一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法与装置

本发明涉及工业火灾风险损失评估，特别涉及一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法与装置。

背景技术：

1、工业企业因具有高工艺复杂度、高价值集中度的特性，其火灾风险具有巨灾属性。此类企业的火灾风险管理，自可行性研究阶段就已开始，且会贯穿设计、施工、生产运营等企业全生命周期。

2、但是目前已有的工业企业消防安全管理、火灾仿真研究、智慧工厂数字化管理与火灾保险金融量化研究相对独立，未形成系统的模型、方法和应用，不能支撑系统的、全生命周期的火灾风险数字化管理活动。工业企业消防安全管理和火灾保险应用，目前还停留在消防工程师、安全工程师、保险评估师进行踏勘调查、经验定性评估、经验定损，缺乏空间化、数字化和量化的风险预测和损失分析。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法与装置，在地理信息系统厂房室内外地图支持下结合火灾数值模拟、风险评估和损失评价等技术，提供灾前火灾潜在风险源评估、灾中火灾烟气数值仿真到灾后损失评价全过程的工业厂房火灾风险及损失评估模型方法、解决方案和应用工具装置，为智慧厂房数字化、厂房建筑设计、消防安全管理和量化金融保险提供空间定量化风险分析。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法，包括如下步骤：

4、步骤1、基于工业厂房的室内外火灾潜在风险进行火灾风险评估，包括：

5、对火灾危险源、建筑防火性能建立评价指标体系，分析工业园区厂房建筑物的火灾潜在风险；对厂房内部工艺设施的工厂工艺风险、易燃危险品风险、建筑结构布局建立评价指标体系，分析厂房内部的火灾潜在风险；对消防安全管理、社会防控能力建立评价指标体系，分析火灾风险的应急防控能力；

6、步骤2、基于工业厂房的室内外火灾\烟气数值进行仿真分析，包括：根据步骤1的基于工业厂房的室内外火灾潜在风险的火灾风险评估的结果，设置燃烧材料的分子式，建立燃烧方程、热辐射方程和空气流体的偏微分方程组；将偏微分方程组转化为差分方程，进行数值计算，解算厂房室内外温度、烟气浓度、二氧化碳、水蒸气、氮气、一氧化碳的扩散迁移；通过迭代，得到室内外火灾\烟气数值的仿真结果，即不同时间段厂房室内外温度、烟雾气溶胶、能见度、二氧化碳、一氧化碳的分布立体网格数据；

7、步骤3、基于火灾影响范围模拟进行灾后损失评估，将火灾影响范围模拟进行可视化，抽取步骤2获得的室内外火灾\烟气数值的仿真结果中的不同时间段厂房室内外温度、烟雾气溶胶的分布立体网格数据，按楼层高度进行切片，将分布立体网格数据按高度提取二维网格；从二维网格中根据高温和烟雾气溶胶浓度抽取等值线和等值面，在地理信息系统中与工业厂房的室内外地图进行叠加，得到厂房建筑每层的高温和烟雾影响区域、范围和程度。

8、本发明还提供一种工业厂房火灾风险预测及损失评估装置，包括：

9、基于工业厂房的室内外火灾潜在风险分析评估模块，从火灾危险源、建筑防火性能建立评价指标体系，分析建筑物的火灾潜在风险：从厂房内部工艺设施的工厂工艺风险、易燃危险品风险、建筑结构布局建立评价指标体系，分析厂房不同区段的火灾潜在风险；从消防安全管理、社会防控能力建立评价指标体系，分析厂房火灾风险的应急防控能力；将空间叠加和层次分析法结合，绘制厂房建筑以及内部的潜在风险分布图；

10、基于工业厂房的室内外火灾\烟气数值仿真分析模块，根据厂房建筑的室内外地图建立三维实体模型，在三维实体模型中赋予墙体以及机台材料的热吸收、热传导系数和密度；根据基于工业厂房的室内外火灾潜在风险分析评估模块的分析评估结果，设置燃烧材料的分子式，建立燃烧方程、热辐射方程和空气流体动等偏微分方程组；将偏微分方程组转化为差分方程，进行数值计算，解算厂房室内外温度、烟气浓度、二氧化碳、水蒸气、氮气、一氧化碳的扩散迁移；通过迭代，得到室内外火灾\烟气数值的仿真结果，即不同时间段室内外温度、烟雾气溶胶、能见度、二氧化碳、一氧化碳的分布立体网格数据；

11、基于工业厂房的室内外火灾\烟气损失分析评估模块，用于火灾影响范围模拟和火灾损失评估，抽取室内外火灾\烟气数值的仿真结果中的不同时间段室内外温度、烟雾气溶胶的分布立体网格数据，按楼层高度进行切片，将分布立体网格数据按高度提取二维网格；从二维网格中根据高温和烟雾气溶胶浓度抽取等值线和等值面，在地理信息系统中与厂房建筑的室内外地图进行叠加，得到厂房建筑每层的高温和烟雾影响区域、范围和程度；根据火灾损失统计方法，对建筑物和设备按烧损率、损失面积、重置价格进行综合计算，估算出灾后经济损失。

12、有益效果：

13、本发明基于火灾数值模拟方程，并结合厂房建筑设计、智慧工厂数字化管理、地理信息系统、室内地图、空间地图代数、空间叠加缓冲和损失模型等分析技术，提供室内外灾前火灾潜在风险源评估、灾中火灾烟气数值仿真到灾后损失评价全过程的工业厂房火灾风险及损失评估模型方法、解决方案和应用工具装置，可辅助确定火灾源头，有效地实现工厂火灾风险的判断和火灾蔓延的预测；参考建筑火灾高温及烟气影响，根据建筑物烧损率和损失范围、设备损失程度、重置价格等进行综合计算，评估火灾损失价格。

技术特征：

1.一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法，其特征在于，所述步骤1中，所述工业园区厂房建筑物的火灾潜在风险包括厂房建筑物单体的火灾危险源和建筑防火性能；

3.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法，其特征在于，所述步骤1基于空间叠加和层次分析法进行厂房建筑以及内部不同区段的潜在风险评价，包括：

6.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法，其特征在于，所述步骤2中，设置库朗数小于1，每步迭代时根据网格长度和扩散速度重新计算时间步长。

7.根据权利要求1所述的一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法，其特征在于，所述步骤3的灾后损失评估包括：建筑灾后损失评估和设备灾后损失评估；根据火灾对厂房建筑每层的影响程度，根据火灾损失统计方法，对建筑物和设备按烧损率、损失面积、重置价格进行综合计算，估算出灾后经济损失。

8.一种工业厂房火灾风险预测及损失评估装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种工业厂房火灾风险预测及损失评估方法与装置，涉及工业火灾风险损失评估技术领域，包括：基于工业厂房的室内外火灾潜在风险分析评估；基于工业厂房的室内外火灾\烟气数值仿真分析；基于火灾影响范围模拟的火灾损失评估。本发明根据工业园区、厂房建筑的用途、结构和防火特点以及洁净度要求，基于火灾数值模拟方程，并结合厂房建筑设计、智慧工厂数字化管理、地理信息系统、空间叠加缓冲分析等技术，提供灾前室内外火灾潜在风险源评估辅助确定火灾源头、灾中数值仿真预测烟火蔓延区域到灾后根据建筑物设备烧损率和损失范围等测算火灾损失的全过程全流程工业厂房火灾风险及损失评估模型方法、解决方案和应用工具装置。

技术研发人员：李红旮,黄晓霞,薛晓萌,魏凯
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16