2能量意外释放论

　　2.1能量意外释放理论概述

　　(1)能量意外释放理论的提出

　　近代工业的发展起源于将燃料的化学能转变为热能，并以水为介质转变为蒸汽，将蒸汽的热能再变为机械能输送到生产现场，这就是蒸汽机动力系统的能量转换过程。电气时代是将水的势能或蒸汽的动能转换为电能，在生产现场再将电能转变为机械能进行产品的制造加工或资源开采。核电站是用核能即原子能转变为电能。总之，能量是具有做功功能的物理量，是由物质和场构成系统的最基本的物理量。输送到生产现场的能量，依生产的目的和手段不同，可以相互转变为各种能量形式：势能、动能、热能、化学能、电能、原子能、辐射能、声能、生物能等。

　　1961年，吉布森(Gibson)提出了解释事故发生物理本质的能量意外释放论。他认为，事故是一种不正常的或不希望的能量释放，各种形式的能量是构成伤害的直接原因。因此，应该通过控制能量或控制作为能量达及人体媒介的能量载体来预防伤害事故。

　　1966年，在吉布森的研究基础上，美国运输部安全局局长哈登(Haddon)完善了能量意外释放理论，提出“人受伤害的原因只能是某种能量的转移。”并提出了能量逆流于人体造成伤害的分类方法，将伤害分为两类：第一类伤害是由于施加了局部或全身性损伤阈值的能量引起的；第二类伤害是由影响了局部或全身性能量交换引起的，主要指中毒窒息和冻伤。

　　哈登认为，在一定条件下某种形式的能量能否产生伤害造成人员伤亡事故取决于能量大小、接触能量时间长短和频率以及力的集中程度。根据能量意外释放理论，可以利用各种屏蔽来防止意外的能量转移，从而防止事故的发生。

　　(2)事故致因和表现

　　a.能量归因

　　能量在人类的生产、生活中是不可缺少的，人类利用各种形式的能量做功以实现预定的目的。生产、生活中利用能量的例子随处可见，如机械设备在能量的驱动下运转，把原料加工成产品；热能把水煮沸等。人类在利用能量实现目的过程中，必须采取措施控制能量，使能量按照人们的意图产生、转换和做功。从能量在系统中流动的角度，应该控制能量按照人们规定的能量流通渠道流动。如果由于某种原因失去了对能量的控制，超越了人们设置的约束或限制，就会发生能量违背人的意愿的意外释放或逸出，使进行中的活动中止而发生事故。如果失去控制而意外释放的能量作用于人体，并且能量的作用超过人体的承受能力，则将造成人员伤害；如果意外释放的能量作用于设备、建筑物、物体等，并且能量的作用超过它们的抵抗能力，则将造成设备、建筑物、物体的损坏。

　　b.能量转移造成事故的表现

　　生产、生活活动中经常遇到各种形式的能量，如机械能、电能、热能、化学能、电离及非电离辐射、声能、生物能等，它们的意外释放都可能造成伤害或损坏。其中前几种形式的能量引起的伤害最为常见。

　　(1)机械能。意外释放的机械能是导致事故时人员伤害或财物损坏的主要的能量类型。

　　机械能包括势能和动能。位于高处的人体、物体、岩体或结构的一部分相对于低处的基准面有较高的势能。当人体具有的势能意外释放时，发生坠落或跌落事故；当物体具有的势能意外释放时，物体自高处落下可能发生物体打击事故；岩体或结构的一部分具有的势能意外释放时，发生冒顶、片帮、坍塌等事故。运动着的物体都具有动能，如各种运动中的车辆、设备或机械的运动部件、被抛掷的物料等。它们具有的动能意外释放并作用于人体，则可能发生车辆伤害、机械伤害、物体打击等事故。

　　(2)电能。现代化工业生产中广泛利用电能，如果电能意外释放就会造成各种电气事故。意外释放的电能可能使电气设备的金属外壳等导体带电而发生所谓的“漏电”现象。当人体与带电体接触时会发生触电事故而受到伤害；电火花会引燃易嫩易爆物质而发生火灾、爆炸事故；强烈的电弧可能灼伤人体等等。

　　(3)热能。在人类的生产、生活中到处都在利用热能，利用热能的历史甚至可以追溯到远古时代。失去控制的热能可能灼烫人体、损坏财物、引起火灾。火灾是热能意外释放造成的最典型的事故。值得注意的是，电能、机械能或化学能与热能之间可以相互转化，所以，在利用机械能、电能、化学能等其他形式的能量时也可能产生热能的意外释放而造成伤害。

　　(4）化学能。有毒有害的化学物质使人员中毒，是化学能引起的典型伤害事故。在众多的化学物质中，相当多的物质具有的化学能会导致人员急性、慢性中毒，致病、致畸、致癌。火灾中化学能转变为热能，爆炸中化学能转变为机械能和热能。

　　(5)电离及非电离辐射。电离辐射主要指。射线、归射线和中子射线等，，它们会造成人体急性、慢性损伤。非电离辐射主要为Y射线、Y射线、紫外线、红外线和宇宙射线等射线辐射。工业生产中常见的电焊、熔炉等高温热源放出的紫外线、红外线等有害辐射会伤害人的视觉器官。

　　另外，人体自身也是个能量系统。人的新陈代谢过程是个吸收、转换、消耗能量，与外界进行能量交换的过程；人进行生产、生活活动时消耗能量，当人体与外界的能量交换受到干扰时，即人体不能进行正常的新陈代谢时，人员将受到伤害，甚至死亡。正如麦克法兰特（McFarland）在解释事故造成的人身伤害或财物损坏的机理时说：“……所有的伤害事故（或损坏事故）都是因为：(1)接触了超过机体组织或结构抵抗力的某种形式的过量的能量。(2)有机体与周围环境的正常能量交换受到了干扰（如窒息、淹溺等）。因而，各种形式的能量是构成伤害的直接原因。同时，也常常通过控制能源或控制达及人体媒介的能量载体来预防伤害事故

　　表2—1为人体受到超过其承受能力的各种形式能量作用时受伤害的情况；表2—2为人体与外界的能量交换受到干扰而发生伤害的情况。

　　表2—1能量类型与伤害

表2—2干扰能量交换与伤害