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高层建筑火灾风险分析大全11篇

时间:2023-10-08 09:51:17

高层建筑火灾风险分析

高层建筑火灾风险分析篇(1)

根据AHP法,首先筛选出相应建筑的指标因子,然后按照指标属性进行分层。由于指标因子较多,彼此相互关联,故基于AHP法的递阶层次结构,将建筑火灾风险评估系统分为4层,即目标层、准则层、子准则层和指标层。这样既可穷尽主要相关火灾风险影响因素,同时也让一个较为复杂的评价体系层次分明。根据上述构建原则,建立5类建筑火灾评估体系模型,以商场市场类建筑为例,参考已建立的商业建筑火灾风险评估体系,将所有指标进行分层归类,然后将由此建立的评估体系经过几轮专家会议讨论形成最终模型。其他4类建筑火灾风险评估模型与此相似,部分指标由于建筑的使用特性不同稍有差异,此处不一一列出。

1.2建筑火灾风险评估体系指标权重的确定

根据已建立的建筑火灾风险评估体系,计算指标权重的大小,计算过程主要分为5个步骤,下文将进行详细说明。

1)问卷调查。根据不同建筑火灾风险评估模型设计相应的专家调查打分问卷(分设5种,让专家在对比指标间重要程度时,判断更加准确),邀请湖北省境内该领域有丰富经验和知识的专家进行现场打分。专家包括从事消防竣工验收工作的武警消防部队的技术干部、5类建筑单位从事消防工程检测与管理的技术人员,以及长期从事消防性能化设计的专业技术人员。依据Saaty提出的1—9标度法,对评估体系判断矩阵中的各指标因子进行重要程度的比较,完成问卷填写。

2)专家个体排序向量。一份问卷就是一个专家个体排序向量。由于问卷数量大,每一类建筑评估体系中的判断矩阵多,且大多为多指标判断矩阵,常导致判断矩阵无法通过一致性检验,若人工计算,则工作量大,且易出错。因此,借助AHP法软件yaahp来进行判断矩阵一致性的调整与计算。

3)聚类分析。聚类分析是根据事物本身的特性来研究个体与个体之间分类的方法。聚类原则是将具有较大相似性的个体归到同一类中,且尽量保证不同类别之间存在较大差异。由于每位专家个人的经历、经验、文化背景迥异,对评判矩阵了解程度不同,以及专家自身的偏好等因素,对于同一个问题的评判很有可能存在较大的不一致,因此,专家个体排序向量会有所不同。在此以专家个体排序向量为样本,借助SPSS统计分析软件,采用分层聚类法对专家进行分类。

4)专家权重系数确定。每位专家的个体排序向量对综合排序向量(即最终指标权重值)的影响大小,称为专家的自身权重。专家权重系数确定原则:某一类容量相对其他类较大,表明该类中的个体排序向量符合较多专家评价意见,所对应的专家权重系数就较大,反之则较小。根据以上聚类分析结果,参考郭文明等提出的群组AHP权重系数确定方法计算各位专家的自身权重。

5)指标权重确定。结合上述步骤求出的专家个体排序向量和专家权重系数,对群组判断矩阵进行合并,采用综合排序向量法,对各个判断矩阵作加权算术平均,便可求得最终的指标权重。

2建筑火灾风险等级的确定

2.1评分手册的制定

为确保评分标准制定的科学性,依据各防火规范及相关消防验收标准、消防管理细则等,分别汇总编订了5类典型建筑打分手册。同时,为保证评分标准的合理性、可接受性和可操作性,制定过程中参考消防部门、建筑单位、消防评估公司及保险公司等意见,未来将在实际运用中不断进行调整完善。

2.2火灾风险评估体系综合风险值的确定

对待评估建筑采用专业人士打分法,对评估体系最底层的指标进行打分,分值的确定参考5类典型建筑的打分手册。评估体系中的每一指标的满分定为10分,根据式计算建筑火灾风险总得分。综上所述,对于某一被评估建筑,首先对照评分手册进行打分,计算其火灾风险总分值S,然后查阅,便可得到该建筑对应的火灾风险等级。

3建筑火灾风险评估软件的开发

其中,被评估建筑的基本情况、建筑种类的选取,及所有指标风险得分值的输入均在前台人工操作完成;而指标权重的赋值在后台已默认,无需人工操作。软件具体操作过程主要包括以下4个步骤。

1)录入评估对象的基本信息,包括建筑物名称、地址、投入使用时间等。

2)选择建筑类别。指标打分之前应根据建筑使用性质选取相应的风险评估体系,包括工矿企业、商场市场、公共娱乐场所、宾馆饭店和学校幼儿园。

3)指标打分。对每个指标进行打分,只能录入0~10的阿拉伯数字,当用户输入非阿拉伯数字、数值超出分值范围或遗漏某指标分值时,软件都会提示用户更改。软件已预先设置好每类建筑风险评估体系各指标的权重值,直接输入指标得分值即可。

4)报告生成。输入得分之后,直接点击“分析报告”便可生成分析报告,其中包含建筑物的基本信息、每一准则层得分及得分比重、每一准则层得分最低的3项指标、总得分及建筑消防安全等级。根据该报告可识别被评估建筑主要存在的消防问题,便于消防监管单位和建筑单位提高消防整改的针对性。然后点击“保存评估结果”,最终可生成txt文档格式的分析报告。

4实例分析

1)为方便广场内部货运及人员通行,商场内有多处常闭式防火门打开,少量防火卷帘下方位置被占用。一旦发生火灾,会导致烟气蔓延至相邻防火分区和疏散楼道内,不利于火灾的控制和人员的疏散。

2)该商场部分区域疏散指示标识间距大于20m,且部分安装位置过高,不便于疏散人员辨识。

3)商场部分区域正在施工,有多处安全出口被锁。

4)该商场缺少必要的消防演练,且只有15名专职消防员,没有相应的义务消防员。以上存在的消防安全问题与分析报告中得分低的指标项一致,据之可为建筑单位的消防整改提出明确建议,故该评估体系能被有效地运用于实际工程。

5结论

1)在指标权重计算过程中,将传统AHP法与聚类分析相结合,引入专家自身权重系数,提高了权重值的合理性和科学性。

高层建筑火灾风险分析篇(2)

0绪论

近年来,随着城市现代化水平的不断提高,作为人们消费和娱乐的人员密集场所数量和规模不断增加,对繁荣社会经济起到了很大的推动作用。但同时也带来了另外一个负面的影响——人员密集场所的重大恶性灾害事故频繁发生。这对人民生命财产安全造成了较大影响、给社会造成了较大损失,引起了各级党政领导的高度关注。

食堂作为人员密集场所,在发挥提供就餐便利的同时,也存在一定的火灾隐患。如2007年发生在武汉一所高校食堂的火灾,再如2009年发生在川大锦城学院的火灾,虽然这两起火灾并无人员伤亡,但却在社会上造成了一定的影响,引起了社会各界对高校食堂这类特殊的人员密集场所的广泛关注。火灾风险评估对于认识火灾隐患,降低火灾发生的概率,提高消防可靠性具有重要的作用。

1食堂消防安全评估指标体系

本章深入分析食堂火灾危险性,建立食堂评价指标体系,并采用专家评分法确立评价指标的取值范围,通过层次分析法确定各指标的权重。

建筑火灾危险评价是一项系统的工程,而指标体系是其中关键的一步。食堂作为人员密集场所,广泛存在于各大高校与企事业单位中,但人们对于其的关注度却很少。下面就根据人员密集场所的特点,建立食堂的火灾危险性安全评估指标体系。

1.1人员密集场所的特点

(1)人口密度大,人员疏散困难

(2)火灾荷载大,发生火灾时产烟量大,烟气造成的危害较严重

(3)内部线路复杂,存在线路老化、修复不及时的问题。

(4)消防设施完好率得不到保证。

(5)人员接受消防知识培训或消防意识程度不统一,参差不齐。

1.2食堂火灾危险性分析

任何一个建筑的火灾从根源上来讲都是由多个因素相互作用的结果,下面从建筑自身消防安全、灭火救援力量、当地防火监督状况和社会消防安全状况四个方面进行阐述。

1.2.1食堂自身消防安全

(1)建筑物自身情况

建筑物的墙体、构件、内部装修的燃烧物质性质、室内火灾载荷等,对其控火能力都有重要影响。建筑材料的燃烧性能以及建筑物周围的环境都会影响到建筑物的火灾危险性大小。

(2)防火设施与设备

合理的防火结构与布局,防火或防排烟分区等被动防火设施,能够在火灾发生的初期阶段截断其蔓延,将火灾控制在一定的范围内。一旦初期火灾未得到有效控制,马上就会发展成熊熊大火,很难扑救。所以,首先必须防止火灾发生,即使发生,也要控制在初期阶段。特别是对食堂这样的人员密集场所,要充分利用自动火灾报警系统、自动火灾灭火系统这些主动防火设施将火灾控制在初期阶段,直至扑灭。

(3)火源的控制

由于食堂的用电设备少,出现用电不慎造成的火灾可能性较小。但是操作间线路较为复杂,在供应伙食前期耗电量较大,可能出现短时的短路现象。因此其着火原因为以下几个方面:电器设备、吸烟,电线电缆。

(4)消防应急疏散

每年世界各地都会有踩踏事故造成很多人丧生,其直接原因是人员不能快速安全离开事故发生地。由此可以看出消防应急疏散的重要性,很多事实也可以证明这一点。食堂的应急疏散设施包括安全出口、火警广播系统、人群的密度、疏散标志与应急照明等等,是发生事故后进行人员、物质疏散的必要设施,它的情况好坏对建筑物的火灾危险性有直接的影响。

(5)消防安全管理

完善的规章制度和火灾疏散方案、设置专门人员值班、定期对各种设备进行检修,是提前发现问题的最好手段,真正做到“防范于未燃”。与此同时,人们的安全意识水平以及食堂的消防安全管理机构和管理水平也起着举足轻重的作用。

1.2.2食堂灭火救援力量

食堂一旦发生火灾,当地的消防队装备、消防队训练水平和实战水平、消防队数量、消防通讯、道路交通状况和消防水源等等密切的关系。

1.2.3当地防火监督状况

防火监督检查也就是指消防监督检查,其责任主体在于当地的支(大)队,只要当地主管消防机构定期做好监督检查,发现隐患并及时要求整改和专项治理,有助于减少各类火灾事故的发生。

1.2.4社会消防安全状况

当地的社会消防安全状况也影响食堂发生重特大火灾危险的大小,尤其是社会消防安全、领导的重视等等。

1.3食堂火灾危险性评价指标体系

根据以上分析对食堂火灾危险性分析,以及人员密集场所的特点,现建立以食堂自身消防安全、灭火救援力量、当地防火监督状况和社会消防安全状况4个子系统的评价体系。并确定了各子系统的影响因子,见表2.1。

1.4评价指标体系各个因素的风险值

本文采用专家评分法,就把在评定问题中或决策问题中所要考虑的各因素,由调查人事先测定出表格,然后根据研究问题的具体内容,在本专业内聘请阅历高、专业知识丰富并且有实际工作经验的专家按照对安全有利的情况(越有利得分越高)进行打分。最后,由调查人汇总,计算出因素的分值,根据风险程度表进行评估。此方法易于掌握,能广泛用于火灾安全评价。

1.4.1专家打分

根据表2.1制订因素重要程度调查表。调查时,综合考虑聘请10位专家组成专家调查组,主要是消防和建筑设计等方面的专家。在打分时,要求每个专家独立完成,不能互相讨论或交换意见。

其中打分依据相关的风险等级,具体等级划分如下表2.2:

1.5确定特征值

以专家打分为依据,根据公式(2.1)确定评估指标的特征值

(2.1)

其中bij为评估分值上限,aij为评估分值下限。

指标特征值如表2.3

1.6小结

本章完成了指标体系的构建,进行了专家打分并根据专家打分计算出了三级指标特征值,为后续的计算建筑物的总的风险值并判定风险级别奠定了基础。

2 yaahp层次分析软件的应用

2.1层次结构模型的建立

根据指标体系绘制层次结构模型,如图3.1

2.2绘制判断矩阵

对多目标、多层次进行两两对比,运用九标度法,构筑判断矩阵。九标度赋值法的重要性判断值如下表3.1

3.3各级指标的权重的确定

利用层次分析软件yaahp确定各级指标权重,仅截取部分图,如下

Yaahp层次分析软件的Wi即为三级指标的权重,即二级指标所包含的因子权重。

对二级指标所包含的因子,各权重求和,既为二级指标权重。同理,一级指标的权重的确定也是如此。在这里不一一罗列。

根据权重指标及各因素的特征值并利用公式(3.1)从而确定各因素对上级指标的影响。将各指标所包含因子的影响值利用公式(3.2),既为指标的风险值。

(3.1)

式中:——建筑某级指标火灾风险

——基层指标的权重

——基层指标的评估得分

其中当某级指标只包含一个风险因素时,i=1

(3.2)

式中R——上级指标得分

因此总得分:82.27,属于高风险。

虽然食堂的风险较大,但是可以通过可以一定措施进行补救。现依据特征值及风险量化标准列出对整个风险评估结果起决定性作用的几个方面。分别为室内火灾荷载、吸烟、火警广播系统、人群密度、疏散标志与应急照明、消防通信和接出警,道路交通,隐患整改落实,专项治理、社会消防宣传、各级领导重视情况这些因素对于引起火灾具有极大的可能性或者后果极其严重。如果在这些方面妥善落实,则消防安全相对可以保证。

3结论与建议

3.1结论

本文概述了消防安全评估中术语与常用的评估方法,阐述了国内外建筑消防安全评估研究现状。概述了模糊评价理论与方法。对食堂火灾危险性进行了分析,建立了以食堂建筑自身安全、灭火救援力量、当地防火监督状况和社会消防安全状况为因素子集的食堂消防安全评价指标体系,并确定了各子集的评价因子。采用yaahp层次分析软件确定了评价指标的权重系数。

结论如下:

(1)合理的评价指标体系是建筑消防安全评估的基础。

(2)对食堂进行消防安全评估的目的,是减少火灾发生以及火灾发生以后减少人员伤亡和财产损失,因此评价指标体系除了考虑建筑自身状况,还应该考虑灭火救援力量、当地防火监督状况和社会消防安全状况,评价指标体系更完整。

3.2建议

从存在较多极高风险的因素方面可以看出食堂的安全性还存在诸多的问题,尤其是在食堂自身的疏散方面上是较差的,消防基础设施和公共消防安全状况以及当地防火监督情况也不尽人宜。因此作者对食堂的安全管理提几点建议:

(1)食堂要实行消防安全统一管理。

1) 疏散设施要统一管理,确保完好有效。

2)消防设备要定期检修,统一管理。

3)食堂用火用电要统一管理。不能私自拉扯电线、违规擅自动火。

(2)提高防火意识,提高从业人员的业务素质。

可以利用本学院的特点,定期开展相关的消防教育与宣传,真正做到人人知消防,人人懂消防。

(3)食堂要建立消防安全组织机构和严格的消防安全制度

(4)尽快改善现有的消防通讯状况。

消防通信是现代化消防的标志,是提高灭火救援效率的重要保障。

(5)努力提高消防技术装备的科技含量

车辆装备器材配备要按照国家建设部、国家发展计划委员会批准的《城市消防站建设标准》要求,结合当地经济建设以及社会发展实际,使消防部门执勤车辆、灭火器材、抢险救援器材和消防人员防护器材配备在近期内达到标准要求。

参考文献

[1]中华人民共和国公安部.建筑设计防火规范[S],GB50016-2006,北京:中国计划出版社,2006

[2]杜兰萍.火灾风险评估方法与应用案例[M].北京:中国人民公安大学出版社,2011:73

[3]田玉敏,刘茂.高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价方法 [J].中国安全科学学报,2004,14(5):100 - 101.

高层建筑火灾风险分析篇(3)

引言

火灾是当今世界上发生频率最大、损害较严重的一种灾害。随着建筑物向高层、超高层发展,人口密度的增加,火灾带来的危害是也越来越大,经济损失越来越多。对于大空间建筑不能用传统的方法进行防火设计,但必须满足防火要求就采用性能化的设计方法,而性能化设计没有检验的标准,可以对建筑进行火灾风险评估来检验性能化设计的防火安全性。

1 火灾风险的概念

建筑物都有发生火灾或者爆炸的危险,但是火灾的发生概率和后果的大小有着很大不同,为了更有效的做好建筑防灭火工作,就必须对建筑的火灾风险有充分的认识。火灾风险评估是在系统防灭火安全分析的基础上,对系统的火灾风险进行评价,评价结果可以通过评分、评等级值、评指数值以及火灾爆炸发生概率等方法来表示,进而对建筑的火灾风险进行衡量[1]。建筑的火灾风险是火灾发生的可能性与火灾发生后而产生的预期灾害程度的总体反应。

2 火灾风险评估的目的和意义

火灾风险评估的目的是根据评估的结果对建筑及其消防施进行调整,加强薄弱环节,消除火灾隐患、降低事故发生概率和火灾危险程度,使系统在满足经济效益和社会效益的前提下,达到最佳的消防安全状态[2]。火灾的风险评估可以更加可观、更加准确的认识火灾风险,从而为人们预防火灾、控制火灾和扑灭火灾提供技术和支持。由于火和人们的生活息息相关,所以火灾风险评估有着很强的应用背景,主要有以下几个方面[3][4]:

2.1 为建筑物的性能化防火设计提供依据。现行的建筑防火设计规范无法解决大型、超大型建筑的消防设计,所以只能借能化防火设计降低火灾风险,而合理的建筑性能化防火设计又离不开科学的火灾风险评估方法。合理的火灾风险评估能过帮助人们认识火灾的危险程度以及可能造成损失状况,从而对防火对策产生科学的指导。

2.2 为保险行业制定科学的保险费率提供依据。保险费率的确定必须建立在科学、合理的风险评估的基础上,火灾事故的发生受到可燃物、环境、防灭设备等诸多因素的影响。作为风险的一种,火灾风险评估就显得更加有意义。

2.3 为性能化设计规范和相关法规制度的制定作准备。开展性能化防火设计并制定相应的防火设计规范是必然的趋势。随着我国火灾科学与消防工程学科的不断发展,随之大量实际工程经验的积累,火灾的评估方法和性能化设计的水平会有很大的提高,这对性能化设计规范的制定打下了坚实的基础。同时,我国法律制度的完善,也会出现一些安全法规制度,自然也离不开大量火灾风险评估的结果和经验。

3 建筑火灾风险评估

目前建筑火灾风险评估方法多采用模糊综合评判法和性能化评估方法。模糊综合评判法是应用模糊分析的方法来处理和分析建筑的火灾风险,对影响火灾风险的因素通过模糊运算用隶属度的方式确定建筑的危险等级。性能化评估方法是对建筑的火灾风险性和危害性进行定量的评估,确定现有建筑物的防火安全性是否达到了性能要求的安全水平。但是前人的研究中很少考虑建筑物内部各个区域的火灾危险性对整个建筑火灾危险性的影响。以系统原理为基础,把建筑物作为由若干相对独立的空间区域组成的系统,提出通过对各个区域的火灾风险评估来确定整个建筑物的火灾风险。这种评估方法便于找出建筑物内相对火灾风险较大的区域,通过控制这些区域的火灾风险,来降低整个建筑的火灾风险。

3.1 评估区域的确定

建筑物是由多个功能各异的空间结构组成的系统,依据使用功能划分为房间、大厅、楼梯等。为了便于火灾控制,人们又把建筑空间划分为若干防火分区。虽然划分的目的不同,但是划分的原理是相同的,即采用建筑构件或防火分割物把建筑内的一个空间区域独立出来,从而可以把一个建筑看作由这些独立的空间区域组合起来的整体。建筑物内各个空间区域的火灾风险直接影响整个建筑的火灾风险,所以整个建筑的火灾风险可以通过评估各个空间区域的火灾风险来确定。这里称这些空间区域为建筑火灾的评估区域[5] [6] [7]。评估区域具有以下特点:空间的相对独立性,人员密度和财产密度的相对稳定性,火灾控制的相对独立性等。

评估区域的划分可以根据建筑物的特点、功能分区、防火分区或其他因素,但是必须遵循如下原则。1、独立性原则:评估区域要求空间的相对独立性,人员密度和财产密度的相对稳定性,火灾控制的相对独立性等。2、完整性原则:保证建筑物的完整性,所有评估区域的组合构成一个完整的建筑物。

3.2 评估区域的固有火灾风险评估

评估区域的火灾危险性影响因素主要考虑以下几方面:火灾发生的可能性,初期火的灭火措施,区域对火灾向区域外蔓延的控制措施,火灾烟气的毒性和蔓延途径,区域内人员疏散到区域外的情况,区域内的通风情况等。利用层次分析法(AHP),根据专家的判定应用层次分析法计算权重的主要步骤有:构造算权重值;判断矩阵相容性检验。

3.2.1 评估区域固有火灾风险的模糊综合评价[8]

(1)评价集的建立

(2)单因素模糊评判

(3)通过各单因素模糊评价建立评价矩阵

(4) 求综合评价矩阵

(5)求总评价矩阵

(6)求系统评价矩阵

(7)求综合分值

3.2.2 整个建筑物的火灾风险评估

从系统角度看,整个建筑是由所有评估区域组成的一个系统[9],所以,它的火灾风险可以经过各个评估区域的火灾风险综合得到。由于在计算各个评估区域的火灾风险时考虑了相邻区域的影响,所以,在计算整个建筑物的火灾风险时,忽略了评估区域之间的相互作用。

4 结论

以系统原理为基础,把大空间建筑物作为由若干相对独立的空间区域组成的系统,提出通过对各个区域的火灾风险评估来确定整个建筑物的火灾风险。这种评估方法便于找出建筑物内相对火灾风险较大的区域,通过控制这些区域的火灾风险,来降低整个建筑的火灾风险。结合建筑性能化设计,检查是否达到最安全的性能指标。性能化设计的大空间火灾危险性评估对消防管理工作和火灾的早期控制都有积极意义。

参考文献:

[1]范维澄,孙金华,陆守香.《火灾风险评估方法学》[M].北京科学出版社,2004

[2]李引擎.《建筑防火性能化设计》[M].化学工业出版社,2005

[3]刘铁民,张兴凯,刘功智.《安全评价方法应用指南》[M].化学工业出版社,2005

[4]郭铁男.《中国消防手册》[M].上海科学技术出版社,2006,12,P772

[5]顾伟芳,田原,田宏.建筑火灾风险评估研究[J].工业安全与环保,2010,9

[6]李志宪,等.建筑火灾风险评价技术初探[J].中国安全科学学报,2002,12 (2)

[7]田玉敏.高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价方法[J].中国安全科学学报, 2004,14(9)

高层建筑火灾风险分析篇(4)

1 引言

近年来,随着高层,超高层建筑的普及,火灾危险因子越来越多,发生火灾人员伤亡和财产损失的概率越来越大,传统的按照规范处方式的消防审核已经越来越不能满足实际需要,为此本文采用层次分析法对某高层建筑消防设施的安全性能进行评价,并分析其消防设施存在的问题,对以后的消防设计和审核提供参考和借鉴。

2 层次分析法

2.1层次分析法基本思想

层次分析法(AHP)是根据研究对象的性质不同将目标分解为几个不同的层次,如目标层,属性层和方案层,层与层之间是隶属和支配关系,同层不同指标之间根据相对上一层的重要性不同而有不同的权重,按层分析,最终得到最底层相对于最高层的重要性权值。其大致可分以下几个步骤:首先建立层次结构模型,其次构造判断矩阵并求最大特征值和权重向量,最后进行矩阵的一致性检验。

2.2 计算步骤

2.2.1 建立层次结构模型

根据所研究对象的不同属性,列出研究对象的层次结构,其应满足如下关系:1,从上到下有隶属关系,2,中间层的层数不受限制,3,最高层只有一个元素,每个元素支配的元素个数不多于9个,一般同层元素之间不存在支配关系,且不考虑反馈。

2.2.2 构造判断矩阵并求最大特征值和权重向量

首先确定各指标的权重标度并构造判断矩阵,AHP法指标权重标度表如下表所示:

设问题A中有个指标a1,a2,…an,则构造的判断矩阵A为:

式中:aij表示ai与aj相比较的结果。

常见的计算判断矩阵最大特征值和特征向量的方法有方根法和和积法,下面就方根法进行介绍。

(a) 计算判断矩阵每行元素的几何平均值

■ i=1,2,…,n

得 ■ 。

(b) 将■ 归一化,即计算

■ i=1,2,…,n

得到■,即为所求特征向量的近似值,这也是各因素的相对权重。

(c) 计算判断矩阵的最大特征值■

其中■为向量Aw的第i个元素。

2.2.3 一致性检验

一致性检验指标■,一般当CR〈0.1时,认为该矩阵满足一致性要求。

其中■,式中n等于矩阵的维数,λmax为矩阵的最大特征值。RI为修正因子,其取值见下表。

3 某高层建筑消防设施性能化评估

3.1 工程概述

该建筑是一高层酒店,建筑高度46m,建筑面积3131㎡,共13层,地下一层作为汽车库使用,地上12层,一到四层含有裙房,其中一、二、三层附属用房为餐厅,一层主楼为大堂、商店、美容等用房,二层为娱乐用房,三层为桑拿、健身、保健、按摩等用房,四层为多功能厅、会议室等用房,五层到十二层主楼均为客房。

3.2 层次划分

根据消防规范并结合实际,参考《火灾风险评估方法与应用案例》,分层结构如图1所示:

消防设施和疏散通道各部分的相对权重和最终权重如上表3和表4所示。

根据规范,可知该建筑为一类高层,应设消防水池,消防水池应满足3h的室内消火栓用水量和1h的自喷用水量,同时按最不利情况考虑即消防水池不能得到市政管网补水算,故消防水池容积V=(33.48×3+25.27×1)×3.6≈453m3,而该建筑消防水池容积为480 m3,满足要求,根据建筑消火栓布置情况,基本满足公共区2股水柱覆盖。按照评分标准(评分标准见《火灾风险评估方法与应用案例》77页~82页,下同)可得2分。

该建筑有较好的机械排演系统,换气次数为6次,满足要求,排烟口位置设置恰当,但没有补风措施,故按评分标准可得3分。

该建筑是一高层酒店,有报警设备,有视频监控,有人值守,但存在报警设施老化,效果不好,按照评分标准可得2分。

该建筑设有自动喷水灭火系统,采用标准喷头,但无大空间智能灭火装置,按标准的8分。

按照灭火器设置规范,该建筑属于严重危险级,酒店灭火器配置按照严重危险级标准配置,布局合理,按评分标准可得1分。

该建筑为一类高层,耐火等级一级,容许疏散时间为6min,百人宽度指标=(100/(43*6))*60=23.3cm,按照评分标准,取8分。该建筑建筑面积3131平方米,地上十二层,层数较高,路径比较复杂,步行距离大于60m,故按评分标准得8分。该建筑有符合规范的防排烟措施,但防火门关闭后门缝太大,且有常闭式防火门做常开用的现象,按评分标准,得6分。该建筑设有高低位结合灯光疏散指示,且连续性好,按照标准,可得1分。

综上可得该建筑的消防设施性能化评估打分表如表5所示:

注:安全指数分五个等级,分别为0~2分代表设备性能非常好,发生火灾可以及时控制,不会有人员伤亡,,2~4分代表设备性能好,一般火灾可以控制,人员和财产损失较少,4~6分代表设备性能中等,火灾失去控制有一定概率,6~8分代表设备性能较差,火灾危险性较高,8~10分代表设备性能差,设备需要及时更换。

由上表可知该建筑消防设施总安全指数为3.8分,设备性能良好,一般火灾可以控制,人员和财产损失较少。

4 结论

本文使用层次分析法对某高层建筑消防设施进行了粗略的性能化评估,该评估是以相关规范为基础,同时又结合火灾实际情况,评估发现该建筑基本符合消防规范的要求,但总体安全指数仍有很大上升空间,例如防排烟系统中补风方式的选择,采用自然补风,但有些部分不符合自然补风的要求,又如自动灭火设施,在人群聚集的大空间如放映厅未设智能灭火装置,同时在使用过程中常开常闭防火门的设置也存在一定问题,但总体来说。该建筑的消防设施安全性能较高,一般火灾可以控制,人员和财产损失较少。

参考文献

[1] 侯遵泽,杨瑞.基于层次分析法的城市火灾风险评估研究[J].火灾科学,2004.10:203-207.

高层建筑火灾风险分析篇(5)

建筑火灾具有可燃物质多,火灾负荷大,人员流动大疏散困难、空间跨度大,上下贯通,容易形成立体燃烧等特点。由于各种建筑、聚集场所人员密度大、使用频率高、涉及危险因素复杂,火灾事故不断发生。因此,如何合理地对建筑物火灾危险性进行分析及火灾时人员的安全疏散,是一个值得研究的课题。

我国关于火灾危险性分析的研究相对一些发达国家起步较晚,但是随着近些年来与国外的相关研究机构的交流,也已经开展了火灾危险性评估方面的研究工作,并取得了一定的成果。

本文在分析建筑火灾发生、发展及蔓延等特征的基础上,运用事故致因理论,结合系统安全分析的理论和方法,对建筑火灾危险性的影响因素进行了深入的分析,建立了建筑火灾危险性分析的体系;然后运用基于模糊数学的模糊综合评价方法综合评价建筑火灾危险性,为建筑人员疏散研究提供可靠依据。

1、模糊数学的基本原理

模糊数学的诞生是从1965年美国加利福尼亚大学控制论专家查德发表的学术论文《模糊集合》开始的,从而架起了一座应用经典数学即精确数学处理模糊问题的桥梁。模糊性是模糊集合论中的一个最基本的概念,是指客观事物、概念处于共维条件下的差异在中介过渡时所呈现的亦此亦彼性 。对于建筑火灾危险,没有一个绝对的界限来界定其到底是危险的还是安全的,即具有亦此亦彼得过渡性质,因此它是一个模糊概念。

模糊数学评估方法是应用模糊数学的计算公式以及一些由专家确定的常数来确定火灾的各种影响。系统风险是由系统的不确定性引起的,所以在系统风险评估过程中如何考虑不确定性因素就成为风险评估的关键问题。传统的概率论方法是以与事故有关的基本事件的发生概率己知为前提的,当分析过程中由于各种各样的原因导致基本事件的概率未知时,基于概率论的方法就显得无能为力。此时,可以借助专家判断,引入模糊几个的概率,使得系统的风险评估成为可能。风险评估的特殊性和模糊方法的优势,使得模糊方法在系统风险评估中得到广泛应用。

2、系统危险性等级划分

系统危险性与安全性是相对的。传统的等级划分往往采用非此即彼的“一刀切”方法,过于绝对化,而且也很难与实际情况相符合。由于系统危险性与安全性之间存在着亦此亦彼的过渡性质,亦即有模糊性,所以从模糊数学来看,系统危险性是对安全性的隶属度,反之亦然。因此,系统危险程度的语言表达或评语应该充分考虑危险性或安全性的模糊性。 关于系统危险性的语言表达方式,人们对其语气的程度还存在不同认识。这里我们设定“较危险”所表示的危险性低于“危险”所表示的危险性。

3、商场建筑评价指标体系及火灾风险评价

(1) 商场火灾危险因素分析

①商场的自身状态:商场建筑的墙体、构件、内部装修的燃烧性质和耐火极限,对其控火能力有重要的影响。室内火灾载荷、防火间距以及商场周围的环境对火势蔓延也有一定的影响。

②商场的防火结构与布局:合理的防火结构与布局、防火、防烟分区,可靠的防火、防烟设备,以及通风、空调系统采用良好的防火设计,能够在火灾发生的初期阶段截断其蔓延的途径,将火灾控制在一定的范围之内。

③火源控制:商场中对电气设备进行防火处理极其重要,变配电室是容易发生火灾的最危险的部位之一,另外电线、电缆的铺设与耐火性能及严格的吸烟制度与动火规定也是必须考虑的因素。

④消防设备:火灾自动探测/ 报警、灭火系统应处于优先考虑的地位。火场缺水或没有完善的消防给水措施,是对当前灭火工作不利的重要因素。小型的手提式灭火器也是消灭早期火灾的利器。

⑤人员疏散:设计合理的疏散通道和疏散指示标志以及广播疏导系统、足够数量的安全出口以及足够宽敞的疏散通道,人群的安全意识与自救逃生技能,能够使人员伤亡降到最低。

⑥消防管理:完善的规章制度和火灾疏散预案、设置专人值班、定期对各种设备进行检修,是提前发现解决问题的最好手段。

(2) 建立评价指标体系 按照上述因素经过我的分析与研究运用层次分析法来确定各指标的权重,指标体系及各指标权重分配情况。建立了商场火灾危险性指标体系如表1所示:

4、结论

高层建筑火灾风险分析篇(6)

1 引言

随着市场经济的快速发展和产业结构的转型,我国城乡出现了越来越多的将人员住宿场所和生产、加工、仓储、经营等场所混合设置的建筑空间,这种将住宿与生产、仓储、经营一种或一种以上使用功能违章设置在同一空间的建筑就称为三合一场所,该同一建筑空间可以是一独立建筑或一建筑中得一部分,且住宿与其他使用功能之间未设置有效的防火分隔。据不完全统计,

由此可见,三合一场所已经称为火灾频发的事故地点,造成了大量的人员伤亡和财产损失,所以,做好三合一场所的火灾风险评估工作,对于正确认识该场所的火灾危险性,明确火灾隐患,加强消防安全管理工作有十分重要的意义。

2 火灾风险指数法简介

火灾风险评估方法可分为定性、半定量、定量三类。定性的分析方法主要有安全检查表法、预先危险性分析法等; 定量的分析方法主要有事件树、事故树、火灾模拟方法等; 半定量的分析方法主要有 NFPA 101M 火灾安全评估系统、火灾风险指数法、模糊层次分析法等。本文拟用火灾风险指数法这种半定量的评估方法来对三合一场所的火灾风险进行评估。

根据Watts五步法,火灾风险指数法一般按照5步对火灾安全参数进行分级,以决定他们的相对重要性。

(1)确定火灾安全的决策水平,火灾风险指数法中主要包括5个决策水平:方针、目标、策略、参数和考核项目。方针:为达到火灾安全所采纳的总方针或行动计划;目标:要达到的特定火灾安全目标;策略:独立的火灾安全方案,能够全部或部分地符合火灾安全目标;参数:可以通过直接或间接测量或评估来确定的火灾风险因素;考核目标:火灾安全参数不可少的可测特征。

(2)描述构成水平的属性。根据决策水平和三合一场所火灾风险分析,描述三合一场所火灾实际影响5个决策水平的因素,这些因素称作决策水平的属性。

(3)属性权重赋值。每个属性对于决策水平的实际影响分量并不一样,通过跟属性赋予权重值,可以系统评价决策水平。

(4)建立数值等级,对属性进行赋值或测量。

(5)选择评估模型,计算火灾风险指数。

3 确定三合一场所安全的决策水平和属性的描述

3.1 确定决策水平

通常,火灾安全分级需要多于两个水平。在火灾风险指数法中,主要用一下五个决策水平:方针、目标、策略、参数和考核项目。

三合一场所的安全目标主要包括以下三个方面:一是人员生命安全,包括起火建筑和相邻建筑内的人员安全以及消防员的安全;二是预防火灾在建筑内蔓延;三是预防火灾蔓延至周围建筑。

对于确定的火灾安全目标,常用Delphi方法定义火灾安全方针。根据火灾安全目标相对于火灾安全方针的重要性,先让Delphi专家对火灾安全目标进行分级,然后将平均结果反馈给Delphi小组的每一个成员,如此重复直至得到意见一致的可接受水平。

火灾安全策略的措施有很多,如预防着火、限制可燃物、防火分区、火灾探测和警报、灭火和保护曝火的人或物等,它们可以通过取火灾安全概念树的割集而获得。

3.2 属性的描述

(1)三合一场所的火灾安全方针可以表述为:“火灾发生时,有不少于一条逃生通道可以使用,保证火灾初期消防系统及时启动,尽可能保证人员快速有效疏散。”

(2)三合一场所的火灾安全目标:一是保证人员生命安全,二是预防火灾蔓延,三是预防火灾蔓延至周围建筑。

(3)三合一场所的火灾安全策略与安全目标的对应关系如表1:

(4)火灾安全重要参数。可直接或间接测量或评估火灾危险因素,每一因素对火灾安全策略、目标和方针的完成都有贡献。对于三合一场所的火灾,影响火灾风险的21 个参数见表 2。

(5)考核项目

火灾安全参数需要通过分析相关的考核项目加以量化。

4 权重Wi的赋值

权重的作用就是表示出各个属性相对于其他属性的重要性,因此,权重的赋值是多属性评估的关键组成部分。

(1)用同一个标度尺给20个参数Xi赋值,i=1,2,…,20,使得这些值可以比较和合并,不同方法可以使用不同的标度尺,对每个参数都可能用1~5之间的整数值来描述(称做Likert标度尺)。数值越高,表示火灾安全性能越好。

(2)建立策略和参数的关系,目标和策略的关系以及方针和目标的关系。成立Delphi专家组,给出一个具体的策略S1,并给出20个参数的列表。如果参数的标尺为1~5,并且■,给这些参数赋予权重。这样,通过Delphi操作程序,最终得到一个列表Ci,j;i=1,2,…,20。类似的,将参数P1,P2,…,P20分别与策略S1,S2,…,S10结合,其结果可以用下列矩阵乘法形式来表示

其矩阵形式表示为S=C×P,其中,1≤Ci,j≤5(整数值)。

Delphi 专家组建立相应的矩阵B(3行10列),推导出3个目标O1,O2,O3和10个策略S1,S2,…,S10之间的关系

O=B×S

其中,1≤bi,j≤5(只取整数值)。

建立相应的矩阵A(1行3列,范围仍然是1~5),可以推导出火灾安全总方针G与3个目标O1,O2,O3之间的关系

G=A×O

至此,得到以下矩阵关系式

S=C×P

O=B×S

G=A×O

或 G=A×B×C×P

其中A,B和C是Delphi 专家组定义的矩阵。这样就建立了火灾安全总方针与20个火灾安全参数之间的关系。

(3)确定属性权重wi的值。矩阵乘法W=A×B×C的结果是一个行向量W,它含有20个元素w1,w2,…,w20,这就是所期望的权重。通常把wi归一化,即有:

描述了火灾安全每个参数xi对火灾安全总方针的影响。

5 火灾风险指数R的估计

根据下列公式计算三合一场所火灾风险指数R

6 某三合一场所火灾风险评估

某三合一场所建于2006年,砖混结构,耐火等级三级,建筑面积8000m2,共四层:一层为百货商场,二层为商场仓库,三、四层为居民住宅区。该场所各层均配置了若干个灭火器,室内有自动喷水灭火系统,但不能喷水,没有防排烟系统,有两个疏散楼梯,走道上有应急照明和安全疏散指示标志。

1) 确定Likert标度尺的实际物理意义。见表3

2) 通过Delphi专家组确定关系矩阵A,B,C

由Delphi专家组打分和Delphi程序,得到火灾安全参数——策略对应关系,用关系矩阵C表示;火灾安全策略——目标对应关系,用关系矩阵B表示;火灾安全目标——方针对应关系,用关系矩阵A表示。关系矩阵C、B、A表示为:

C=

B=■

A=■

3) 计算三合一场所火灾安全重要参数和火灾安全方针的关系矩阵W和风险指数R

依据W=A×B×C,通过计算得到

W=[ 77694310218247637793797885248737449908531043806733594514457431]

归一化得到:

W=[0.0523 0.0636 0.0688 0.0555 0.0514 0.0525 0.0255 0.0531 0.0353 0.0588 0.0502 0.0667 0.0575 0.0703 0.0543 0.0494 0.0400 0.0346 0.0308 0.0291]

通过专家组给该建筑火灾安全重要参数打分,打分标准见表 4。

专家对三合一场所的打分矩阵为:

W=[4 3 2 1 3 2 23 3 1 1 1 1 2 1 4 3 3 2 2]

根据■,计算得R=2.1378

4)风险指数与评估结果的关系

风险指数与评估结果的关系见表5。

评估结果:该三合一场所火灾安全评估在一般至差之间,存在很大的安全隐患。

5) 结论分析

根据专家打分和相关计算结果,结构装配的完整能力和隔热能力,以及场所的探测系统和灭火系统对此类场所火灾的危险性影响较大。故可根据评估结果提出如下建议:(1)建筑设计之初,应对建筑构件的完整性进行认真衡量,从源头上杜绝和减少火灾发生; ( 2) 建筑构件要选择具有耐火性的材料,防止火灾时无法有效隔火耐热;( 3) 应当全面设置火灾探测系统,尽早发现火情,做好人员疏散; ( 4)场所内灭火系统要能够快速响应,及时启用,避免人为操作失误或系统无法启动带来的伤害; ( 5) 增加安全疏散通道和防火卷帘等,提高火灾安全性; ( 6) 进一步提高人员消防安全素质和意识,加强培训力度,减少人员伤亡。

7 小结

本文通过使用火灾风险指数法对三合一场所的火灾危险性进行评估,对评价过程中发现的问题提出了一定的解决方法,但因为专家组组成人员及评价主观因影响,其评价结果尚不具体,仅可作为参考。对三合一场所火灾风险评估方法与评估具体操作依然需要进一步思考和研究。

参考文献

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[4]王光东.火灾风险指数法在高校宿舍楼火灾风险评估中的应用[J].武警学院学报,2012,( 8) :29 -31.

高层建筑火灾风险分析篇(7)

中图分类号:TU998.1 文献标识码:A

随着性能化建筑防火设计的不断发展,对于消防安全工作,目前国内外许多科研机构,都逐步研究和深入了相关的人员疏散模型,是对建筑安全疏散设计提供了一种科学依据。随着我国城市化建设进程飞速发展,特别是在近年国内连续几起高层建筑火灾发生的形势下,高层建筑在国内不断增长,对于高层建筑内人员的防火安全通道,高层建筑结构功能复杂,安全疏散问题研究变得尤为重要。高层建筑高度高、建筑面积大、人员众多、用火用电量大,高层建筑发生火灾的因素远较一般建筑火灾要复杂。随着经济建设的快速发展,城市土地资源日趋紧张,城市人口的持续增长,提出人员疏散中一些实际性的问题。城市构造逐步向高空延伸,高层建筑的消防安全所存在的诸多问题,使得我国城市高层建筑不断地增多。目前,以及对火灾的预防和扑救措施,存在的火灾隐患是不容忽视的,是消防领域所关注的重点问题。

1 高层建筑火灾危险性分析

1.1 安全疏散困难

高层建筑的特点,垂直疏散距离长,人员集中,疏散到地面需要较长的时间,疏散时容易出现拥挤情况。火灾案例分析表明,高层建筑层数多,被烟薰死的,占火灾死亡人数的一半以上。将人员疏散到地面所需的时间较长,容纳的人员较多。而且建筑面积大,发生火灾时烟气和火势向上蔓延快,而火灾发生时人们大量涌向楼梯,且易窜入楼梯间,增加了疏散难度,在火灾时必须切断电源,平时使用的普通电梯,停止使用。因此,火灾发生时,电梯必须停止使用,只能通过楼梯进行疏散,高层建筑的安全疏散主要靠楼梯。而楼梯的容纳量有限,必然会踩踏事件,发生拥堵,极有可能被烟火熏死或烧死,来不及疏散的人员,后果是相当严重的。

1.2 可燃物较多

图书馆、高级旅馆、档案楼、办公楼、科研楼等高层建筑,一旦起火,发烟量大,燃烧猛烈,一般室内装修家具等可燃物较多,火灾容易蔓延。据测定,在火灾初起阶段,高层建筑因空气对流在水平方向造成的烟气扩散速度为0.3m/s。楼梯间、管道井、电梯间、风道、排风道、电缆井等竖向井道部位,一旦发生火灾就好像一座座高耸的烟囱,如果防火分隔或防火处理不好,成为火势迅速蔓延的途径。如一座高100m的高层建筑,烟气能在半分钟内达到顶层。在无阻挡的情况下,在燃烧猛烈阶段,烟气沿楼梯间或竖向管井扩散速度为3~4m/s。高温状态下,热对流而造成的水平方向烟气扩散速度为0.5~0.8m/s,火势的蔓延扩大速度也相应增加。风速增大,据测定:距地面高度10m处风速为5m/s,建筑物越高,风速越大,30m处风速为8.7m/s,60m处风速为12.3m/s,90m处风速为15m/s。日本在做过燃烧试验,在几分钟内就能把每层3500m2的二十三层大楼都充满烟气。

1.3 扑救难度较大

高层建筑发生火灾时,火灾现场烟雾浓、热辐射强、火势向上蔓延的速度快和途径多,当火势扩大,消防队员难以堵截。室内消防水量显然不足,形成大面积火灾时,消防队员使用的灭火救护设施往往不易达到建筑高度。扑救高层建筑火灾,需要利用消防车从室外进行补给,消防水带耐压能力常常不能适应需要,主要立足于室内消防给水设施。此外,建筑物如果没有安装消防电梯,由于受到各种条件的限制,消防队员则需要“全副武装”的通过楼梯冲上高层,扑救的难度很大。不仅速度慢,体力消耗大,还会与向下疏散的人流,不能及时到达着火层进行扑救,发生对撞而延误时间,消防器材也不能随时得到补充,均将严重影响扑救。建筑高度高,特别是消防水供给量,达不到要求时会延误灭火的时机。火灾时,现有消防车辆及设备满足不了灭火需要,空间范围内会充满大量的烟气及水蒸气,不能及时控制火势而造成火灾扑救困难。而此时,据统计,各类排烟设备的自动切断使得通道内的排烟更加困难,火灾中约70%~80%的人员是由于烟气中毒而窒息死亡的。

2 高层建筑防火对策

2.1 消防设计把关

在进行高层建筑设计过程中,考虑防火安全,必须结合建筑的各种功能要求,做好防火设计。设计人员进行防火设计,应严格按照高层民用建筑设计防火规范的要求。在进行高层建筑的防火设计时,合理划分防火分区,总体布局要保证畅通安全,安全疏散路线要简明直接。设计单位的各级负责人,不得上报审批或交付使用,应对工程的防火设计负责,凡不符合设计防火规范的工程设计,尽量做到建筑物隔断、内部装修、家具、陈设的不燃化或难燃化,以减少火灾的发生和降低蔓延速度,控制可燃物的存放数量。采用先进可靠的自动报警系统,以保证火灾时结构的耐火支持能力和分区的隔火能力,并正确地处理安装位置及联动控制功能。构造设计要使建筑物的基本构件应具有足够的耐火极限,保证足够的消防用水量和最不利点的灭火设备所需要的水压,做好建筑物室消防给水系统的设计。

2.2 施工阶段监督检查

凡承揽工程的施工单位,对建筑工程的技术措施、防火构造和消防措施等,必须严格按照经消防设计审核,不得擅自更改。合格的设计图纸进行施工,施工中,需要变更设计时,以及暗敷的消防电源线路等,如因材料、设备等不满足设计要求,施工单位应与设计单位、建设单位、公安消防监督机关共同协商,采取相应的变更措施。对防火结构的设置于吊顶,保护层,或管井内防火分隔物,必须认真做好施工和监督检查记录。

2.3 加强消防设施维护

高层建筑在使用过程中,包括结构安全、设备更新等,其设备一般都有定期的维修检查制度。对于消防设施,防止需要其发挥作用时失灵,更应定期检查维修,平时不用易暴露问题,因为消防设施都在发生火灾时发挥作用,将会造成不可弥补的损失。特别是现代化的消防设施,如火灾自动报警和防排烟设备、灭火系统、防火门、消防泵、防火卷帘和消火栓、消防控制室和仪表设备等,设专人定期测试检查,凡失灵损坏的要及时更换,维修、确保完整好用,都应该有严格的检查制度,并建立档案记录每次检查情况。

结论

随着城市人口的不断增长,高层建筑的迅猛发展,土地资源的紧张,已成为社会发展的必然趋势。与此同时,在高层建筑消防安全设计中不仅要在图纸上消除火险隐患,遏制和杜绝群死群伤等事故发生。而且,要在主观意识上预防火险隐患,能够有效减小人员疏散时间长度,需要进行更为深入地研究。

参考文献

高层建筑火灾风险分析篇(8)

中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0168-01

1 大型综合性商业建筑的火灾危险性

1.1 火灾荷载大

可燃商品多,多设有可燃物品库房,局部装修复杂,可燃装修材料多,火灾荷载大。用火用电用气频繁。建筑中设置的燃油燃气供热锅炉、中央空调机组、餐厅及超市熟食品加工房均需使用柴油或天然气,增大了燃烧和爆炸的火灾危险性。

1.2 人员疏散困难

大型综合性商业建筑通常可以容纳几千甚至上万人,老人、小孩等自我疏散能力较差的人群占一定的比例。由于建筑体量大,疏散路线迂回曲折,疏散到室外安全区域的路径较长,安全疏散通道及楼梯的宽度和疏散距离等难以满足现行规范要求。大型超市由于平时经营管理的需要,往往将疏散门锁闭或增加电控装置,降低了疏散门开启的可靠性,使疏散的安全性大打折扣。

1.3 难以形成可靠的防火分区

有的单层大型商业建筑层高较高,屋顶承重结构采用钢梁或钢网架结构体系,设置防火墙或防火卷帘较为困难;有的多层大型商业建筑设有较多中庭,或楼板设有较多开口,形成可靠的防火分区较为困难;有的在建筑物的同一轴线上连续设置几十米甚至上百米长的防火卷帘,其动作的可靠性降低,若设为气雾式防火卷帘,火灾时其下降和帘面充水等所要求的保障条件更多,可靠性更低。

1.4 排烟的可靠性低

大型综合性商业建筑外墙面多为实墙或固定玻璃幕墙,能向外开启的外窗很少,远不能达到规范所规定的自然排烟的要求。即使能达到自然排烟的开启外窗的要求,但由于墙面内外大型广告牌及商场内贴墙布置的大型货架的遮挡,达不到自然排烟的效果。

2 性能化防火的形成与发展

2.1 现代防火方法存在的局限性

多年来,防火设计规范基本上是用指令性条文的形式给出的。这种规范对每项设计都详细规定具体的参数和指标。例如建筑物的总平面布局、平面布置、防火间距、耐火等级、防火防烟分区、安全疏散、建筑消防设施的设置、装修材料的选用与控制等都做出了具体的条文规定。建筑设计者只能依据所要设计的建筑物的状况,结合本人的实践经验,从规范中直接选定设计参数和指标。现在人们一般称这种规范为“处方式”设计规范,也有人称这种规范为“规格式”规范,或“指令式”规范。

事实上,每座建筑物的建设地点、结构形式、使用性质、高度和体量、火灾荷载、可燃物的性质等情况都不一样,使用者的条件存在很大差异。因此按照这种规范统一给定的设计参数所作出的设计方案,并不一定是最科学、最合理、最有效的方案。 随着城市化发展及生产经营的需要,建筑物的功能也越来越多样化,尤其是大型综合性商业建筑、高层建筑、地下建筑和大空间建筑迅速兴起。根据以往的经验为基础整理制订出来的处方式防火设计规范已难以适应这些新式建筑的需要,工程实践中经常遇到许多建筑物的设计形式是现行规范适应范围无法包括或规范的条文无法解释的情况。

2.2 性能化防火设计方法

国际上建筑界与火灾科研界的很多人士指出,应当以火灾安全工程学的思想为指导,建立以火灾性能为基础的建筑设计防火规范。在国内通常称这种规范为“建筑物的性能化防火设计规范”,简称“性能化设计规范”。建筑物的性能化防火方法涉及性能化防火分析、性能化防火设计和性能化设计规范三个基本方面。性能化防火分析是建筑火灾风险分析的一种形式,它将根据建筑物的结构特点,通过定量计算,用某些物理参数描述火灾的发生和发展过程,并分析这种火灾对建筑内的人员、财产及建筑结构本身的影响程度,从而为采取合理的消防对策提供基本依据。 性能化防火设计是在性能化防火分析的基础上所进行的建筑物各种火灾防治系统的设计行动,它将综合建筑物业主的安全要求、建筑物的现场条件和有关的安全规定等,做出建筑物防火系统的具体设计方案,并且对各种可采用的设计方案进行比较评估,从中选出最优的实施方案。

性能化防火分析还可为其他的火灾防治目的服务,例如防火安全管理、火灾安全教育及灭火预案的制订等。性能化设计规范是指导按性能化方法进行建筑防火设计的法规文件,它对进行性能化设计中应当满足的要求、应当遵守的规程和应当注意的问题等作出必要的规定。这种规范对于保证采用性能化设计方法的建筑达到预期的火灾安全目标是十分必要的。

性能化设计方法可使建筑物的防火安全目标、火灾损失目标和设计目标实现良好统一。与传统的处方式设计方法相比,这种设计方法能够大大改进建筑防火设计的科学性和合理性,从而可带来良好的社会效益和经济效益。

3 大型商业综合建筑性能化防火设计的基本步骤

完整的性能化防火设计过程宜分为设计准备、定量评估和文件编制3个主要阶段。设计准备阶段包括3个步骤,主要是确定防火目的与火灾风险承担人可接受的防火目标,将其作为定量的、具体的损失目标。

1)估价所设计项目的状况、设计参数,并确定在设计过程中的哪一阶段上,需要把防火安全工程师包括进来。

2)确定特定建筑的防火目的(Fire Protection Goals)和火灾风险承担人可接受的防火目标(Acceptable objectives)。建筑物的火灾风险承担人指的是所有与该项目的利益密切相关的个人、团体或机构,包括建筑物的业主、股东,乃至某些管理部门的代表,以下将他们简称为承险人。

3)用适当的工程概念量化损失目标,即形成具体的设计目标(Design objectives),以便根据其评估防火设计方案。定量评估阶段也包括3个步骤,主要是对所设置的火灾场景、设定火灾曲线及初步设计方案做出分析。通过对各个初步设计方案的比较和评估,选定最终设计方案。

4)设置火灾场景(Fire Scenarios)和选择设定火灾曲线(Design FireCurves)。设定火灾曲线指的是在所设的火灾场景中,火源热释放速率的变化曲线。后面将利用设定火灾曲线评估在性能化设计中提出的初步设计方案。在SFPE的《工程指南》中,将初步设计方案称为尝试设计(Trial Designs)。

5)评价和修正初步设计方案。这就是说,对于所提出多种设定火灾曲线,至少有一种能获得圆满解决的设计方案,如果采纳这些方案,就可以满足具体的损失目标。

6)分析所提出的一种或几种初步设计方案,从中选定最终的设计方案。文件编制阶段包括2个步骤,主要是对选定方案的设计细节进行详细的审查,并编写方案中涉及的有关设备的技术文件。

7)为所选定的方案的设计过程编制说明文件,包括需使用的资料的说明、检验材料性能的方法说明等。

高层建筑火灾风险分析篇(9)

关键词:

仓库管理;消防安全;灰色层次分析

随着现代电子商务的迅速发展,物流行业呈现出了迅猛发展的趋势。根据国家统计局年度数据统计显示,2009~2014年度快递总量(单位:万件)分别为185786.00、233892.00、367311.00、568548.00、918674.89、1395925.30。可见,快递数量呈现每年增长的趋势,而每年如此多快递的流通是以仓储为基本保障的。而快递件的包裹材料基本以塑料膜、瓦楞纸箱等为主,这些材料都属于易燃品,在如此庞大的快递数量的条件下,消防安全对于仓库的管理来说最为重要。

现阶段,从学者的研究来看,对于物流仓储安全已有一定的对策及建议。例如申秀乾等探讨了超高仓储建筑物内自动喷水装置系统的设计优化问题;李默等从建筑物自身考虑,对仓储内消防安全提出了一些防控措施;李晓哲等更进一步,通过仓储的特点,对防火类别进行了详细的划分,并从整个仓储布局、安全疏散通道设计、消防安全设施系统建设等方面,系统地对物流仓储消防进行了研究;宋光伟通过对于实地的调研,浅谈了物流仓储方面存在的问题,并对相关建议进行了初步地探讨。以上学者基本是对物流仓储消防安全进行了定性研究。而对于物流仓储消防安全不能单纯地对其进行定性的研究,于是,于作明通过系统思考,对于建筑物火灾安全风险评估,从定性、定量两个方面进行了全面研究,系统分析了火灾成因,并指出了建筑物火灾相关影响因素,并通过模糊数学和层次分析方法,综合评估建立了数学模型进行分析,最终给出了一套综合评价评估体系。但是,其研究的对象主要为建筑物,并没有对物流仓储内部以及其它因素进行分析。而大多数学者的建议都只停留在表面,并没有一整套的物流仓库消防安全的评价体系,也没有现实的案例。本文尝试对此研究进行补充,通过利用灰色层次分析的方法,更全面系统地对消防安全进行评估。并通过实例,运用德尔菲方法,结合灰色层次分析进行研究。

1仓库火灾风险指数法

火灾风险指数法(FireRiskIndexMethod)是一种运用模糊打分的方式给仓库火灾特性参数进行赋值,通过Delphi问卷调查,征集专家主观意见并给出合理的权重因子,然后运用数学方法求出最终的火灾风险指数。火灾风险指数法一般按下列步骤对火灾安全参数进行分级,以决定它的相对重要性:(1)确定火灾安全的决策水平(方针、目标、策略、参数和考核项目);(2)根据决策水平和火灾风险分析,描述实际影响火灾的5个决策水平的因素;(3)属性权重赋值;(4)选择评估模型。

2案例分析

以某公司为例,简要对火灾风险进行评估和分析。根据表1中的4个火灾安全目标和14个火灾安全策略的关系和表2中的22个火灾安全重要参数,通过Delphi专家组打分,确定关系矩阵。火灾安全参数与火灾安全策略之间的关系矩阵,用矩阵C表示为:火灾总安仿真与火灾安全目标之间的关系矩阵用矩阵A表示:A=15,4,2,31根据公式W=A×B×C,计算行向量W,将W归一化得到:W=(0.0520.0640.0690.0530.0510.0390.0380.0420.0250.0550.0350.0400.0640.0680.0540.0540.0530.0430.0310.0490.0290.034)通过专家组给仓库火灾安全重要参数打分,打分标准参考Likert量表,打分矩阵为:根据专家打分及计算结果,火灾安全重要参数中的结构装配的完整能力、结构装配的隔热能力、火灾探测系统、灭火系统等对仓库火灾危险性影响很大。现针对评估情况我们可以做出如下的建议:(1)可以根据风险指数R=ni=1ΣWiPi对风险进行评分,得分越高的区域,发生火灾的危险越大,我们要对火灾风险进行消除,对仓库、仓库消防系统、仓库消防管理3个方面进行改善,达到预防火灾安全的4个目标。(2)仓库设计之初应该对各构件的完整性进行认真衡量,从源头上杜绝和减少火灾的发生。(3)构件要采用耐火、隔火、隔热的材料。(4)设置火灾探测系统,尽早发现火情,做好职工的疏散活动。(5)仓库内的灭火系统要定期检查,避免火灾时无法启动灭火系统带来损害。(6)保证消防通道的畅通。

3总结

如今物流行业正在飞速崛起,特别是大型的物流仓储不断的建立,这就要求物流仓库具很高的安全级别,特别是消防安全系数,根据仓库的面积、仓库的货物类型、建筑物特性等综合考量,最大限度降低物流仓库的火灾安全隐患,综合以上研究本文给出下列建议:(1)加强仓储消防安全知识的培训,不断提高仓库人员的安全意识。(2)建立一整套的仓储安全应急预案,即便遇到突况也能迅速的做出反应。(3)加强消防安全文化建设,通过定期仓储消防演练,让员工真正了解在遇到突发状况时应该如何去做。(4)杜绝一切隐患源头,定期对仓储内部可能潜在的安全隐患点进行排除。

参考文献:

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[4]李默,张峰.物流仓库火灾特点与防控设计[J].消防技术与产品信息,2012(6):3-6.

[5]宋光伟.物流仓库消防安全现状及对策研究[J].消防技术与产品信息,2012(7):6-8.

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[7]申秀乾,包秀华,包明辉.仓储式物流中心的消防设计与探讨[J].消防技术与产品信息,2005(1):8-10.

高层建筑火灾风险分析篇(10)

关键词:城市区域火灾风险评估

一、火灾风险评估的概念

过去,人们往往依靠经验和直观推断来做出决策。随着计算机容量不断扩大和模块技术的发展,风险评估(riskassessment)和风险管理(riskmanagement)技术作为复杂或重大事项决策的必要辅助手段,在过去的二、三十年间,在决策分析、管理科学、运营研究和系统安全等领域得到了广泛的认知和应用[1]。

通常认为风险(risk)的定义为:能够对研究对象产生影响的事件发生的机会,它通过后果和可能性这两个方面来具体体现。风险概念中包括三个因素:对可能发生的事件的认知;该事件发生的可能性;发生的后果[2]。因而,火灾风险(firerisk)包含火灾危险性(发生火灾的可能性)和火灾危害性(一旦发生火灾可能造成的后果)双重含义[3]。

现在,在文献中可以看到的与“火灾风险评估”相关的术语有fireriskanalysis,fireriskestimation,fireriskevaluation,fireriskassessment等,但基本上火灾风险评估都是指:在火灾风险分析的基础上对火灾风险进行估算,通过对所选择的风险抵御措施进行评估,把所收集和估算的数据转化为准确的结论的过程。火灾风险评估与火灾模拟、火灾风险管理和消防工程之间有密切关系,为其提供定性和定量的分析方法,简单地如消防安全设施检查表,复杂的就会涉及到概率分析,在应用方面针对的风险目标的性质和分析人员的经验有各种变化[4]。

较多的人倾向于从工程角度来定义火灾危害性(firehazard)和火灾风险(firerisk)。火灾危害性指:凡是根据已有的资料认为能引起火灾或爆炸,或是能为火灾的强度增大或蔓延持续提供燃料,即对人员或财产安全造成威胁的任何情况、工艺过程、材料或形势。火灾危害性分析在不同的情况下有不同的针对性,目的是确定在一定的条件下有可能发生的可预见性后果。这种设定的条件称为火灾场景,包括建筑物中房间的布局、建材、装修材料及家具、居住者的特征等与相关后果有关的各种具体信息。目前在确定后果方面的趋势是尽可能地利用各种火灾模式,辅以专家判断。此时,危害性分析可以看作是风险评估的一个构成元素,即风险评估是对危害发生的可能性进行权衡的一系列危害性分析。

从系统分析的角度来看,风险具有系统特性和动态特性。风险实际上并非某一单一实体或事物的固有特性,而是属于一个系统的特性。若系统发生变化,很容易就会使事先对风险所做的估算随之发生变化。火灾风险评估模式包括:系统认定,即明确所要评估的具体系统并定义出风险抵御措施的过程;风险估算,即设定关于火灾的发生几率和严重后果及其伴随的不确定性的衡量标准或尺度,计算和量化系统中的指标的过程;风险评估,对该标准或尺度进行分析和估算,确定某一特定风险值的重要性或某一特定风险发生变化的权重[5]。

二、城市区域火灾风险评估的意义及发展概况

在消防方面,随着人们安全意识的提高和建筑设计性能化的发展,对建筑工程的安全评估日益受到重视,比如美国消防协会制定的“NFPA101生命安全法规”是一部关注火灾中的人员安全的消防法规,与之同源的“NFPA101A确保生命安全的选择性方法指南”,分别针对医护场所、监禁场所、办公场所等,给出了一系列安全评估方法,多应用于建筑工程的安全性评估方面[6]。

目前,我国在火灾风险评价方面的研究,大部分是以某一企业,或某一特定建筑物为对象的小系统。例如,由武警学院承担的国家“九五”科技攻关项目“石化企业消防安全评价方法及软件开发研究”,以“石油化工企业防火设计规范”等消防规范和德尔菲专家调查法为基础,设计了石化企业消防安全评价的指标体系,利用层次分析法和道化指数法确定了各指标的权重,采用线性加权模型得出炼油厂的消防安全评价结果[7]。以某一特定建筑物为对象的火灾风险评价也比较多,如中国矿业大学周心权教授,在分析建筑火灾发生原因的基础上,建立了建筑火灾风险评估因素集,并运用模糊评价法对我国的高层民用建筑进行了消防安全评价[8]。

与上述的安全评估不同,城市区域的火灾风险评估的目的是根据不同的火灾风险级别,配置消防救援力量,指导城市消防系统改造,指导城市消防规划。对已建成的城市区域的火灾风险评估必须考虑许多因素,即城市火灾危险性评价指标体系,包括区域内所存在的对生命安全造成危险的情况、火灾频率、气候条件、人口统计等因素,进而评价社区的消防部署和消防能力等抵御风险的因素。除此之外,在评估过程中另一个重要的情况是要关注社区从财政及其他方面为消防规划中所要求的总体消防水平提供支持的能力和意愿。随着城市规模扩大、综合功能增强,在居住区商贸中心、医院、学校、和护理场所增多,评估方法还会相应的改变。现有的城市区域火灾风险评估方法主要出于以下两个目的:

(一)用于保险目的

在火灾保险方面的应用的典型事例为美国保险管理处ISO(InsuranceServicesOffice,ISO)的城市火灾分级法,在美国已经被视为指导社区政府部门对其火灾抵御能力和实际情况进行分类和自我评估的良好方法。ISO方法把社区消防状况分为10个等级,10级最差,1级最好。

ISO是按照一套统一的指标来对每个社区的客观存在的灭火能力进行评估,确定该社区的公共消防级别,这套指标来自于由美国消防协会和美国自来水公司协会所制定的各种国家规范。ISO对城市消防的分级方法主要体现在它的“市政消防分级表(CommercialFireRatingSchedule,CFRS)”上。CFRS把建筑结构、用途、防火间距与公共消防情况(用公共消防分级数目表达)相关联,再以统计数据加以调节后,来确定相应的火险费用。ISO级别仅被保险公司用作确定火险费用的一个成分。ISO分级系统虽然无法反映出消防组织的其他应急救援能力,但实际上也常用于各个区域的公共灭火力量的确定。

市政消防分级表从1974年开始使用,主要考察某城市区域的7个指标情况:供水、消防队、火灾报警、建筑法规、电气法规、消防法规、气候条件。随着技术进步,该表也不断改进。1980年版抽取了CFRS中对公共消防分级的方法,给出了修订后的灭火力量等级表,指标只包括前3项。被删除的指标或者确少区分度,或者在全市范围内进行评估时太过于主观,而且74表格中包含许多评估标准是具体的规定,如果某一社区的情况没有满足这些规定,则归属为差额分,规定降低了表格可使用的弹性范围,无法正确评估情况和技术的变化。故而ISO分级表被视为越来越“性能化”[9]。

(二)用于消防力量的部署

当今的消防组织和地方政府要担负日益加重的安全责任,面对来自公众的对抵御各种风险的更多的期望,以及调整消防机构人员、设备及其他预算方面的压力,迫切需要确认某一给定辖区内的具体风险和危险的等级。

具体地说,城市区域风险评估在消防方面的目的就是:使公众和消防员的生命、财产的预期风险水平与消防安全设施以及火灾和其他应急救援力量的种类和部署达到最佳平衡。

关于火灾风险对于灭火救援力量的影响,美国消防界对此的关注可以说几经反复,其间美国消防学院、NFPA等都做了许多工作。直至20世纪90年代,国际消防局长协会成立了由150名专业人士组成的国际消防组织资质认定委员会(theCommissionofFireAccreditationInternational,CFAI),经过9年的广泛工作,制定了“消防应急救援自我评估方法”,和制定标准的社区消防安全系统。另外,NFPA最终还制定了NFPA1710和1720两个指导消防力量部署的标准,分别帮助职业消防队和志愿消防队和改进为社区提供的消防救援的水平。根据NFPA最近的调查,NFPA1710将在全美30500个消防机构中的3300~3600个得到正式的应用,也推广到加拿大有些地区[10]。

英国对消防救援力量的部署标准是依据内政部批准的“风险指标”,把消防队的辖区划分为“A”、“B”、“C”、“D”四类区域,名为“风险分级”系统。其目的是对消防队的辖区进行风险评估,确定辖区内的各种风险区域,进而确定该风险区域发生火灾后应出动的消防车数量和消防响应时间。1995年,英国的审计委员会了一份题为“消防方针”的考察报告,认为这种方法没有充分考虑建筑设施的占用情况、社区的人口统计情况和社会经济因素,也没有把建筑物内的消防安全设施纳入考核范围。故而由审计委员会报告联合工作组与内政部的消防研究发展办公室一起,设立了一个研究项目。该项目的目的是开发一套供消防机构划分区域的风险等级,对包括灭火在内的所有应急救援力量进行部署,用于消防安全设施的规划并能解决上述问题的风险评估方法,再对开发出的方法进行测试。最后Entec公司开发出了计算软件,并于1999年4月以内政部的名义出台了“风险评估工具箱”测试版[11]。

三、国内外近期的城市区域火灾风险评估方法

(一)国内的城市区域火灾风险评估方法

张一先等采用指数法对苏州古城区的火灾危险性进行分级[15],该方法的指标体系考虑了数量危险性,着火危险性,人员财产损失严重度,消防能力这四个因素。1995年李杰等在建立火灾平均发生率与城市人口密度﹑城区面积﹑建筑面积间的统计关系基础上,选取建筑面积为主导参量,建立了以建筑面积为单一因子的城市火灾危险评价公式[12]。李华军[16]等在1995年提出了城市火灾危险性评价指标体系,该体系中城市火灾危险性评价由危害度﹑危险度和安全度三个指标组成,用以评价现实的风险,不能用来指导城市消防规划。

(二)美国的“风险、危害和经济价值评估”方法[13]

美国国家消防局与CFAI于1999年一起,在“消防局自我评估”及“消防安全标准”的工作的基础上,更突出强调了“火灾科学”的“科学性”,开发出名为“风险、危害和经济价值评估(Risk,HazardandValueEvaluation)”的方法。美国消防局于2001年11月19日了该方案,这是一个计算机软件系统,包含了多种表格、公式、数据库、数据分析方法,主要用于采集相关的信息和数据,以确定和评估辖区内火灾及相关风险情况,供地方公共安全政策决策者使用,有助于消防机构和辖区决策者针对其消防及应急救援部门的需求做出客观的、可量化的决策,更加充分地体现了把消防力量布署与社区火灾风险相结合的原则。

该方法的要点集中于两个方面:1、各种建筑场所火灾隐患评估。其目的是收集各种数据元素,这些数据能够通过高度认可的量度方法,以便提供客观的、定量的决策指导。其中的分值分配系统共包括6类数据元素:建筑设施、建筑物、生命安全、供水需求、经济价值。2、社区人口统计信息。用于收集辖区年度收集的相关数据元素。包括居住人口、年均火灾损失总值、每1000人口中的消防员数目等数据元素。

该方法已在一些消防局的救援响应规划中得到应用。以苏福尔斯消防局为例,它利用该方法把其社区风险定义为高中低三类区域,进而再考察这些区域的火灾风险可能性和后果:高风险区域包括风险可能性和后果都很大的以及可能性低、后果大的区域,主要指人员密集的场所和经济利益较大的场所;中等风险区域是风险可能性大,后果小的区域,如居住区;低风险区域是风险可能性和后果都较低的区域,如绿地、水域等,然后再把这些在消防救援响应规划中体现出来。

(三)英国的“风险评估”方法[14]

英国Entec公司研发“消防风险评估工具箱”,解决了两个问题:一是评估方法的现实性,是否在一定的时限内能达到最初设定的目标。经过对环境、管理、海事安全等部门所使用的各种风险评估方法的进行广泛考察之后,研究人员认为如果对这些方法加以适当转换,就可以通过不同的方法对消防队应该接警响应的不同紧急情况进行评估。二是建立了表达社会对生命安全风险可接受程度的指标。

高层建筑火灾风险分析篇(11)

一、火灾风险评估的概念

过去,人们往往依靠经验和直观推断来做出决策。随着计算机容量不断扩大和模块技术的发展,风险评估(riskassessment)和风险管理(riskmanagement)技术作为复杂或重大事项决策的必要辅助手段,在过去的二、三十年间,在决策分析、管理科学、运营研究和系统安全等领域得到了广泛的认知和应用[1]。

通常认为风险(risk)的定义为:能够对研究对象产生影响的事件发生的机会,它通过后果和可能性这两个方面来具体体现。风险概念中包括三个因素:对可能发生的事件的认知;该事件发生的可能性;发生的后果[2]。因而,火灾风险(firerisk)包含火灾危险性(发生火灾的可能性)和火灾危害性(一旦发生火灾可能造成的后果)双重含义[3]。

现在,在文献中可以看到的与“火灾风险评估”相关的术语有fireriskanalysis,fireriskestimation,fireriskevaluation,fireriskassessment等,但基本上火灾风险评估都是指:在火灾风险分析的基础上对火灾风险进行估算,通过对所选择的风险抵御措施进行评估,把所收集和估算的数据转化为准确的结论的过程。火灾风险评估与火灾模拟、火灾风险管理和消防工程之间有密切关系,为其提供定性和定量的分析方法,简单地如消防安全设施检查表,复杂的就会涉及到概率分析,在应用方面针对的风险目标的性质和分析人员的经验有各种变化[4]。

较多的人倾向于从工程角度来定义火灾危害性(firehazard)和火灾风险(firerisk)。火灾危害性指:凡是根据已有的资料认为能引起火灾或爆炸,或是能为火灾的强度增大或蔓延持续提供燃料,即对人员或财产安全造成威胁的任何情况、工艺过程、材料或形势。火灾危害性分析在不同的情况下有不同的针对性,目的是确定在一定的条件下有可能发生的可预见性后果。这种设定的条件称为火灾场景,包括建筑物中房间的布局、建材、装修材料及家具、居住者的特征等与相关后果有关的各种具体信息。目前在确定后果方面的趋势是尽可能地利用各种火灾模式,辅以专家判断。此时,危害性分析可以看作是风险评估的一个构成元素,即风险评估是对危害发生的可能性进行权衡的一系列危害性分析。

从系统分析的角度来看,风险具有系统特性和动态特性。风险实际上并非某一单一实体或事物的固有特性,而是属于一个系统的特性。若系统发生变化,很容易就会使事先对风险所做的估算随之发生变化。火灾风险评估模式包括:系统认定,即明确所要评估的具体系统并定义出风险抵御措施的过程;风险估算,即设定关于火灾的发生几率和严重后果及其伴随的不确定性的衡量标准或尺度,计算和量化系统中的指标的过程;风险评估,对该标准或尺度进行分析和估算,确定某一特定风险值的重要性或某一特定风险发生变化的权重[5]。

二、城市区域火灾风险评估的意义及发展概况

在消防方面,随着人们安全意识的提高和建筑设计性能化的发展,对建筑工程的安全评估日益受到重视,比如美国消防协会制定的“NFPA101生命安全法规”是一部关注火灾中的人员安全的消防法规,与之同源的“NFPA101A确保生命安全的选择性方法指南”,分别针对医护场所、监禁场所、办公场所等,给出了一系列安全评估方法,多应用于建筑工程的安全性评估方面[6]。

目前,我国在火灾风险评价方面的研究,大部分是以某一企业,或某一特定建筑物为对象的小系统。例如,由武警学院承担的国家“九五”科技攻关项目“石化企业消防安全评价方法及软件开发研究”,以“石油化工企业防火设计规范”等消防规范和德尔菲专家调查法为基础,设计了石化企业消防安全评价的指标体系,利用层次分析法和道化指数法确定了各指标的权重,采用线性加权模型得出炼油厂的消防安全评价结果[7]。以某一特定建筑物为对象的火灾风险评价也比较多,如中国矿业大学周心权教授,在分析建筑火灾发生原因的基础上,建立了建筑火灾风险评估因素集,并运用模糊评价法对我国的高层民用建筑进行了消防安全评价[8]。

与上述的安全评估不同,城市区域的火灾风险评估的目的是根据不同的火灾风险级别,配置消防救援力量,指导城市消防系统改造,指导城市消防规划。对已建成的城市区域的火灾风险评估必须考虑许多因素,即城市火灾危险性评价指标体系,包括区域内所存在的对生命安全造成危险的情况、火灾频率、气候条件、人口统计等因素,进而评价社区的消防部署和消防能力等抵御风险的因素。除此之外,在评估过程中另一个重要的情况是要关注社区从财政及其他方面为消防规划中所要求的总体消防水平提供支持的能力和意愿。随着城市规模扩大、综合功能增强,在居住区商贸中心、医院、学校、和护理场所增多,评估方法还会相应的改变。现有的城市区域火灾风险评估方法主要出于以下两个目的:

(一)用于保险目的

在火灾保险方面的应用的典型事例为美国保险管理处ISO(InsuranceServicesOffice,ISO)的城市火灾分级法,在美国已经被视为指导社区政府部门对其火灾抵御能力和实际情况进行分类和自我评估的良好方法。ISO方法把社区消防状况分为10个等级,10级最差,1级最好。

ISO是按照一套统一的指标来对每个社区的客观存在的灭火能力进行评估,确定该社区的公共消防级别,这套指标来自于由美国消防协会和美国自来水公司协会所制定的各种国家规范。ISO对城市消防的分级方法主要体现在它的“市政消防分级表(CommercialFireRatingSchedule,CFRS)”上。CFRS把建筑结构、用途、防火间距与公共消防情况(用公共消防分级数目表达)相关联,再以统计数据加以调节后,来确定相应的火险费用。ISO级别仅被保险公司用作确定火险费用的一个成分。ISO分级系统虽然无法反映出消防组织的其他应急救援能力,但实际上也常用于各个区域的公共灭火力量的确定。

市政消防分级表从1974年开始使用,主要考察某城市区域的7个指标情况:供水、消防队、火灾报警、建筑法规、电气法规、消防法规、气候条件。随着技术进步,该表也不断改进。1980年版抽取了CFRS中对公共消防分级的方法,给出了修订后的灭火力量等级表,指标只包括前3项。被删除的指标或者确少区分度,或者在全市范围内进行评估时太过于主观,而且74表格中包含许多评估标准是具体的规定,如果某一社区的情况没有满足这些规定,则归属为差额分,规定降低了表格可使用的弹性范围,无法正确评估情况和技术的变化。故而ISO分级表被视为越来越“性能化”[9]。

(二)用于消防力量的部署

当今的消防组织和地方政府要担负日益加重的安全责任,面对来自公众的对抵御各种风险的更多的期望,以及调整消防机构人员、设备及其他预算方面的压力,迫切需要确认某一给定辖区内的具体风险和危险的等级。

具体地说,城市区域风险评估在消防方面的目的就是:使公众和消防员的生命、财产的预期风险水平与消防安全设施以及火灾和其他应急救援力量的种类和部署达到最佳平衡。

关于火灾风险对于灭火救援力量的影响,美国消防界对此的关注可以说几经反复,其间美国消防学院、NFPA等都做了许多工作。直至20世纪90年代,国际消防局长协会成立了由150名专业人士组成的国际消防组织资质认定委员会(theCommissionofFireAccreditationInternational,CFAI),经过9年的广泛工作,制定了“消防应急救援自我评估方法”,和制定标准的社区消防安全系统。另外,NFPA最终还制定了NFPA1710和1720两个指导消防力量部署的标准,分别帮助职业消防队和志愿消防队和改进为社区提供的消防救援的水平。根据NFPA最近的调查,NFPA1710将在全美30500个消防机构中的3300~3600个得到正式的应用,也推广到加拿大有些地区[10]。

英国对消防救援力量的部署标准是依据内政部批准的“风险指标”,把消防队的辖区划分为“A”、“B”、“C”、“D”四类区域,名为“风险分级”系统。其目的是对消防队的辖区进行风险评估,确定辖区内的各种风险区域,进而确定该风险区域发生火灾后应出动的消防车数量和消防响应时间。1995年,英国的审计委员会了一份题为“消防方针”的考察报告,认为这种方法没有充分考虑建筑设施的占用情况、社区的人口统计情况和社会经济因素,也没有把建筑物内的消防安全设施纳入考核范围。故而由审计委员会报告联合工作组与内政部的消防研究发展办公室一起,设立了一个研究项目。该项目的目的是开发一套供消防机构划分区域的风险等级,对包括灭火在内的所有应急救援力量进行部署,用于消防安全设施的规划并能解决上述问题的风险评估方法,再对开发出的方法进行测试。最后Entec公司开发出了计算软件,并于1999年4月以内政部的名义出台了“风险评估工具箱”测试版[11]。

三、国内外近期的城市区域火灾风险评估方法

(一)国内的城市区域火灾风险评估方法

张一先等采用指数法对苏州古城区的火灾危险性进行分级[15],该方法的指标体系考虑了数量危险性,着火危险性,人员财产损失严重度,消防能力这四个因素。1995年李杰等在建立火灾平均发生率与城市人口密度﹑城区面积﹑建筑面积间的统计关系基础上,选取建筑面积为主导参量,建立了以建筑面积为单一因子的城市火灾危险评价公式[12]。李华军[16]等在1995年提出了城市火灾危险性评价指标体系,该体系中城市火灾危险性评价由危害度﹑危险度和安全度三个指标组成,用以评价现实的风险,不能用来指导城市消防规划。

(二)美国的“风险、危害和经济价值评估”方法[13]

美国国家消防局与CFAI于1999年一起,在“消防局自我评估”及“消防安全标准”的工作的基础上,更突出强调了“火灾科学”的“科学性”,开发出名为“风险、危害和经济价值评估(Risk,HazardandValueEvaluation)”的方法。美国消防局于2001年11月19日了该方案,这是一个计算机软件系统,包含了多种表格、公式、数据库、数据分析方法,主要用于采集相关的信息和数据,以确定和评估辖区内火灾及相关风险情况,供地方公共安全政策决策者使用,有助于消防机构和辖区决策者针对其消防及应急救援部门的需求做出客观的、可量化的决策,更加充分地体现了把消防力量布署与社区火灾风险相结合的原则。

该方法的要点集中于两个方面:1、各种建筑场所火灾隐患评估。其目的是收集各种数据元素,这些数据能够通过高度认可的量度方法,以便提供客观的、定量的决策指导。其中的分值分配系统共包括6类数据元素:建筑设施、建筑物、生命安全、供水需求、经济价值。2、社区人口统计信息。用于收集辖区年度收集的相关数据元素。包括居住人口、年均火灾损失总值、每1000人口中的消防员数目等数据元素。

该方法已在一些消防局的救援响应规划中得到应用。以苏福尔斯消防局为例,它利用该方法把其社区风险定义为高中低三类区域,进而再考察这些区域的火灾风险可能性和后果:高风险区域包括风险可能性和后果都很大的以及可能性低、后果大的区域,主要指人员密集的场所和经济利益较大的场所;中等风险区域是风险可能性大,后果小的区域,如居住区;低风险区域是风险可能性和后果都较低的区域,如绿地、水域等,然后再把这些在消防救援响应规划中体现出来。

(三)英国的“风险评估”方法[14]

英国Entec公司研发“消防风险评估工具箱”,解决了两个问题:一是评估方法的现实性,是否在一定的时限内能达到最初设定的目标。经过对环境、管理、海事安全等部门所使用的各种风险评估方法的进行广泛考察之后,研究人员认为如果对这些方法加以适当转换,就可以通过不同的方法对消防队应该接警响应的不同紧急情况进行评估。二是建立了表达社会对生命安全风险可接受程度的指标。

Entec的方法分为三个阶段。首先应该在全国范围内,对消防队应该接警响应的各类事故和各类建筑设施进行风险评估,这样得到一组关于灭火力量部署和消防安全设施规划的国家指南。对于各类事故和建筑设施而言,由于所采用的分析方法、数据各不相同,所以对于国家水平上的风险评估设定了一个包括四个阶段的通用的程序:对生命和/或财产的风险水平进行估算;把风险水平与可接受指标进行对比;确定降低风险的方法,包括相应的预防和灭火力量的部署;对不同层次的灭火和预防工作的作用进行估算,确定能合理、可行地降低风险的最经济有效的方法。

国家指南确定后,才能提供一套评估工具,各地消防主管部门可以利用这些工具在国家规划要求范围内,对当地的火灾风险进行评估,并对灭火力量进行相应的部署。该项目要求针对以下四类事故制定风险评估工具:住宅火灾;商场、工厂、多用途建筑和民用塔楼这样人员比较密集的建筑的火灾;道路交通事故一类危及生命安全、需要特种救援的事故;船舶失事、飞机坠落这样的重特大事故。

第三个阶段是对使用上述评估工具的区域进行考查,估算其风险水平,与国家风险规划指南对比,并推荐应具备的消防力量和消防安全设施水平。

参考文献:

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