（安全技术及工程专业论文）建筑火灾风险综合评估系统研究.pdf

沈阳航空工业学院硕士学位论文 a b s t r a c t b u i l d i n gf i r er i s ke v a l u a t i o ni st h eb a s eo fb u i l d i n gf i r er i s km a n a g e m e n t ，c a r r y i n go u t b u i l d i n gf i r e r i s ke v a l u a t i o nc a ne f f e c t i v e l yp r e v e n ta n dc o n t r o lt h eb u i l d i n gf i r ea c c i d e n t o c c u r r i n g t h i sa r t i c l ea n a l y z e db u i l d i n gf i r er i s ka tf i r s t ，d e s c r i b e dt h ec a u s ea n dp r o c e s so f b u i l d i n gf i r eb r i e f l y , a n dm a d et h ef i r ei n f l u e n c i n gf a c t o r sb ec l a s s i f i e d ，a n dt h ei n d e xs y s t e m o ff i r er i s ke v a l u a t i o nf o rh i g h r i s eb u i l d i n g , p u b l i cb u i l d i n g , u n d e r g r o u n db u i l d i n ga n d s t o r a g eb u i l d i n gw e r ep r e s e n t a p p l y i n gt h ef u z z ym a t h e m a t i ct h e o r ya n da n a l y t i ch i e r a r c h y p r o c e s s ，t h e a r t i c l eu t i l i z e dt h et w oc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n t o b u i l d i n gf i r e r i s k a s s e s s m e n t ，i n t r o d u c e dt h e i rm a t h e m a t i cm o d e la n dt w ok i n d so ff a c t o rw e i g h tc a l c u l a t e m e t h o d a 珊a n dd e l p h i b a s e dt h ea n a l y s i so fb u i l d i n gf i r ei n f l u e n c i n gf a c t o r sa n dr e s e a r c ho ft h eb u i l d i n gf i r e r i s kc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o d ，i n t e g r a t et h et h e o r yo fk n o w l e d g ee n g i n e e r i n g ，t h e a u t h o rd e v e l o p e dc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ns y s t e mo f b u i l d i n gf i r er i s kw i t hv i s u a lc + + t h e s y s t e mh a se v a l u a t i o nm o d e lr e s e t t i n g ，e v a l u a t i o np r o c e s sl e a d i n g , e v a l u a t i o nk n o w l e d g e s u p p o r t i n ga n ds oo n t h es y s t e md e s i g n e dt h ek n o w l e d g eb a s ea n dm o d e lb a s ep a r t i c u l a r l y , s oi tc a nb em e e tt h en e e do fp r a c t i c e , i tc a nm a k et h eb u i l d i n gf i r er i s ke v a l u a t i o nm o r e f a c i l i t ya n dt h eb u i l d i n gf i r es a f e t yd e c i s i o nb e c o m e m o r ee f f i c i e n t a tl a s t ，t h ea u t h o ra p p l i e dt h ec o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ns y s t e mo f b u i l d i n gf i r er i s ki na m a r k e t p l a c e , a n dg o tt h ef i r er i s kg r a d eo f t h i sb u i l d i n g t h ee x a m p l es h o w e dt h ef e a s i b i l i t y o f t h i se v a l u a t i o ns y s t e m , a n di tc a nb eu s e di nr i s ke v a l u a t i o nf o rt h eb u i l d i n gf i r e k e yw o r d s ：b u i l d i n gf i r e ；r i s ke v a l u a t i o n ：k n o w l e d g ee n g i n e e r i n g ；v c + + 1 1 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完 成的。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体 已经发表或撰写过的作品或成果，也不包含本人为获得其他学位而使 用过的成果。对本文研究做出重要贡献的个人或集体均已在论文中进 行了说明并表示谢意。本声明的法律后果由本人承担。 论文作者签名：j 彬喁 年月埸日 版权授权说明 本人授权学校“有权保留送交学位论文的原件，允许学位论文被 查阅和借阅，学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以影印、 缩印或其他复制手段保存学位论文”；愿意将本人学位论文电子版提交 给研究生部指定授权单位收录和使用。学校必须严格按照授权对论文 进行处理，不得超越授权对毕业论文进行任意处置。 授权人：j 批喟 7 年月力日 沈阳航空工业学院硕十学位论文 1 1 火灾 第1 章绪论 1 1 1 火灾危害 火的出现和使用是人类文明的重要转折点，在人类历史进程中具有里程碑的意义， 火的使用推动社会进步的车轮滚滚向前，它在人类发展的长河中起着无法替代的重要作 用。 火和其他事物一样具有双重性，它既能给人类带来光明和温暖，带来健康和智慧， 促进人类文明的不断发展；同时它又能成为一种具有很大破坏能力的多发性灾害，对人 类的生活、生产乃至生命安全构成威胁。 火灾是各种自然灾害中最常见、最危险、最具毁灭性的灾害，当火失去控制时，它 就变成了一个“魔”，在给人们带来有形伤害的同时，它更会给人们留下深重的无形伤 害，在人们心中造成的心理阴影将是永远无法磨灭的。 1 1 2 火灾统计 根据联合国世界火灾统计中心提供的资料，近年来，在全球范围内，每年发生的火 灾就有6 0 0 7 0 0 万起，有6 5 0 0 0 7 5 0 0 0 人死于火灾【1 。2 1 。 我国数据统计显示： 1 9 9 1 年至2 0 0 0 年十年间，全国发生火灾8 8 8 4 8 5 起，死2 4 5 6 4 人，伤4 3 4 4 2 人，直 接财产损失1 1 6 4 亿元。 2 0 0 1 年全国共发生火灾2 1 5 8 6 3 起，死2 3 1 4 人，直接财产损失1 3 9 亿元。 2 0 0 2 年全国共发生火灾2 5 9 2 3 6 起，直接经济损失1 5 6 亿，其中重大火灾6 7 1 起， 直接经济损失2 6 6 3 3 3 万，特大火灾6 0 起，直接经济损失2 0 4 1 6 万。 2 0 0 3 年全国共发生火灾2 0 5 万多起，死亡1 8 6 6 人，受伤2 6 0 1 人，直接财产损失 1 5 9 亿元，其中共发生一次死亡1 0 人以上的群死群伤火灾6 起，死亡1 0 4 人。 2 0 0 4 年全国发生火灾2 5 2 7 0 4 起，死亡2 5 5 8 人，受伤2 9 6 9 人，财产损失1 6 7 亿元。 2 0 0 5 全国共发生火灾2 3 5 9 4 1 起，死亡2 4 9 6 人，受伤2 5 0 6 人，直接财产损失1 3 6 亿元。 沈阳航空工业学院硕士学位论文 1 9 9 0 年到2 0 0 5 年全国每年火灾直接财产损失统计如图1 1 所示： 图1 11 9 9 0 - 2 0 0 5 年全国火灾直接财产损失统计 1 2 建筑火灾风险评估研究目的和意义 出正确合理的事故成因调查分析嘲。 兀 堕雷圆 几 匝困亏参兰固 ( 、墨竺! 竺兰量) 图1 2 火灾风险评估框架 2 沈阳航空工业学院硕士学位论文 建筑火灾风险分析评估的主要工作是运用火灾科学中的消防安全工程学，结合系统 安全工程等理论方法，科学地分析和评估建筑火灾发生的可能性和后果的严重性，得出 火灾风险状况，制订防治火灾的对策和措施。目前建筑火灾风险评估已经成为现代消防 工作的重要组成部分1 4 , 5 1 。 1 2 2 建筑火灾风险评估研究的意义 建筑火灾风险评估是建筑火灾安全管理中的关键技术。将消防安全管理建立在科学 的、系统的、完善的风险评估之上是势在必行的，我们迫切的需要了解掌握将建、在建， 已建的建筑物存在的火灾隐患，及其发生火灾的可能性和后果严重程度，做到掌控有度， 以便能够做出正确的科学决策，采取确实有效可行的预防措施，达到消除或者降低火灾 隐患的目的。 建筑火灾风险评估的意义主要体现在： ( 1 ) 减少火灾事故的发生和控制火灾事故的损失。 ( 2 ) 促进性能化设计的发展和进步。 ( 3 ) 为城市消防规划提供依据。 ( 4 ) 为保险业制定合理的保险费率提供科学的根据。 1 3 建筑火灾风险评估的现状 国外的建筑火灾风险评估研究工作开始于上世纪7 0 年代，以研究建筑性能化防火 设计为背景展开的 6 - 9 1 。 二次大战结束以后，各国经济相继全面复苏，国家重建大规模实施，城市建设也日 新月异，许多国家相继出现了许多现行设计规范( 也就是我们通常所说的“处方式”规 范) 无法解决的“超规”建筑，解决这些超出规范的建筑防火设计只能依靠性能化防火 设计方法。性能化防火设计是通过运用火灾科学和消防安全工程的理论和方法，结合建 筑物的自身结构特点、用途以及内部可燃物的数量和分布等方面的具体情况，由设计者 根据建筑的各个不同空间条件、功能及其它相关条件，设计该建筑物的总体防火安全方 案，然后用消防安全工程学的方法，对建筑的火灾风险进行预测和评估，设计和评估过 程循环往复，直到得出最优的防火设计方案，以达到保护建筑物内的人员、财产、设备 安全的目的。因此，出于上述目的英国、美国、澳大利亚、加拿大、法国、英国、荷兰、 3 沈阳航空工业学院硕十学位论文 新西兰、瑞典和西班牙等国以及国际标准组织( i s o ) 都纷纷开展研发性能化防火规范 及其相应的工程工具、方法。开发了多种建筑火灾风险评估方法和模型，如2 0 世纪7 0 年代美国国家标准局火灾研究中心和公共健康事务局合作开发的火灾安全评估系统 ( f s e s ) ；加拿大国家建筑研究院( n r c ) 研究的火灾风险与成本评估模型f i r e c a m ； 澳大利亚消防规范发展中心( f c r c ) 开发的c f _ s a r e - r i s k 模型等。 我国于1 9 9 6 年开始组织有关单位和人员系统地开展相关研究，目前天津、上海、 成都、沈阳四个消防科学研究所、中国建筑科学研究院、中国科学技术大学火灾科学国 家重点实验室、同济大学、东北大学、中国人民武装警察部队学院等科研单位和高校都 在开展火灾风险评估相关方面的研究工作。 与国外发达国家相比，我国对火灾风险评估的研究开展较晚，但也取得了一系列的 成绩。其中代表有中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室的范维澄院士提出了火灾 的双重性模型，并在此模型的基础建立了建筑火灾综合评估的理论框架：中国建筑科学 研究院防火研究室李引擎等人于1 9 9 8 年完成了建筑火灾的风险评价研究等。 世界各国对火灾风险评估的方法和理论进行了广泛的研究和探讨，取得了较为丰硕 的成果，总结起来火灾风险评估方法主要有以下几类，如图1 3 所示： 火灾风险评估方法 ( 1 ) 经验法 安全检查法 经验法+ 一预先危险分析 。f t a 逻辑推导法一e t a 指数法 耋耄篓炸指数法 1 一 。a s e r 计算机模拟一c f a s t 【一 广层次分析法 综合评估法_ 一模糊综合评估法 l 一 图1 3 火灾风险评估方法 4 沈阳航空工业学院硕士学位论文 1 ) 安全检查法 安全检查法是在对危险源进行充分分析的基础上，列出所有的危险因素，确定检查 项目，然后编制成表，按此表进行检查。编制检查表的项目主要是根据有关消防规范的 要求、条款，隐患及控制措施主要根据专家的经验。另外，该表在使用过程中易于抓住 火灾危险源主要的危险因素，若发现有遗漏之处也容易添加。 安全检查法只能进行定性的分析。过度依赖现行相关法规，而且法规的更新速度远 远赶不上“超规”建筑出现的速度以及材料和工艺更新的速度。 2 ) 预先危险分析法( p h a ) 预先危险分析是一种应用范围较广的定性评估方法。在初期设计阶段，如：建筑物 设计或者装修之前，对系统中存在火灾诱发条件、火灾事故后果等进行粗略的分析，尽 可能将潜在的危险性弄清楚，不足是过分依靠经验，无法承担定量评估。 ( 2 ) 逻辑推导法 以事故树( b - t a ) 法和事件树( e 1 a ) 法为其代表。这类方法运用运筹学原理对火 灾的原因和结果进行逻辑分析，能够分析出诱发火灾发生的各个因素之间的逻辑联系， 即可进行定量分析也可进行定性分析，并且可以明确的根据分析出的导致火灾发生的基 本事件制定相应的防灭火措施。 逻辑推导法遇到对象复杂的时候，分析的过程烦杂，内容太多，不利于操作。 ( 3 ) 指数法 1 ) 火灾，爆炸危险指数法 “火灾，爆炸危险指数”评价法是由美国道( d o w ) 化学公司提出的。该评价法 以代表主要物质在火灾、爆炸中放出能量的潜在危险的“物质系数”为基础，分别计算 特殊物质的危险值、一般工艺危险值和特殊工艺危险值，再通过一定的运算得出“火灾， 爆炸危险指数”，并根据指数的大小对化工装置的危险性程度进行分级。 该方法适用于管理到位、资料充分的化工企业，其在实旌时较烦琐、评价周期太长。 2 ) 蒙德法 “蒙德法”是英国帝国化学公司蒙德法( m o n d ) 在“火灾，爆炸危险指数”方法的基 础上发展起来的。该法既继承了道化学公司的“火灾，爆炸危险指数”法，同时在其定 量评价的基础上做了改进，针对化学工艺特点引进了物质毒性的概念，提出包括物质毒 5 沈阳航空工业学院硕士学位论文 性在内的“火灾，爆炸，毒性总指标”的计算，再进行采取安全对策措施加以补偿后的 最终评价，是一种较适合对化工装置的火灾、爆炸、毒性危险程度进行评价的方法。 ( 4 ) 火灾过程的计算机模拟 火灾基础科学、计算机科学的发展，使用计算机模拟火灾成为了可能，虽然完全模 拟火灾的真实过程目前还做不到，但用计算机模拟火灾这种方法和思路确实为人们开辟 了一条探索火灾规律的新路径。国际上已经开发了多种模拟火灾发展的火灾模型。在欧 美发达国家，火灾模型已成为有关部门进行火灾危险分析、防火安全设计的基本工具。 在我国，这种方法近年来也有较快的发展。 火灾过程的计算机模拟的不足：目前火灾模拟程序中的数学模型多为经验公式，很 多的地方还有待改进和修正。火灾模型法不能独立用于火灾危险分析，需要与其他方法 配合使用。 ( 5 ) 综合评估方法 火灾的发生是多因素共同作用的结果，不少方法很多时候忽略了对诱发火灾的各种 影响因素以及各因素间相互影响制约的深入研究，使建筑物火灾安全性能评估存在一定 的局限性。而综合考虑各种诱发因素的综合评估方法在一定程度上弥补了这种缺陷，所 以增强火灾风险综合评估方法的理论研究，并将其与计算机技术结合起来，开发针对建 筑火灾风险评估的综合评估系统，以便实现高效、快速的风险评估，对促进建筑火灾风 险评估的发展有重大意义。 1 a 基于知识工程的建筑火灾风险综合评估系统 随着管理科学的不断发展，专家学者提出的综合评估方法越来越多为了更好地评 估，人们总是希望用不同的方法进行验证。于是，在一个综合评估系统中包含多个评估 方法已经成为一个趋势。 就火灾风险评估而言，它不仅涉及消防安全工程学，而且涉及管理学、工效学等社 会人文学科，这其中始终要有人的参与和实施，领域专家的知识和经验对于火灾风险综 合评估来说非常宝贵的。这些宝贵的经验是经过长期积累，而且很多是经过血与火的检 验而形成的，正确有效的利用这些知识是火灾风险评估工作的一个至关重要的步骤。 2 0 世纪中叶以后，由于信息处理技术的进步，计算机科学家加入研究知识的行列。 6 沈阳航空工业学院硕十学位论文 1 9 7 7 年，费根鲍姆教授提出了“知识工程”的概念，成为知识可操作化的一个里程碑。 知识工程是随着电子计算机技术和人工智能的发展而诞生的一门新兴学科，它是从 知识的本源上来探讨知识的产生和使用，进而建造有效的知识系统。它的目的在于使人 们有效地掌握、存取、传播和应用知识，提高认识自然和改造自然的能力。 随着信息技术的发展，火灾风险评估同样也开始向智能化的方向发展，基于知识工 程的综合评估系统顺势产生，其框架如图1 4 所示： 图1 4 基于知识工程的综合评估框架 人和计算机有着不同的优势，人的优势是善于利用自己所掌握的知识和经验，综合 各种信息因素进行分析、判断、决策，而计算机善于一些固定的、程序化的、重复的繁 杂运算等。 如果引入知识工程的概念，将人和计算机分工协作这个模式采用到建筑火灾风险评 估中，在评估过程中更多的考虑了人的专长，更多的挖掘了人的知识、经验和聪明才智， 运用面向对象的知识表示方法，开发以决策支持系统( d s s ) 理论技术为支撑的综合评 估支持系统，在系统中建立与火灾评估有关的知识库和模型库，将知识调用和模型调用 有机地结合起来，这无疑将会大大的提高火灾风险评估的效率和科学性，本课题将在这 方面做一些探讨。 1 5 论文主要内容 本文的主要内容如下： 第一章绪论。主要介绍火灾的危害，以及火灾风险评估的必要性、意义和现状， 7 沈阳航空工业学院硕士学位论文 分析各种火灾风险评估方法的优缺点和适用范围，提出开发基于知识工程的建筑火灾风 险综合评估系统的思路。 第二章建筑火灾风险分析。借助n f p a 5 5 0 中的火灾安全概念树分析影响建筑火灾 安全的各种因素，在此基础之上，建立高层建筑、人员密集场所、仓储建筑、地下建筑 的火灾风险评估指标体系。 第三章建筑火灾风险综合评估方法研究。建立火灾风险综合评估的数学模型，给 出了因素权重计算方法，并对利用a h p 法计算权重时遇到的不一致性矩阵问题提出了 一些改进措旌。 第四章建筑火灾风险综合评估系统的总体设计。确立了开发基于知识工程的火灾 风险综合评估系统的总体设计思想。 第五章建筑火灾风险综合评估系统的实现。以基于类的面向对象的知识表示方法 来实现建筑火灾风险评估知识在计算机中的表达，运用v c + + 开发系统，其中包括模型 库，知识库。综合评估予程序，权重计算子程序的设计等。 第六章实例应用。以某商场为例，应用综合评估系统对其进行火灾风险评估，取 得了较为满意的结果。 8 沈阳航空工业学院硕士学位论文 2 1 建筑火灾 第2 章建筑火灾风险分析 建筑火灾是可燃物违背人的主观意愿，在时间和空间上失去控制和约束的燃烧，其 成因机理复杂多变。然而世界上万事万物都有一定的规律可循，火灾也不例外，尽管其 成因复杂，其依然遵循基本物理化学定律。可燃物燃烧过程一般包括起火、成长、蔓延 到熄灭等一系列阶段，其过程如图2 ，1 所示： 起火蔓延轰然时间 图2 1 可燃物燃烧过程 在火灾的初期阶段，其燃烧较为微弱，造成的危害和损失也不太严重，尽管其影响 不大，但若不采取紧急控制措施任其发展，必将付出沉重的代价。 在火灾的早期及时将其扑灭具有非凡的意义，这也是火灾报警探测装置存在的价 值。现代化的大型公共建筑物、医院和商场等人员密集场所，为提高对火灾早期阶段的 控制能力，都应按国家标准配备完备的消防报警探测设备。在进行建筑物火灾风险评估 时建筑物的火灾探测、自动喷淋等消防设施将是考察和关注的重点。 当火灾温度达到一定时，所有的可燃物都可发生燃烧，这种现象通常称为轰燃，可 致使火灾蔓延到其他区域。此时应当依靠防火、防烟分区、以及防火卷帘、防火门等将 火灾控制在一定的区域内，控制其蔓延扩大。 在充分发展阶段，室内高温可使建筑构件的承载能力急剧下降，甚至造成建筑物的 坍塌，火灾充分发展阶段的持续时间取决于可燃物的性质、数量和建筑物的通风条件等。 随着可燃物和氧气的消耗，火灾的强度逐渐减弱，直至火焰自行熄灭。 把一般建筑火灾的发展过程归纳成四个阶段见表2 1 ： o 沈阳航空丁业学院硕士学位论文 表2 1 火灾的发展四阶段 阶段描述 起火阶段 第一阶段火灾可能快速成长，可燃液体出现有焰燃烧，并可能导致火焰的蔓延，也可能 因为通风不良而阴燃。产生的热量很低，但伴随着大量的未燃物质( 烟雾) 初期增长阶段 第二阶段火灾由局部的火势迅速的转变为室内所有可燃物开始燃烧，此时被动式消防措 施可防止热冲击的作用 充分发展阶段 室内所有可燃物都已经被点燃，热量的最大释放速率受该部位的通风状况及可 第三阶段 燃物的数量影响。此时需要采取防火构件( 被动防火系统) 阻止火焰及烟雾的 蔓延到其他空间 衰退阶段( 冷却期) 第四阶段 室内可燃物逐渐燃尽，室温下降 2 2 建筑火灾原因分析 按照“两类危险源”进行划分理论； i 类危险源：根据事故致因理论中的能量意外释放论，事故是能量的意外释放，能 量或危险物质在事故致因中占有非常重要的位置。将该理论应用到火灾事故中，如易燃 固体、可燃气体等我们可以将之称为i 类火灾危险源，火灾后果严重程度与i 类火灾危 险源具有的能量成正比。 类危险源：把导致各种危险物质和能量约束或限制措施破坏、失效的各种因素称 为类危险源。火灾事故中，类火灾危险源通常包括人、物、环境三个方面的问题。 2 3 风险及风险管理 2 3 1 风险的概念 风险( r i s k ) 是一个通常的用语，也是一个重要的科学术语，它是一种客观存在， 人类要生产，要生活就不可避免要存在事故风险。 ，1 0 沈阳航空工业学院硕士学位论文 目前国内外对“风险”一词虽无严格统一的定义，但其核心内容基本一致。 通常风险包含了危险性和危害性两重意义，即事故的可能性和发生后产生的损害两 重含义，可同函数来表示： r = f ( e ，c ) 其中置风险；j p 二事故的发生率；c 事故的损害。 2 3 2 风险管理 风险管理是指采用系统、规范的方法对风险所进行的管理。一般来说，风险管理包 括三方面的内容即风险辨识、风险评估、风险控制。其中，风险辨识是风险评估的日口提 和条件，风险评估又是风险控制的依据，其关系如图2 2 所示： 风险管理 风险识别 - j 风险评估 | 风险控制 2 4 建筑火灾风险评估流程 图2 2 风险管理 建筑火灾风险评估的流程如下： ( 1 ) 风险评估对象的选择确定 建筑的类别是多种多样的，目i j 还没有较统一的划分依据1 1 0 - 1 3 】。借鉴2 0 0 5 年沈阳 市消防局负责实施的“沈阳市重大危险源调查评估工作”中以重大火灾危险源的角度对 建筑类别的划分、结合建筑火灾风险评估的需要初步的将其分为以下： 1 ) 仓储建筑： a 、一般物质 b 、危险化学物质 2 ) 地下建筑 a 、地下仓库 b 、地下商场 沈阳航空1 = 业学院硕士学位论文 3 ) 高层公共建筑 a 、办公写字楼 b 、宾馆饭店 c 、商住楼 4 ) 人员密集场所 a 、港口、候船室、车站、候车室、机场候机厅等 、 b 、餐厅、旅馆 c 、集体宿舍 d 、商场、超市 e 、劳动密集型车间 f 、体育场馆 g 、图书馆、博物馆、档案馆、展览馆等 h 、学校教学办公楼、试验楼等 i 、养老院、幼儿园、托儿所等 j 、医院 k 、娱乐场所、影剧院等 l 、重要机关和单位 5 ) 其他建筑 ( 2 ) 火灾危险源辨识 在火灾危险源辨识过程中采用如下思路：通过分析建筑物空间结构，设定建筑物内 若干典型火灾场景，整理出包括该场景的建筑结构特性，可燃危险品构成等数据从而分 析各火灾场景的火灾发展特性。 ( 3 ) 评估等级划分和指标定量化 通过对建筑火灾危险源的辨识，确定了影响建筑火灾安全的各种因素，对于不同 的因素应当使用不同的参数描述为了实施计算，还应当对这些参数进行量化处理。 ( 4 ) 火灾可能性评估 火灾可能性涉及的问题很多，根据火灾的发展过程，它至少可包括起火可能性和火 灾蔓延可能性两大方面。 1 2 沈阳航空工业学院硕士学位论文 ( 5 ) 火灾后果评估 火灾后果主要包括人员伤亡，财产损失，环境污染等有形损失，还包括社会影响等 无形影响。 ( 6 ) 评估结论 对于多个方面的综合评估，列出主要危险因素评估结果，指出应重点防范的有害因 素，明确应重视的安全对策，评估结论的形式应根据评估需要确定。 2 5 建筑火灾风险评估指标体系的建立 2 5 1 建筑火灾风险评估指标体系建立的原则 建筑火灾安全评估指标体系，是进行建筑火灾风险评估的基础，选择的指标是否全 面、客观、实际都关系到整个评估结果的可靠性和正确性【件1 7 1 。建立评估指标体系时， 要遵循的原则： ( 1 ) 科学性 指标的设计应该科学，每一个指标的名称、定义、解释、计算方法、分类等要讲究 科学性、真实性、规范性。 ( 2 ) 全面性 在确定指标体系时要充分考虑到导致建筑火灾发生的各种因素，保持指标体系之间 的完整性和全面性。 ( 3 ) 层次性 建筑火灾风险评估是一个包含几个层次的复杂系统，它可以分解成为若干个小系 统，指标体系应该包含自上而下的各个层次。 ( 4 ) 稳定性和动态性相结合 既要有反映目前的指标，也要有反映变化的动态指标，但是指标体系应该在一定的 时间内保持一种相对稳定的状态，以便于衡量一定时期内建筑火灾风险的发展状况。 2 5 2 建筑火灾风险评估指标体系建立的方法 。 借助美国消防协会的标准n f p a 5 5 0 即火灾安全概念树指南中的火灾安全概念 树，结合建筑火灾的特点来分析要达到建筑火灾安全所要采取的措施和手段。在 n f p a 5 5 0 中欲实现火灾安全主要从两个方面来着手：阻止火灾发生和控制火灾影响，火 1 3 沈阳航空工业学院硕士学位论文 灾安全概念树的上部分支如图2 3 所示： 害q f j 图厶3 火灾安全概念树上部分支 ( 1 ) 阻止火灾发生 火灾安全概念树中阻止火灾发生的分支如图2 a 所示： 图2 4 火灾安全概念树中阻止火灾发生的分支 分析得出欲阻止建筑火灾的发生主要从燃烧的三要素着手，导致火灾发生的影响因 素有： 1 ) 可燃物。主要考虑因素有可燃物数目，可燃物性质，可燃物的分布，可燃物的 排列方式等。 2 ) 火源。火源包括内部火源和外部火源。主要考虑因素是否存在明火，电线电缆 耐火性能、电器设备的操作、变配电设备状况、安全用火情况，外部火源传递等。 3 ) 控制可燃物与点火源的相互作用。在建筑火灾中主要通过建筑设计以阻挡和隔 离的方式来实现控制可燃物与火源的接触和相互作用。可采取的措旌有设置防火分区、 1 4 沈障i 航空工业学院硕士学位论文 防烟分区、安装空调通风系统、防火门、防火卷帘的使用等。 ( 2 ) 控制火灾影响 控制火灾影响可以通过两种手段或者方式，包括：管理火灾和管理暴露在危险中的 未遮蔽物体，其分支结构如图2 5 所示： 图2 5 火灾安全概念树中控制火灾影响分支 火灾安全概念树中管理火灾分支如图2 6 所示： 图2 6 火灾安全概念树中管理火灾分支 管理火灾是个复杂的过程，建筑火灾中有以下几个因素对火灾的管理产生影响。 1 ) 火灾报警灭火系统。考虑的因素包括火灾自动报警系统、消防栓系统、灭火器 配备、自动喷淋系统等。 2 ) 建筑情况。包括建筑物的空间结构，耐火性能，建筑材料，以及防火分区，防 烟分区的设计，以及阻燃材料的选用等，通过这些手段来控制火灾的蔓延。 3 ) 火灾载荷。影响因素有可燃物的性质和数量，以及空间分布等。 1 5 沈阳航空工业学院硕士学位论文 4 ) 灭火能力。灭火能力包括消防队灭火能力和内部人员灭火能力。影响消防队灭 火能力的因素有最近消防队的距离，消防队装备，日常训练水平以及人数，同时还包括 公共消防设施的情况；影响内部人员灭火能力的因素有人员消防安全技能等。 5 ) 消防安全管理。包括日常的安全规章制度，安全职责分配，消防安全教育等。 火灾安全概念树中管理未遮蔽物体分支如图2 7 所示，这里未遮蔽物体包括暴露在 危险中的人和财产等。 图2 7 火灾安全概念树中管理未遮蔽物体分支 在火灾发生时，要迅速展开人员疏散、避难救援工作，以及财产转移等。在寄希望 于外部救援的同时，也要积极展开自救。 影响疏散避难救援的因素有： 1 ) 疏散设计。包括安全出口，疏散通道，疏散指示，广播诱导，疏散照明的设计 等。 2 ) 人员避难。影响人员避难能力的因素有建筑内的人员特性，包括消防安全意识， 身体素质等：另一方面影响人员避难的是防排烟和空调通风设计等。 3 ) 外部救援。影响外部救援能力的因素主要有救援设备的配备，救援力量的训练， 以及医疗救护机构的距离等。 1 6 沈阳航空工业学院硕士学位论文 利用n f p a 5 5 0 中的火灾安全概念树的概念和思想，针对建筑火灾的特点，分析归 纳出影响建筑火灾安全的因素主要有以下几大类，如图2 8 所示： 建筑火灾安全 建筑设计情况 火灾载荷 火源控制 消防设施 灭火能力 消防安全管理 疏散避难救援 图2 8 建筑火灾安全影响因素 2 6 高层建筑火灾风险评估指标体系的建立 2 6 1 高层建筑的特点 高层建筑火灾由其自身特点决定，概况起来有以下几个方面： ( 1 ) 建筑内部装修材料多 高层建筑中的大量采用易燃或可燃材料，尽管一些可能经过了阻燃处理，但遇火后 这些易燃、可燃材料将分解出大量有害的烟气和毒气，直接危及人的生命安全。 ( 2 ) 人员多且集中 一般高层建筑容纳有成百上千甚至数以万计的人员，一旦发生火灾，人的慌乱心理 加上建筑通道复杂及楼层多等，使人员疏散难度大，难以安全疏散逃离。 ( 3 ) 管道竖井多 高层建筑内部必然设置电梯及楼梯井、电线电缆井等。这些竖井若未加垂直和水平 方向隔断，一旦烟火窜入，则会产生“烟囱”效应，使火灾迅速蔓延扩散到上层楼房。 2 6 2 高层建筑火灾风险评估指标体系 高层建筑火灾风险评估指标体系见表2 2 所示： 1 7 沈阳航空工业学院硕士学位论文 表2 2 高层建筑火灾风险评估指标体系 一级指标权重二级指标权重 建筑结构0 2 0 0 建筑高度0 3 4 1 建筑设计o 0 9 瞎 耐火等级o 1 7 4 防火，防烟分区设计0 2 8 5 火灾载荷密度 o 5 9 8 火火荷载0 0 8 7 火灾载荷分布 o 4 0 2 动明火情况0 1 1 2 吸烟o 0 4 5 电线电缆耐火性能 0 3 7 8 高 火源控制0 1 0 1 电器安装使用 0 2 8 3 层 毗邻情况0 ，1 1 3 建 防静电设计0 0 6 9 筑 火 火灾探测报警系统 o 3 7 1 灾 机械防排烟设施0 1 0 1 风 消防设施o 1 4 5 糟火栓系统0 1 7 6 险 灭火器系统 0 1 3 8 评 自动喷淋系统0 2 1 4 估消防戍急预案 o 2 9 8 指消防规章制度 0 2 8 7 消防安全管理0 1 0 9 标安全检查 0 1 7 9 体 专职值班 0 2 3 6 系 消防队业务素质o 1 7 6 最近消防站距离 o 1 5 1 灭火能力0 1 9 0 消防装备0 2 7 4 消防车道 0 1 4 4 公共消防设施o 2 5 5 疏散通道 0 1 8 1 安全出口o 2 8 1 疏散指示 o 1 7 9 疏散避难o 2 7 0 广播诱导系统o 0 9 6 避难层0 1 2 3 人群特性 0 1 4 1 1 8 沈阳航空工业学院硕士学位论文 2 7 人员密集场所火灾风险评估指标体系的建立 2 7 1 人员密集场所的特点 近年来，我国人员密集场所事故频频发生，如辽宁阜新艺苑歌舞厅火灾、河南焦作 天堂音像俱乐部特大火灾等都造成了群死群伤和重大财产损失。 人员密集场所具有以下特点： ( 1 ) 建筑物使用功能复杂多变 此类场所大多附属于其它建筑物内，使得一个建筑物具有多种用途。多数公共建筑 大多分层出租，各单位为了自己集团的小利益与安全，往往“分层而治”或者“分区而 治”，擅自堵塞疏散楼梯，锁闭安全出口的情况屡见不鲜，使得原本设计的疏散通道在 紧急情况下成了“鬼门关”。 ( 2 ) 人员疏散困难 由于功能的多样性导致使用人员的不确定性，因此在发生紧急事故进行疏散时，多 数人往往不熟悉建筑物内疏散设施的布置，导致疏散困难。 如许多商场在节假日或促销期间，人流量要远大于平时，甚至出现摩肩接踵的情况， 这样的人员密度远远大于设计的人员密度值，在火灾情况下若不能保证正常有序的疏 散，则后果不堪设想。有些娱乐休闲场所为了追求经济利益超员经营，都给疏散带来很 大的困难。 ( 3 ) 装修精美，火灾载荷大 很多建筑为了追求良好的室内效果，大多经过豪华的装修。如果在装修中使用不符 合相关标准的材料，那么无疑会增加火灾发生的概率。 2 7 2 人员密集场所火灾风险评估指标体系 人员密集场所火灾风险评估指标体系见表2 3 所示： 1 9 沈障f 航空工业学院硕士学位论文 表2 3 人员密集场所火灾风险评估指标体系 一级指标 权重二级指标权重 建筑结构 0 2 0 0 建筑材料 0 3 4 1 建筑设计o 1 0 6 耐火等级0 1 7 4 防火防烟分区设计 o 2 8 5 火灾载荷密度0 5 9 8 火灾荷载0 1 1 3 火灾载荷分布o 4 0 2 动明火情况 0 1 1 2 人 吸烟0 0 4 5 员 火源控制0 1 1 4 电线电缆耐火性能0 3 7 8 密 电器安装使用o 2 8 3 集 毗邻情况0 1 8 2 场 火灾探测报警系统o 3 7 1 所 机械防排烟没施o 1 0 1 火 消防设施0 1 7 5 消火栓系统o 1 7 6 灾 灭火器系统0 1 3 8 风 自动喷淋系统0 2 1 4 险 消防定期演练 0 1 3 5 评 消防规章制度 o 1 5 2 估 消防安全管理 0 1 0 5 消防戍急预案 0 2 9 8 指 安全检查 0 1 7 9 标 专职值班 o 2 3 6 体 消防队业务素质o 1 7 6 系 最近消防站距离o 2 5 1 灭火能力 0 1 7 5 消防装备0 2 7 4 消防车道0 1 4 4 内部人员消防技能 0 1 5 5 疏散通道0 1 8 1 安全出口o 2 8 1 琉散指示o 1 7 9 人员疏散 o 2 1 1 广播诱导系统o 0 9 6 人群密度0 1 2 3 人群安全意识 0 1 4 1 2 0 沈阳航空工业学院硕十学位论文 2 8 仓储建筑火灾风险评估指标体系的建立 2 8 1 仓储建筑的特点 仓储建筑的特点是由仓储建筑结构、储存物资的形式、储存物资的数量以及仓储建 筑所处的地理环境所决定的。 特点有： ( 1 ) 可燃物质数量多，堆放高度集中 普通物资仓储建筑内存放大量的可燃物，如日用百货、纺织化纤制品、木材纸张、 橡胶制品、塑料制品等，大部分混存在一个库内，分别采用堆垛存放、货架分层存放、 托盘堆放等方式储，堆放的数量多，密度大，而且种类繁多。 ( 2 ) 布局混乱，通道不畅 大部分仓储建筑使用者认为，能利用的空间尽量用，不能利用的空间想办法用，使 物资布局比较混乱。发生火灾后堆垛坍塌，连成一片，不仅火势燃烧猛烈，而且蔓延速 度快，并造成消防通道堵塞，使消防车辆和救援人员不便进入前沿阵地作战。 ( 3 ) 管理人员少，火灾发现晚 仓储建筑管理人员的多少，通常根据仓储建筑规模的大小和费用开支来确定。在工 作时间上来看，上班时间人员较多，下班后人员较少，通常只有值班室有人值班，一旦 发生火灾，不能及时发现和报警，待有人发现报警，消防队到场后，火势已扩大到一定 规模。 ( 4 ) 地处偏僻，水源缺乏 大部分仓储建筑考虑到安全上的需要，按照城市规划的要求，选择在郊区和人烟稀 少的地段，这些仓储建筑地处偏僻，道路狭窄，通信联络不便，距离消防队较远，消防 队到场时间长，给扑救初期火灾带来好多不利。 另外，由于地理环境的限制，水源比较缺乏，只能靠车载水，远远满足不了灭火的 需要。 2 8 2 仓储建筑火灾风险评估指标体系 仓储建筑火灾风险评估指标体系见表2 4 所示： 2 1 沈阳航空工业学院硕士学位论文 表2 4 仓储建筑火灾风险评估指标体系 一级指标权重二级指标权重 建筑结构 0 2 0 0 建筑材料0 2 1 2 建筑设计o 0 8 7 耐火等级 0 2 7 4 防火防烟分区设计0 3 1 4 火灾载荷密度0 6 3 2 火灾荷载0 1 9 8 火灾载荷分布 0 3 6 8 动明火情况0 1 0 2 吸烟0 1 6 9 仓 火源控制0 1 1 4 电线电缆耐火性能 0 0 7 8 储 毗邻情况 0 1 0 3 建 人为纵火0 1 8 7 筑 火 火灾探测报警系统0 3 7 1 灾 机械防排烟设旖 0 1 0 l 风 消防设施 o 1 9 8 消火栓系统0 1 7 6 灭火器系统0 1 3 8 险 自动喷淋系统 0 2 1 4 评 估 消防定期演练 0 0 9 4 指 消防规章制度 o 1 5 2 标 消防安全管理 0 2 0 1 消防应急预案 0 1 9 8 体 安全检查 o 1 7 9 系 值班巡逻 0 2 3 6 消防队业务素质 0 1 7 6 最近消防站距离0 2 5 0 灭火能力 0 1 0 1 消防装备 0 1 3 3 消防车道0 1 8 7 消防水源 o 2 5 5 疏散通道0 1 8 1 安全出口 0 2 8 1 疏散救援 o 1 1 1 疏散指示 0 1 7 9 广播诱导系统0 1 3 6 救援设备 o 2 2 3 2 2 沈阳航空工业学院硕士学位论文 2 9 地下建筑火灾风险评估指标体系的建立 2 9 1 地下建筑的特点 地下建筑是指建造在地表以下建筑物。地下建筑的外部由岩石、土壤包围着，只有 内部空间，不存在外部空间，不像地面建筑有门、窗与大气相通，仅有与地面连接的通 道作为出入口，由于地下建筑存在着上述构造上的特点，与地面建筑相比，地下建筑发 生火灾时的特点主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 火灾时发烟量大 火灾时的发烟大与可燃物物理化学特性、燃烧状态、供气充足程度有关，在同等条 件下地下建筑发生火灾时一般供氧不足，温度开始上升较慢( 尤其是固体可燃物火灾) ， 阴燃时间稍长，发烟大。 ( 2 ) 火场温度高 地下建筑发生火灾时热烟气很难排出，散热缓慢，内部空间温度上升快，多次研究 比较表明，地下建筑火灾会较早地出现“爆燃”现象。 ( 3 ) 泄爆能力差 由于地下建筑基本上是个封闭体，易燃易爆物品发生爆炸时，泄爆能力差。 ( 4 ) 人员疏散困难 地下建筑完全靠人工照明，正常电源照明就比地面建筑的自然采光差，加之火灾时， 正常电源切断，人完全靠事故照明和疏散标志指示灯指引。如果没有事故照明，建筑内 将是一片漆黑，人员根本无法逃离火场，再加上浓烟如无机械排烟，疏散极为困难。 ( 5 ) 火灾扑救困难 地下建筑的火灾比地面建筑的火灾扑救要困难得多，扑救地下建筑火灾的难度相当 于扑救超高层建筑最顶上一层火灾的难度。 2 9 2 地下建筑火灾风险评估指标体系 地下建筑火灾风险评估指标体系见表2 5 所示： 2 3 沈阳航空1 二业学院硕士学位论文 表2 5 地下火灾风险评估指标体系 一级指标权重二级指标权重 建筑结构 o 2 5 l 建筑深度 0 ，3 6 4 建筑设计 o 1 1 4 耐火等级o 1 7 4 防火防烟分区设计0 2 1 1 火灾载荷密度 0 5 2 2 火灾荷载0 1 9 2 火灾载荷分布 o 4 7 8 动明火情况 0 1 0 2 吸烟o 1 4 5 地火源控制0 1 5 9 下 电线电缆耐火性能 0 0 7 8 电器安装使用 0 1 0 3 建 筑 火灾探测报警系统 o 3 7 1 火 机械防排烟设施 o 1 0 1 消防设施 o 1 3 4 消火栓系统o 1