国外区域火灾风险评估技术及应用现状

作者：杜霞，张欣，刘廷泉，2004-8-24 8:2336000页面功能字体：大、中、小关闭发送评论推荐摘要：介绍了英国区域火灾风险评估技术的现状以及日本和美国的相关技术，并对区域火灾风险评估技术的应用和研究提出了建议。关键词：区域火灾；火灾风险。评价1以前的声明火灾风险评估技术是现代火灾科学的重要组成部分。它是一种充分利用历史数据，预测火灾发生概率和灾害后果，通过分析影响火灾发生和发展的各种因素，合理量化火灾风险的现代消防技术。火灾风险评估技术的内容非常丰富，不同的评估方法根据其评估目的、对象、内容和指标有不同的应用价值。其中，区域火灾风险评估技术可以为城市提供灵活合理的消防力量，为火灾事故指挥员确定灭火方案提供依据，也可以作为城市和社区综合消防安全管理的科学决策依据。笔者主要介绍了英国区域火灾风险评估技术的研究现状以及日本和美国的相关情况，以期中国尽快开展相关技术研究和应用，使城市消防力量的配置更加科学。2英国区域火灾风险评估技术现状2.1研究背景英国从1936年开始研究区域火灾风险在消防部队规划中的应用。1944年制定的消防部队反应时间、速度和程度的标准是根据建筑规模和环境密度确定的。火灾风险评估是一种基于财产风险的定性方法。该方法将城市的典型区域划分为几个风险等级，如甲、乙、丙、丁等。每个风险级别代表一个具有特定典型特征的区域。对于具有不同风险水平的地区，相应的最低首次响应时间标准在1958年和1985年制定并修订了两次。该标准将城市的大部分消防力量分布在市中心商业区，而居民区的消防力量相对薄弱，在过去30至40年间，75%的家庭火灾造成人员伤亡，表明居民区是目前火灾风险较高的地区。1995年，英国审计委员会提出了更新消防部队标准的建议，并提出了降低生命风险的新的火灾风险评估方法，三年后取得了初步结果。新方法基于对生命风险的评估，旨在实现消防安全措施与生命、财产和环境风险水平之间的最佳平衡。2.2风险评估的研究内容风险评估方法将风险定义为可能性和后果的产物，即：风险=可能性后果。研究内容包括：(1)风险评估考虑了以生命风险和财产风险为重点的五类风险：个人生命风险、社会生命风险、财产风险、环境风险和历史遗产风险。(2)风险评估采用卫生安全管理部门的可容忍风险框架(见图1)。通过收集、分析和研究大量火灾统计和人口统计数据，确定了几种风险表达方法，如：人的伤亡率、指定区域/人群类型/群体的火灾发生率、一个区域内预测的重大灾害数量等。我们已经在全国范围内推荐了可容忍程度的风险指标。(3)研究火灾风险因素，包括建筑内容、人员、消防安全管理、建筑主动消防安全设施、建筑被动消防安全设施等。(4)开发了大量风险评估工具箱，包括住宅楼(1-2层)、其他建筑(1-2层住宅楼除外)、特殊服务、重大事故等。并且已经确定了几十种典型的火灾场景，以帮助消防队评估其管辖范围内的风险。评估工具是在分析和研究伤亡率、重大火灾次数、人员特征、建筑特征等因素的基础上开发的。它的特点是灵活性，基于历史记录和事故经验，具有(5)1999年至2002年在18个消防队的应用实践证明，风险评估工具箱具有一定的实用性。试验区包括一些中心城市、偏远村庄、大城市的居住和商业区以及中小城市的居住和商业区。事故类型包括低层和高层住宅建筑、现代和非现代商业建筑以及汽车火灾。2.3火灾风险评估工具箱的主要内容(1)住宅建筑面积评估工具箱。一是划分风险区域，初步确定划分区域的火灾风险等级。在划分的区域内，火灾发生率和火灾伤亡率一般应相近，危险区域应有明显的“自然”边界。该过程可以通过对具有典型特征的居住区进行定性描述，得出居住区的火灾风险等级。根据社会人口统计和火灾报警分布的判断，也可以得到该区域的火灾风险等级。二是量化火灾发生率和火灾伤亡率，确定区域火灾风险等级。利用过去4 5年火灾事故的历史数据，计算出两个关键的统计指标，即每n栋住宅的年火灾发生率和每x户居民的年火灾伤亡率。其中， FDR1是过去4至5年内每个风险区域内住宅建筑报告的火灾数量。根据这两个指标，确定火灾风险等级。(2)其他建筑评估工具箱(1-2层住宅除外)。阶段1:选择区域并确定调查计划。在评估开始时，消防管理区域(风险区域)首先被划分为较小的子区域(风险组)。消防队的旅行时间是划分风险群体的主要考虑因素。然后，确定风险组中每种用途的建筑物数量和调查的抽样方法，以便在准确评估(即调查了多少座建筑物)和评估工作量之间找到平衡。第2:阶段评估了每个被调查建筑中最大可能的生命、财产损失和火灾频率。每天每4小时评估一次失控火灾事故中可能受伤的最大人数；在没有消防员干预的情况下，评估失控火灾可能造成的最大财产损失；评估建筑物失去火灾控制的概率与英国为此目的的建筑物火灾概率的平均值相比是高还是低。前两项评估内容需要对火灾和火灾隔离的蔓延和发展做出合理的分析和判断，第三项评估内容需要分析影响火灾可能性的各种因素，包括消防安全体系的现状和管理。因此，现阶段的风险评估需要考虑建筑物内消防设施的管理、消防安全设施失效的可能性以及建筑物的使用类型。总结阶段3:中的总风险，评估可容忍的风险水平，并确定最不利的规划方案。该阶段是一个评估阶段，在该阶段中，所有施工风险在所调查的风险组中相加，以获得风险组的总风险。然后将总风险与设定的风险标准进行比较。如果总风险超过消防队的消防力量水平，则必须提供适当的消防力量和其他消防安全措施，以将风险保持在可接受的水平。工具箱提供了关于如何确定最不利的规划场景以及这些场景所需的消防力量的类型和数量的信息。3日本城市火灾风险评估现状20世纪80年代，日本从城市防灾的角度开展城市火灾风险评估，对城市进行分类，加强行政管理，形成体系。城市火灾危险度主要用“城市等级”法表示，此外还有水平井法、菱形场法、数值研究法和东京都市法。日本在采用国家火灾保险委员会(NBFU)制定的城市消防形势与物质条件分级表的基础上，修订了城市分级法，并将其应用于消防领域。“城市等级”是指考虑城市、城市街道(确定城市等级的评估区域)和区域(计算的基本单位)的气象条件、木结构、通信设施和消防系统的类型和结构条件。木结构的火灾扩展采用消防工程方法，通信和消防采用统计方法。对城市街道中木质结构的年燃烧损失进行了定量计算。根据计算量确定城市等级，表明城市的火灾隐患程度。“城市排名”评价的基本过程：(1)为便于评估和计算，根据不同情况规定了计算标准。包括：评价区的划分、假设点火点的设置、注水时间的确定(由报警时间、准备出发时间、行进时间和软管延伸时间组成)、平均风速、风力和频率、小火和大火的燃烧面积、消防车炮口数量和每个炮口包围的火焰长度、注水开始时间与燃烧面积的关系、注水开始时间与火焰表面周长的关系、注水开始时间与燃烧距离的关系。(2)根据公式和图表计算燃速。计算该区域内非小火灾的燃烧面积、城市街道非小火灾的燃烧面积、城市街道每年的预计燃烧面积和预计燃烧率。(3)确定城市等级。根据计算出的预期燃烧率，确定城市等级，并将其分为10个等级。用这种方法计算的烧损面积主要用于木结构。通过计算城市街道的非小火区的烧尽面积、大火区的烧尽面积和小火区的烧尽面积之和，计算出预期烧尽率，用烧尽率量化城市的火灾风险。不同的燃烧速率对应不同的城市等级。燃烧速度越低，火灾风险越低。该方法通过分析统计数据和经验判断，得到大量的计算公式和图表进行评价。其他四种方法也采用火灾危险度的概念，只考虑不同的因素，定义公式的形式也不同。4美国城市火灾风险评估现状1866年，国家火灾保险委员会(NBFU)在评估了许多城市的火灾风险后，开发了一个城市检查和评级系统，以改善城市防火和公共消防。当前的“消防分类系统(FSRS)”就是从这一点发展而来的，是美国保险公司(国际标准化组织)在评估单个区域的消防能力时使用的手册。在现行的“消防分类系统”中，通过建立建筑所需消防水流量的计算公式NFFi=CiOi(X P)i，给出了一种火灾风险分析方法。考虑的风险因素是：栋建筑(Ci)、建筑用途(Oi)、暴露(Xi)和连接系数(Pi)或每个选定建筑之间的防火间距。这些风险因素包括建筑物的结构、建筑物的有效面积、建筑物中材料的易燃性、受影响建筑物周围墙壁的结构、与暴露建筑物的距离以及暴露建筑物周围墙壁的长度。确定了外露建筑外墙的高值、耐火极限、开口保护形式、防火分隔结构和连接长度。该方法给出了各子因素的得分，并通过打分和计算确定了建筑所需的消防给水流量。然后，在比较和分析该区域内各建筑所需的消防水流量值后，选择一个有代表性的消防水流量值。根据该值，确定该区域内消防车的数量、消防泵的类型和消防设备的数量。此外，根据各自的研究成果，美国国家消防科学研究院和美国国家消防计划局也确定了计算消防供水流量时的风险分析方法。结论火灾风险评估过程是提供火灾证据和预测火灾风险的过程。在将区域火灾风险评估技术作为常规的基础工具之前，需要完成大量的基础研究工作。(1)区域火灾风险评估技术是采取防火措施降低火灾风险的关键。因此，开发准确实用的评估工具非常重要，它是使消防决策更加科学合理的基础。开发风险评估工具的关键是建立评估指标体系，确定指标体系中各指标的权重，并建立数学模型。火灾风险评估的结果是否准确，取决于收集和处理火灾事故数据的能力。(2)如果消防力量基于区域火灾风险评估，则必须定义可接受的火灾风险标准。不同的国家和时期有不同的可接受损失水平和不同的风险标准。(3)随着区域火灾风险评估技术的发展，可能会开发出多种评估工具，使用的评估方法可能不一致，每种方法确定的风险等级的含义可能不完全相同。如何量化由不同方法确定的风险级别，如何协调和统一要输入的数据，如何开发不同的应用程序，等等。都是需要进一步研究的内容。(4)消防安全应具有成本效益，降低火灾风险的防火措施的成本也应是风险评估技术研究的内容。此外，消防部门将增加一些特殊风险的处置，如化学危害事故、交通事故、环境危害事故等。因此，开发针对特殊灾害的风险评估工具，研究突发事件的类型和处置，也是非常有意义的。参考文献：