2_什么是火灾风险评估_中文版本ppt课件

1、Chapter 2 火灾风险评价的根本概念和评价思绪本章引入火灾风险评价的根本概念和实施建筑火灾风险评价的根本思绪。火灾风险评价fire risk assessment指对火灾(fires)人们所不希望发生的这类事故的后果(consequence)，所导致的人员伤亡和呵斥财富损失的风险(risk)的评价，或者说量化过程。2.1 综述大致可分为两类一是简单的火灾风险评价(simple fire risk assessment)， 仅对某些或某类火灾场景发生的能够性和结果进展分析和评价；二是全面或综合的火灾风险评价(comprehensive fire risk assessment )，对一切的

2、预测的火灾场景发生的能够性或结果进展分析和评价。一个火灾场景(a fire scenario )是由一系列火灾事件组成的，这些火灾事件是推测或预测能够在火灾过程中发生的事件，将某些防、灭火技术或管理措施的胜利或失效/失败的两种结果，和火灾开展过程中某些能够出现的火情情况，按其发生的顺序合理地连缀起来，就可以构成一个火灾场景。因此一个火灾场景发生的能够性(probability)决议于这一系列事件中每一个防、灭火技术或管理措施的胜利或失效/失败的能够性；而一个火灾场景最终的结果，决议于相关的物理要素，这些物理要素一旦确定，火灾发生了，那么后果被以为是确定性的，并且可以进展计算和模化。对人员的风险

3、(risk)既决议于可以对人员产生损害(harm)的火灾场景发生的能够性，又决议于火灾场景或者说火灾场景产生的后果(consequence )对人员呵斥损害的程度或程度(level of harm )。在了解火灾各个过程和阶段根本特征的根底上，构建相应的火灾场景，结合一定的评价目的，选择确定要进展量化计算的火灾场景设计火灾场景(design fire scenario)，并分析火灾场景发生的能够性，是本课程的主要内容。通常运用火势增长、烟气传播、人员疏散、建筑构造呼应和消防人员灭火效能等模型来对火灾场景的结果进展计算和模拟。这部分内容不是本课程的主要授课内容，将在课程中讲述。2.2 火灾风险的

4、量化前面讲过，火灾风险评价是指对火灾人们所不希望发生的这类事故产生的危害的后果(consequence of fire hazards)，所能够导致的人员伤亡和呵斥财富损失的风险(risk)的评价。 它所运用到的根本原理与其他领域风险评价的原理是一致的。例如，评价建筑中的某一个火灾场景的后果对人生命呵斥的风险，这个估计的生命风险可由(2.1)式来表达：式中 P 是这个特定的火灾场景发生的能够性，用频次或概率(probability)来描画。 频次frequency=发生的次数/时间，也可也称为火灾发生的时间比率，rate of fire to time );C 是这个特定火灾场景所呵斥后果估计

5、导致的死亡人数。 (2.1)比如建筑中某一火灾场景发生的能够是20年一次，那么：P = 0.05 fires per year假设这个火灾场景导致人死亡，那么C = 2 deaths per fire从式(2.1)可知，这个火灾场景的估计生命风险为the expected risk to life 0.1 deaths per year或者是： 1 death every 10 years.每年0.1人死亡或每10年死亡人。当然在建筑中发生火灾的方式或过程及其后果不止一种，那么对人员的风险通常要基于一切能够的火灾场景来进展评价。那么一个全面的comprehensive fire risk as

6、sessment 风险可由(2.2)式来表达：式中的代表了对一切能够的火灾场景进展求和。Pi 是某一个火灾场景 i 发生的能够性;Ci是火灾场景 i 的后果，导致的估计死亡人数 。(2.2)要留意的是，火灾风险评价不仅包括对人员生命风险的评价，还能够包括对财富损失、对运营或消费的影响等呵斥损失的评价。此时方程(2.1)和方程(2.2)中的估计死亡人数也相应地改换为某一火灾场景的后果导致的财富损失。2.2.1 火灾场景-Fire Scenarios一个火灾场景是由一系列延续发生的火灾事件组成，经过把某些特定的防、灭火技术或管理措施胜利或失败/失效的两种结果和火灾开展过程中能够出现的某些关键的火情

7、情况按合理的顺序连缀起来而得到。一个火灾事件A fire event 是与火灾的发生有关的，或在火灾过程中发生的，与起火、火势增长、烟气传播、建筑物构造呼应、人员疏散或消防人员行动相关的事件。假设是与火灾的上述过程无关的事件，那么普通不视为火灾的一个事件。比如，火灾中发生的声、光报警是一个火灾事件；火灾中发生的断电或停水也是火灾中不同的两个事件；而火灾过程中发生的他胜利收到了男神的表达短信，就不是一个火灾事件了。防、灭火技术或管理措施：首先包括自动和被动的防、灭火措施，如建筑构建的耐火设计；消防器材或设备安装，比如自动喷水灭火系统、火灾探测、报警系统、防排烟系统和各种手提或推车式灭火器等；其次

8、包括消防设备管理和维护方案和措施；还包括人员教育，火灾应急预案和演练方案和实施情况，如处置火情，报警、扑灭初期火灾的训练和疏散演练等。火灾场景的简单例子：(1)火灾发生了轰燃报警系统没有启动，人员没有接纳到报警信号有人员被因于火场中。(2)没有发生轰燃报警系统启动胜利，人员及时接纳到报警信号人员胜利疏散。就真实的火灾而言，过程和情况要复杂得多，因此能够的火灾场景数量也会有很多。火灾场景的数量决议于火场中防灭火技术和管理措施的数量和估计的能够的火灾事件的数量。合理构建火灾场景并分析其发生的能够性，选择所要进展后果分析计算的设计火灾场景；对所选择的火灾场景后果的尽量符合实践的分析、计算或模拟；是决

9、议火灾风险评价结果可信度的两个关键。前者是本课程所要到达的主要目的；而后者将重点在课程中讨论。在后续的部分中，我们将论述构建火灾场景的根本过程和方法。在此之前，我们要讨论一个极端的情况：没有任何防、灭火技术和管理措施的情况。比如，我们以一个发生在房间独一平安出口处的火灾为例，发生火灾的房间中有一定数量的人员。火灾场景能够是这样的：房间内某位置起火房间中没有任何控制火势增长的措施，火势增长快速迅速导致轰燃火灾进入全盛期房间内的一定数量人员未能及时疏散，死于火灾。对这个比较简单而极端的火灾场景，火灾的风险等于火灾发生于此房间独一平安出口处的能够性与估计死于火灾中人员数量的乘积。当然，普通火灾风险的

10、评价，情况都要比这个例子复杂得多。通常建筑内能够有控制火灾增长或迅速传播的措施，为人员和财富提供了维护，延缓了火灾的传播，如自动喷水灭火系统；通常建筑内能够还设置火灾早期探测和报警措施，疏散通道内设置了烟气阻隔、排放措施，协助人们及时疏散到平安的区域；通常而言，尤其是人员密集场所，人们能够会制定应急呼应预案，并进展疏散演练，提高疏散效率； 一定情况下消防人员也能够较早地接纳到火灾报警，及时赶赴火场并展开灭火和人员救援。因此，火灾风险评价中的火灾场景必需包含和思索到这些防、灭火技术和管理措施，思索它们胜利启动，或被贯彻实施的能够性，被运用或实施而发扬其效能的程度，这样才干对人员和财富所面临的预期

11、火灾风险进展估计或计算。运用广为所知的事件树方法 event-tree analysis，可以构建一系列的火灾场景；在这种方法中，火灾中的事件被连缀起来，构成树状。 (Custer and Meacham, 1997).Figure 2.1 一个简单的事件树由图2.1可见，在分支点上，事件的胜利或失败，即某一防、灭火技术或管理措施的胜利与否，将使得初始事件产生不同的结果。比如，事件例如是运用灭火器灭火胜利，那么接下来到事件C能够是熄灭熄灭，火灾终结终了； 而假设事件例如是运用灭火器灭火失败，那么接下来继续到事件B能够是运用消火栓灭火。一系列的火灾事件连缀起来，那么可以构成一个火灾场景。例如，事

12、件A-C构成一个火灾场景。而事件AC, ABD 和 ABE 构成了此事件树全部的火灾场景，共有三个。场景： A-C场景2： ABD场景3： ABE在图2.1的分支上，还给出这两个防、灭火技术措施胜利和失败的概率，在此例中，假定这两个措施胜利的概率均为90%，失败的概率为10%。基于此，场景AC 发生的能够性为0.9。场景ABE 发生的能够性为0.09，此值由A失败的能够性 (0.1) 与B胜利 的能够性(0.9)相乘得到。类似地，场景ABD发生的能够性为0.01. 三个场景发生的结合概率为(combined probability) 为1。注：这是由于三个不同的火灾场景之间是互斥的。Mutua

13、lly exclusive events这里有一点比较重要，需引起我们的留意。显然，某一防、灭火技术或管理措施胜利或失败的能够性能够影响到一切或全部火灾场景发生的能够性。某一防、灭火技术或管理措施失败的能够性越低，那么那些导致不希望发生后果的火灾场景发生的能够性就越低。2.2.2 将防、灭火技术或管理措施视为“火灾妨碍措施在建筑火灾风险评价的过程中，可基于以下五个重要事件来构建事件树：.起火fire ignition, 2.火势增长fire growth, 3.烟气传播smoke spread, 4.人员疏散失败failure of occupants to evacuate, 5-消防人员呼

14、应失败failure of fire department to respond (Yung and Benichou, 2003).将它们视为重要事件是由于每个事件都与火灾开展的主要阶段或危害有关。1. 起火是初始事件，比如烟头引燃卧室床上物品或引燃起居室沙发。针对起火发生的防、灭火技术或管理措施包括防火教育、火源控制、运用阻燃资料等，这些都将降低起火的能够性和相应的风险。2. 火势增长是第二个重要事件。这个过程包括多种火灾增长类型，比如阴燃火灾(smouldering fires)慢速火、中速火、快速火或超快速火等，能够导致轰燃在不同时辰发生而进入全盛期火灾(post-flashover

15、fires)。防、灭火技术或管理措施包括喷水系统、限制火灾载荷和控制可燃物运用、采用防火分隔和带有自闭器的门等，这些措施可以控制或限制火灾增长速度，并降低其相应的风险。风险降低的程度决议于这些火灾增长控制措施的可靠性和有效性(reliability and effectiveness)。3. 烟气传播到疏散必经的途径上或传播到建筑内某些位置上，是第三个重要的事件。防、灭火技术或管理措施包括带有自闭器的门、防排烟系统和疏散楼梯间/前室设置和加压送风系统等，这些措施有助于将火灾产生的烟气限制在一定空间内或排出到建筑外，从而降低其相应的风险。风险降低的程度决议于这些控烟措施或系统的可靠性和有效性(r

16、eliability and effectiveness)。4.人员疏散失败是第四个重要事件，它通常是火或烟气传播到疏散途径上的结果。防、灭火技术或管理措施包括感烟、感温等火灾报警系统，广播、通话器等语音通讯设备、有维护措施的疏散通道、避难区或避难层、应急呼应教育和疏散演练，这些措施可以向人员提供火灾的早期报警，平安的疏散通道，快速的应急呼应和迅速的疏散，疏散到暂时平安的避难区域或疏散到着火建筑外。风险降低的程度决议于早期报警系统和疏散通道维护系统的可靠性和有效性，常规的人员应急呼应教育和疏散演练的实施贯彻情况。5.消防人员呼应失败为第五个重要事件，即消防人员没能及时呼应，赶至火场采获得力措施

17、挽救被困人员和实施灭火。防、灭火技术或管理措施包括向消防部门的火灾早期报警安装、足够的可调配的灭火资源以及有效的施救措施。可调配的灭火资源和有效的施救措施普通不完全是某个火灾平安工程工程的设计内容，但却是火灾风险评价过程中需求思索的要素。风险降低的程度决议于向消防部门早期火灾报警安装的可靠性和可调配灭火资源的充分程度以及施救措施的及时有效程度。除了起火房间内的人员，一切以上五个重要的危害性事件必需全部发生才干对人员产生损害，使其受伤或导致人员死亡。只需在针对某一重要危害事件的防、灭火技术或管理措施失效或失败的条件下，这一危害性事件才可以发生。因此将针对某一危害性事件的防、灭火技术或管理措施视为

18、“针对这一重要火灾事件的重要妨碍措施(a major barrier to that major event)。如图2.2，在发生火灾和使人员遭到损伤之间，可以有五种“重要妨碍措施。其中妨碍人员疏散失败的措施即为方便人员疏散胜利的措施。妨碍消防人员呼应失败的措施即为方便消防人员胜利呼应的措施。图2.2 火源和人员致命伤亡之间的五种“重要火灾妨碍措施 Figure 2.2 Five major fire barriers between a fire source and fatality (from Yung and Benichou, 2003).应留意的是，每一个“重要的妨碍措施能够是由一

19、个或多个单独的妨碍措施组成的，一个“重要的妨碍措施 失败的缘由能够是这些单独的“妨碍措施部分或全部失效的结果，要详细进展分析。比如，妨碍火灾增长这一重要事件的措施能够包括自喷系统、消火栓系统、手提式灭火器、防火分隔和带有自闭器的门等。显然，在某一建筑中往往并不同时全部具备以上五种“重要的妨碍措施。详细能够具有哪些“火灾妨碍措施决议于建筑防火设计规范的要求，要到达的平安程度，投入的经济本钱，设备维护和管理的程度等。但应该说， 一个建筑具有的“火灾妨碍措施 越多，具有的“火灾妨碍措施越有效，其火灾平安情况就会越好，火灾风险程度就会越低。如前面章节的论述，人员面临的风险一方面决议于一切防、灭火技术或

20、管理措施，即“火灾妨碍措施失败的概率。比如，假设根本没有任何“火灾妨碍措施，就意味着没有任何防、灭火技术或管理措施，那么导致人员损伤或死亡的火场场景发生的能够性为100%或概率为。因其所构成的火灾场景为：火灾发生火势快速增长烟气传播人员平安疏散失败消防人员施救和灭火失败。假设五种“重要的火灾妨碍措施同时具备，假设每一种“重要的火灾妨碍措施 都有一半的能够(失效概率为0.5)失效，一切这五种“重要的火灾妨碍措施都失效的概率为：0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 =0.03125.这种情况下，五种“重要的火灾妨碍措施全部失效的火灾场景发生，导致人员伤亡的能够性为0.03125。人员面临的风险并

21、不仅仅决议于火灾场景发生的能够性的大小，还决议于火灾场景所产生后果对人员呵斥的真实的损伤或危害程度(见方程2.2) 。火灾场景的后果断定于建筑内火势增长的速度、烟气传播的速度以及人员疏散的速度。在此我们简单地讨论一下“火灾妨碍措施的数量和可靠性对导致人员伤亡发生的火灾场景出现的概率的影响。前面我们曾讨论过具备五种“火灾妨碍措施且每一种失败的概率为0.5的情况，一切五种“火灾妨碍措施 均失败的概率为0.03125，因此导致人员伤亡发生的火灾场景出现的概率亦为0.03125。来看另外一种情况，仅有两种“重要的火灾妨碍措施，但每一种措施失败的概率要低得多，为0.1。那么两种措施均失败的概率为0.01

22、，这时导致人员伤亡发生的火灾场景出现的概率亦为0.01，这个能够性要小于前面具备五种“重要的火灾妨碍措施的情况，由于前面例子中每种“重要的火灾妨碍措施失败的概率为0.5。这就是在火灾风险评价过程中，我们为什么既要关注设置或具备的防、灭火技术或管理措施的数量，还要关注这些措施的可靠性和有效性。这也解释了为什么“冗余设计对提高防、灭火技术或管理措施的可靠性是有协助的。例如，如自喷和消火栓系统单独失效的概率均为0.1，为控制火势增长，在两个系统均设置的情况下，同时失效的概率为0.01。2.2.3 火灾后果模化中的时间要素如前面所述，“火灾妨碍措施以两种途径协助降低火灾风险：(1) 控制火灾发生区域火

23、势的增长，控制火势和烟气向其他区域的传播；(2)方便人员的疏散和消防人员的呼应。“妨碍措施1、和3为控制火势增长和传播的措施；而“妨碍措施4和5那么是方便疏散和救援的措施。图2.2阐明，在火灾风险评价过程中，人员的疏散与火势和烟气的控制同样重要，在疏散途径上，的危险临界条件出现之前，人员可以疏散到平安的地方，可以说对人员而言，不存在危险。“火灾妨碍措施协助降低导致人员伤亡火灾场景发生的能够性(见图2.1)。而“火灾妨碍措施 越有效，那些导致人员伤亡的火灾场景发生的能够性就越低，进而人员面临的风险也越低。这些火灾场景的后果要利用针对每一个火灾场景的，按时间变化(time-dependent )的

24、火势增长、烟气传播、人员疏散和消防人员呼应模型来计算。在后续章节中，将讨论按时间变化的火灾场景计算模型的根本原理。此处，我们用一个简单的住宅火灾的例子，来调查一下“火灾妨碍措施的作用，以及为什么对火灾场景进展评价的过程中，按时间变化的计算是非常重要的。基于加拿大的火灾统计数据，在住宅建筑火灾中，起居室沙发起火是最为常见和致命的火灾场景(Yung and Lougheed, 2001)。这意味着“妨碍措施1不是100%的有效，“起火 存在着一定的能够性。加拿大的独立住宅(Single House )多为木构造或砖木混合构造起居室再者，多数住宅没有喷水系统或能防火隔离的起居室，通常也不具备有隔离功

25、能的门，以将火灾限制在起居室中。因此“妨碍措施也不具备，火灾注定要增长。第三，多数住宅建筑没有防排烟系统，以阻止烟气向整个建筑的传播，包括疏散通道，如楼梯。因此“妨碍措施3也不具备，烟气注定要传播。第四方面，住宅建筑通常有感烟报警器，可以较早报警。当然感烟报警器要可以启动并及早启动才有效果，这样人员才有足够的时间逃生。但家具软垫类型的火灾其增长速率非常大，仅在数分钟内，就可以发生轰燃。这就是为什么时间要素在火灾风险评价过程是非常重要的。假设人员可以在轰燃发生前逃生，那么“妨碍措施具备。否那么的话， “妨碍措施 并不具备或无效，人员会被困在建筑中。他们最终平安与否，决议于消防人员的呼应， “妨碍

26、措施5 。假设消防人员可以呼应迅速而及时，施救有利，那么“妨碍措施5 具备或有效，否那么“妨碍措施5 同样不具备或无效。简言之，住宅建筑只需“妨碍措施4 和“妨碍措施5，并且在火势增长迅速的情况下，它们只需及早动作或及时呼应才有效。这就是为什么住宅建筑发生火灾，通常是致命的，由于这类火灾开展迅速，又几乎没有足够的“火灾妨碍措施来维护建筑中的人员图2.3是一个建筑火灾实验的图片，由加拿大国家研讨院进展的实验。National Research Council Canada. 图2.3 快速而致命的住宅建筑火灾对其它类型的建筑，如高层公寓(high-rise apartment )或写字楼，通常会

27、设置更多的防、灭火技术或管理措施，因此在起火点与人员之间，有更多的“火灾妨碍措施来降低人员面对的火灾风险。例如在公寓建筑中，通常有防火分隔措施，每套公寓建呵斥一个防火分区(“火灾妨碍措施2)，还有喷水系统(“火灾妨碍措施2)，来限制火灾的增长。通常还会有火灾报警系统(“火灾妨碍措施4)向公寓中的人员提供火灾初期的报警，还具备疏散楼梯间(“火灾妨碍措施4) ，协助人员平安疏散。当然，建筑具备越多的“火灾妨碍措施，火灾风险评价就会变得越为复杂，在本课程后续章节中，将进展讲解和论述。2.3 SummaryIn this chapter, the basic concepts of fire risk

28、 assessment were introduced.Fire risk assessment is the assessment of the risks to the people and property as a result of unwanted fires. A simple risk assessment considers the probability of the occurrence of a certain unwanted fire scenario and the consequence of that scenario. A comprehensive ris

29、k assessment considers all probable unwanted fire scenarios and their consequences.A fire scenario is a set of fire events that are linked together by the success or failure of fire protection measures and key fire conditions. There are basically five major hazardous events that must occur before a

30、fire can cause harm to the occupants.They are: (1) fire ignition, (2) fire growth, (3) smoke spread, (4) failure of occupants to evacuate (5) failure of fire department to respond. Each of these five hazardous events can be prevented from happening by fire protection measures, or barriers.The probab

31、ility of the fire scenario that can lead to harm to the occupants depends on the combined probability of failure of all fire protection measures, or barriers. The lower are the individual probabilities of failure of fire protection measures, the lower is the probability of the fire scenario that can

32、 lead to harm to the occupants. Fire risk assessment concerns not only the number of fire protection measures that are put in place, but also how reliable and effective these fire protection measures are.The risk to the occupants depends not only on the probability of the fire scenario that can lead to harm