发布时间:2023-10-10 15:35:07
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇消防安全评估方法,期待它们能激发您的灵感。
姜锐
黔南州公安消防支队平塘大队
摘要:随着社会经济的发展,建筑构造越来越复杂,与此同时建筑消防安全问题也成为社会发展的一大难题,消防部门必须要做好建筑消防安全评估
工作。文章主要就建筑消防安全评估方法与要点进行了分析,笔者希望于此能够引起社会对建筑消防工作的高度重视。
关键词:建筑消防;安全评估;评估方法
建筑消防安全评估是对建筑消防安全情况进行的科学评估,消防安全
评估一般由专业技术人员进行,对建筑的消防安全措施、消防设计的进行
科学的评估,如果消防安全评估工作出现问题,建筑可能会存在重大的消
防安全隐患,危及民众的生命财产安全。所以消防部门在开展消防安全评
估工作时,必须要参照相关规定,科学、严谨的展开工作,通过评估工作,
消除火灾隐患,提高建筑防火能力,务必将建筑的真实消防能力展现给社
会民众,保证人民群众的生命财产安全。消防安全评估工作不仅需要消防
部门认真对待,每一个公民都有义务配合该项工作的展开。文章接下来将
对消防安全评估工作的重要性,评估方法与要点进行分析。
1.建筑消防安全评估的重要性
1.1 防范于未然
火灾具有突发性的特点,因此做好建筑消防工作的首要任务是做好预
防工作,针对建筑进行消防安全评估就是开展火灾预防工作。当前建筑物
的结构越来越复杂,新型建筑材料和消防设施的使用,给消防工作带来了
一定难度,因此需要对建筑物进行详细的安全评估工作。我国目前消防安
全评估以建筑消防安全等级为主,通过分析影响建筑物消防安全的因素,
之处建筑物中存在的隐患问题,最终得到建筑物真实的消防安全等级。消
防部门根据建筑的消防安全等级,消除隐蔽的消防安全状况,科学合理的
布置各种灭火器具以及火灾报警装置,于此同时,消防部门也会根据评定
的等级制定一套详细的消防应急策略,优化防火措施,真正做到防患于未
然,降低火灾发生的可能性。
1.2 加强消防监督的需要
虽然我国加大了对消防安全监督的力度,但火灾发生率并没有明显降
低,这是因为大多数人认为只要做好消防预防工作,火灾就不会发生,因
此传统的消防监督工作重点主要是针对那些消防措施不到位的建筑,而火
灾具有突发性和随机性的特点,因此在该种监督模式下,火灾仍时有发生。
建筑消防安全评估能够最大化的反映建筑消防安全情况,指出监督过程中
的不足之处,科学分析发生火灾的结果,从而制定有针对性的监督模式。
1.3 促进消防工作社会化
消防工作并不仅仅是消防部门的任务,做好消防工作,直接关系到整
个社会的发展。消防安全评估确定了建筑的消防安全等级,根据消防评估
引进专业人才,推动火灾事故下资产评估与保险行业的发展,把消防工作
逐渐引入社会公众的视野,实现社会化管理。
1.4 发挥社会科技力量参与消防工作的需要
当前,建筑消防安全评估一部分由消防部门直接参与,但更多的是由
社会上专业的评估机构进行,这些专业机构拥有专业的技术人员和更为先
进的仪器,让这些机构发挥其特长,可以更好地开展消防安全评估[1]。
2.常用的建筑消防安全评估方法
在实际工作中,选取不同的评估方法将会得到不同的评估结果,最终
会影响消防工作的展开。以下介绍了几种常用的评估方法。
2.1 对照规范评定
这种方法最为简单,技术人员按照相关消防规定逐一进行比对,如果
符合规定就认定该项合格,否则认定为不合格。该种方法适用于消防措施
完好的建筑,操作简单明了,对工作人员的技术要求不高,规范性较好。
但目前这种方法的应用范围比较狭小,一些建筑的构造和设计工艺日趋复
杂,建筑材料与过去大不相同,采用这种方法不能发现那些新的火灾隐患,
具有很大的局限性。
2.2.逻辑评估法
逻辑评估法通过对火灾发生原因和结果进行合理分析,分析过程中注
重的是逻辑的合理性和严密性,构建一个理论上的因果关系,对火灾有着
更为清晰地认识。逻辑评估法中常用的有原因结果分析法、事件数法,该
方法可以清晰明了的将火灾发生的前因后果呈现出来,有助于消防安全工
作的开展。逻辑分析需要用到大量的数据,耗费的时间、精力较多,一旦
遇到大型的火灾事故,这种方法就不在适用。
2.3 计算机模拟法
随着智能计算机的出现,消防安全评估也开始运用计算机进行模拟分
析,当前计算机分析法是使用比较广泛的一种评估方法。计算机模拟分析
法通过网络技术和计算技术建模动态分析火灾的全过程。进行计算机模拟
分析之前,必须采集到建筑的各项数据,通过专业的软件建模分析,模拟
火灾发生时的现场状况以及事故结果,得出建筑的消防安全等级,并据此
制定科学的消防方案。计算机模拟法得出的结果准确度较高,为消防安全
评估工作提供了科学的依据。但是目前缺少通用的模拟软件,需要根据不
同的建筑物随时调整,另外建筑物数据的收集必须保证不出现错误,否则
将直接影响最终的评估结果。
2.4 综合评估法
综合评估法综合考虑各项影响因素,通过计算各因素的评价指标并进
行分析,得出评价结果。该方法建立系统的评价指标体系,将影响评估对
象的因素划分为多个层次,然后求出这一层对上层的权重系数,最后得到
评估结果。此方法综合考虑各种影响因素,得出的结果比较合理,但是由
于其主观因素太多,计算方法复杂,难以得到量化结果[2]。
3.建筑消防安全评估要点
3.1 遵守法律法规,应用专业人才
当前,我国为了加强建筑消防安全评估工作的开展,制定了一系列法
律法规。因此,开展建筑消防安全评估工作必须严格遵守各项法律规范,
工作人员的行为和评估标准按照法律法规进行,不得随意变更评估条件。
开展建筑消防安全评估工作,工作人员应该具备专业的技术知识,熟练掌
握消防安全知识,具有多年消防安全评估工作经验,与此同时,我国也应
加强对专业人才的培养。
3.2 做好监督工作,提升职业操守
当前,我国众多建筑消防安全评估工作采取的是委托社会专业机构进
行,但是如何保证评估结果的真实可靠,是相关部门应该重点考虑的事情。
为此,要建立健全针对建筑消防安全评估工作的监督体系,重点加强对评
估过程的监督,选派专人实时监督工作人员的评估行为,杜绝非法商家买
通评估人员的现象。评估机构要加强对工作人员的职业操守进行培训,指
出工作人员承担的责任,保证评估结果的真实性。
3.3 掌握建筑情况,合理选择方法
建筑消防安全评估方法众多,不同的方法适应不同类型的建筑,因此
要合理选择评估方法。所以在开展评估工作之前,必须要清晰地了解建筑
的构造情况,据此确定适宜的评估方法,这样才能顺利的开展评估工作,
确保评估结果可靠性[3]。
4.结语
综上所述,建筑消防安全评估工作是整个消防工作的基础,与消防工
作的各个环节都有着紧密的联系,做好建筑消防安全评估工作,可以降低
火灾发生的概率,减小经济损失,是当前小孩房工作的一个重点。因此,
要加强建筑消防安全评估工作的研究,根据众多案例结合试验,不断丰富
建筑消防安全评估方法,掌握评估要点,减少评估工作中的失误,提高建
筑消防安全等级。
参考文献
[1]朱艳,刘方,蒲清平.大空间建筑消防安全评估[J].重庆建筑大学学
报,2005,02:80-83.
[2]张玮珂.高层建筑消防安全评估方法探讨[J].齐鲁工业大学学报(自然
科学版),2014,02:87-91.
关键词:商场; 层次分析法; 消防安全; 评估
引言
随着社会的不断进步,经济的飞速发展,城市中的商场越来越多,并趋向于现代化、大型化,对旧商场的改建和扩建也正朝着这个方向发展。据统计,2012年我国发生商场火灾约7000起,死亡90人,受伤113人,直接财产损失约3.5亿元。由此可见我国的商场火灾形势不容乐观,商场的消防工作亟待加强。
所谓消防安全评估,是指采用合理的分析方法对商场的消防安全进行分析、研究,进而正确评估商场的消防安全状况的方法。科学合理的评估商场消防安全情况对合理配置消防资源,解决商场的消防安全主要问题,减少经济财产损失,确保商场的消防安全具有重要的指导意义。现行的商场的消防安全评估只是从火灾统计的四项指标等方面进行,不能全面的反映商场的消防安全实际情况。本文针对商场的消防安全问题进行研究,建立了一套综合评估指标体系,并利用层次分析法分析研究,希望能对商场的消防工作开展提供参考。
一、 商场消防安全评估指标体系的建立
(一)商场的火灾危险性分析
1.建筑特点
商场的大多为单、多层建筑,采用钢筋混凝土结构,建筑面积大,功能复杂。为了满足人们的需要,许多新建的商场均采用大空间设计,或者采取共享空间的设计方法,造成了防火分区过大的问题。此类建筑通常使用可燃的内装修材料,平时存放大量的可燃易燃商品,火灾荷载大,火灾危险性大。此外,周边的环境也会对商场的火灾危险性产生影响。
2.消防基础设施
消防基础设施包括:防火和防烟分区、防排烟系统、各类灭火器、火灾自动报警系统、消防给水系统以及自动喷水灭火系统。合理设置这些消防基础设施,在火灾初起的时候一方面可以控制火灾的蔓延扩大,及时通知建筑内的人员;另一方面也可以帮助扑灭火灾,防止火势的进一步扩大。
3.安全疏散
商场属于典型的人员密集场所,人流量大,人员进出频繁。建筑在发生火灾时,为了避免建筑内人员受到伤害,也为了给消防人员扑救火灾创造条件,应根据建筑的使用性质、面积大小、容纳人数以及人们的心理状态,合理的设置安全出口、疏散标志和应急照明、应急广播系统,控制商场内的人员密度等。
4.火源控制
商场地方使用功能复杂,起火原因多。商业建筑一般包含百货商店、超市、室内步行街、电影院、酒楼和宾馆等人员密集场所,照明设备、电器设备、变配电设备多,而且线路复杂,耗电量大,从而造成建筑内的火灾隐患多,起火原因复杂化。总结以往的商场火灾案例,电线电缆、电气设备、变配电设施以及吸烟等属于常见的火源。
5.消防管理
消防工作的方针是预防为主,防消结合。所以,防火工作是基础,搞好防火工作是保障商场消防安全根本之策。众所周知,主管人员重视消防的商场,其消防安全的程度较高,消防工作的开展较顺利。所以商场内不仅要有相关的规章制度,也要切实的落实执行,合理设置消防管理机构,定期开展消防技能培训以及消防演练,以此防止火灾事故的发生,减少火灾发生后的人员伤亡和财产损失。
(二)商场消防安全评估指标体系
根据对商场火灾危险性分析,建立以建筑特点、消防基础设施、安全疏散、火源控制以及消防管理5个子系统构成的评估体系,并确定了各子系统的影响因子。具体为:建筑结构C11,周围环境C12,火灾荷载C13;防火和防烟分区C21,防排烟系统C22,灭火器C23,火灾自动报警系统C24,消防给水系统C25,自动喷水灭火系统C26;安全出口位置和数量C31,疏散标志C32,应急照明C33,应急广播系统C34,人员密度C35;电线电缆C41,电气设备C42,变配电设施C43,吸烟C44;规章制度和落实情况C51,消防管理机构C52,消防技能培训C53,消防演练C54。
二、 基本方法
(一)层次分析法
层次分析法(简称AHP法),是美国匹兹堡大学教授T.L.Saaty 于20世纪70年代初提出的一种有效的多目标规划方法。AHP法把一个复杂问题的结构分成有序的递阶层次,将决策规划过程中定性分析与定量分析有机地结合起来,通过逐层分析判断决策方案并进行优劣排序。该方法能够统一解决决策中的定性和定量问题,具有实用性、系统性、简捷性等优点,广泛应用于各领域。
运用 AHP 法一般可分为三个步骤:第一,按照因素间相互影响及隶属关系,将因素依不同层次聚集组合,形成一个多层次的分析结构模型;第二,根据对客观现象的主观判断,就每一层次因素的相对重要性给予量化描述;第三,利用数学方法确定每一层次全部因素相对重要性次序的数值,并进行一致性检验,若不满足一致性条件,则修改判断矩阵,直至满足为止。
(二)层次分析步骤
1.在递归层次机构建立以后,将上一层次的某一元素作为判断准则,判断任意两个元素的重要性,并根据该准则对下一层次相应元素按1~ 9的标度对重要性程度赋值, 建立判断矩阵A。
2.求解判断矩阵的最大特征根,将最大特征根对应的特征向量进行归一化处理, 得到同一层次相应元素对上一层次某一元素相对重要性的排序值。
3. 对判断矩阵进行一致性和随机性检验。一致性检验指标为CI , ,n为判断矩阵的阶数; 平均随机一致性指标为RI 。表2给出了1~14阶正互反矩阵计算1000次得到的平均随机一致性指标。计算一致性比例CR,CR=CI/RI。当CR
二、 对商场消防安全评估体系进行层次分析
对于商场消防安全评估体系指标权重的确定,本文采用的是专家打分方法,即邀请专业领域内有丰富实际工作经验的专家,针对表格内各因素的重要程度打分。商场消防安全评估体系各层次比较矩阵及权重见表3~ 8。其中,Wi为元素权重值;BW=λmax B,为矩阵B的最大特征根。
注:λmax=5.4122;CI=0.1031;CR=0.0920
注:λmax=3.0803;CI=0.0401;CR=0.0772
注:λmax=6.6160;CI=0.1232;CR=0.0978
注:λmax=5.4244;CI=0.1061;CR=0.0947
注:λmax=4.0206;CI=0.0069;CR=0.0077
注:λmax=4.2464;CI=0.0821;CR=0.0923
通过一致性检验,各判断矩阵均满足一致性要求,见表9。各层次指标相对总目标重要性的权重见表10。
由表10可以发现:自动喷水灭火系统、安全出口的位置和数量、消防给水系统以及火灾荷载对商场的消防安全水平影响较大。
三、 应用实例
为了验证基于层次分析法的商场消防安全评估体系的准确性与合理性,本文选取江苏南京某商场进行消防安全的评估,按照前文所述过程计算,最后得到的结果见表11。
表11的计算结果反映了该商场的消防安全水平良好,与实际情况相符。但是从计算结果看,C21和C44的得分较低,所以应该重点改善防火和防烟分区,控制吸烟情况,以提高该商场的消防安全水平。
四、 结论
基于层次分析法的商场消防安全评估,将定性分析和定量计算有机地结合,全面考虑了与商场消防安全有关的各方面,分析得到了对商场消防安全影响较大的四个因素,能够比较客观的评估商场的消防安全水平,对今后商场消防工作的开展有一定的指导作用。
参考文献:
[1] 高尚平. 商场消防现代化的重要意义.商场现代化.1995年第1期
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(risk assessment)和风险管理(risk management)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 。
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。
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 。
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 。
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(Insurance Services Office, 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(Commercial Fire Rating Schedule, 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”。
(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(the Commission of Fire Accreditation International, 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。
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。
参考文献:
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。
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:
1、ThomasF.Barry,P.E.Risk-informed,Performance-basedIndustrialFirerotection.
TennesseeValleyPublishing,2002.
&n2、HB142-1999Abasicintroductiontomanagingrisk:AS/NZS4360:1999
3、ISO8421-1:1987(E/F)
4、RichardW.Vukowski,FireHazardAnalysis,FireProtectionHandbook,18thedition,1995.
5、Brannigan,V.,andMeeks,C.,“ComputerizedFireRiskAssessmentModels”,JournalofFireSciences,No.31995.
6、NFPA101AGuideonAlternativeApproachestoLifeSafety.2000edition.
7、赵敏学,吴立志,商靠定,刘义祥,韩冬.石化企业的消防安全评价,安全与环境学报,第3期,2003年
8、李志宪,杨漫红,周心权.建筑火灾风险评价技术初探[J].中国安全科学学报.2002年第12卷第2期:30~34.
9、FireSuppressionRatingSchedule,ISOCommercialRiskServices,1998edition.
10、NFPA1710:ADecisionGuide,InternationalAssociationofFireChiefs,Fairfax,Virginia.2001.
11、Entec,ReviewofHighOccupancyRiskAssessmentToolkit.23August2000.
12、李杰等.城市火灾危险性分析[J].自然灾害学报95年第二期:99~103.
13、InformationontheRisk,HazardandValueEvaluation,USFA,1999.
14、MichaelSWright,DwellingRiskAssessmentToolkit:1999.
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。
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。
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。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。
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。
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。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。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”。
(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。
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。
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,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
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
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:
1、ThomasF.Barry,P.E.Risk-informed,Performance-basedIndustrialFirerotection.
TennesseeValleyPublishing,2002.
&n2、HB142-1999Abasicintroductiontomanagingrisk:AS/NZS4360:1999
3、ISO8421-1:1987(E/F)
4、RichardW.Vukowski,FireHazardAnalysis,FireProtectionHandbook,18thedition,1995.
5、Brannigan,V.,andMeeks,C.,“ComputerizedFireRiskAssessmentModels”,JournalofFireSciences,No.31995.
6、NFPA101AGuideonAlternativeApproachestoLifeSafety.2000edition.
7、赵敏学,吴立志,商靠定,刘义祥,韩冬.石化企业的消防安全评价,安全与环境学报,第3期,2003年
8、李志宪,杨漫红,周心权.建筑火灾风险评价技术初探[J].中国安全科学学报.2002年第12卷第2期:30~34.
9、FireSuppressionRatingSchedule,ISOCommercialRiskServices,1998edition.
10、NFPA1710:ADecisionGuide,InternationalAssociationofFireChiefs,Fairfax,Virginia.2001.
11、Entec,ReviewofHighOccupancyRiskAssessmentToolkit.23August2000.
12、李杰等.城市火灾危险性分析[J].自然灾害学报95年第二期:99~103.
13、InformationontheRisk,HazardandValueEvaluation,USFA,1999.
14、MichaelSWright,DwellingRiskAssessmentToolkit:1999.
美国已完成性能目标和基本完成性能级别分级的确定,并于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。加拿大计划于2001年其性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。英国于1985年完成了建筑规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定“必须建造一座安全的建筑“,但不详细规定应如何实现这一目标。澳大利亚于1989年成立了建筑规范审查工作组,起草性能化的《国家建筑防火安全系统规范》,并于1996年颁布了性能化《澳大利亚建筑-1996》(BCA96),并自1997年陆续被各州政府采用。新西兰1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法;1993~1998年,开展了“消防安全性能评估方法的研究“,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延5部分。
从国外性能化规范的研究过程看,大部分是首先或同时研究与性能设计有关的消防安全设计评估技术,只有少数国家是先修改规范,后开发设计指南。
三、消防安全工程
随着人们对火灾现象及其规律研究的不断深入,在一定程度上实现了对火灾过程的定量描述和分析,并由此产生了一门新兴工程学科--消防安全工程学。在发展以性能为基础的规范的同时,消防安全工程也在快速发展。消防安全工程学由于其潜力、复杂性以及应用性而在基础理论、方法学和实用工具领域得到较大的发展。当然人们仍然需要进一步研究建筑设计中完全量化的消防安全工程方法。
消防安全工程所涉及的内容包括工程原理与原则的应用,基于火灾现象、火灾影响,以及人的反应和行为的专家判断。由于现在仍然缺乏完全量化的建筑设计消防安全工程方法,因此要求采用由专家或工程分析判断而形成的比较保守的方法。不过,在很多国家,这些能够作出专家判断的经过认可或被接受的消防工程师为数不多。
四、性能化设计方法
性能化设计方法是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得出最优化的防火设计方案,为建筑物提供最合理的防火保护。
性能化设计利用火灾科学和消防安全工程去建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估去建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数如人在火灾中的行为和反应进行定义的工程过程。
五、性能化规范与性能化设计方法
性能化规范中,一般只确定能达到规范要求的可接受的方法,对建筑物内的要求通过政策性的总目标、功能目标和性能要求来表叙。例如澳大利亚于1996年12月由澳大利亚建筑规范委员会(ABCB)编制的第一个“性能化“的综合性的建筑规范《澳大利亚建筑规范(BCA96)》由四个层次的体系构成,即目标、功能描述、性能要求?quot;视为满足的条款“以及验证的方法。性能化设计是选用以性能为基础的替代办法,即描述能够达到某种规定性能水平的设计过程的术语,其设计方法是设计中的一种工程方法。
如果性能化设计方法同性能化规范一起使用,就必需有一套规范中要求的固定的总目标、功能目标和性能要求。如果不借能化规范,就由以下7个步骤来指导分析和设计,即1确定工程场址或工程的具体内容。2确定消防安全总体目标、功能(或损失)目标和性能要求。3建立性能指标和设计指标标准。4建立火灾场景。5建立设计火灾。6提出和评估设计方案。7写出最终报告。性能化设计必需考虑的因素至少包括以下因素:1起火和发展。2烟气蔓延和控制。3火灾蔓延和控制。4火灾探测和灭火。5通知使用者并疏散。6消防部门的接警和响应。六、评估方法
建筑防火评估方法是性能化设计的关键技术,在世界范围内,对于这一方法及相关概念体系的逐步完善作出重要贡献的各类方法和模型主要包括:美国的建筑防火评估方法(BFSEM:TheBuildingFireSafetyEvaluationMethod)。评估特定场所内所用产品火灾风险的FRAMEworks方法,火灾致损评估方法(FIVE:Fire-InducedVulnerabilityEvaluation);澳大利亚的风险评估模型(RAM:RiskAssessmentModeling);日本的建筑物综合防火安全设计方法;加拿大的FIRECAM方法。
加拿大国家建筑研究院(NRC)正在研究并已开始应用的性能化设计工具:火灾风险与成本评估模型(FiRECAMTM--FireRiskEvaluationandCostAssessmentModel)),它通过分析所有可能发生的火灾场景来评估火灾对建筑物内居民造成的预期风险,同时还能评估消防费用(基建及维修)和预期火灾损失。FiRECAMTM依靠两个主要参数来评估火灾安全设计的火灾安全性能,即火灾对生命造成的预期风险(ERL)和预期火灾损失(FCE);运用统计数据来预测火灾场景发生的几率,比如可能发生的火灾类型或火灾探测器的可靠性,同时还运用数学模型来预测火灾随时间的变化,比如火的发展和蔓延及居民的撤离;FiRECAMTM利用火灾增长、火灾蔓延、烟气流动、居民反应和消防部门反应的动态变化(以时间为函数)来计算ERL和FCE的数值。它包括:火灾增长模型、烟气流动和居民逃生模型。FiRECAMTM对火灾蔓延的可能性及火灾后修复建筑物的费用采用的是保守的评估模型,所以对财产损失的评估结果比实际的偏高。
澳大利亚消防规范改革中心(FCRC)正在开发一个用以量化建筑消防安全系统性能的风险评价模型叫CESARE--Risk(注:它和FiRECAMTM同基于Beck的预测多层、多房间内火灾的影响的风险评价系统模型),它采用多种火灾场景,其中考虑了火灾及对火灾的反应的概率特性,采用确定性模型预测建筑内火灾环境随时间的变化。某些组成部分如下:事件树与预期值模型、火灾发展与烟气流动模型、人员行为模型、消防队模型和工作人员模型、分隔失效模型、经济模型。
七、消防工程指南
目前,为与消防安全工程相一致,必须为单个消防技术起草实施指南,1996年澳大利亚消防规范改革中心出版了“消防工程指南“,为消防安全评估提供了指导。该指南提出设计过程的一个重要部分是制定一个设计大纲,对建筑整体方案进行分析,确定潜在火灾危害以便提出使项目组、消防安全工程师、消防部门和审批机关均认为满意的消防系统设计方案。消防安全系统分析可以分下列几极:
第一极--组件和子系统等效评估(SEE--SYSTEMEQUIVALENTEVALUATION),只考虑一个子系统的单独运行情况。
第二极--系统性能评估(SPE),考虑不同子系统和组件之间的互相影响,这一极分析可能只建立在一个简单的火灾场景和时间曲线分析基础上,也可能需要单独考虑一个以上的“最坏“火灾场景。
第三极--系统风险评估(SRE),适用于大型综合建筑或者高度创新的建筑,能大大降低建筑成本或者解决非常困难的设计问题。它属于概率风险评估,其量化非常复杂,需要消防工程师具有更高的技术水平,也要求有关审批部门掌握更高的评估技能。同时指南还为所考虑的消防安全子系统规定了必要的分析和输入数据。
八、我国的前景
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(risk assessment)和风险管理(risk management)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(fire risk)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fire risk analysis, fire risk estimation, fire risk evaluation, fire risk assessment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(fire hazard)和火灾风险(fire risk)。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(Insurance Services Office, 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(Commercial Fire Rating Schedule, 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。
【关键词】性能化评估技术;建筑消防安全;火灾
在现代社会的发展进步中,为使人们丰富多样的生活需要得以满足,更多的具有多功能使用特点和独特结构形式的新型建筑开始出现。然而,以条文规范为基础的原有消防安全设计难以推动其发展,因此,消防安全的性能化设计应运而生。作为一项以科学性、灵活性、有效性、经济性而著称的设计方法,性能化评估技术也越来越多的受到有关人员的重视。
一、性能化评估的概念
所谓性能化评估建筑消防安全是指运用性能化的评估方法评价建筑的性能化消防安全设计,即对于为实现某种特定消防安全要求而制定出具体试行性能化设计方案的某建筑,可以运用经验证或被大众认定为具有相对可靠性的有关分析方法和相关工具,通过随机性和确定性定量分析计算对象的有关设计火灾情景,对试行设计方案的具体消防安全性能进行判断,从而明确其能否达到判定标准或满足消防安全要求的过程。
二、性能化评估的基本步骤
受建筑物功能不同影响,在评估时往往具有不同的评估重点。尽管评估目标和评估内容不尽相同,但是其基本步骤通常如下:
(一)对评估对象进行确定。
(二)结合承担风险人员的评估目标,对建筑消防安全的整体目标进行确定。比如:环境安全目标和结构安全目标;非生命安全目标和生命安全目标等。
(三)结合确定的消防安全整体目标,对消防安全性能的量化指标或判定标准进行确定。
(四)对性能化试行设计方案中的具体问题进行分析,对定量评估方法和评估范围进行明确。
(五)对消防系统的可靠性和可行进行、火灾危险性及建筑物内部相关人员特征等进行分析,从而对最不利场景下人员疏散和火灾发展情况进行确定,并对火灾场景,如火灾规模、增长速率、荷载密度、点燃源、可燃物等进行设置。
(六)对评估计算对象进行选取,对模拟计算模型,如人员疏模型和烟气蔓延模型等进行确定,从而使人员疏散和烟气蔓延状况得以精确分析。
(七)对评估过程中遇到的不确定性问题进行分析,对其发生概率进行确定,并对其后果的严重性进行估计。对安全性进行论证。
(八)评价评估结果,对评估结论进行归纳总结,对评估报告进行撰写。
三、量化指标与判定标准
(一)判定标准
对建筑物消防安全的相关性能判定标准通常包括能见度、毒性及热效应等将人身安全的保护作为评估目标的生命安全标准和烟气损害、火灾蔓延、热效应、受损的完整性结构和防火分隔物、在火灾中暴露的财产危害等将财产安全的保护作为评估目标的非生命安全标准。在人类社会的发展中,人们更多的重视生命安全,因此对现代建筑物消防安全进行性能化评估时,通常对生命安全标准进行运用。
(二)具体量化指标
作为性能化判定标准的体现,危害指标和安全指标可以是一个数值分布,也可以是一个极限值范围或极限值,其往往源于经社会接受和认可的试验数据或实践经验。
实际上,具体量化指标通常属于系列性明确清晰性能目标向确定性的概率或工程数值转化而获得参数,其能够对消防措施或火灾导致的内部财产和建筑损害、人员伤亡、被中断的生产经营及最大可接受限度的风险等级等进行体现。通常包括热暴露水平、能见度、炭氧血红蛋白的具体含量、气体温度及材料温度等各种耐受极限。在对判定标准进行具体量化时,应主次有别的考虑各种耐受极限,并对关键性参数进行正确把握。
四、性能化评估应注意的问题
(一)要对消防安全水平、性能判定标准及总体目标等重要的三个确定原则进行良好把握。
(二)在将总消防安全目标向性能判定标准和子目标进行转化时,应确保其等效性和完整性。不能为满足达标设计而对性能判定标准进行随意改变。
(三)判定标准具体量化指标值对其评估结果的正确性具有直接影响。因此,在对火灾风险的特定判定标准进行确定前,应对承担风险者能够接受的人员伤亡和损害水平进行充分了解。
(四)一项设计目标存在被多个性能标准进行验证的情况,而一个性能标准也存在被多个参数值进行支持的情况。
(五)在进行评估时,要对火灾场景进行认真选取,设计火灾的大小进行确定,在对有关参数值的严格选取中使评估结果的相对有效性得以保证。
(六)不同的评估模型通常具有不同的适用范围和特点,因此在评估过程中要结合具体问题对计算模型进行选取。同时,还要对选用模型的局限性和假设条件进行充分了解。
(七)进行评估的模型通常以简化和建设为基础,因此实际疏散过程和活在过程存在差异于模拟计算结果的情况。为确保模拟计算结果能够精准有效,在碱性模型参数输入时,应对其相对保守的取值进行采用。
(八)不利于安全目标的影响因素往往很多,在进行评估时,往往对可以预测的和重要的因素进行考虑,而在实际人员疏散和火灾情况中往往存在较多的不确定因素。因此,要对某种安全系数进行事先设定,使不确定因素的不利影响得以尽可能削弱,从而使安全评估的结论得以相对可靠。
(九)要对消防安全拥有的全部子系统和他们之间的相互作用进行充分考虑。在以设计主体作为整体的基础上,分析评价存在发生可能性的火灾、内外消防措施与设定设计目标三者之间的相互作用。
结束语:
总的来说,在新型建筑日益增多的今天,要强化对性能化评估技术的探究和发展,从而使建筑物的消防安全设计得以更可靠、更有效!
【参考文献】
[1]倪照鹏,阚强.正确认识建筑物性能化消防设计与评估[J].消防科学与技术,2008,2(04):55-59.
[2]梅秀娟.建筑物性能化消防设计方法及其应用情况[J].消防技术与产品信息,2008,6(01):39-43.
[3]杨昀,张和平,张庆文,等.性能化设计标准在火灾安全设计中的应用[J].中国安全科学学报,2009,3(06):37-44.
关键词:性能化设计;处方式设计;消防设计;火灾模型
一、前言
如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃,那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。
消防设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式设计方法”,其基于场所类型进行设计考虑;另一种是“性能化设计方法”,它立足于危害分析及火灾假想,对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。
由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流,受到许多发达国家和发展中国家的高度重视,得到越来越广泛的应用。
二、性能化消防设计的概念
性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后用已开发出的工程学方法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。
与“处方式”设计相比较,性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”,而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证,能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果,比较起来,性能化设计方案具有设计成本有效性,设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。
性能化消防设计的两个关键点,第一是确认危害,第二是明确设计目标。具体来说,它针对建筑物的特点,建筑物内人员特点,建筑物内部操作方式,建筑物外部特征,消防灭火组织特点等。从而针对每种危害或者每个设计区域选择设计方法及评估方法。这种设计方法突破了传统设计针对建筑物结构类型、相应的层高及面积的限制,同时提供了更加灵活而有效的设计选择性。
性能化消防设计包括确立消防安全目标,建立可量化的性能要求,分析建筑物及内部情况,设定性能设计指标,建立火灾场景和设计火灾,选择工程分析计算方法和工具,对设计方案进行安全评估,制定设计方案并编写设计报告等步骤。在设计过程中,需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析,并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算,因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大,往往需要采用计算机火灾模拟软件等分析和计算工具。
三、性能化消防设计的流程
性能化设计利用火灾科学和消防安全工程建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数(如人在火灾中的行为和反应)进行定义的工程过程。
四、建筑物性能化消防设计的内容
建筑物的性能化消防设计主要包括两个方面的设计内容:一是保证建筑内人员安全疏散的性能设计,二是保证建筑构件耐火的性能设计。
人员安全疏散的性能设计是从建筑内人员安全方面进行考虑的,通过综合考虑各种火灾因素对人员逃生的影响,采用性能化的设计方法来保证建筑物内人员的火灾安全性,从而防止人员伤亡。其性能化的设计准则是:烟层下降高度和烟气浓度达到人不能忍耐的时间大于人员安全疏散所需的时间。
构件耐火的性能化设计是从建筑物的稳定性方面进行考虑的,通过分析建筑构件在火灾中的反应,采用性能化的设计方法来保证建筑物结构的火灾稳定性,从而防止建筑物的倒塌。其性能化设计准则是:火灾持续时间小于构件的耐火时间。
五、国内外性能化设计应用概况
自20世纪80年代英国提出了“以性能为基础的消防安全设计方法”(performance——basedfiresafetydesignmethod,以下简称性能化防火设计)的概念以来,日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防性能化设计技术和方法的研究,南非、埃及、巴西等发展中国家也都纷纷开展了这方面研究工作。世界各国都在积极推行性能化设计方法的应用,并取得了巨大成就。
英国于1985年颁布了第一部性能化防火规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定“必须建造一座安全的建筑”,但不详细确定应如何实现这一目标。
新西兰1991年的建筑法案对建筑监督立法体系进了彻底调整,于1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法,于1993年强制执行。1993~1998年,继续开展了“消防安全性能评估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延五部分。
瑞典于1994年了新的包含有性能化设计内容的建筑防火设计规范。
澳大利亚于1996年颁布了性能化防火设计规范的《澳大利亚建筑设计规范(《BuildingCodeofAustralia》,简称"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陆续推行。
巴西于1999年颁布了新的《钢结构防火设计》和《对建筑构件耐火极限的要求》两部标准。这是南美首次制定的建筑标准,由SaoPaulo大学、Mi—nasGerais大学和OuroPreto大学编制。标准中引入了如时间计算方法与风险评估方法以及其他消防安全工程设计方法等性能化的新概念,允许建筑物的火灾安全根据其火灾荷载、建筑物高度、建筑总面积以及灭火设备的安装与否等条件确定,而对建筑物的耐火等级不做要求。
日本政府于1998年6月对《建筑基准法》进行了修订,引入了一些有关性能化设计的内容,并于2000年6月施行;另外,还于2003年8月开始对《消防法》进行修订,计划于2005年施行。
加拿大于2001年了性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。
美国也于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。
目前,已有不少于13个国家(澳大利亚、加拿大、芬兰、法国、英国、日本、荷兰、新西兰、挪威、波兰、西班牙、瑞典和美国)采用或积极发展性能化规范和基于规范结构形式下建筑防火设计方法,并取得了一定成果。中国也正在加紧性能化设计方法的研究和性能化设计规范的制定。公安部所属消防研究所承担了几项有关性能化设计的国家十五科技攻关课题,如公安部天津消防研究所承担的“建筑物性能化防火设计技术导则”的研究和制定,公安部四川消防研究所承担的“高层建筑性能化防火设计安全评估技术研究”等。
六、推行性能化设计方法是一个逐步过程
尽管建筑物消防性能化设计方法有很多优点,作为性能化设计技术的基础一“火灾模型”在性能化设计中起着举足轻重的作用,但它们作为一种新生事物,还不为人们所理解和接受,特别是建筑设计师和建筑管理部门的人员都不太了解这种新的设计方法。
有人曾对美国、中国香港和澳大利亚的建筑管理人员在对待性能化设计和处方式设计在能否保证建筑消防安全,以及火灾模型是否足以支持性能化设计的态度进行了一个调查,并进行了比较。发现半数以上的管理人员认为性能化设计不能保证建筑的安全,三分之二以上的管理人员认为处方式设计能保证建筑的安全,以及三分之二以上的人认为火灾模型不足以支持性能化设计。
世界各国几乎都存在着类似这样的情况。在很长一段时期内,建筑设计师和建筑管理人员对性能化设计技术还存在一个从初步认识、深入了解到最终肯定的意识转变过程。
另外,对于采用性能化方法设计的建筑,如何正确地评估其消防安全性方面也存在很多技术上的难题有待解决。
七、展望
性能化消防设计已成为世界性建筑消防设计发展的必然趋势,它的发展将大大促进消防安全设计的科学化、合理化和成本效益的最优化,并将产生十分重大的社会效益和经济效益。尽管目前还有许多人不太理解和排斥使用它,但我们坚信随着时间的推移,将会有越来越多的人加入到肯定性能化设计方法的行列中来。据日本方面的统计,采用性能化方法进行消防设计的建筑正在逐年增加。
我国也应该加快性能化规范及配套技术的研究步伐,充分发挥性能设计的优越性。今后应从以下几个方面人手,促进性能化设计技术的发展:
(1)加强各种火灾预测模型和火灾风险评估模型的研究,拓展性能化设计方法的应用空间。
(2)加强新材料、新技术研究,规范材料性能参数,建立和完善消防数据库,提供准确的性能化指标,为性能化应用积累基础性数据。
(3)深入研究火灾规律、火灾情况下建筑内人员逃生规律和构件变化规律,为各种火灾模型的建立提供坚实的理论依据,并拓展计算机技术在消防中的应用。
(4)积极向建筑设计师和建筑管理人员介绍性能化设计方法,使他们从认识、理解并自觉接受性能化设计方法。
(5)出台可操作性强的性能化设计指南,使建筑设计师能尽快地掌握性能化设计方法的使用。
(6)制定性能化消防设计规范,为性能化设计方法的应用提供法律依据。
参考文献:
[1]田玉敏.论“性能化”的建筑防火设计方法.消防技术与产品信息,2003,(7).
[2]肖学锋.发展性能化防火设计,迎接加入WTO的挑战.消防科学与技术,2002,(5).
[3]SFPE性能化消防分析和设计工程指南.
[4]倪照鹏.国外以性能为基础的建筑防火规范研究综述.消防技术与产品信息,2001,(10).
[5]国外建筑物性能化设计研究译文集.消防安全工程工作组编,2001.
[6]T.Tanaka.性能化消防案例设计标准和用于评估的FSE工具.国外建筑物性能化设计研究译文集.消防安全工程工作组编.
[7]卢兆明.香港性能化消防规范的应用情况.公安部四川消防研究所.2002.
一、消防安全评估的作用和现状
消防安全评估传统称为火灾风险评估,在火灾科学与消防工程中占有重要地位,并有利于加强完善火灾科学与消防工程学科体系。通过消防安全评估不仅可以较为客观和准确地判断出火灾的危险程度,而且人们在此基础可以有效提出预防火灾、扑灭火灾的有效措施。消防安全评估通常的步骤如下:首先要对建筑物进行火灾风险分析,然后在此基础上估算出火灾风险,并评价准备选择的风险抵御措施,最后通过估算的数据与收集到的实际数据进行准确地转化,就可以得到较为准确的定论了。近几年,我国的科研单位对地下公共建筑消防安全评估处于刚刚起步,但是由于地下公共建筑的消防开发持续增长,导致广大科研人员也要随之重视公共建筑的消防安全评估工作,安全评估的研究可以有效地提高这一特殊类型建筑的合理性,同时也可以在我国建立起更加规范的性能化的防火设计。
二、地下建筑消防安全评价指标体系的建立
通常是根据AHP理论来限制评价体系中各指标的权重,并采取消防安全评估方法对其进行评定,从而可以有效地建立完善好地下公共建筑消防安全评价指标体系,另外还需要结合以往的消防安全评估实例,进行验证计算出该方法对指导地下公共建筑防火设计是否是切实可行的。针对近几年安全事故的致因理论,一般情况下,事故发生主要是由管理失误引起的,管理失误有主要分为人的不安全行为和物的不安全状态,两者中的又以人为因素为主。因此,在分析地下公共建筑火灾危险性的影响因素过程中,应重点关注建筑的安全管理制度、人员状况以及建筑物本身安全防火状况。建筑物本身的状况需要结合地下公共建筑物发生火灾的实际情况,主要考虑以下几个方面:建筑物自身是否具备防火的功能;相关设施自身所具备的扑灭火的能力;建筑在发生火灾后具备的在进行安全疏散时的能力。
三、消防安全等级划分方法
1.扣分制扣分制是衡量消防安全特征重要的程度,地下建筑物如果将消防方面的供水能力作为实例,并且某些地区消防方面的供水能力远远多于消防队原有供水水平。相反,如果某些地区消防供水能力少于消防队原有供水,仅仅根据供水特征不能完全的反映出实例的准确性,其本身的作用也就失去了。2.以逻辑分析法逻辑分析法是一种在运筹学原理的基础上的逻辑分析的演绎分析法,是一种较为常见的事故树分析法,它是从发生事故开始一层一层的深入演绎,合理的利用布尔逻辑门将出现概率较大的事件组成一个逻辑系统和整体,在整个系统中事故之间是存在这联系,可以有效地揭示出基本事故之间的相互逻辑联系,并且可以快速准确地找出系统中失效的部分。
四、地下公共建筑层次分析综合评价法具体步骤
如果在每个指标层处于B到F的等级的情况下,此时地下公共建筑物可以采用专家打分的方式来确定总目标层和准则层的具体权重;如果指标层处于不同等级,确定各层次下权重改变之后的系数:确定在对该系统进行等级划分后的指标。这个过程可以通过使用计算机来模拟建筑物,然后确定其构造和安全疏散系统。采用计算机模拟确定建筑及其构造B和安全疏散系统。同时要确定两个准则层(包括建筑物本身以及它的构造、具体的电气设备、有关灭火的系统以及发生是事故后安全的疏散系统六个方面)各指标层的权重,另外如果指标层是处于不同等级的情况,此时权重系数也可以通过计算机来模拟确定。
五、结语
关键词:性能化设计;处方式设计;消防设计;火灾模型
1前言
如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃,那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。
消防设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式设计方法”,其基于场所类型进行设计考虑;另一种是“性能化设计方法”,它立足于危害分析及火灾假想,对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。
由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流,受到许多发达国家和发展中国家的高度重视,得到越来越广泛的应用。
2性能化消防设计的概念
性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后用已开发出的工程学方法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。
与“处方式”设计相比较,性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”,而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证,能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果,比较起来,性能化设计方案具有设计成本有效性,设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。
性能化消防设计的两个关键点,第一是确认危害,第二是明确设计目标。具体来说,它针对建筑物的特点,建筑物内人员特点,建筑物内部操作方式,建筑物外部特征,消防灭火组织特点等。从而针对每种危害或者每个设计区域选择设计方法及评估方法。这种设计方法突破了传统设计针对建筑物结构类型、相应的层高及面积的限制,同时提供了更加灵活而有效的设计选择性。
性能化消防设计包括确立消防安全目标,建立可量化的性能要求,分析建筑物及内部情况,设定性能设计指标,建立火灾场景和设计火灾,选择工程分析计算方法和工具,对设计方案进行安全评估,制定设计方案并编写设计报告等步骤。在设计过程中,需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析,并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算,因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大,往往需要采用计算机火灾模拟软件等分析和计算工具。
3性能化消防设计的流程
性能化设计利用火灾科学和消防安全工程建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数(如人在火灾中的行为和反应)进行定义的工程过程。
4建筑物性能化消防设计的内容
建筑物的性能化消防设计主要包括两个方面的设计内容:一是保证建筑内人员安全疏散的性能设计,二是保证建筑构件耐火的性能设计。
人员安全疏散的性能设计是从建筑内人员安全方面进行考虑的,通过综合考虑各种火灾因素对人员逃生的影响,采用性能化的设计方法来保证建筑物内人员的火灾安全性,从而防止人员伤亡。其性能化的设计准则是:烟层下降高度和烟气浓度达到人不能忍耐的时间大于人员安全疏散所需的时间。
构件耐火的性能化设计是从建筑物的稳定性方面进行考虑的,通过分析建筑构件在火灾中的反应,采用性能化的设计方法来保证建筑物结构的火灾稳定性,从而防止建筑物的倒塌。其性能化设计准则是:火灾持续时间小于构件的耐火时间。
5国内外性能化设计应用概况
自20世纪80年代英国提出了“以性能为基础的消防安全设计方法”(performance——basedfiresafety
design
method,以下简称性能化防火设计)的概念以来,日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防性能化设计技术和方法的研究,南非、埃及、巴西等发展中国家也都纷纷开展了这方面研究工作。世界各国都在积极推行性能化设计方法的应用,并取得了巨大成就。
英国于1985年颁布了第一部性能化防火规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定“必须建造一座安全的建筑”,但不详细确定应如何实现这一目标。
新西兰1991年的建筑法案对建筑监督立法体系进了彻底调整,于1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法,于1993年强制执行。1993~1998年,继续开展了“消防安全性能评估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延五部分。
瑞典于1994年了新的包含有性能化设计内容的建筑防火设计规范。
澳大利亚于1996年颁布了性能化防火设计规范的《澳大利亚建筑设计规范》(《BuildingCodeof
Australia》,简称"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陆续推行。
巴西于1999年颁布了新的《钢结构防火设计》和《对建筑构件耐火极限的要求》两部标准。这是南美首次制定的建筑标准,由SaoPaulo大学、Mi—nasGerais大学和OuroPreto大学编制。标准中引入了如时间计算方法与风险评估方法以及其他消防安全工程设计方法等性能化的新概念,允许建筑物的火灾安全根据其火灾荷载、建筑物高度、建筑总面积以及灭火设备的安装与否等条件确定,而对建筑物的耐火等级不做要求。
日本政府于1998年6月对《建筑基准法》进行了修订,引入了一些有关性能化设计的内容,并于2000年6月施行;另外,还于2003年8月开始对《消防法》进行修订,计划于2005年施行。
加拿大于2001年了性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。
美国也于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。
目前,已有不少于13个国家(澳大利亚、加拿大、芬兰、法国、英国、日本、荷兰、新西兰、挪威、波兰、西班牙、瑞典和美国)采用或积极发展性能化规范和基于规范结构形式下建筑防火设计方法,并取得了一定成果。中国也正在加紧性能化设计方法的研究和性能化设计规范的制定。公安部所属消防研究所承担了几项有关性能化设计的国家十五科技攻关课题,如公安部天津消防研究所承担的“建筑物性能化防火设计技术导则”的研究和制定,公安部四川消防研究所承担的“高层建筑性能化防火设计安全评估技术研究”等。
6推行性能化设计方法是一个逐步过程
尽管建筑物消防性能化设计方法有很多优点,作为性能化设计技术的基础一“火灾模型”在性能化设计中起着举足轻重的作用,但它们作为一种新生事物,还不为人们所理解和接受,特别是建筑设计师和建筑管理部门的人员都不太了解这种新的设计方法。
有人曾对美国、中国香港和澳大利亚的建筑管理人员在对待性能化设计和处方式设计在能否保证建筑消防安全,以及火灾模型是否足以支持性能化设计的态度进行了一个调查,并进行了比较。发现半数以上的管理人员认为性能化设计不能保证建筑的安全,三分之二以上的管理人员认为处方式设计能保证建筑的安全,以及三分之二以上的人认为火灾模型不足以支持性能化设计。调查结果参见表1。
世界各国几乎都存在着类似这样的情况。在很长一段时期内,建筑设计师和建筑管理人员对性能化设计技术还存在一个从初步认识、深入了解到最终肯定的意识转变过程。
另外,对于采用性能化方法设计的建筑,如何正确地评估其消防安全性方面也存在很多技术上的难题有待解决。
7展望
性能化消防设计已成为世界性建筑消防设计发展的必然趋势,它的发展将大大促进消防安全设计的科学化、合理化和成本效益的最优化,并将产生十分重大的社会效益和经济效益。尽管目前还有许多人不太理解和排斥使用它,但我们坚信随着时间的推移,将会有
越来越多的人加入到肯定性能化设计方法的行列中来。据日本方面的统计,采用性能化方法进行消防设计的建筑正在逐年增加。
我国也应该加快性能化规范及配套技术的研究步伐,充分发挥性能设计的优越性。今后应从以下几个方面人手,促进性能化设计技术的发展:
(1)加强各种火灾预测模型和火灾风险评估模型的研究,拓展性能化设计方法的应用空间。
(2)加强新材料、新技术研究,规范材料性能参数,建立和完善消防数据库,提供准确的性能化指标,为性能化应用积累基础性数据。
(3)深入研究火灾规律、火灾情况下建筑内人员逃生规律和构件变化规律,为各种火灾模型的建立提供坚实的理论依据,并拓展计算机技术在消防中的应用。
(4)积极向建筑设计师和建筑管理人员介绍性能化设计方法,使他们从认识、理解并自觉接受性能化设计方法。
(5)出台可操作性强的性能化设计指南,使建筑设计师能尽快地掌握性能化设计方法的使用。
(6)制定性能化消防设计规范,为性能化设计方法的应用提供法律依据。
参考文献:
[1]田玉敏.论“性能化”的建筑防火设计方法.消防技术与产品信息,2003,(7).
【关键词】 高荷载 低组织 公众聚集场所 火灾风险定性评估 安全检查表法
高荷载低组织公众聚集场所,包括批发商场、零售商场、超市等大型或超大型商品经营场所;具有火灾荷载高或火灾荷载密度大、人员组织无序、环境情况复杂、消防安全管理松散及安全工作任务重等特征;根据公安消防机构的火灾统计数据和典型案例分析,商场市场火灾的发生具有随机性和不确定性,发生火灾的原因包括人为原因、电气原因、自然原因和其他原因;火灾危害性大,表现为极易威胁人身安全、形成火势蔓延、造成重大经济损失、妨碍灭火救援、产生恶劣社会影响等。
1 火灾风险定性评估的必要性
高荷载低组织公众聚集场所,其火灾风险性及危害性大,运用定性评估方法,开展火灾风险评估,克服定量评估难以实施的不足,在预防火灾发生、降低火灾风险、保障安全经营、加强安全管理、减少火灾损失等具有积极的作用。其必要性包括:
(1)定性分析该类场所的火灾风险因素,找出存在的火灾隐患,提出相应整改措施及建议,提高消防安全防范水平。(2)客观评估该类场所建筑的风险管理水平,针对管理中发现的不足,提出相应的管理建议,促进消防安全管理工作。(3)推动该类场所火灾风险评估工作,针对评估中需要改进和完善的方面,为相关管理和监督部门提供借鉴。
2 安全检查表法的内涵及步骤
2.1 安全检查表法的内涵
运用安全检查表法开展火灾风险评估,主要是指参考消防安全有关法律、规范、标准及规程,采用安全检查表,分析系统及其构成的各项指标要素,系统地对一个可能发生火灾的环境进行科学分析,实施安全检查和火灾危险控制,找出各种火灾危险源,列出存在的问题,以促进安全检查和消防安全管理。其特征是应用系统论知识,将复杂大系统分割成小系统或更小单元,按系统或单元编制安全检查的项目及要点,以提问方式列成表格,作为安全检查时的指南,对某一对象火灾风险水平或安全现状进行诊断。评估表格中需要将安全检查的内容逐一列出,避免遗漏主要影响因素;具有清晰明了、方法简单、用途广泛、没有限制、易于理解与使用等优点;缺点是只能进行定性分析不能进行定量分析。
2.2 安全检查表法的步骤
运用安全检查表法,开展火灾风险评估的步骤,通常包括:(1)评估准备。初步确定目标对象和范围,进行现场调查,框定并收集相关法律法规、技术规范、工程资料及项目概况等资料。(2)资料收集。明确评价的对象和范围、适用的法律法规,了解同类项目的管理和火灾事故状况等。(3)风险辨识。根据建设项目的宏观微观环境、生产管理情况和经营特点,分析和辨识潜在的火灾危险因素、有害因素和火灾安全隐患。(4)指标确定。根据评价对象的特点和实际,选择科学合理适用可行的定性评估项目指标。(5)定性评估。根据现场调查,通过资料收集,选择评估指标,进行定性分析,以确定火灾事故可能发生的区域、部位、单元等。(6)对策措施。根据定性评价结论,提出预防或减少火灾危险的技术和管理措施。(7)评估结论。简要列出主要危险因素、有害因素,提出需要重点防控的重要危险部位和项目,提出安全措施及对策,从消防安全管理角度,给出项目符合法律法规和技术标准的结论。
3 安全检查表法评估指标及结论
根据高荷载低组织公众聚集场所的特点,运用安全检查表法开展项目火灾风险评估,其评估依据,包括消防法律法规、消防技术规范(国家标准)、消防技术标准(国家标准)和地方标准等。安全检查表法的核心,是设计和实施安全检查表。安全检查表必须包括系统或子系统的全部主要检查要点,特别不能忽视那些主要的潜在危险因素及与之相关的其他危险源。安全检查表中,应重点列举需要查明的可能导致火灾的不安全因素,采用列表提问方式,以是或否来回答,是表示符合要求,否表示还存在问题,有待于进一步改进和完善。对于回答否的因素,还应指出不符合的原因并提出改进措施和建议。评估工作按由单项目到小系统再到更大的系统,最后到大系统的顺序实施评估。
3.1 评估单元划分
为便于火灾风险评估的进行,有利于提高评估工作的准确性,依据有关消防法律法规、消防技术规范及消防技术标准,结合消防安全管理的特点与危险源的类别及分布,划分评估单元。结合项目的消防管理情况,主要对消防系统进行评估,将每个大系统划分为主动防火、被动防火和火灾安全管理三个子系统;每个子系统再根据具体情况不同,细分更小的子系统。
3.2 评估指标
3.2.1 评估指标选取
(1)被动防火子系统。评估单元细分,细分为环境情况、可燃物品、电气设备、热物体、危险源、明火和吸烟、其他等子系统进行评估。单元指标选取包括:环境情况子系统,细分为建筑布局、平面布置、建筑结构、防火间距、消防车道、建筑火灾荷载、防火防烟分区、垂直和水平防火分隔、消防电梯、疏散通道、安全出口、商铺类型和功能、开口部位等指标。可燃物品子系统,细分为可燃物品种类、物品燃烧性能、可燃物品存储、可燃装修材料、可燃装饰材料等指标。电气设施子系统,细分为用电设施、电气线路、设备自身状态、与可燃物的距离、电源控制箱、保险丝的规格、接地装置等指标。热物体子系统,细分为热表面周围可燃物、电器功率及安装、热废渣处理等指标。危险源子系统,细分为可燃性气体蒸汽泄漏、易燃易爆物扩散、燃料气体控制等指标。明火和吸烟子系统,细分为电焊、气割、炉灶等,以及吸烟区与禁烟区、吸烟区内烟灰缸、禁火区内冒烟物体等指标。其他子系统,细分为地面清洁、可燃废料垃圾存放、室内通风情况、人员了解灭火器材使用、单位动火安全规定、过去有无火灾发生情况等指标。
(2)主动防火子系统。评估单元细分:包括消防设施和消防队子系统;消防设施子系统细分火灾自动报警系统、消防给水系统、室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统、防排烟系统、防火门和防火卷帘、应急照明和疏散指示、建筑灭火器、消防电源等;消防队子系统包括专职消防队和义务消防队系统。单元指标选取:火灾自动报警系统子系统,细分为系统布线及供电、火灾探测报警、消防联动控制、火灾应急广播、消防通讯、火灾警报装置、消防电梯、电气火灾监控等评估项目。消防给水系统子系统,细分为天然水源、市政供水、消防水池、消防水箱、气压给水装置、消防水泵及控制装置、室外消防给水、消防水泵接合器等。室内外消火栓系统子系统,细分为消防给水管道、室内外消火栓布置、消火栓箱体外观和组件、启泵按钮、减压装置、消火栓出水压力、最不利点消火栓充实水柱等评估项目。自动喷水灭火系统子系统,细分为系统设置型式、报警阀组、供水控制阀、压力开关和水力警铃、水流指示器、末端试水装置、供水管网、洒水喷头、系统功能等评估项目。气体灭火系统子系统,细分为系统型式选择、安全要求及控制方式、储存装置和储藏间、启动和输送管网、气体喷嘴、各类阀体、系统控制及信号反馈装置、模拟启动和喷气试验情况等评估项目。泡沫灭火系统子系统,细分为系统选型、泡沫液储罐、泡沫比例混合器、消防泵组、泡沫产生器、泡沫喷头、泡沫消火栓、系统管道和阀门、系统控制、系统试验情况等评估项目。防排烟系统子系统,细分为自然排烟装置、机械防烟系统、机械排烟系统、通风和空气调节装置、各系统功能等评估项目。防火门和防火卷帘子系统,细分为甲、乙、丙级钢质(木质)防火门、常开电动防火门、常闭防火门、防火卷帘等。应急照明和疏散指示子系统,细分为火灾应急照明、疏散指示和安全标志等。建筑灭火器子系统,细分为灭火器配置和选型、灭火器设置和安装、灭火器外观检查、灭火器维修及报废等。消防电源子系统,细分为供电负荷等级、消防专用供电回路及线路敷设、末端切换装置、自备发电设备、应急电源(FEPS)设置及控制等。消防队子系统,细分为专职消防队建设和义务消防队建设评估子系统。
(3)消防安全管理子系统。评估单元细分及评估指标选取:建筑物内部人员子系统细分为人员密度、年龄层次结构和消防安全素质及意识差异等;管理水平子系统分为消防安全管理制度建立健全、专职值班制度、建立日常防火巡查且检查记录、严格遵守消防管理规定、易燃易爆危险品管理符合要求、消防安全教育培训定期举行、完整配备专业和志愿者消防组织等。
3.2.2 评估表格设计
评估表格包括指标序号、评估单元用项目表示、项目检查内容、检查结果用是或否回答、存在问题简述用备注表示、反映隐患严重程度的隐患项目类别。评估表格中的隐患项目类别的确定,需要根据对项目检查内容进行严格的检查试验后,对于得出检查结果否定的子系统进行仔细分析研究,确定造成子系统检查结果否定的项目其造成消防安全隐患的严重程度到底有多大,它在系统正常运行过程中担负着什么样的角色等,然后判定该项目检查内容的消防安全的隐患项目类别,可划分为严重隐患项(A),重要隐患项(B),一般隐患项(C),判定检查评估合格的隐患项目数为:A=0,且B≤2,且B+C≤5。被动防火子系统、主动防火子系统和消防安全管理子系统的评估表如表:
3.2.3 定性评估结论
高荷载低组织公众聚集场所,由于其火灾风险性及危害性大,有必要定期开展火灾风险评估。运用安全检查表法,对项目的主动防火系统、被动防火系统和消防安全管理系统进行全面评估,方法简单,容易理解、使用和实施,解决定量评估难以实施的不足,关键是将消防安全系统进行细分,将复杂系统转化为简单系统,选取评估指标,设计评估表格,得出评估结论,找出消防安全隐患,提出消防安全管理建议,对于评估对象存在的消防安全隐患一目了然。定性评估从消防安全管理角度,能够给出符合法律法规和消防技术标准的结论,包括项目的总体评估情况、各系统存在的否定项,以及需要特别关注的重要否定项,及其反映出来的重大消防安全问题及消防安全隐患,拟采取的消除安全隐患、加强消防安全管理的针对性措施和建议。对于定性评估中出现的一些不能明确判定隐患类别的否定项,可能造成重大安全隐患的项目,再选择相关的定量分析方法进行专门评估。通过火灾风险评估,促进高荷载低组织公众聚集场所降低火灾风险及损失,促进安全管理及经营。
参考文献:
[1]余明高.防火防爆:江苏:中国矿业大学出版社,2007年.
[2]中国消防协会.建(构)筑物消防员(中级技能):北京:中国科学技术出版社,2011年.
消防设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式设计方法”,其基于场所类型进行设计考虑;另一种是“性能化设计方法”,它立足于危害分析及火灾假想,对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。
由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流,受到许多发达国家和发展中国家的高度重视,得到越来越广泛的应用。
性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后用已开发出的工程学方法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。
与“处方式”设计相比较,性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”,而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证,能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果,比较起来,性能化设计方案具有设计成本有效性,设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。
将上一层次的某一元素作为判断准则,由专家根据该准则对下一层次相应元素按T.L.Satty的9标度法两两比较,建立判断矩阵A,以建成的高校学生宿舍楼火灾风险评估指标体系(层次分析模型)为基础,通过比较各因素之间的重要性,构造出比较判断矩阵。根据层次分析法构造判断矩阵的原理,假定目标Ak与下一层中的因素B1,B2,…,Bn有联系,则判断矩阵应如表1所示。判断矩阵中的bij表示对于目标Ak,因素Bi与Bj比较相对重要性的数值标度。标度在本文中所代表的含义如表2所示。由于评估指标体系中各个要素的重要性程度是不同的,对每层各元素间的重要性比较,多通过咨询专家对每个指标进行两两比较,并对其的重要性进行打分。
各指标的权重计算
根据专家打分确定各层次指标相对上层因素的判断矩阵,并计算矩阵的特征值及其对应的特征向量,特征向量即为我们所求的各层指标相对上层目标的权重。本文利用求和法计算判断矩阵A的最大特征值λmax及其对应的特征向量W。其计算步骤为所得到的特征向量就是各评估因素的重要性顺序,也即是权重的分配。
判断矩阵的一致性检验
由于风险评估指标具有复杂性和多样性,而不同的人对事物的判断又存在模糊性和差异性,因此,专家打分及加权平均等方法获得的重要性判断矩可能存在一些偏差。每一个判断矩阵都具有完全的一致形式是不可能的,所以我们只能要求判断矩阵具有满意的一致性,使AHP法得到的结果基本合理,这就是为什么我们在评价过程中要对判断矩阵进行一次性检验。一致性检验按照下式进行一般CR<0.1时,认为判断矩阵的一致性是可以接受的,否则就需要调整判断矩阵,直到满意为止。
运用层次分析法对高校学生宿舍楼火灾风险评估
1风险评估指标体系模型
通过对近些年高校学生宿舍火灾案例的研究,本着科学性、可行性、可比性的评估指标建立原则并征询相关专家意见建立了以消防安全管理水平、建筑物自身状况、火灾危险源三个因素为一级指标的高校学生宿舍楼火灾危险综合评估体系,见图1。
2宿舍楼火灾风险评估指标权重计算
根据第2节所述,对专家进行问卷调查,采用9标度法得到各级指标的相对重要度值,再利用层次分析法计算出高校学生宿舍楼火灾风险评估体系各层指标权重,并进行一致性检验,见表4~表7。计算得到各指标权重后,按照一致性检验方法进行一致性检验,上述各层次指标的判断矩阵均通过一致性检验。
3评分标准
由专家根据实际情况和实践经验,确定高校学生宿舍楼火灾风险评估指标的评分标准,如表8所示。根据以上高校学生宿舍楼火灾风险评估方法计算所得分值,可对高校学生宿舍楼火灾风险进行相应分级,见表9。
实例应用
某大学7号学生宿舍楼始建于1997年,是钢筋混凝土结构一级建筑,整个大楼成“L”形,南北向长51m、东西向长100m,大楼宽度为16m。该大楼共六层,总占地面积2200m2,每层建筑面积1084m2,总建筑面积6500m2,入住约2000名学生。根据所建立的指标评估体系,通过专家评估,各指标平均得分结果,根据评估情况可计算出该宿舍楼火灾风险S=5.066,介于[5,7)之间,属于中等风险等级,见表10。
结论
本文从高校消防安全管理水平、宿舍楼自身状况和火灾危险源三个方面着手建立了高校学生宿舍火灾风险评估指标体系,探讨了火灾风险评估方法,给出了高校学生宿舍楼火灾风险评估指标体系中各指标的评估打分标准,并通过应用举例对高校学生宿舍楼的火灾风险进行评估,较为客观地评价了高校学生宿舍楼发生火灾的潜在危险性等级。在影响高校学生宿舍楼火灾风险的指标中,消防教育与应急演练机制、消防安全制度执行情况、居住人员消防素质的权重比较大。