高层建筑火灾风险评估的指标体系设计

火灾相关知识

2006年9月第8卷第9期

中国工程科学Sep.2006Vol18No19

研究报告

高层建筑火灾风险评估的指标体系设计

刘爱华,施式亮,吴　超

(11湖南科技大学;21中南大学)

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[摘要]　针对高层建筑火灾危险的特点,通过对火灾场景的设定,从消防对策的角度对火灾进行了阶段划分,

并针对每个阶段运用了事故树和事件树的方法进行了事故分析,找出了影响火灾发展和蔓延的相关因素,建立了多层次的高层建筑火灾危险评价的指标体系。该指标体系能为建筑物安全管理提供科学依据,也能为高层建筑火灾风险评估奠定基础。

[关键词]　高层建筑火灾;指标体系;火灾场景;[中图分类号]X92817　　[]A-)09--05

　　。而目前火灾包括建筑火灾呈上升趋势,已成为国家十分重视、社会普遍关注、迫切需要解决的重大问题之一

[1]

多,因素与因素之间又互相关联。在这里通过设定火灾场景,运用事故树和事件树的分析方法对火灾中的危险源进行辨识,寻找出与火灾危险性相关的因素,并通过事故致因理论和相关的安全分析方法寻找出各指标之间的层次关系,从而建立起完整、科学的指标体系。111　火灾场景设定

。对建

筑物进行火灾危险评价能有效地预防和控制建筑火灾事故的发生。而该指标体系是进行高层建筑火灾危险评价的基础。选择的指标是否全面、客观,指标的确定是否准确、实际,都关系到整个评价结果的实用性和正确性。高层建筑火灾危险评价指标体系是由涉及火灾危险性的相互关联、相互制约的因素构成的一个有机整体。

火灾场景是对某特定火灾从引燃或者从设定的燃烧状态到火灾增长的最高峰的描述

[2,3]

,同时火

灾场景还涉及对建筑物的结构特性及预计火灾所导致危害的说明。建立火灾场景时应该考虑火灾前的情况、点火源、初始可燃物、蔓延可能性等因素。通过火灾场景的设定,能对人员生命安全、建筑结构耐火性能以及财产损失等目标结果进行预测,而且火灾场景设定也是火灾风险评估和性能化设计中至关重要的一步。在这里,为了充分暴露导致火灾发生发展的各个相关因素,对发生火灾的起始地点不作具体的设定,只假定火灾最终突破水平和竖向防火分区,蔓延到整栋大楼,造成了巨额的财产损失和大量的人员伤亡。112　火灾阶段划分

1　评价指标体系建立的方法

建立准确、全面、有效的高层建筑火灾风险评价体系,是火灾风险评估的关键,因此选择评价指标时应注意科学性原则、全面性原则、评价指标的可量化原则和实用性原则。高层建筑火灾危险评价,既要考虑到不发生或少发生火灾,也要考虑到发生火灾后扑救、疏散和防止蔓延的需要,因而高层建筑火灾危险评价指标体系是一个多因素、多层

次的复杂体系,构成该体系的因素(或指标)众

[收稿日期]　2005-09-21;

[基金项目]　国家自然科学基金资助项目(50274060)

[作者简介]　刘爱华(1976-),女,湖南衡阳市人,湖南科技大学能源与安全工程学院讲师

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第9期刘爱华等:高层建筑火灾风险评估的指标体系设计91　

从防灾计划的目的来认识火灾,一般是按照火灾不同状态采取对应的行动和火灾影响所及的空间单位来认识的。基于这种思想,把火灾扩大的过程按照不同状态划分或定义成几个阶段,并把时间因素归并到火灾进程中,即为火灾阶段划分。火灾的发生并发展时,人的因素会产生巨大影响,甚至决定对应行动的结果,把火灾进程划分成几个阶段,不但能够有效地找出各种消防对策,而且便于研究各个火灾阶段消防对策的系统化方法。

高层建筑的使用性质,政治经济方面的影响力,火灾负荷状况与设计标准,火灾发生后疏散和扑救的难度等影响因素决定着高层建筑内消防设备、设施的配套情况,从而影响着整个阶段的划分。因此,在阶段划分之前,作出如下假设:

1)使用建筑物的人员会出现错误行为,虽然概率较小,但这些错误行为将构成发生事故性火灾的必要条件。

2),发生频率较低,根据以上假定按照火灾发展过程中的不同危

险程度和消防措施的效果,将火灾由初期发展到整栋大楼的过程划分为5个阶段:

第一阶段是指火灾发生,由于一些原因使得点火源和室内的可燃物接触并发生明火燃烧现象。

第二阶段是指火灾初期,其热释放速率相对较小,此时的火灾可以被灭火器或被自动喷淋系统所控制。

第三阶段是指火灾进一步发展,室内温度逐渐升高同时产生了大量高温、有毒气体,灭火器和自动喷淋系统已经不能将火灾有效扑灭,必须使用消火栓灭火,并进行人员疏散。

第四阶段是指消火栓灭火失效,火灾由起火室蔓延到整个水平防火分区,并有可能发生了轰燃。第五阶段是指火灾突破竖向防火分区,向整个楼层蔓延,使整个楼层成了一具火窟,造成巨大的财产损失;,(FTA)分析方法和事件(ETA)分析方法寻找出火灾发生发展的各个阶段的危险因素。

图1是影响第一阶段火灾发生的事故树图

。

图1　火灾发生事故树图Fig11　TheFTAforfirehazardhappening

　　从图中可以看出,导致火灾发生,是可燃物和点

火源共同作用的结果。因此严格控制可燃物和安全用

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92中国工程科学第8卷

火是控制火灾发生的最有效途径。具体包括严格控制建筑物内的火灾荷载密度;对建筑装修材料的燃烧等级进行严格限定。为了减少周边环境的影响,在建筑设计时就应注意其总平面布置,一是不宜布置在火灾危险性为甲、乙类厂房,甲、乙、丙类液体和可燃气体储罐以及可燃材料堆场附近;二是与周边的建筑应有适当的防火间距。建筑物内的火源主要来自2个方面,即设备和人。在高层建筑物内,为了满足各种需要,一般需配备相应的锅炉房、变压器室、柴油发电机房等,而这些都是极易引发火源的地方,应严格按规程布置和操作。而人则是产生火源的最活跃因素,这又取决于完善的安全管理制度、人的安全意识水平

和受教育程度等。因此,在第一阶段所涉及的影响因素有火灾荷载密度、建筑装修材料的燃烧等级、总平面布置、防火间距、电气设备的防火能力、人们的安全意识水平等。

在第二阶段,由于火灾还处于初期,可以被灭火器或自动喷淋系统所控制。因此火灾能否被及时发现及能否被建筑物内的防灭火设备有效地扑灭是主要影响因素。用事故树方法,对火灾超出阶段2可能的发展情况进行分析(见图2)。由图2可知,影响第二阶段火灾发展的主要因素为建筑物自身的灭火能力,如自动报警系统、自动喷淋系统、其他灭火系统的效率和管理人员的消防水平等

。

图2　阶段2的事故树图Fig12　TheFTAatthesecondstage

　　阶段3是指可以使用室内消火栓将火灾扑灭的

阶段。在这个阶段影响火灾发展的主要因素是室内消火栓和排烟设备的工作状况。在阶段3,火灾处于发展阶段,室内温度逐渐升高,同时会产生大量高温、有毒的火灾烟气对人员使用室内消火栓扑救火灾十分不利。所以,排烟设备的及时启动是保证人员使用室内消火栓成功扑灭火灾的关键。由图3所示的事件树可知该阶段中火灾的影响因素为防、排烟能力和消防栓的灭火能力。

室内消火栓或排烟系统的失效会导致火势的进一步发展。当火灾发展到盛期之后,就会向同一防火分区的其他房间蔓延,

从而导致整个防火分区的

图3　阶段3事件树Fig13　TheETAatthethirdstage

其他房间着火,即进入阶段4。为了防止火灾蔓延出防火分区,需要及时关闭防火卷帘。图4表示影

响第4阶段火灾发 …… 此处隐藏：2974字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……