高层建筑火灾风险分析例1

Abstract: The fire accidents of high-rise hotel building occurred, not only make the property suffered huge losses, but also seriously affected the smooth development of economic construction and city construction, but also caused heavy casualties on people's lives and property, and affected social stability. So the research is of great significance on the high-rise hotel fire risk evaluation, the rationality and practicability of the fire safety management of engineering system and an evaluation of the hotel building fire, analyzes hazard, and put forward reasonable and feasible safety measures and management methods, can effectively carry out the fire safety management of high-rise hotel. So the research on risk assessment of high-rise hotel fire has important realistic significance.

Key words: high-rise hotel fire; risk assessment;

中图分类号 ：[TU208.3]文献标识码：A文章编号:

人类的活动和建筑息息相关,建筑是人们主要的生产、生活的场所。宾馆是民用建筑的一种类型，早在1800年《国际词典》一书中写到：“饭店是为大众准备住宿、饮食与服务的一种建筑或场所。”现在的宾馆是经政府核准、设备完善，提供住宿、餐饮、会议、娱乐、健身、购物等功能的综合建筑。宾馆的综合功能越来越强，是集住宿、会议、娱乐、消遣、购物、保健等综合功能的建筑，宾馆的设施更加完善，服务更加配套，建筑物的功能也随之越来越复杂。

高层宾馆是随着宾馆功能综合化和建筑的发展而产生的，是经济、技术和文化的体现。高层宾馆是高层建筑的一种形式，所以也具有建筑高、楼层多、可燃物多、功能复杂等的建筑特点，发生火灾后，会造成疏散困难、扑救困难、火灾荷载大、火灾损失大的火灾特点。所以对于高层宾馆来说，如何识别火灾危险源、如何有效的控制火灾危险源、如何在日常工作管理好火灾危险源就是高层宾馆消防安全工作的重点。

消防部门在对宾馆消防安全大排查中发现，宾馆建筑普遍存在自动消防设施瘫痪、消防通道堵死、消防设施损坏等消防安全隐患的现状，同时火灾数据显示高层建筑火灾形式也不容乐观，造成的后果也越来越严重。江苏省仅2010年就发生高层建筑火灾72起，比2009年增加一倍。如何有效地提高建筑自身的消防安全，减少火灾发生后造成的人、财、物的损失已经成为重要问题。笔者认为通过对高层宾馆进行火灾风险评价，可以使宾馆的防火工作建立在科学的方法基础上，开展高层宾馆消防安全评价可以为宾馆安全管理提供科学依据，有利于预防和控制高层宾馆火灾事故危险性，确保宾馆的消防安全。

1国内宾馆建筑火灾的形势

随着我国经济的高速发展，高层建筑数量逐年剧增，而同时高层宾馆建筑火灾带来严重的伤亡事故和经济损失也越来越多。2011年2月3日零时13分，位于沈阳市和平区青年大街390号皇朝万鑫酒店发生火灾，皇朝万鑫国际大厦被称为沈阳第一高的东北首座五星级酒店，大厦由三座塔楼构成，设有白金五星级国际酒店、国际5A写字楼、精装豪华公寓等，火灾使152米高的B座和219米高的A座外墙大面积立体燃烧，部分房间过火。火灾原因为燃放烟花爆竹引燃楼表面装饰材料引发火灾，2月3日9时成功将火灾扑灭，火灾没有造成人员伤亡。宾馆火灾屡见不鲜，笔者对我国1990年到2009年之间二十年的宾馆火灾（见表一）做了统计，可看出宾馆火灾中人民生命财产的伤亡重大。

宾馆火灾统计表（1991年—2009年） 表一

2建筑火灾风险评价方法概述

通过火灾数据显示，每年的宾馆火灾造成的人员伤亡和财产损失是巨大的，如何有效地提高宾馆建筑的消防安全，减少火灾发生造成严重后果已经成为宾馆能否长远发展的问题，同时也是社会关注的问题。

随着经济建设的快速发展，城市建设越来越快, 建筑物体量越来越大，功能越来越综合，这就给建筑的防火安全提出了新的要求，现行的防火规范对宾馆的审核，做不到量化的评价，只能是“处方式”的审核意见，对宾馆的日常消防安全管理指导意义不是很大。而且从对以往宾馆火灾的分析中可以看出，有些火灾的发生是和“人”有关行为造成的，所以我们要用一种确实可行的方法来指导我们的宾馆消防安全工作。

宾馆的火灾风险评价就是对宾馆建筑消防工程体系各项内容，消防安全管理的合理性和实用性作出评价, 是保障消防安全的重要措施。通过对宾馆的固定消防设施、消防安全管理、从业人员对“六熟悉”的掌握情况等做出评价，根据评价的分析，提出合理可行的安全对策措施，以达到最低火灾发生概率、最少人员、财产损失和最优的投资效益。通过对高层宾馆火灾危险性的综合评价，对于掌握高层宾馆的火灾隐患以及提出必要的消防监督管理措施，避免和减少火灾危害，具有十分重要的意义。因此，研究高层建筑火灾风险评价方法，将有助于重大火灾隐患、危险源的确定和消除，制定确实可行的具体防范措施和管理。

高层建筑火灾风险分析例2

随着海南国际旅游岛建设上升为国家战略，海南进入一个新的重要发展机遇期，作为海南省的省会城市，海口市也进入了一个全新的快速发展建设期。随着城市发展的进一步深化，海口市城市人口密度将越来越大，建筑物越来越密集，道路交通和能源设施布局也越来越复杂，加上经济建设的高速发展，海口市将积聚越来越多的危险源，甚至是重大危险源，根据对2000年至2009年的海口市火灾统计[1]，海口市的火灾呈现出多发性、破坏性和复杂性的特点和趋向。进行城市消防风险评估对科学有效地进行城市消防规划、部署和制定消防法规，对于城市建设和社会经济的协调发展具有保证和促进作用。

一、城市消防风险评估

（一）消防风险定义

本文引用了2004年联合国环境减灾署关于风险的定义[2]，将城市消防风险定义为火灾与城市脆弱性之间相互作用而导致公民人身、财产、公共安全等受到侵害以及经济活动中断、环境破坏等有害结果或预料损失发生的可能性。以城市为基本评价单元的城市消防综合风险评估涵盖火灾危险性、脆弱性以及防控火灾能力的三个内容。

（二）城市消防风险分析

1、城市火灾危险性分析

据我国历史上发生的火灾统计，可以看出，诱发城市火灾的各类因素，诸如城市用电、燃气管网、易燃易爆化学物品单位等的诱发性越强，则城市火灾危险性越大，火灾风险水平越高。

2、城市脆弱性分析

气象因子与火灾发生和发展背景有着密不可分的相互关系，其中相对湿度、降水量和风速等是最直接相关的因素。随着城市化进程不断加快，城市经济、人口、现代化建筑、社会财富等集中的城市特点更加突显，一旦发生火灾，尤其是重特大火灾事故，不仅容易造成重大人员伤亡和经济损失，而且容易产生严重的社会影响和政治影响。城市的脆弱性增强，风险水平增高。

3、城市防控火灾能力分析

高层建筑火灾风险分析例3

0绪论

近年来，随着城市现代化水平的不断提高，作为人们消费和娱乐的人员密集场所数量和规模不断增加，对繁荣社会经济起到了很大的推动作用。但同时也带来了另外一个负面的影响——人员密集场所的重大恶性灾害事故频繁发生。这对人民生命财产安全造成了较大影响、给社会造成了较大损失，引起了各级党政领导的高度关注。

食堂作为人员密集场所，在发挥提供就餐便利的同时，也存在一定的火灾隐患。如2007年发生在武汉一所高校食堂的火灾，再如2009年发生在川大锦城学院的火灾，虽然这两起火灾并无人员伤亡，但却在社会上造成了一定的影响，引起了社会各界对高校食堂这类特殊的人员密集场所的广泛关注。火灾风险评估对于认识火灾隐患，降低火灾发生的概率，提高消防可靠性具有重要的作用。

1食堂消防安全评估指标体系

本章深入分析食堂火灾危险性，建立食堂评价指标体系，并采用专家评分法确立评价指标的取值范围，通过层次分析法确定各指标的权重。

建筑火灾危险评价是一项系统的工程，而指标体系是其中关键的一步。食堂作为人员密集场所，广泛存在于各大高校与企事业单位中，但人们对于其的关注度却很少。下面就根据人员密集场所的特点，建立食堂的火灾危险性安全评估指标体系。

1.1人员密集场所的特点

（1）人口密度大，人员疏散困难

（2）火灾荷载大，发生火灾时产烟量大，烟气造成的危害较严重

（3）内部线路复杂，存在线路老化、修复不及时的问题。

（4）消防设施完好率得不到保证。

（5）人员接受消防知识培训或消防意识程度不统一，参差不齐。

1.2食堂火灾危险性分析

任何一个建筑的火灾从根源上来讲都是由多个因素相互作用的结果，下面从建筑自身消防安全、灭火救援力量、当地防火监督状况和社会消防安全状况四个方面进行阐述。

1.2.1食堂自身消防安全

（1）建筑物自身情况

建筑物的墙体、构件、内部装修的燃烧物质性质、室内火灾载荷等，对其控火能力都有重要影响。建筑材料的燃烧性能以及建筑物周围的环境都会影响到建筑物的火灾危险性大小。

（2）防火设施与设备

合理的防火结构与布局，防火或防排烟分区等被动防火设施，能够在火灾发生的初期阶段截断其蔓延，将火灾控制在一定的范围内。一旦初期火灾未得到有效控制，马上就会发展成熊熊大火，很难扑救。所以，首先必须防止火灾发生，即使发生，也要控制在初期阶段。特别是对食堂这样的人员密集场所，要充分利用自动火灾报警系统、自动火灾灭火系统这些主动防火设施将火灾控制在初期阶段，直至扑灭。

（3）火源的控制

由于食堂的用电设备少，出现用电不慎造成的火灾可能性较小。但是操作间线路较为复杂，在供应伙食前期耗电量较大，可能出现短时的短路现象。因此其着火原因为以下几个方面：电器设备、吸烟，电线电缆。

（4）消防应急疏散

每年世界各地都会有踩踏事故造成很多人丧生，其直接原因是人员不能快速安全离开事故发生地。由此可以看出消防应急疏散的重要性，很多事实也可以证明这一点。食堂的应急疏散设施包括安全出口、火警广播系统、人群的密度、疏散标志与应急照明等等，是发生事故后进行人员、物质疏散的必要设施，它的情况好坏对建筑物的火灾危险性有直接的影响。

（5）消防安全管理

完善的规章制度和火灾疏散方案、设置专门人员值班、定期对各种设备进行检修，是提前发现问题的最好手段，真正做到“防范于未燃”。与此同时，人们的安全意识水平以及食堂的消防安全管理机构和管理水平也起着举足轻重的作用。

1.2.2食堂灭火救援力量

食堂一旦发生火灾，当地的消防队装备、消防队训练水平和实战水平、消防队数量、消防通讯、道路交通状况和消防水源等等密切的关系。

1.2.3当地防火监督状况

防火监督检查也就是指消防监督检查，其责任主体在于当地的支（大）队，只要当地主管消防机构定期做好监督检查，发现隐患并及时要求整改和专项治理，有助于减少各类火灾事故的发生。

1.2.4社会消防安全状况

当地的社会消防安全状况也影响食堂发生重特大火灾危险的大小，尤其是社会消防安全、领导的重视等等。

1.3食堂火灾危险性评价指标体系

根据以上分析对食堂火灾危险性分析，以及人员密集场所的特点，现建立以食堂自身消防安全、灭火救援力量、当地防火监督状况和社会消防安全状况4个子系统的评价体系。并确定了各子系统的影响因子，见表2.1。

1.4评价指标体系各个因素的风险值

本文采用专家评分法，就把在评定问题中或决策问题中所要考虑的各因素，由调查人事先测定出表格，然后根据研究问题的具体内容，在本专业内聘请阅历高、专业知识丰富并且有实际工作经验的专家按照对安全有利的情况（越有利得分越高）进行打分。最后，由调查人汇总，计算出因素的分值，根据风险程度表进行评估。此方法易于掌握，能广泛用于火灾安全评价。

1.4.1专家打分

根据表2.1制订因素重要程度调查表。调查时，综合考虑聘请10位专家组成专家调查组，主要是消防和建筑设计等方面的专家。在打分时，要求每个专家独立完成，不能互相讨论或交换意见。

其中打分依据相关的风险等级，具体等级划分如下表2.2：

1.5确定特征值

以专家打分为依据，根据公式（2.1）确定评估指标的特征值

（2.1）

其中bij为评估分值上限，aij为评估分值下限。

指标特征值如表2.3

1.6小结

本章完成了指标体系的构建，进行了专家打分并根据专家打分计算出了三级指标特征值，为后续的计算建筑物的总的风险值并判定风险级别奠定了基础。

2 yaahp层次分析软件的应用

2.1层次结构模型的建立

根据指标体系绘制层次结构模型，如图3.1

2.2绘制判断矩阵

对多目标、多层次进行两两对比，运用九标度法，构筑判断矩阵。九标度赋值法的重要性判断值如下表3.1

3.3各级指标的权重的确定

利用层次分析软件yaahp确定各级指标权重，仅截取部分图，如下

Yaahp层次分析软件的Wi即为三级指标的权重，即二级指标所包含的因子权重。

对二级指标所包含的因子，各权重求和，既为二级指标权重。同理，一级指标的权重的确定也是如此。在这里不一一罗列。

根据权重指标及各因素的特征值并利用公式（3.1）从而确定各因素对上级指标的影响。将各指标所包含因子的影响值利用公式（3.2），既为指标的风险值。

（3.1）

式中：——建筑某级指标火灾风险

——基层指标的权重

——基层指标的评估得分

其中当某级指标只包含一个风险因素时，i=1

（3.2）

式中R——上级指标得分

因此总得分：82.27，属于高风险。

虽然食堂的风险较大，但是可以通过可以一定措施进行补救。现依据特征值及风险量化标准列出对整个风险评估结果起决定性作用的几个方面。分别为室内火灾荷载、吸烟、火警广播系统、人群密度、疏散标志与应急照明、消防通信和接出警，道路交通，隐患整改落实，专项治理、社会消防宣传、各级领导重视情况这些因素对于引起火灾具有极大的可能性或者后果极其严重。如果在这些方面妥善落实，则消防安全相对可以保证。

3结论与建议

3.1结论

本文概述了消防安全评估中术语与常用的评估方法，阐述了国内外建筑消防安全评估研究现状。概述了模糊评价理论与方法。对食堂火灾危险性进行了分析，建立了以食堂建筑自身安全、灭火救援力量、当地防火监督状况和社会消防安全状况为因素子集的食堂消防安全评价指标体系，并确定了各子集的评价因子。采用yaahp层次分析软件确定了评价指标的权重系数。

结论如下：

（1）合理的评价指标体系是建筑消防安全评估的基础。

（2）对食堂进行消防安全评估的目的，是减少火灾发生以及火灾发生以后减少人员伤亡和财产损失，因此评价指标体系除了考虑建筑自身状况，还应该考虑灭火救援力量、当地防火监督状况和社会消防安全状况，评价指标体系更完整。

3.2建议

从存在较多极高风险的因素方面可以看出食堂的安全性还存在诸多的问题，尤其是在食堂自身的疏散方面上是较差的，消防基础设施和公共消防安全状况以及当地防火监督情况也不尽人宜。因此作者对食堂的安全管理提几点建议：

（1）食堂要实行消防安全统一管理。

1） 疏散设施要统一管理，确保完好有效。

2）消防设备要定期检修，统一管理。

3）食堂用火用电要统一管理。不能私自拉扯电线、违规擅自动火。

（2）提高防火意识，提高从业人员的业务素质。

可以利用本学院的特点，定期开展相关的消防教育与宣传，真正做到人人知消防，人人懂消防。

（3）食堂要建立消防安全组织机构和严格的消防安全制度

（4）尽快改善现有的消防通讯状况。

消防通信是现代化消防的标志，是提高灭火救援效率的重要保障。

（5）努力提高消防技术装备的科技含量

车辆装备器材配备要按照国家建设部、国家发展计划委员会批准的《城市消防站建设标准》要求，结合当地经济建设以及社会发展实际，使消防部门执勤车辆、灭火器材、抢险救援器材和消防人员防护器材配备在近期内达到标准要求。

参考文献

[1]中华人民共和国公安部.建筑设计防火规范[S]，GB50016-2006，北京：中国计划出版社，2006

[2]杜兰萍.火灾风险评估方法与应用案例[M].北京：中国人民公安大学出版社，2011：73

[3]田玉敏，刘茂.高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价方法 [J].中国安全科学学报，2004，14（5）：100 - 101.

高层建筑火灾风险分析例4

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。

高层建筑火灾风险分析例5

1 前言

火灾风险评估,包括定性评估和定量评估,具体包括火灾时人员的有效避难评估、火灾时的财产损失评估及消防措施的可靠性和有效性评价等;其中前两项评估是火灾风险评估的核心内容[1]。开展建筑火灾财产损失定量评估,有助于实现消防投入、安全生产经营、降低火灾损失的协调统一,为火灾保险提供依据,为建筑性能化设计奠定基础,达到提高火灾安全投入效益、火灾防治更加有效、安全管理水平更高的目标。

火灾风险定量评估,是以系统发生事件的概率为基础,依据大量数据和数学模型,计算火灾风险大小,并以之衡量系统火灾安全程度。火灾风险定量评估方法,通常包括建筑火灾安全工程法(L曲线法)、消防评估CrispⅡ模型、火灾风险评估方法FIRECAM、火灾风险评估方法CESARE-Risk模型、事件树法、事故树评估方法及模糊数学评估法等[2]。

火灾可能导致的财产损失评估,包括直接财产损失评估和间接财产损失评估。本文主要针对建筑火灾造成的直接财产损失,运用概率论相关知识,根据建筑火灾不同发展阶段的成长概率,采用事件树评估法和蒙特卡洛模拟分析法等,评估指标包括统计建筑物内的火灾荷载、预估建筑火灾时烧损面积、建筑物使用年限内的可能烧毁面积和财产损失、火灾引起建筑物坍塌等。

2 事件树评估法

2.1 评估程序

本文用事件树评估方法,分析计算火灾发生后蔓延到各个不同阶段的概率。根据所计算的概率,预估建筑火灾时烧损面积、建筑物使用年限内的可能烧毁面积和财产损失。

表1系统构成因素及符号表

表2火灾各阶段防灭火设施设备的有效实施概率取值

表3建筑物火灾发生频率取值表

表4火灾各阶段成长概率和烧毁面积计算结果表

根据火灾阶段1～4的特征,确定各阶段各系统及构成要素。分析系统及各要素的因果关系,确定成功与失败两种状态及其可能的概率。从火灾阶段1开始,按照系统要素的排列次序,分阶段从左向右逐步编制与分析事件树。根据各节点确定的成功与失败概率值,进行定量分析与计算,得出火灾各阶段的成长概率。根据火灾各阶段的成长概率和相关数据,进行火灾财产损失评估。其基本程序如图1所示。

2.2 火灾成长概率

(1)火灾阶段划分。根据火灾发展过程中的不同危险程度和消防设施灭火的不同效果,将火灾从起火至蔓延至整个防火分区划分为4个阶段[2～3]。每个阶段的火灾特点及主要防灭火措施的有效性如下:

阶段1,火灾初期发展阶段,是从起火至建筑物内人员使用灭火器或自动喷水设施启动扑灭火灾的阶段。

阶段2,火灾继续发展阶段,火灾在阶段1没有得到有效扑灭或控制,是从使用灭火器或自动喷水设施扑救失败至使用消火栓系统灭火的阶段。

阶段3,火灾充分发展阶段,火灾在阶段2没有得到控制继续发展,是从使用消火栓系统扑救失败至借助消防队力量控制火灾的阶段。

阶段4,火灾进一步发展阶段,火灾在阶段3没有得到有效控制蔓延,是从消防队力量控制火灾至起火点火灾蔓延到整个防火分区的阶段。

(2) 相关符号及含义。火灾发生发展过程中,每个火灾阶段中,事件树及每个分支,涉及的子系统或因素及符号较多,系统构成因素及符号表如表1。

(3)阶段1的火灾成长概率及临界时间。在使用火灾探测报警系统、灭火器或自动水喷淋三种防灭火措施的条件下,对火灾超出阶段1可能的发展情况,事件树分析图如图2:

根据以上事件树分析,发生如下两种情况,火灾超出阶段1发展到阶段2:

a火灾自动报警成功自动水喷淋灭火失败灭火器灭火失败阶段2

b火灾自动报警失败灭火器灭火失败阶段2

火灾超出阶段1的火灾成长概率计算,PFph1 = pa1(1-pa2)(1-pa3)+(1-pa1)(1-pa3)。

用Q表示热释放速率,单位为kW;t表示起火后的时间,单位为s;t0 为开始有效燃烧的时间,单位为s;为火灾增长系数,单位为Kw/s2,根据商贸城内可燃物品种类,易燃物较多,火灾传播速度较快,参照美国消防协会标准NFPA,取值0.04689[2～3]。火灾初期的热释放速率计算为。

在火源的热释放速率没有超过950kW时,火灾可以被灭火器扑灭;火源热释放速率从0开始达到950kW所经历的时间,即是火灾可以被灭火器扑灭的临界时间。阶段1的临界时间,即为灭火器扑灭火灾的临界时间TFph1,此时TFph1=t。TFph1的计算[2～3]为TFph1=。

(4)阶段2的火灾成长概率及临界时间。阶段2火灾继续发展,室内温度升高,产生高温有毒烟气,室内排烟设备启动,使用室内消火栓灭火。使用排烟设备和室内消火栓防灭火条件下,阶段2可能的发展情况,事件树分析图如图3。

根据以上事件树,发生以下两种情况,火灾超出阶段2发展到阶段3:

a排烟设备启动成功室内消火栓灭火失败阶段3

b排烟设备启动失败阶段3

火灾超出阶段2的火灾成长概率,PFph2= PFph1(1-pb1pb2)。

阶段2火灾发展中产生高温有毒的烟气,当烟气层的高度下降到对人有危害的高度(通常为1.5m)、或烟气层的热辐射能量大于0.25W/cm2,就会影响室内消火栓灭火或对人体造成灼伤,即为阶段2的临界时间,用TFph2表示,单位为s。TFph2可以用经验公式,也可以用区域模拟软件计算得出[2～3]。

(5)阶段3的火灾成长概率及临界时间。阶段3火灾继续发展,火势发展很快,仅依靠室内防灭火措施自救很难扑灭或控制火灾,需借助消防队力量控制火灾。在借助消防队力量灭火的条件下,阶段3可能的发展情况,事件树分析图如图4。

根据以上事件树,火灾发展超出阶段2,当消防队力量及时有效扑救灭火,火灾在阶段3被扑灭。当消防队力量及时有效扑救灭火失败阶段4,火灾超出阶段3的火灾成长概率,则PFph3= PFph2(1-pf3)。

阶段3的临界时间,应是火灾从开始发展到轰燃阶段经历的时间。一般认为当着火点烟气层的温度达到300℃或地板处的辐射通量大于20Kw/㎡时,就会发生轰燃。

根据起火点不同的装修材料和空间结构确定烟气层温度,阶段3的临界时间用TFph3表示,时间为s;Th烟气层温度,单位是℃;Q表示热释放速率,单位为kW;hk为室内墙壁的有效传导系数,单位为kW/m2K;AT为室内表面积,单位m2;A为开口面积,单位m2;H为房间高度,单位m2;T∞为环境温度,单位是℃;T0 室内温度,单位是℃;kpc为热惯性,单位为kW2s/m4K2;t火灾燃烧时间,单位为s。计算如下[2～3]:

高层建筑火灾风险分析例6

建筑火灾具有可燃物质多，火灾负荷大，人员流动大疏散困难、空间跨度大，上下贯通，容易形成立体燃烧等特点。由于各种建筑、聚集场所人员密度大、使用频率高、涉及危险因素复杂，火灾事故不断发生。因此，如何合理地对建筑物火灾危险性进行分析及火灾时人员的安全疏散，是一个值得研究的课题。

我国关于火灾危险性分析的研究相对一些发达国家起步较晚，但是随着近些年来与国外的相关研究机构的交流，也已经开展了火灾危险性评估方面的研究工作，并取得了一定的成果。

本文在分析建筑火灾发生、发展及蔓延等特征的基础上，运用事故致因理论，结合系统安全分析的理论和方法，对建筑火灾危险性的影响因素进行了深入的分析，建立了建筑火灾危险性分析的体系；然后运用基于模糊数学的模糊综合评价方法综合评价建筑火灾危险性，为建筑人员疏散研究提供可靠依据。

1、模糊数学的基本原理

模糊数学的诞生是从1965年美国加利福尼亚大学控制论专家查德发表的学术论文《模糊集合》开始的，从而架起了一座应用经典数学即精确数学处理模糊问题的桥梁。模糊性是模糊集合论中的一个最基本的概念，是指客观事物、概念处于共维条件下的差异在中介过渡时所呈现的亦此亦彼性 。对于建筑火灾危险，没有一个绝对的界限来界定其到底是危险的还是安全的，即具有亦此亦彼得过渡性质，因此它是一个模糊概念。

模糊数学评估方法是应用模糊数学的计算公式以及一些由专家确定的常数来确定火灾的各种影响。系统风险是由系统的不确定性引起的，所以在系统风险评估过程中如何考虑不确定性因素就成为风险评估的关键问题。传统的概率论方法是以与事故有关的基本事件的发生概率己知为前提的，当分析过程中由于各种各样的原因导致基本事件的概率未知时，基于概率论的方法就显得无能为力。此时，可以借助专家判断，引入模糊几个的概率，使得系统的风险评估成为可能。风险评估的特殊性和模糊方法的优势，使得模糊方法在系统风险评估中得到广泛应用。

2、系统危险性等级划分

系统危险性与安全性是相对的。传统的等级划分往往采用非此即彼的“一刀切”方法，过于绝对化，而且也很难与实际情况相符合。由于系统危险性与安全性之间存在着亦此亦彼的过渡性质，亦即有模糊性，所以从模糊数学来看，系统危险性是对安全性的隶属度，反之亦然。因此，系统危险程度的语言表达或评语应该充分考虑危险性或安全性的模糊性。 关于系统危险性的语言表达方式，人们对其语气的程度还存在不同认识。这里我们设定“较危险”所表示的危险性低于“危险”所表示的危险性。

3、商场建筑评价指标体系及火灾风险评价

（1） 商场火灾危险因素分析

①商场的自身状态：商场建筑的墙体、构件、内部装修的燃烧性质和耐火极限，对其控火能力有重要的影响。室内火灾载荷、防火间距以及商场周围的环境对火势蔓延也有一定的影响。

②商场的防火结构与布局：合理的防火结构与布局、防火、防烟分区，可靠的防火、防烟设备，以及通风、空调系统采用良好的防火设计，能够在火灾发生的初期阶段截断其蔓延的途径，将火灾控制在一定的范围之内。

③火源控制：商场中对电气设备进行防火处理极其重要，变配电室是容易发生火灾的最危险的部位之一，另外电线、电缆的铺设与耐火性能及严格的吸烟制度与动火规定也是必须考虑的因素。

④消防设备：火灾自动探测/ 报警、灭火系统应处于优先考虑的地位。火场缺水或没有完善的消防给水措施，是对当前灭火工作不利的重要因素。小型的手提式灭火器也是消灭早期火灾的利器。

⑤人员疏散：设计合理的疏散通道和疏散指示标志以及广播疏导系统、足够数量的安全出口以及足够宽敞的疏散通道，人群的安全意识与自救逃生技能，能够使人员伤亡降到最低。

⑥消防管理：完善的规章制度和火灾疏散预案、设置专人值班、定期对各种设备进行检修，是提前发现解决问题的最好手段。

（2） 建立评价指标体系 按照上述因素经过我的分析与研究运用层次分析法来确定各指标的权重，指标体系及各指标权重分配情况。建立了商场火灾危险性指标体系如表1所示：

4、结论

高层建筑火灾风险分析例7

1引言

随着我国经济的蓬勃发展和高等教育事业的蒸蒸日上，在校大学生人数剧增。与此同时，各类校园突发事件频频上演，尤其是高层学生公寓的失火事件屡见报端。高层学生公寓的建筑形式多为内廊式，平面几何尺寸长，每层房间布置密集，加上高层建筑本身体积大、层数多、空间复杂[1]，烟囱效应（1min烟气传播200m[2]）显著，一旦起火，火势蔓延速率快且难以控制。高层学生公寓居住学生相对集中，人员和物质流动相对集中，可燃物品和各类电器相对集中，用电负荷大及线路交错连接相对集中，造成火灾发生概率大及火灾载荷大。学生自身对火灾发生时的扑救措施和逃生手段又知之甚少，一旦发生火灾将造成惨重的人员伤亡和不可估量的经济损失，严重影响学生的生命财产安全和学校的科教文化建设，甚至带来恶劣的社会负面影响。

高层学生公寓火灾风险评价涉及多个难以量化的影响因素，简单的线性叠加已对评价工作失效，而运用模糊综合评价对火灾风险进行量化分析更具科学性。为了降低高层学生公寓火灾时给师生带来的伤害，提高学生公寓的安全性能和校园的安全稳定性，论文对高层学生公寓火灾风险的各系统因素进行模糊层次分析，运用灰色模糊理论建立了高层学生公寓的火灾危险性评价模型[3]，旨在为高校制定应急疏散预案和相关建筑的疏散避灾策略、性能化防火设计以及校方的消防管理工作提供可靠的依据。

2灰色模糊综合评价的理论概述

2.1评价指标的选取

将系统目标层U按照某种属性划分为n个一级指标，记为 ，集合 则构成第一层次评价指标集；一级指标可细化为若干二级指标集合，二级指标用 （表示第i个一级指标下的第j个二级指标）表示，则第二层次评价指标集记为 ；若有细分，以此类推。整个指标体系中不可划分的指标称为单因素[4]。

2.2评价集的建立

评价集系指评价者判断的评价指标所属的所有评价结果组成的集合，直接反映了评价对象的优劣程度。评价集一般分为5个等级，在应用中，可根据实际情况增减某个级别。就建筑物风险安全评价而言，可将评价集取为 ={很安全，较安全，一般安全，较危险，很危险}。本文中，“很安全”指高层学生公寓能满足防火安全要求并有较大程度的裕量；“较安全”指能满足防火安全要求并有一定程度的裕量；“一般安全”指基本能满足防火安全要求；“较危险”指不能完全满足防火安全要求；“很危险”指存在严重的防火安全缺陷，需立即采取措施补救。

2.3指标权重的计算

指标权重系数表示同层次上各指标对于上层某指标的相对重要程度。层次分析法（AHP法）将定性和定量方法有机地结合起来，是一种应用极为广泛的确定权重的方法。

AHP法将大量模糊、不确定的因素通过定量的方式表现出来，以建立递阶层次结构模型为基础，采用9级标度法将专家对同级各指标的两两相对重要性加以数字量化，构造上层某指标对下层相关指标的判断矩阵，此矩阵的特征向量的各分量即为各指标的权重[5]。最后，需用指标 、 、 和 对判断矩阵进行一致性检验。设一级指标权重集表示为 ，二级指标权重集记为 。

2.4单因素隶属度的确定

隶属度为单因素指标对于某一评价等级的数字量化后经归一化处理的结果。本文采用模糊统计法确定隶属度：首先需要制作专家打分表，各位专家依据自身经验和调查分析结果对每项单因素指标所归属的等级进行认定，并在打分表上相应位置处做标记；然后进行多张打分表的数据汇总。以具有2个层次的指标体系为例，单因素的隶属度就是单因素指标Uij在等级Vj上的打分专家人数与被聘请专家总人数之比的归一化处理结果。隶属度的规律集合即单因素评判矩阵，设为Ri，可表示为

2.5模糊综合评价

采用加权平均法进行模糊综合评判[6]。设系统目标层具有二级评价指标，则需要对系统进行二级模糊综合评判。

2.5.1一级模糊综合评判

3应用实例

为了对高层学生公寓火灾危险性进行定量分析和评估，现选取某高校一高层学生公寓作为实例，以公寓详尽的设计资料和消防专家参与的调查资料为依据建立高层学生公寓评价指标体系，借以评估其火灾风险。

3.1 系统评价指标集的建立

高层学生公寓火灾风险评价指标集是一个多层次、多指标评价体系。综合考虑与高层学生公寓消防安全有关的各种因素及其相互作用，建立火灾危险性评价指标体系，如表1所示。表1给出了高层学生公寓火灾安全的3个一级评价指标，分别为主动防火系统、被动防火系统和消防安全管理。其中主动防火系统划分为2个二级指标和5个三级指标，被动防火系统划分为4个二级指标和20个三级指标，消防安全管理划分为2个二级指标和7个三级指标。

3.2各指标权重的计算

现以确定主动防火系统中的5个三级指标的权重为例，建立判断矩阵如下：

同理，其他同层次上各指标的权重见表1。

3.3用模糊统计试验求单因素指标的隶属度

现分别聘请规划、消防、设计、管理等多领域的专家组成专家调查组，结合实际和经验，对系统中各单因素进行等级认定，打分汇总后的隶属度数值如表1所示。

3.4运用加权平均法和模糊矩阵的合成运算得到评判结果

由于A=（0.4，0.4，0.2），则系统目标层对于各评价等级的隶属度即目标层的模糊评判结果为B=A・R=（0.381，0.252，0.254，0.085，0.028）。从结果看，系统属于“很安全”等级的隶属度最大，故系统安全。

至此，没有运用目标层隶属度带给我们的全部信息，故常采用等级参数评价法对此进行补充。这种方法往往赋予各等级评价参数作为标准，然后用加权平均计算出系统的量化指标以确定其安全等级。高层学生公寓火灾风险等级参数向量为V={95，80，60，40，20}，见表2。

由此计算出高层学生公寓最终的评判结果，即该高层学生公寓安全等级为Ⅱ级，处于较安全状态。

3.5用灰色关联分析计算关联度

由此可见， ，说明建筑物中被动防火系统对于学生公寓防火安全至关重要，故在公寓设计、施工以及后期装修中一定要保证被动防火系统规范、合理，以从根源减少火灾隐患、防止火灾事故的发生。高层学生公寓层层构造相同，防火与防烟结构以及疏散功能可能不尽如人意，加上学生用电负荷大，公寓内配电系统不完善，都会导致火灾的发生。主动防火系统设置欠佳是学生公寓火灾发生的次要原因，消防安全管理在一定程度上也影响着学生公寓防火安全。故加强学生的消防安全意识、定期组织消防培训和演练对消除公寓内火灾隐患也十分重要。

4结论

本文以某高校高层学生公寓为例，运用层次分析法、模糊数学和灰色关联理论建立了高层学生公寓火灾危险性评价模型，证明了灰色模糊综合评价法对于建筑物火灾风险评价的可行性。灰色模糊评价法是研究建筑物火灾危险领域的理论基础，科学地完成高层学生公寓火灾危险性综合评价，对学生公寓的性能化防火设计和施工以及保证学校的安全稳定有着重大的现实意义，同时对高校制定应急疏散预案和高层建筑的疏散避灾策略提供参考依据。

参考文献：

[1]陈亮.高层公寓建筑防火设计探讨[J].武警学院学报，2008，24（6）：30-32.

[2]杜晋浩. 高层建筑火灾特点和扑救对策初探[J].减灾技术与方法，2011（5）：15-19.

[3]范维澄，孙金华，陆守香.火灾风险评估方法学[M].北京：科学出版社，2004.

[4]段秉乾，司春林.基于模糊层次分析法的产品创新风险评估模型[J].同济大学学报（自然科学版），2008，36（7）：1002-1005.

高层建筑火灾风险分析例8

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

高层建筑火灾风险分析例9

中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0168-01

1 大型综合性商业建筑的火灾危险性

1.1 火灾荷载大

可燃商品多，多设有可燃物品库房，局部装修复杂，可燃装修材料多，火灾荷载大。用火用电用气频繁。建筑中设置的燃油燃气供热锅炉、中央空调机组、餐厅及超市熟食品加工房均需使用柴油或天然气，增大了燃烧和爆炸的火灾危险性。

1.2 人员疏散困难

大型综合性商业建筑通常可以容纳几千甚至上万人，老人、小孩等自我疏散能力较差的人群占一定的比例。由于建筑体量大，疏散路线迂回曲折，疏散到室外安全区域的路径较长，安全疏散通道及楼梯的宽度和疏散距离等难以满足现行规范要求。大型超市由于平时经营管理的需要，往往将疏散门锁闭或增加电控装置，降低了疏散门开启的可靠性，使疏散的安全性大打折扣。

1.3 难以形成可靠的防火分区

有的单层大型商业建筑层高较高，屋顶承重结构采用钢梁或钢网架结构体系，设置防火墙或防火卷帘较为困难；有的多层大型商业建筑设有较多中庭，或楼板设有较多开口，形成可靠的防火分区较为困难；有的在建筑物的同一轴线上连续设置几十米甚至上百米长的防火卷帘，其动作的可靠性降低，若设为气雾式防火卷帘，火灾时其下降和帘面充水等所要求的保障条件更多，可靠性更低。

1.4 排烟的可靠性低

大型综合性商业建筑外墙面多为实墙或固定玻璃幕墙，能向外开启的外窗很少，远不能达到规范所规定的自然排烟的要求。即使能达到自然排烟的开启外窗的要求，但由于墙面内外大型广告牌及商场内贴墙布置的大型货架的遮挡，达不到自然排烟的效果。

2 性能化防火的形成与发展

2.1 现代防火方法存在的局限性

多年来，防火设计规范基本上是用指令性条文的形式给出的。这种规范对每项设计都详细规定具体的参数和指标。例如建筑物的总平面布局、平面布置、防火间距、耐火等级、防火防烟分区、安全疏散、建筑消防设施的设置、装修材料的选用与控制等都做出了具体的条文规定。建筑设计者只能依据所要设计的建筑物的状况，结合本人的实践经验，从规范中直接选定设计参数和指标。现在人们一般称这种规范为“处方式”设计规范，也有人称这种规范为“规格式”规范，或“指令式”规范。

事实上，每座建筑物的建设地点、结构形式、使用性质、高度和体量、火灾荷载、可燃物的性质等情况都不一样，使用者的条件存在很大差异。因此按照这种规范统一给定的设计参数所作出的设计方案，并不一定是最科学、最合理、最有效的方案。 随着城市化发展及生产经营的需要，建筑物的功能也越来越多样化，尤其是大型综合性商业建筑、高层建筑、地下建筑和大空间建筑迅速兴起。根据以往的经验为基础整理制订出来的处方式防火设计规范已难以适应这些新式建筑的需要，工程实践中经常遇到许多建筑物的设计形式是现行规范适应范围无法包括或规范的条文无法解释的情况。

2.2 性能化防火设计方法

国际上建筑界与火灾科研界的很多人士指出，应当以火灾安全工程学的思想为指导，建立以火灾性能为基础的建筑设计防火规范。在国内通常称这种规范为“建筑物的性能化防火设计规范”，简称“性能化设计规范”。建筑物的性能化防火方法涉及性能化防火分析、性能化防火设计和性能化设计规范三个基本方面。性能化防火分析是建筑火灾风险分析的一种形式，它将根据建筑物的结构特点，通过定量计算，用某些物理参数描述火灾的发生和发展过程，并分析这种火灾对建筑内的人员、财产及建筑结构本身的影响程度，从而为采取合理的消防对策提供基本依据。 性能化防火设计是在性能化防火分析的基础上所进行的建筑物各种火灾防治系统的设计行动，它将综合建筑物业主的安全要求、建筑物的现场条件和有关的安全规定等，做出建筑物防火系统的具体设计方案，并且对各种可采用的设计方案进行比较评估，从中选出最优的实施方案。

性能化防火分析还可为其他的火灾防治目的服务，例如防火安全管理、火灾安全教育及灭火预案的制订等。性能化设计规范是指导按性能化方法进行建筑防火设计的法规文件，它对进行性能化设计中应当满足的要求、应当遵守的规程和应当注意的问题等作出必要的规定。这种规范对于保证采用性能化设计方法的建筑达到预期的火灾安全目标是十分必要的。

性能化设计方法可使建筑物的防火安全目标、火灾损失目标和设计目标实现良好统一。与传统的处方式设计方法相比，这种设计方法能够大大改进建筑防火设计的科学性和合理性，从而可带来良好的社会效益和经济效益。

3 大型商业综合建筑性能化防火设计的基本步骤

完整的性能化防火设计过程宜分为设计准备、定量评估和文件编制3个主要阶段。设计准备阶段包括3个步骤，主要是确定防火目的与火灾风险承担人可接受的防火目标，将其作为定量的、具体的损失目标。

1）估价所设计项目的状况、设计参数，并确定在设计过程中的哪一阶段上，需要把防火安全工程师包括进来。

2）确定特定建筑的防火目的（Fire Protection Goals）和火灾风险承担人可接受的防火目标（Acceptable objectives）。建筑物的火灾风险承担人指的是所有与该项目的利益密切相关的个人、团体或机构，包括建筑物的业主、股东，乃至某些管理部门的代表，以下将他们简称为承险人。

3）用适当的工程概念量化损失目标，即形成具体的设计目标（Design objectives），以便根据其评估防火设计方案。定量评估阶段也包括3个步骤，主要是对所设置的火灾场景、设定火灾曲线及初步设计方案做出分析。通过对各个初步设计方案的比较和评估，选定最终设计方案。

4）设置火灾场景（Fire Scenarios）和选择设定火灾曲线（Design FireCurves）。设定火灾曲线指的是在所设的火灾场景中，火源热释放速率的变化曲线。后面将利用设定火灾曲线评估在性能化设计中提出的初步设计方案。在SFPE的《工程指南》中，将初步设计方案称为尝试设计（Trial Designs）。

5）评价和修正初步设计方案。这就是说，对于所提出多种设定火灾曲线，至少有一种能获得圆满解决的设计方案，如果采纳这些方案，就可以满足具体的损失目标。

6）分析所提出的一种或几种初步设计方案，从中选定最终的设计方案。文件编制阶段包括2个步骤，主要是对选定方案的设计细节进行详细的审查，并编写方案中涉及的有关设备的技术文件。

7）为所选定的方案的设计过程编制说明文件，包括需使用的资料的说明、检验材料性能的方法说明等。

高层建筑火灾风险分析例10

中图分类号：TU208 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）03-0313-01

根据国家颁布的《高层民用建筑设计防火规范》的规定，高层建筑是指10层或10层以上，建筑高度超过24m的建筑为高层民用建筑；建筑高度超过100m的为超高层建筑。建筑高度超过24m的两层及两层以上的厂房和库房为高层工业建筑[1]。

1高层建筑消防的特点

1.1耐火极限低

出于减轻建筑物自重的考虑，对建筑材料的燃烧性和耐火极限不能定得过高，加上现代高层建筑内的装饰材料、家具等很多是高分子材料等易燃物质，使得高层建筑耐火能力大大降低，从而增加了其火灾的危险性。

1.2火险因素多

高层建筑内火源、电源多，电大线路纵横交错，电器设备多， 因而引起火灾的可能性也大大增加。

1.3火焰蔓延快

高层建筑内有许多通道、竖向井，发生火灾时，这些空间因为装饰材料多、并且具有较好的通风条件，使得其成为火灾蔓延的良好途径。另外，越是建筑物的高处，风速越大，这是加速火势蔓延的一个重要因素。

1.4人员疏散困难

高层建筑层数多，平时常集中很多人员，一旦发生火灾，由于通道（特别是垂直通道）单一、狭窄，而且其疏散距离长，加之火灾发生时，普通电梯电源被切断，这些都增加了人员疏散的困难。

1.5火灾扑救难度大

高层建筑高达几十米，甚至超过一二百米，一般的地面消防车和登高车的能力，都难以满足扑灭高层建筑火灾的供水需要和登高疏散抢救的要求。

2高层建筑消防存在的主要安全防患及成因

在高层建筑及建筑群体中，宾馆饭店、办公大楼、大型商场和居民住宅等占有很大比例。尤其是现代化宾馆饭店，建筑标准高，用电设备种类繁多，功能复杂，而且可燃装修多。如电梯设备（客梯、货梯、消防电梯、观光电梯、旋转电梯、自动扶梯等）、给排水设备（生活水泵、排水泵、排污泵、冷热水泵、喷淋泵和消防了泵等）、空调制冷设备（冷水机组机、冷却水泵、冷冻水泵、风机盘管、冷却塔风机等）、锅炉房用电设备（鼓风机、引风机、上煤机、给水泵、补水泵、供油泵等）、厨房用电设备（储藏冷库、冰箱、抽风机、各种炊事机械等）、洗衣机房用电设备（洗衣机、甩干机、熨平机、电熨斗等）、空气调节系统用电设备（送风机、回风机、轴流风机、换热器和加湿器等）、消防设备（排烟风机、正压风机、消防泵、喷淋泵等）、客房用电设备（电视机、电冰箱、电动美容工具等）、电气照明系统（包括客房、厨房餐厅、会议室、办公室、舞厅、商店、游艺室、楼道走廊、安全疏散通道等场所的照明）、以及弱电设备（包括火灾自动报警及消防联动控制系统、电视广播通讯系统、计算机房、低压特种艺术照明等）。因此，供电线路复杂、耗电量大。在我国，高层住宅一般用电容量为10～50W/m2，高级宾馆饭店可达60～120 W/m2。如果在设计安装、使用维护中的某一环节发生问题，都有可能引发火灾。另外，建筑物内人口集中，人员流动性大，对建筑物内部结构不熟悉。这样，在发生火灾时，极易使人心情慌乱而迷失方向，并且人流汇集在楼梯间发生拥挤堵塞。加之火灾时客梯均被捕捉到基层而不准使用，为了防止火灾范围扩大而将室内非消防电源切断，门窗往往被烟火封锁，电梯间、楼梯间也成了烟.火的通道。所以，时刻都有造成人员相互挤踏和被烟雾窒息伤亡的危险。

通过以上对高层建筑火灾特点的分析，现代高层建筑规模大、标准高、人员密集、用电设备多、用电量大，对消防提出了更高的要求。因此，除了对建筑物的平面布置、建筑装修材料的选用、机电设备的选型与配置有许多限制条件外，还必须贯彻“以防为主、防消结合”的方针，采用先进的火灾自动报警及消防联动控制系统。当发生火灾时，利用建筑物内设置的火灾自动报警及消防联动控制系统进行报警和扑救，以实现火灾报警早、控制火势与扑救及时和自动化程度高的要求。

随着我国城乡建设的飞速发展，高层建筑及建筑群体越来越多，促使了消防事业的发展，尤其是火灾自动报警及消防联动控制系统已经引起人们的广泛重视，其自动化程度日趋完善，在建筑防灾中发挥着越来越大的作用，已成为一门新技术学科独树一帜。但是，在建筑防灾设计中，还有许多问题有待于我们去研究、解决和开发。

3高层建筑消防安全隐患的应对策略

3.1高层建筑消防设备的安全配电

自动灭火系统包括消防控制及联动功能系统和自动灭火装置。当火灾探测器报警后，首先停止报警区域有关的空调机、送风机工作，关闭管道上的防火阀。同时起动报警区域内有关的排烟风机、防烟垂壁及管道上的排烟阀。在火灾被确认后，关闭有关部位的电动防火门、防火卷帘门，同时按防火分区和疏散顺序切断非消防电源、接通火灾事故照明灯及疏散标志灯；向电梯控制屏发出信号并强行使全部电梯下行并停于底层，除消防电梯外，其余电梯全部停止使用。消防控制中心设有与值班室、消防水泵房、总配电室、空调机房、电梯机房直接的对讲电话，统一进行指挥。同时设有向当地公安消防部门直接报警的专用电话中继线，向公安消防部门及时报警。

自动灭火装置在接到控制器的指令信号后，立即自动启动灭火系统，喷洒灭火介质，进行灭火。为保证发生火灾时，对消防设备供电安全可靠，对消防设备配电应采取下列安全措施：

当火灾发生时，设置在被监控现场（如客房、计算机房等处）的火灾探测器把火灾参数（烟、温、光）转换成电信号（电压或电流）或“开关”信号，及时送入火灾报警控制器，控制器将此信号与正常状态整定值进行比较后，若确认为火灾信号时。则同时发出几条控制命令。其中两条命令是：①报警显示装置发出声、光（显示火灾地址，如楼层号、房间号）报誉信号，并记录首次火灾报警时间（电子钟停走）；②使装设于被监视现场的灭火执行器动作；进行自动水喷淋灭火或自动喷洒卤代烷（1211或1301等）灭火剂灭火，从而实现火灾自动检测、自动声、光报警和自动灭火的功能。为了防止火灾自动报替及消防联动控制系统出现故障而贻误灭火时机，在被监视现场的适当位置设有手动开关，由人工手动报警或由值斑人员根据火灾情况采取相应的消防措施，如迫使灭火执行装置动作，及时喷洒灭火剂将火灾扑灭。这样，就有效地解决了单靠消防人员现场灭火和扑救高层建筑及建筑群体火灾困难的问题。

参考文献：