高层建筑消防安全评估(6篇)

高层建筑消防安全评估篇1

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。如果不借助性能化规范，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

我国1996年开始组织有关单位和人员系统地开展相关研究，也认识到开展大型公共建筑(包括地下和地上)、大空间建筑、高层民用建筑、高火灾危险工业建筑和储罐区、建筑内的烟气控制、人员安全疏散的性能化设计和评估技术研究的必要性和迫切性。?

高层建筑消防安全评估篇2

关键词：性能化处方式建筑工程防火设计

随着科学技术的快速发展，建筑工程正在朝智能化、结构化、功能多样化和形态美学化方向发展。然而，传统的建筑工程防火设计是按照“处方式”规范来进行的，这种“处方式”规范规定了详细的设计参数和指标，因而具有设计的局限性，使设计出来的建筑工程单调而呆板。因此，传统的“处方式”防火设计方法越来越不适应现代建筑的飞速发展。上个世纪80年代开始，美国就提出了“以性能为基础的防火设计”新概念，并开始对传统的“处方式”建筑防火安全设计法规体系进行改革，提出了制定“以性能为基础的防火规范”的新思路。性能化设计规范为设计人员提供了很大的灵活性，也使设计更加科学合理。由于性能化防火设计的方法与传统的“处方式”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，得到越来越广泛的应用。

一、性能化防火设计的概念

所谓性能化防火设计，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，是针对特定建筑对象确立消防安全目标，提出消防安全问题的解决方案，并采用被广泛认可或验证为可靠的分析工具和方法，对方案设计在建筑对象中的火灾场景进行确定性和随机性定量分析，以判断不同解决方案所体现的消防安全性能是否满足消防安全目标，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。它是传统消防设计方法的一种替代办法，描述能够达到某种规定性能水平的设计。

建筑防火设计最终应达到的安全目标是：1、防止起火及火势扩大，减少财物损失；2、保证安全疏散，确保生命安全；3、保护建筑结构不致因火灾而损失或波及邻房；4、为消防救援提供必要的设施。为此，建筑物防火安全设计须对建筑规划、结构耐火性能、防火分区划分、内部装修、防火设备、防排烟系统及避难对策等方面做出考虑。应该说现行的、条文式的设计方法对上述的问题都有相对独立、完整的考虑。但存在的最大弱点是没有清晰、统一的安全水准，无法体现各消防系统间的协同功效，并导致综合经济性低下。但是，消防安全的性能化设计方法能够考虑到项目所特有的危险和防护这些危险所特有的消防安全措施，可以实现综合性的消防对策，所有系统都综合其中，而不是分别独立设计的，人们除了可增进对潜在的损失了解外，这种综合性工程方法通常可提供更具体成本－效率的建筑防火设计方案。

二、性能化消防安全设计的基本步骤

笔者认为，一个完整的性能化消防安全设计过程应该分为七个基本步骤：

（1）确定性能化防火设计的工程范围与内容。首先要了解工程各方面的信息，如建筑的特征，使用功能等；其次对建筑的工艺特征做专门的研究，如非同一般的作业区、危险物品的使用或储存区、昂贵设备区以及零故障区等；再次就是不同使用功能的建筑，其使用者特征也不同（如住宅建筑与商业建筑），使用者特征包括年龄、智力、是否睡觉、体能状态等因素。

（2）确定消防安全总体目标、功能目标和性能目标。在消防安全设计中，消防安全设计总体目标是一个范围比较广泛的概念，它表示的是社会所期望的安全水平。概括地说，消防安全应达到的总体目标应该是保护生命、保护财产、保护使用功能、保护环境不受火灾的有害影响。功能目标是设计总目标的基础，它把总目标提炼为能够用工程语言进行量化的数值，指出了一个建筑物怎样才能达到总体目标中所要求的社会期望的安全目标。性能目标及性能要求，是性能水平的表述，建筑材料、建筑构件、系统、组件以及建筑方法等必须满足性能水平的要求，从而达到消防安全总体目标和功能目标。

（3）将定性的消防安全目标转化为定量的性能化判据。基本判据如下：a.生命安全判据。烟气层的高度下限、烟气层和火焰的温度上限、烟气层内毒性气体的浓度上限、烟气透过能见度下限、人员从建筑内最不利位置疏散到安全地点所需时间等。b.结构安全判据。对建筑结构安全起至关重要作用的重点构件的承温上限、耐火极限等。c.环境安全判据。烟气的浓度上限、腐蚀性燃烧生成物的浓度上限等。

（4）确定火灾场景。火灾场景是对某特定火灾从引燃或者从设定的燃烧到火灾增长到最高峰以及火灾所造成的破坏的描述。在建立火灾场景时，应考虑的因素包括：建筑的平面布局；火灾荷载及分布状态；火灾可能发生的位置；室内人员的分布与状态；火灾可能发生时的环境因素等。

（5）建立设计火灾“热释放速率-时间”变化曲线。综合考虑火灾场景中燃料、点火源、通风状况、空间分布、火灾发生时主动式消防系统的动作情况等因素，确定火灾载荷、火灾规模的大小和增长趋势、以及发生轰燃的可能性，采用火灾增长曲线，热释放速率随时间变化的典型火灾增长曲线，一般具有火灾增长期、最高热释放速率期、稳定燃烧期和衰减期等共同特征。每一个需要考虑的火灾场景都应该具有这样的设计火灾曲线。

（6）提出和评估设计方案。评估过程是一个不断反复的过程。在此过程中，许多消防安全措施的评估都是依据设计火灾曲线和设计目标进行的。像增加报警装置和自动喷淋装置、对通风特征的修改、变更建筑材料、内装修和建筑内部摆设等因素，都在该步骤进行评估。在评估不同的方案时，清楚地了解该方案是否达到了设计目标是很重要的。在性能化设计评估过程中一些基本因素通常需要被充分考虑，即：起火和发展；烟气蔓延和控制；火灾蔓延和控制；火灾探测和灭火；通知居住者和组织安全疏散；消防部门的接警和现场救助等。

（7）编制报告和说明。分析和设计报告是性能化设计能否被批准的关键因素。该报告需要概括分析和设计过程的全部步骤，并且报告分析和设计结果所提出的格式和方式都要符合审查机构和建筑业主的要求。三、性能化消防安全设计与处方式消防安全设计的比较

传统的建筑消防安全设计被国外称为“处方式”设计，将传统的建筑防火规范称为“处方式”规范。“处方式”规范简单明了，便于设计方案的制定。“处方式”规范中给出的设计参数和指标是在总结过去的实践经验和火灾教训的基础上确定的，具有一定的实用性。应该说，“处方式”规范为社会的发展和进步做出了十分巨大的贡献，但从社会发展看，现形的“处方式”规范也存在着以下一些突出的问题：a、规范中有关条文之间常常出现互不沟通，相互矛盾的现象，条文与条文之间无法解释清楚；b、传统的设计只能给出局部保障，无法给出一个统一、清晰的整体安全度水准；c、部分技术问题国家消防技术标准尚未规定或未能涵盖，跟不上新技术、新工艺和新材料的发展；d、限制了设计人员主观创造力的发展，无法充分体现人的因素对整体安全度的影响。

因此，“处方式”规范和设计方法在客观上存在着相当大的局限性。而性能化消防安全设计是运用消防安全工程学的原理和方法，考虑火灾本身发生、发展和蔓延的基本规律，结合实际火灾中积累的经验，通过对建筑物及其内部可燃物的火灾危险性进行综合分析和计算，从而确定性能指标和设计指标；然后再预设各种可能起火的条件和由此所造成的火、烟蔓延途径以及人员疏散情况来选择相应的消防安全工程措施并评估、核定预定的消防安全目标是否已达到；最后再视具体情况对设计方案作调整、优化。其主要思想是在消防设计时仅提出建筑消防安全所需要的性能要求或指标，而不直接要求设计人员为此而必须采用某些特定的解决方法。如何达到这一指标要求，采取什么样的工程措施则由设计人员自己确定，但是设计人员最终要向审核人员证明其所选择的工程解决方法是安全可靠的，所采用的设计计算方法是得到公认的，审核人员也要利用相应的评估工具检验设计方案是否达到了安全目标。

与传统的消防安全设计相比，性能化消防安全设计具有以下优点

（1）性能化设计体现了一座建筑的独特性能或用途、某个特定风险承担者的需要；

（2）性能化设计注重安全目标的达到，而不考虑采取什么样的途径，有利于发挥防火设计人员的主观创造性；

（3）性能化设计根据工程需要，为开发和选择替代消防方案提供了方法；

（4）性能化设计可在安全水平方面与替代设计方案进行比较，通过这种对比机制，可确定安全等级与成本之间的最佳点；

（5）性能化设计要求在分析中使用多种分析工具，从而提高了工程精度，并可产生更具有革新性的设计；

（6）性能化设计体现了一种新的消防战略，即消防系统是作为一个整体考虑的，而不是孤立地进行设计；

（7）性能化设计能够为保险部门提供可靠的建筑安全评估报告，有利于保险部门参与建筑的消防工作。

四、性能化消防安全设计时应注意的问题

从总体看，性能化设计是一个发展的方向，但就目前的技术支撑条件看，也存在一些问题。首先，社会各界对它的接受程度不一；另外，与“处方式”设计相比，性能化分析和设计过程需要在分析、计算和设计文件制作上花费更多的工程时间。增加了工程设计的人力投入，带来了较高的设计成本。综合起来看，目前使用性能化方法还存在一些技术问题：如性能判断标准不一致；对火灾中人员的行为假设的成分过多或预测性火灾模型中存在未得到很好证明或者没有广泛理解的局限性；火灾模型没有将不确定性因素考虑进去；设计过程常常要求专业人员在超出他们专业之外的领域工作。

五、性能化设计的未来展望

由于性能化消防安全设计的目的是以最有效、最经济的方法从系统安全的角度将火灾的损失控制在最低限度。从而保证总体消防安全目标的实现，其设计方法具有灵活性和科学性，比传统“处方式”消防设计具有更多的优点。因此，目前这种设计已成为世界各国建筑消防设计的发展趋势，是不可抗拒的潮流。随着消防安全工程的快速发展，消防安全工程学已随着其潜力、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，性能化设计方法将会越来越完善。

参考文献：

1消防安全工程工作组编．《国外建筑物性能化设计研究译文集》2001

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

3霍然，袁宏永．《性能化建筑防火分析与设计》安徽科学技术出版社，2003，9

高层建筑消防安全评估篇3

【关键词】事件树法公众聚集场所火灾财产损失定量评估

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]:

TFph3=t

高层建筑消防安全评估篇4

【关键字】高层学生公寓；火灾危险；评价指标体系；层次分析法；灰色模糊综合评判

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.

[5]贾水库.层次分析法在高层学生公寓火灾危险性评价中的应用[J].中国安全科学学报，2009，19（5）：114-118.

高层建筑消防安全评估篇5

仓储在整个物流行业中扮演了举足轻重的作用，它是商品的集散地，也是第三方物流企业基本的组成单元和根据地。仓库数量的建设决定了一个企业对于客户要求的快速响应能力。但在快速发展的同时，仓库消防安全又是仓库管理的重中之重。鉴于此，文章以某企业仓库为研究对象，利用灰色层次分析，对仓库整体消防安全进行评估，并结合实例给出评价结果和改进建议。

关键词：

仓库管理；消防安全；灰色层次分析

随着现代电子商务的迅速发展，物流行业呈现出了迅猛发展的趋势。根据国家统计局年度数据统计显示，2009~2014年度快递总量（单位：万件）分别为185786.00、233892.00、367311.00、568548.00、918674.89、1395925.30。可见，快递数量呈现每年增长的趋势，而每年如此多快递的流通是以仓储为基本保障的。而快递件的包裹材料基本以塑料膜、瓦楞纸箱等为主，这些材料都属于易燃品，在如此庞大的快递数量的条件下，消防安全对于仓库的管理来说最为重要。

现阶段，从学者的研究来看，对于物流仓储安全已有一定的对策及建议。例如申秀乾等探讨了超高仓储建筑物内自动喷水装置系统的设计优化问题；李默等从建筑物自身考虑，对仓储内消防安全提出了一些防控措施；李晓哲等更进一步，通过仓储的特点，对防火类别进行了详细的划分，并从整个仓储布局、安全疏散通道设计、消防安全设施系统建设等方面，系统地对物流仓储消防进行了研究；宋光伟通过对于实地的调研，浅谈了物流仓储方面存在的问题，并对相关建议进行了初步地探讨。以上学者基本是对物流仓储消防安全进行了定性研究。而对于物流仓储消防安全不能单纯地对其进行定性的研究，于是，于作明通过系统思考，对于建筑物火灾安全风险评估，从定性、定量两个方面进行了全面研究，系统分析了火灾成因，并指出了建筑物火灾相关影响因素，并通过模糊数学和层次分析方法，综合评估建立了数学模型进行分析，最终给出了一套综合评价评估体系。但是，其研究的对象主要为建筑物，并没有对物流仓储内部以及其它因素进行分析。而大多数学者的建议都只停留在表面，并没有一整套的物流仓库消防安全的评价体系，也没有现实的案例。本文尝试对此研究进行补充，通过利用灰色层次分析的方法，更全面系统地对消防安全进行评估。并通过实例，运用德尔菲方法，结合灰色层次分析进行研究。

1仓库火灾风险指数法

火灾风险指数法（FireRiskIndexMethod）是一种运用模糊打分的方式给仓库火灾特性参数进行赋值，通过Delphi问卷调查，征集专家主观意见并给出合理的权重因子，然后运用数学方法求出最终的火灾风险指数。火灾风险指数法一般按下列步骤对火灾安全参数进行分级，以决定它的相对重要性：（1）确定火灾安全的决策水平（方针、目标、策略、参数和考核项目）；（2）根据决策水平和火灾风险分析，描述实际影响火灾的5个决策水平的因素；（3）属性权重赋值；（4）选择评估模型。

2案例分析

以某公司为例，简要对火灾风险进行评估和分析。根据表1中的4个火灾安全目标和14个火灾安全策略的关系和表2中的22个火灾安全重要参数，通过Delphi专家组打分，确定关系矩阵。火灾安全参数与火灾安全策略之间的关系矩阵，用矩阵C表示为：火灾总安仿真与火灾安全目标之间的关系矩阵用矩阵A表示：A=15,4,2,31根据公式W=A×B×C，计算行向量W，将W归一化得到：W=（0.0520.0640.0690.0530.0510.0390.0380.0420.0250.0550.0350.0400.0640.0680.0540.0540.0530.0430.0310.0490.0290.034）通过专家组给仓库火灾安全重要参数打分，打分标准参考Likert量表，打分矩阵为：根据专家打分及计算结果，火灾安全重要参数中的结构装配的完整能力、结构装配的隔热能力、火灾探测系统、灭火系统等对仓库火灾危险性影响很大。现针对评估情况我们可以做出如下的建议：（1）可以根据风险指数R=ni=1ΣWiPi对风险进行评分，得分越高的区域，发生火灾的危险越大，我们要对火灾风险进行消除，对仓库、仓库消防系统、仓库消防管理3个方面进行改善，达到预防火灾安全的4个目标。（2）仓库设计之初应该对各构件的完整性进行认真衡量，从源头上杜绝和减少火灾的发生。（3）构件要采用耐火、隔火、隔热的材料。（4）设置火灾探测系统，尽早发现火情，做好职工的疏散活动。（5）仓库内的灭火系统要定期检查，避免火灾时无法启动灭火系统带来损害。（6）保证消防通道的畅通。

3总结

如今物流行业正在飞速崛起，特别是大型的物流仓储不断的建立，这就要求物流仓库具很高的安全级别，特别是消防安全系数，根据仓库的面积、仓库的货物类型、建筑物特性等综合考量，最大限度降低物流仓库的火灾安全隐患，综合以上研究本文给出下列建议：（1）加强仓储消防安全知识的培训，不断提高仓库人员的安全意识。（2）建立一整套的仓储安全应急预案，即便遇到突况也能迅速的做出反应。（3）加强消防安全文化建设，通过定期仓储消防演练，让员工真正了解在遇到突发状况时应该如何去做。（4）杜绝一切隐患源头，定期对仓储内部可能潜在的安全隐患点进行排除。

参考文献：

[1]郭金玉，张忠彬，孙庆云.层次分析法的研究与应用[J].中国安全科学学报，2008(5):148-153.

[2]周堂春.灰色层次分析法及其应用[J].工科数学，1998(2):48-52.

[3]李亮，杨俊辉.基于灰色层次分析法的工程项目风险综合评价[J].西安邮电学院学报，2009(4):121-124.

[4]李默，张峰.物流仓库火灾特点与防控设计[J].消防技术与产品信息，2012(6):3-6.

[5]宋光伟.物流仓库消防安全现状及对策研究[J].消防技术与产品信息，2012(7):6-8.

[6]李晓哲.物流仓库消防安全对策研究[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2011(3):373-376,380.

[7]申秀乾，包秀华，包明辉.仓储式物流中心的消防设计与探讨[J].消防技术与产品信息，2005(1):8-10.

[8]梁炜麟.大型物流仓库的消防设计[J].江西建材，2015(1):22.

高层建筑消防安全评估篇6

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)．

[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．