消防安全评估方法范文
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篇1
中图分类号:TU998 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)30-0144-03
1 概述
随着我国经济社会的快速发展,致灾因素明显增多,为进一步加强和改进消防工作,国务院出台《国务院关于加强和改进消防工作的意见》(国发[2011]46号),文件别要求建立火灾高危单位消防安全评估制度,由具有资质的机构定期开展评估,评估结果向社会公开,作为单位信用评级的重要参考依据。火灾高危单位还应当参加火灾公众责任保险。省级人民政府要制定火灾高危单位消防安全管理规定,明确界定范围、消防安全标准和监管措施。具体评估方法建议对火灾危险源以及其他火险参数按照一定的原则赋值,然后通过综合计算得到数值,从而估算出该单位的相对火灾危险
等级。
2 评估设定的函数与参数
影响建筑火灾的众多因素中,建筑物内部及周边消防设施状况、消防部门灭火救援能力均具有复杂而难以量化的特性。
为了使评估予以量化,我们按照单位消防危险等级(f)由建筑物自身危险致灾因素Buildself factor(B)、建筑内人员危险致灾因素Person factor(P)以及火灾发生后消防部门外力控制危险致灾因素Control factor(E)三个因素共同决定的函数。
然而,以上三个因素之间没有直接可加性和可比性,我们通过设定系数并加以调整来解决这一问题。具体系数的设定通过对辖区重点单位和发生过火灾的单位作为选取样本,进行综合研究
设定。
3 各致灾因素量化取值
通过对辖区重点单位和发生过火灾的单位作为选取样本,进行综合研究取值。
3.1 建筑物自身危险致灾因素
建筑物自身危险致灾因素主要由建筑类型、建筑耐火等级、建筑面积、建筑构造(疏散通道、消防车道、楼梯间、防烟排烟、消防给水系统)、建筑内部装修材料等构成。
3.2 建筑内致人员伤害危险致灾因素
在火灾中人员的数量、特征、神智状态、自防自救能力等因素决定了是否能够迅速撤离火场、保证人身安全。因此我们根据人员的不同特性因素,通过采集辖区大、中队演练样本中的演练取样人群进行赋值。
3.3 火灾发生后消防部门外力控制危险致灾因素
外力控制危险致灾因素,包括消防队人员素质、灭火器材装备、到达时间、交通状况等。
消防队的灭火能力与消防队的人员素质和器材装备息息相关,我国现阶段的消防站分为现役铁军消防队、现役特勤消防队、现役常规消防队、政府专职消防队、企业专职消防队、地方义务消防队,各队伍人员的灭火作战能力和器材装备配备存在较大差别,因此这里按照辖区消防队的性质予以赋分取值。
由于消防队距离火场的距离和交通状况直接关系到消防队赶到时火场的火势规模,该距离和交通状况又和消防队赶到的时间成正比,这里我们以单位周边分布的消防队布局到达时间为标准设定相关取值。
4 各修正系数取值和单位消防危险等级的研判
经计算得出f值若大于1,则火灾危险等级高,需要采取相关措施进行处理以降低火灾危险等级,若小于1,则火灾危险等级低,应保持应有的防火态势。
5 以福建师范大学南部生活区学生宿舍楼为例进行综合评估
参考文献
[1] 伍爱友,肖国清,蔡康旭.建筑物火灾危险性的模糊评价[J].火灾科学,2004,(2).
篇2
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.
篇3
关键词:消防性能化设计方法;应用场合;内容
公安部2009年颁布的《建设工程消防性能化设计评估应用管理暂行规定》(以下简称性能化设计规定)中指出:“超出现行国家消防技术标准适用范围的工程项目可采用性能化设计评估方法”。
1.消防性能化设计的引入
随着中国房地产及大型基础设施事业的发展,高层、超高层、大体量商业综合体、体育文化设施、车站、机场等大型建筑(以下简称超限建筑)不断涌现。为了实现特殊建筑布局需要,就给建筑设计、消防设计带来了困难,用现有消防规范衡量这些超限建筑,有些内容已经不符合要求。建筑设计防火规范是进行建筑防火设计的基本依据,而对于无法完全按照我国现行的消防规范来设计的建筑,其火灾防治应当以火灾安全工程学为理论依据,采用以性能化防火设计为基础的方法,针对性的给出消防措施,实现消防安全。
2.什么是消防性能化设计
根据消防性能化设计规定,“建设工程消防性能化设计评估”(以下简称性能化设计评估)是指根据建设工程使用功能和消防安全要求,运用消防安全工程学原理,采用先进适用的计算分析工具和方法,为建设工程消防设计提供设计参数、方案,或对建设工程消防设计方案进行综合分析评估,完成相关技术文件的工作过程。
消防性能化设计包含了性能化防火分析和设计。性能化防火分析是根据建筑物的具体使用要求,用物理参数定量描述出火灾的发生、发展过程,并分析火灾对建筑物内部的人员、财产以及建筑结构的影响程度,为采取恰当的消防对策提供依据。性能化设计是在性能化防火分析的基础上,综合建筑物现场条件、人员及财产的安全,采取的有针对性的消防措施。
消防性能化设计的精髓是在消防设计初期,仅提出消防安全所需的性能要求和指标,而不是要求设计人员必须采用某些特定的解决方法。如何达到这些指标要求,采取什么样的工程措施则由设计人员自己确定。但最终要求设计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可信赖的,消防工程审核人员也可以利用相同的评估手段来验证设计是否能够达到了安全目标。
消防性能化设计有以下优点:第一,充分考虑了每栋建筑的独特性能、用途、风险和使用者的需要;第二,注重安全目标的达到,并不限制采取何种措施,有利于发挥设计人员的主观创造性;第三,性能化设计中使用的手段和分析方法、火灾模型和疏散软件正在不断完善,大大提高了工程设计精度,为一些新颖的建筑设计创造了条件;第四,性能化设计可以提供详细的建筑安全评估报告,便于使用者有的放矢的加强消防安全工作。通过性能化分析,能够分析具体项目所特有的火灾危险和相应的消防安全措施,可以实现综合性的消防对策,更能清楚的认识该建筑防火工作的关键点和薄弱环节,从而建立有效的防范应对措施。
3. 工程项目可采用性能化设计评估方法的应用场合
(1)超出现行国家消防技术标准适用范围的(规范所未涵盖或涉及深度不够的);
(2)按照现行国家消防技术标准进行防火分隔、防烟排烟、安全疏散、建筑构件耐火等设计时,难以满足工程项目特殊使用功能的(如执行规范将严重影响建筑功能与表现的)。
4.性能化防火设计的主要内容
(1)确定分析对象的现场状况:分析建筑物的火灾危险性。首先明确建筑的结构特点,进而识别该建筑物的重大火灾危险源。
(2)设定防火安全目的和目标:基本的防火安全目的可分为与生命安全直接相关的目的和与其它安全相关的目的,前者考虑的是在火灾中的各类人员的安全,包括居住者、工作人员、顾客、消防人员等,通常这是大部分建筑物防火安全的主要目标,其它安全目的包括保护财产安全等。
(3)制定工程设计及分析评估方法:在进行消防技术解决方案的设计而开展的火灾危险分析中,火灾过程的计算机模拟是一种十分重要的定量分析工具。使用这种模拟方法可以预测建筑物发生某种火灾后的火区大小、烟气层高度、室内温度、典型燃烧组分浓度等随时间的变化。这些数据可直接用于建筑物的防火安全设计、人员疏散分析、消防设施的作用分析等方面,也可为其它安全分析方法提供必要的参数。
(4)具体分析影响防火安全目标的因素:深入分析各有关因素对实现防火安全目标的影响,是火灾风险评估的关键一环。主要的影响因素包括:建筑物的结构特点、可燃物的燃烧特性与分布状况、室内外环境对火灾发展的影响、室内消防设施的配置状况、建筑物使用者的特点、消防部门救援的状况等。
(5)火灾防治有效性评价
(6)给出的消防难点技术解决方案
(7)给出分析报告:每次火灾风险分析完成后,应当给出客观、全面的分析报告。报告应明确指出该建筑是否符合有关规范的要求、原有设计是否需要进行某些修改、如何进行修改等。
结束语:
在工程实际中合理的运用消防性能化设计方法,解决超限建筑的消防设计难题,实现超限建筑的消防设计,确保人员消防安全,从而实现建筑对空间设计的要求。
参考文献:
篇4
关键字:城市火灾 风险 评估
中图分类号:X928.7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)07(b)-0138-02
1 火灾风险评估概述
一般,人们对于自己的前期工作经验或直观感觉非常依赖,会通过这些来对火灾风险作出评估与系统性的决策。伴随着计算机容量的增大及先进科学技术的不断发展,风险评估与风险管理技术逐渐演变为解决重大事项提供了很大的便利。在过去的二三十年的时间里,火灾风险评估在分析决策、科学管理、系统安全等方面发挥了非常重要的作用。
站在系统分析的层面进行分析:风险具备系统性与动态性两大显著特征。火灾风险本质上并不是以单一的个体或事物存在的,其属于一个系统性的范畴。如果整个系统产生明显的改变,那么就会出现显著的改变。较为常见的火灾风险评估模式包括:系统认定-对火灾风险系统进行风险防御;风险估算-设定火灾发生频率及所造成的严重后果,对整个计量系统的各项指标进行具体计算;风险评估-对于规定标准作出详细的计算,确定特定的风险值或计算出风险发生后的实际权重。
2 城市区域火灾风险评估的重要作用及发展现状
站在消防的层面进行分析,在全人类安全思想观念显著性提高的今天,建筑设计性能出现突飞猛进的进步,在此,很多人对建筑工程安全评估重视起来。譬如:美国消防协会制定的《NFPA101生命安全法规》,这是一部与火灾安全工作者息息相关的法律,它跟“NFPA101A”的性质是相同的,都是与医疗场合、监禁场合、办公场所等息息相关的一系列内容,对此制定出明确的安全评估方式,在建筑工程安全性评估工作中得到了广泛性的运用。
我国在火灾风险评估体系方面的研究重点把握在对某一企业或某一建筑方面,譬如:将石油化工企业防火设计规范等消防规范与德菲尔专家调查法作为重要前提,针对石化企业的消防安全评估指标体系作出科学合理性的规划,通过采用层次分析法、道化指数法针对各项指标的权重进行最终的判定。采用线性加权模型得到炼油厂的消防安全评价结果。类似这种把某建筑作为评估目标的火灾风险评价是较为常见的,就像我国中国矿业大学周新权教授在分析建筑火灾出现原因的基础上,建立起建筑火灾风险评估因素体系,在这一过程中采用模糊评价法对我国高层民用建筑进行消防安全的客观性评价。
城市区域火灾风险评估是以火灾风险等级为基础,对消防救援力量作出系统性的分配与安排,针对城市消防体系作出合理化的改造,对于城市消防规划作出科学的指导。针对已经全部建成的城市区域火灾风险评估,一定要对各方面作出综合性的考虑,在城市区域火灾风险评估系统中,包含了所有城市建筑区域中有可能危及到人类生命安全的危险性要素、火灾发生概率、气候条件等,对于城市区域的消防部署、现有消防能力在奉献防御方面的能力做出系统性的评价。此外,安全风险评估过程当中,注重建筑物区域内财政及其他方面因素作为消防规划中的一个重要参考标准。伴随着各城市发展规模的不断增大、城市综合性能的进一步加强,整个城市区域内的学校、医院及护理场合开始逐渐地增多,为此,在对城市进行区域火灾风险评估方面要根据实际情况作出具体的科学调整。
3 运用城市区域火灾风险评估方法的目的
3.1 用于保险目的
火灾风险评估在火灾保险方面的运用成效最为明显的尤数美国保险管理部对城市火灾的分级方法。到现在为止,美国对社区政府部门在火灾的预防性能与实际状况方面作出类别划分、现实状况的自行评估。ISO方法将城市区域的消防情况划分为十大级别,其中,1级最好,10级最差。
ISO是遵循统一的标准针对各个建筑物区域内的现有的灭火性能所作出的客观性评估,确定了城市区域公共消防等级,这一标准最初的时候来源于美国消防协会与美国自来水公司协会共同制定的国家性规范当中。在ISO中,将城市消防分级方法具体地展现在其“市政消防分级表(CFRS)”当中。市政消防分级表将整个建筑物的具体用途、结构、防火距离、公共消防状况紧密地联系在一起,同时对相关数据做出统计分析,最终确定火险费用。ISO级别被保险公司在确定火灾费用的时候作为重要的参考,其纵使未展现出消防组织的其他应急救援性能,但是经常会应用在各建筑区域内公共灭火性能的具体确定上。
1974年起,市政消防分级表便开始进行运用,其通常是对各城区区域的7大指标状况进行考察,其中详细包含了:消防部门、火灾报警、消防法律规章制度、建筑法律规章机制、气候条件等方面。1980年,针对市政消防分级表当中的公共消防分级法作出了明确的选择,同时制定了详细的灭火力量等级表,此标准仅仅包含了前三项内容。同时,1974表格当中涵盖了很多评估标准,这些只是是具体的规定,若某一区域的情况未能达到相关方面的基本准求,那么就属于差额分,规定降低的表格可运用弹性区域,并不能对相关火灾风险评估状况进行正确的判断,也不能对相关技术情况作出评估。所以,ISO分级表被看做是一种性能化的评估方式。
3.2 用于消防力量部署的目的
我们的消防组织、地方政府部门背负着保护人们消防安全的重大责任。在面临广大公众对火灾风险抵御能力寄予无限期望的情况下,需对消防机构人员、消防设施及各方面预算作出科学性的合理调整,对该区域内的火灾风险情况与对风险级别的准确定位。
具体而言,城市区域火灾风险评估工作的开展主要是为了促使广大民众与消防工作者的生命财产安全得到真正意义上的有效保障,使得火灾风险预期标准、各消防安全设备、城市火灾应急救援能力等处于最佳的预备状态。
在美国地区,国家对于火灾风险、火灾救援能力是非常重视的。为此,美国消防学院、NFPA等作出了很多的工作与研究。20世纪90年代,国际消防局长协会创建国际消防组织资质认定委员会(CFAI),其一共由150名专业人士构成,通过9年的努力,最终制定《消防应急救援自我评估方法》与标准化的社区消防安全体系。此外,美国NFPA分别制定了NFPA1710、NEPA172标准,对消防力量作出明确化的指导,针对职业消防团队与消防志愿者提供一定的消防救援帮助,在对NFPA进行的近期调查当中笔者了解到,NFPA170于美国的30 500个消防部门中的3 300~3 600个消防机构得以投入使用,同时将其广泛运用到加拿大等其他国家。
1995年,美国审计委员会“消防方针”的具体考察报告,其中对于此方法的运用过程中,指出并未综合性地兼顾到各类建筑设施的实际占用现状、城市区域人口统计、社会经济发展状况等方面的重要因素,但并没有把建筑范围内的消防安全加入其中。为此,审计委员会报告工作小组、内政部消防机构对风险级别作出了明确性的划分,针对涵盖灭火范围内的所有应急救援力量做出了综合性的战略部署,充分地做好火灾消防安全设计方案,望能够促使很多风险评估问题得到很好的解决。同时针对使用的评估方法进行跟踪性的测试。最后,由Entec公司研发计算机软件,1999年4月份,“风险评估工具箱”测试版由内政部正式出台。
参考文献
[1] 张一先.苏州古城区火灾危险性分级初探[J].消防科技与产品信息,2003(2):10-12.
[2] 李华军.城市火灾危险性模糊综合评价[J].火灾科学,1995(1):44-50.
篇5
关键词:消防安全;消防设计参数;不确定性研究
随着消防安全的发展,人们对建筑物火灾风险评估结果的量化要求越来越高。建筑物火灾风险评估涉及建筑物结构、火灾发展和人员行为三种基本因素。其中,火灾具有不确定性和随机性;人员行为复杂而又不可预测,并受多因素、多变量影响。
本文介绍建筑物消防安全设计参数的分类及不确定性处理方法,应用β可靠性指标法研究建筑物结构构件在设定火灾下耐火性的不确定性。
一、消防安全设计参数分类及不确定性
可将建筑物消防安全设计参数不确定性分两类:与火灾可能导致后果相关的不确定性,此为随机不确定性、内在不确定性或不可避免不确定性;人们认识的不全面而导致的不确定性,此不确定随人们对事物认识加深而减少,为可减少的不确定性、认识不确定性或主观不确定性。
1、消防安全设计参数分类
消防安全设计参数不确定是许多因素共同作用结果,分有概率分布的参数、有随机值的参数、有未知值的参数和未来有未知值的参数4类。
1.1.1有概率分布的参数
某些不确定性参数在特殊情况下并不是单一值,可能有许多值,且每个值均有对应发生概率,如火灾危险状态来临时间、人员疏散准备时间等,这些不确定性通过概率密度函数表征。如建筑物内可燃物荷载密度,建立其概率密度分布函数就可评估建筑物边界构件失效概率。
1.1.2有随机值的参数
有随机值的参数一般不通过出现的概率来识别,仅当随机值参数出现某统计规律时,才容易处理其不确定性,如起火室内可燃物分布、建筑物内起火点位置等。正是随机性本质使建筑物火灾增长出现阴燃火、非轰燃的有焰火和轰燃火三种场景。在火灾统计中,每种火灾增长场景均有对应发生概率。所以,三种火灾场景发生概率对这两个有随机值的参数进行了不确定性处理。
2、不确定性处理方法
1.2.1有概率分布的参数
依据有概率分布的消防安全设计参数成功或者是失败的概率,我们在多维空间中将建筑物消防安全划分为安全区和失效区,用失效区概率的累积情况来表示结果的不确定性。设在某一特定的火灾场景中,n个消防安全设计参数(x1,x2,x3,…,xn),其极限状态函数为G(x1,x2,x3,…,xn),如果G≤0,那么表示所进行的消防设计是安全;如果G>0,则我们说消防设计不安全。它在多维空间表现出一个超曲面形态,如图1。在这个超曲面图形中,我们将多维空间分安全区(G≤0)和失效区(G>0)两区域。多维空间中每个点均有相对应G值和概率值,其中,该概率值是在该点的所有参数的联合概率,见式(1)。
1.2.2有不确定值的参数
对于一些概率分布未知、有不确定值的参数,在处理方法上没有标准,这就需要根据调查、消防安全工程师、标准规范制定人的判断来进行参数值确定。参数研究法中假设不确定性参数,如果参数值变化对解决问题方案不敏感,就可任意假设,否则需重新假设。
二、基于β可靠性指标法的不确定性分析
1、β可靠性指标法
2、应用实例
三、结论
基于消防安全设计参数是标准正态分布的假设,采用一次二阶矩方法将极限状态方程失效概率化为β可靠性指标的标准正态分布函数,实现参数的不确定性处理。
如果参数有不确定值和未知概率分布,可对处理不确定性的方法作深入研究,科学确定消防安全设计参数值,让建筑物性能化防火设计符合预期。
参考文献:
篇6
关键词:航空港:城市火灾: 预防对策
中图分类号: TU99 文献标识码:A
一、概述
城市的快速发展和城市人口的剧增,给我国城市的公共安全提出了巨大挑战,由于城市消防安全涉及到城市生活中的每一个方面,其社会的、政治的影响巨大,因此,城市消防安全也就成为了城市公共安全最重要组成部分之一。
所有的城市都应当分析其火灾伤亡、财产损失,有可能发生哪类火灾、有多大的破坏、发生的可能性等问题。而火灾风险分析的过程就是提供火灾证据、预测火灾风险的过程,开发和应用以城市火灾风险评估为主的方法,量化火灾风险,在城市火灾风险管理的科学化决策中起着至关重要的作用。
郑州航空港经济综合实验区是国务院2013年3月7日批复的第一个,也是目前唯一一个以航空经济为主导的国家级新区。辖区面积由原来的138平方公里扩大至415平方公里。辖区下辖7个办事处和1个富士康社区服务中心,共88个行政村,11个社区工作站,常住人口48.3万人,其中约有24万人为富士康员工。
二、城市火灾的风险评估
分析城市火灾风险可以确定城市或区域内相对的火灾风险,建立城市区域的火灾分布,有助于政府掌握火灾现状,对已确定的火灾风险的高低进行排序,有针对的确定保护措施的类型与数量。
目前,城市火灾风险的分析方法主要有确定城市重点消防地区和一般消防地区的方法、系统化的城市或区域火灾风险的评估方法、简化的区域火灾风险评估方法。
(一)重点消防地区和一般消防地区的划分
这一方法是从消防的角度将城市用地分为城市重点消防地区和一般消防地区,通常情况下,是将消防安全重点相对集中的局域作为重点消防地区,而将其他的区域作为一般消防地区。以航空港为例,居住着四分之三人口、具备火灾荷载量大、人员密集集中等特点的富士康园区、宿舍区,自然成为了航空港的重点消防地区;另外,机场的消防安全是航空飞行安全和机场安全生产的重要组成部分,更事关旅客群众生命财产安全,由于郑州新郑国际机场的存在,机场辐射开来的大片区域,也将成为消防工作的重心。而周边的薛店、孟庄、张庄等其他区域则为一般消防地区。这样的分析方法是一种粗放式的定性方法,不能明确和定量性的确定城市火灾风险。
(二)系统化的城市和区域火灾风险的划分
这一种方法是在发达国家运用计算机技术和火灾风险评估技术对城市或区域火灾风险进行客观、系统和定量评估的基础上发展起来的,是一项以经济学与运筹学为基础,对多种来源的数据进行汇集、筛选并提出预测观点的技术,确定城市和区域火灾风险的比较系统的一种工具。它建立城市和区域火灾风险的评估模型和方法,可以对城市和区域的火灾风险进行定量评估,其指标体系是开放的,对不同的评价对象,部分指标可以通过专家论证和统计处理进行适当的增加和减少,比较科学的调整权重。
(三)简化的区域火灾风险的划分
这一方法是比较通用的考虑区域火灾风险的定性方法,相对于系统化的方法,在使用上比较简单,但在火灾风险分级的划分上,其判断结果相对较粗,比较适合小城市或大城市的局部区域的火灾风险评估。这一方法主要包括:收集火灾损失、建筑类型和数量、建筑使用者的类型和数量、建筑消防设施等基础资料,利用基础资料进行分析,确定区域的火灾危险、火灾危害程度和保护价值,建立小城市或大城市的区域火灾风险划分。
三、城市火灾形成的主导因素
通过上述方法我们可以总结出,城市火灾危险存在的下几点主要因素:
(一)城市消防规划
第一,消防站责任区面积大,不能保证火灾的及时扑救。消防站欠账问题十分严重,涉及到消防站土建造价、装备被装,还有征地、搬迁、市政工程等各项费用,增设一个消防站的投资是相当可观的。再加上某些特殊区域因历时或地理位置原因,经常出现接出警需要二次、三次甚至多部门转接警的现象,大大延长了第一救援力量到场的时间。
对于航空港而言,面对不断发展的迅猛现状以及新增加的龙中、河东和张庄办事处等不断扩大的辖区范围,仅仅依靠一个空港三路消防站是远远不够的,大队考虑到这些问题,现已于空港十一路建成富士康特勤站,从而提升灭火战斗力量、保证火灾的及时到场扑救。
第二,消防通道堵塞,市政消防设施故障,影响火灾扑救。郑州新郑国际机场与富士康园区的周边区域所均含的巨大商机不言而喻,致使大量商贩占道经营,堵塞消防通道,影响消防工作。而市政消防设施故障维修困难等问题,更是制约着火灾扑救。航空港辖区内共有消火栓68个,可真正完整好用的却只有20余个,执勤车辆不得不经常到辖区企业进行用水补充,不但给相关企业造成一定经济负担,而且影响了企业正常的生产经营,火场用水补给形势也日趋紧张。
第三,城市规划中的消防部分仍处于起步阶段。城市规划建设管理机构比较健全,从规划设计到现场定位放线、施工检查都有专门的机构和人员,而消防管理在近十年间才逐渐受到大家的重视,起步晚,发展不完善。专业人员少,限制了消防技术发展。
第四,正常消防工作难以适应超快发展地区需要。在有些经济超速发展的地区,正常的消防审验工作难以适应地区日益增长的审验需求。地区规划的不断调整变化,也使审验工作的难度大大增加。
截至目前,富士康郑州科技园项目累计建成厂房200万平方米,由于历史原因,随着航空港建设不断上升为国家战略后,规划不断调整,造成辖区大量建筑工程未取得《建设工程规划许可证》的情况下开工建设,导致了大量未经消防部门审核先建和未验先用的建筑工程存在,从而形成大量先天火灾隐患。
(二)建筑内部消防安全问题
第一,建筑耐火等级不够,发生火灾时容易倒塌蔓延。早期建筑对消防安全要求低,结构以木质结构为主,如不及时灭火很容易蔓延扩大火势。
第二,电气线路问题。电气火灾占所有火灾数目之首,其直接原因由过载、短路、接触不良,电弧火花、漏电、雷电或静电等。从防火角度看,电气火灾大都是因为电气工程、电器产品质量以及管理等问题造成。电气设备质量不高,安装使用不当,保养不良是造成电气火灾的几个重要原因。
第三,疏散通道不畅。疏散通道不畅是造成火灾伤亡的根本原因,当前很多建筑,特别是商场、影剧院、歌舞厅等公共聚集场所存在疏散楼梯、安全出口、指示标志、应急照明、避难层等不符合规范要求的严重问题。有些地方欺骗检察人员,当时合格,等检查结束又恢复原貌。一些领导和管理者,只是片面地抓经营,防火安全意识淡漠,致使行业中存在许多火灾隐患。检察人员也只是对表面现象进行管理限制,以完成工作为目标,对检查单位的火灾安全并不能完全负责。
第四,消防设施缺损过期。很多单位的消防设施设置不合理,数目不够。配备了消防设备的不注意维护保养,长期不使用不更换造成设备缺损,发生火灾后不能及时进行扑救,甚至起不了作用。
(三)人员的消防安全素质
安全意识淡薄,消防安全宣传不足,对消防问题不够重视。中国现在正处于经济迅猛发展的时期,百姓意识形态跟不上经济发展,对安全的理解过于简单,对影响安全的因素了解不多,安全知识过于陈旧。对一些新兴火灾形态茫然不知,导致警惕性不高,火灾多发。体现在人为火灾多,发生火灾造成损失大等方面。主要由于消防安全宣传不到位,没有从根本上重视消防工作,对火灾造成的损失缺乏正确地宣传。
(四)企、事业消防安全工作
第一,硬件设施不符合消防安全规定。有些经营、生产场所未按需要和国家有关规范要求来设计结构和布局,因而在防火分隔、通风、防泄漏、防爆泄压、消防设施等方面存在先天性火灾隐患。生产设施未定期检查或未经防爆处理,泄漏的可燃液体或气体遇到机械摩擦或电气火花极易发生火灾爆炸事故。
第二,从业人员未经消防安全培训。因为用工制度的放开,从业人员流动性大,不能相对固定,因而许多从业人员未能及时经过消防安全培训,就匆匆上岗操作,极易发生违章操作造成事故,且事故发生后不懂得消防设施的使用、火灾扑救方法及逃生方法,极易形成小火灾酿成大事故。
四、城市火灾预防对策
(一)调整完善城市总体布局
布局不合理的城区,对严重影响城市消防安全的工厂、仓库,必须纳入近期改造规划,有计划、有步骤地采取限期迁移或改变生产使用性质等措施,消除不安全因素。保持建筑与建筑之间的防火间距,保证单个建筑发生火灾,不对相邻建筑造成影响。工业区与居民之间要有一定的安全距离构成防护带,带内加以绿化,起到阻止火灾蔓延的分割作用。
层层把关解决建筑物的消防问题,加大消防安全投入,及时完成拖欠消防设施,给火灾扑救提供条件。完善规划模式,进行专人专管,把城市消防规划融入城市规划中。
(二)加大消防监督管理力度
对消防法律法规中明确要求的地方,要严加落实,并由专人负责定期检查。特别是针对建筑内的消防安全问题消防监督应当达到以下要求:
1.督促建筑工程建设、设计、施工单位在工程建设过程中,认真执行国家消防法规和技术规范,加强对建筑防火工作的管理;
2.有效地落实建筑工程中的各项防火措施,预防建筑火灾发生或有效地防止火灾蔓延,为及时扑灭火灾创造有利条件;
3.及时发现并消除建筑工程中的火灾隐患。对监督单位工作进行抽查。上级单位要对责任区内各部门的管理工作进行抽查,及时公布检查结果,使各部门对自己的工作负责,认真落实规定要求的内容。
(三)健全救援工作体系
按《消防法》的要求,要在社会灭火救援中充分发挥救援工作体系的组织、指挥、协调职能,一是建立由政府统一指导,消防部队、公安、医疗急救、交通运输、建设以及市政工程、水、电、气等相关部门和单位组成的事故救援指挥体系,便于救援工作的力量调剂,及时有效处置;二是建立专家小组,一旦发生严重的灾害事故,立即调集专家赶赴现场参与决策,现场解决救援工作中的技术难点问题。
根据《消防法》“政府统一领导、部门依法监管、单位全面负责、公民积极参与”的消防工作原则,2013年5月份以来,航空港管委会先后5次召集建设、环保、社会事务、质检、安监、工商等相关职能部门召开消防工作联席会,管委会领导也多次听取消防工作汇报并作出指示。港区公安消防大队充分发挥主力军作用,针对重点时段、重点区域,协同职能部门、各办事处、派出所积极开展联合执法、集中夜查,借合力,形成社会整体防控体系。
(四)企、事业消防安全工作
企事业单位火灾危险性大,一旦造成火灾难以控制容易蔓延,保证企事业单位的消防安全是保证城市安全的先提条件。为保证企事业单位的消防安全:
首先,要加强消防安全培训,生产经营过程中的危险性同操作、安全管理人员有着直接的关系,操作和管理人员业务技术水平高,安全意识强,可以通过信息反馈,不断纠正和调整,消除隐患,从而确保了生产的安全。所以必须对操作、管理人员进行培训使他们的消防知识和实际能力达到保证工艺安全的需求。
其次,强化企事业单位消防安全管理。逐步推广消防安全目标管理工作体系,以此督促各单位自觉运用原理分析、预测火灾成因,对致灾因素采取有针对性、可靠的技术措施与行政手段进行控制和管理,提高消防安全管理水平,巩固和发展落实“消防安全十项标准”的成果,以适应当前形势。
最后,推进消防科技发展。指定系统的科学的火灾预防和限制对策,加强工艺配合控制,提高生产安全可靠性,使企事业的消防工作形成一个管理教育、工艺控制、设备控制的有效综合处置系统。
(五)加大宣传力度
首先,充分利用社会媒体,宣传火灾危害,提高城市居民的消防安全意识。并开办安全讲座把消防宣传引入院校、社区,提高市民防灾自救的能力。特别是电气火灾,用火不慎等,人为因素影响比较高的火灾,更要抓好宣传,从原因上减少此类火灾的发生。
其次,加强对外来人员的消防安全宣传,督促聘用外来务工人员的单位加强对外来务工人员的上岗培训。使单位领导树立正确的安全意识,严格遵守消防责任人的相关职责。重视安全生产问题,减少违反安全规定的火灾。
(六)多种形式的消防力量
在日本,“自卫消防组织”是根据《消防法》所说的具有一定规模的处置危险品的单位有义务在员工中组成自卫性的消防组织,因此很多大规模的工厂、法人单位及团体都有设自卫消防组织。
航空港的辖区面积和人口数量不断激增,大型工厂、人员密集场所日益增多,灭火救援任务、建筑工程需要审核验收工作尤为繁重,现有消防力量已经十分吃力,无法满足辖区迅猛的发展势头与形势需要。港区大队立足于合同制消防队,加强自身骨干力量,并通过文员派驻企业、组建农村消防队伍、招收消防协管员、培养物业消防专职保安以及发挥消防志愿者作用等一系列创新方式,运用多种形式的消防力量开展消防工作。
结语
随着社会主义市场经济的快速发展,城市化建设的不断推进必然导致城市火灾呈现不同的特点,城市消防工作的任务也日益繁重,因此准确分析研究城市的火灾危险性并制定相应的对策和防灾规划具有重大而深远的意义。
参考文献
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【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
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建筑物的性能化防火设计是近年来国际火灾安全科学研究中发展较快的学科领域。性能化的消防安全设计是建立在消防安全工程学的建筑防火设计新方法,它与传统的设计方法相比,具有很多优越性。它运用消防安全的科学方法,根据建筑物的结构、用途等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件及功能条件,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,对建筑的火灾风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,为建筑提供最合理的防火保护。
为推动适合我国国情的建筑物性能化防火设计方法,相关部门为此作了大量的研究工作。在此背景下,本人有幸参与了国内某知名球幕电影院的消防研究工作,通过运用烟气传播模型和大空间建筑的消防疏散模拟系统BuildEvac模型,对该建筑物进行了火灾蔓延特性和人员疏散时间的定量分析,并在此基础上对建筑物进行消防安全的评估。下面内容将具体阐述一下本次研究过程及相关的成果。
1工程概况及研究基础
该球幕电影院建筑定性为一类高层建筑,建筑物耐火等级为一级;该球幕电影院由三部分组成,入口大厅、展示厅和球幕观众厅。
目前,消防安全对策和评估方法基于以下两种方法:
以《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2006年版))和《建筑防火设计规范》GB50016- 2006为基础的方法;
为满足消防安全目标而提供的其他可供选择的解决办法(性能化方法)。
2消防设计概况及存在的问题
2.1防火分区
按自然层划分防火分区。入口大厅面积:891,设为一个防火分区;二层展示厅面积:155,设为一个防火分区;球幕观众厅面积:452,其中观众厅室面积:255,设为一个防火分区,每个防火分区的安全出口不少于两个,满足消防要求。
2.2防排烟系统、火灾探测、报警及灭火系统
该大厦属一类高层建筑,在球幕电影院不具备自然排烟条件的一座剪刀楼梯间,设置两套独立的机械加压送风系统,并设有机械排烟系统,排烟量按其体积的6次换气考虑。
本建筑属于一级保护对象,设有火灾自动报警及消防联动控制系统。该系统采用二总线制智能火灾报警产品,系统由三部分组成:火灾自动报警系统、消防联动控制系统、火灾紧急广播及消防对讲系统。
球幕电影院内建筑净空高度大于8m,采用大空间智能型主动喷水灭火系统。该系统由智能型灭火装置、信号阀组、水流指示器等组件以及管道、供水设施组成,能在发生火灾时自动探测着火部位并主动喷水的灭火系统;该系统是近年来我国科技人员独自研制开发的一种全新的喷水灭火系统,采用的是自动探测及判定火源、启动系统、定位主动喷水灭火的灭火方式。
2.3存在的问题
该球幕电影院没有现行有关国家防火设计规范可采用,结合建筑的消防设计概况及提高该部分建筑的消防安全,有必要对这部分建筑的消防设计方案进行调整并进行计算论证。
3研究评估流程
为验证该球幕电影院的消防安全,结合前面的分析,须对球幕电影院的人员疏散及烟气蔓延特性进行模拟计算,以论证分析安全疏散出口和烟气控制的可供选择的解决方案,评估的原则是可用的安全疏散时间(ASET)足以超过需要的安全疏散时间(RSET),如果能满足此条件,则这个可供选择的解决方案便可行。
4人员生命安全验收标准
验收标准最重要的判据是安全疏散时间(ASET)必需大于人员疏散所需的时间(RSET)。可得到的安全疏散时间指的是从火灾发生,至人员无法忍受的灾害环境的时间。人员无法忍受状态(耐受极限)的判据由下列标准组成:
•如果热烟层距地板高度大于2米,则热烟层的温度不超过180℃;
•如果热烟层距地板高度小于2米,则热烟层的温度不超过50℃,且能见度不小于10米;
•二氧化碳浓度不得超过1%(体积百分比),一氧化碳浓度不得超过2500ppm。
5 人员安全疏散时间计算
5.1计算对象描述
重点分析人员在现有疏散出口布置情况下人员的安全疏散情况,同时结合计算出的烟气的蔓延情况,考察其安全性。由于本球幕电影院四个出口分布在两个不同平面,在做疏散计算时,按照影院座位的排列方式把整个影院分为上部和下部分别作为两个计算对象。
计算对象A:该计算对象为球幕电影院上半部分,本区域总疏散人数95人。见图1:
图1计算对象A建筑示意图
计算对象B:该计算对象为球幕电影院下半部分,本区域总疏散人数最大为90人。见图2:
图2计算对象B建筑示意图
5.2人员安全疏散时间计算
人员疏散时间按火灾报警时间、人员的疏散预动时间和人员从开始疏散到到达安全地点的行动之和计算:RSET =Td + Tpre + Tt
其中:Td ― 为报警时间;Tpre ― 为人员的疏散预动时间;Tt ― 为人员疏散行动时间
5.2.1报警时间
报警时间Td应根据建筑内所采用的火灾探测与报警装置的类型及其布置并考虑设定火灾场景下的人员密度及人员的安全意识与清醒状态等因素综合确定。由于该影院内设置大空间智能型火灾报警系统,该系统采用智能型红外线探测组件,对火灾发生的探测反应较快,所以报警时间相应比较短,本工程取报警时间10s。
5.2.2人员的疏散预动时间
人员的疏散预动时间为人员从接到火灾警报之后到疏散行动开始之前的这段时间间隔,包括识别时间和反应时间。
1.识别时间为从火灾报警或信号发出后到人员还未开始反应的这一时间段。
本建筑设有火灾自动报警及消防联动控制系统,该系统采用二总线制智能火灾报警产品。由于本电影院面积不大,一旦火灾发生很容易根据视觉等感官察觉到火灾的发生,故根据相关数据,本次计算预动时间取30s。
2. 反应时间为从人员识别报警或信号并开始做出反应至开始直接朝出口方向疏散之间的时间,一般从数秒钟到数分钟不等。由于计算对象为电影院,其出口布置较明确,所以人员从发生火灾到开始疏散之间的反应时间很短,可取30 s。
因此,人员的疏散预动时间Tpre= 30s + 30s = 60s。
5.2.3人员疏散行动时间的计算
本研究采用大空间复杂建筑防火安全计算机模拟软件BuildEvac进行计算。
计算对象A:
1.软件模拟结构示意如图3:
图3计算对象软件模拟结构示意图
2.本场景基本参数设置如表1:
表1计算对象基本参数
3.出口的人数―时间步模拟步长为0.25s:
模拟显示编号d23的出口人数―时间步,经过时间步TimeStep=203,即50.75s,该疏散出口完成疏散,总疏散人数46人。
表2各疏散出口完成时间
则计算对象人员疏散完成时间为50.75s。
计算对象B:
1.软件模拟结构示意如图4:
图4计算对象软件模拟结构示意图
2.本场景基本参数设置如表3:
表3计算对象基本参数
3.出口的人数―时间步模拟步长为0.25s:
模拟显示编号d39的出口人数―时间步,经过时间步TimeStep=383即95.75s,该疏散出口完成疏散,总疏散人数43人。
表4各疏散出口完成时间
则计算对象人员疏散完成时间为:95.75s
5.3 避难总时间
由于本次疏散计算中两个计算对象属于同一电影院,所以总疏散时间应取两个计算对象中时间较长的计算对象B,即避难总时间如下表:
表5避难总时间统计
6烟气蔓延计算
6.1参数设定
6.1.1火灾危险性分析
在球幕电影院中,可能的火灾起源有电器故障、可燃物过热、易燃品管理不善或操作不当、故意纵火、吸烟等;燃料包括座椅、观众带入的可燃物、电器缆线等。
6.1.2设计火灾场景
(1)火灾荷载:火灾荷载一般可分为以下两类,不可移动的燃料:如地板、墙壁上的可燃物,房间的装饰设备;可移动燃料:如桌椅、纸张、货物,货架等。本研究参考日本的调查结果并结合我国实际情况,得到计算对象的火灾荷载为600MJ/m2。
(2)火灾发展:火灾在经历了早期的发展之后,将进入完全燃烧阶段,在这个阶段火灾的热释放速率将达到最大。在火灾安全评价中,一般假设水系统有效控火条件下最大热释放速率保持不变。结合计算结果,选取热释放速率中的较大值作为设计最大热释放速率。
(3)模拟时间:结合人员疏散时间,本报告的火灾模拟时间取1200s。
6.2烟气蔓延特性模拟计算
6.2.1火灾场景A烟气流动特性预测
室内净空高度:15.2m;火灾最大规模:6MW;设计火灾类型:非稳态;火灾发展速率:0.0599kW/s2;排烟标准:体积的6次/h换气;起火地点:影院观众厅中部。
对烟气温度、CO2浓度、CO浓度、能见度的模拟分析,可得到表6模拟结果:
表6模拟结果统计表
6.2.2火灾场景B烟气流动特性预测
室内净空高度:15.2m;火灾最大规模:6MW;设计火灾类型:非稳态;火灾发展速率:0.0599kW/s2;排烟标准:在原基础上增加1/3排烟量;起火地点:影院观众厅中部。
对烟气温度、CO2浓度、CO浓度、能见度的模拟分析,可得到表7模拟结果:
表7模拟结果统计表
7安全性分析
7.1研究采用的判据
•如果热烟层距地板高度大于2米,则热烟层的温度不超过180℃;
•如果热烟层距地板高度小于2米,则热烟层的温度不超过50℃,且能见度不小于10米;
•二氧化碳浓度不得超过1%(体积百分比),一氧化碳浓度不得超过2500ppm。
7.2针对人员安全性的结果分析
结合人员疏散时间和烟气蔓延特性的计算结果,对人员的安全性分析如下:
火灾场景A:人员最大安全疏散时间为
火灾场景B:人员最大安全疏散时间为205.2s,根据计算结果,在疏散结束时,火灾发展到致使环境条件达到人体耐受极限的时间的安全余量为39.45s,人员有足够的时间逃生。
综上分析,由于原方案不能保证人员的安全逃生,故研究中增加了1/3的排烟量,通过模拟再次测试后,烟气温度、沉降高度、CO浓度、CO2浓度将不会对该区域的人员构成危险,人员能够安全逃生。
8消防安全措施
在对整个建筑进行综合分析的基础上,结合球幕电影院的消防设计方案,本报告进行了人员疏散和烟气蔓延特性的模拟计算,根据模拟论证结果可以得到以下几点结论和建议:在人员的安全疏散方面,计算对象A、B需要的最大安全疏散时间分别为
9结束语
目前我国对建筑物所制订的消防技术规范对于我国的建筑物防火起到了积极的作用。但是,现行规范在执行中出现不少问题:一是由于规范是明细条款式的规定,设计人员在确定建筑物的使用功能后,只能根据消防规范逐条对照落实消防措施,限制了设计构思的自由发挥。二是由于规范的强制性和局限性,生产的新工艺、建筑新结构都难于发挥运用。
篇9
【关键词】大空间建筑功能化防火设计
中图分类号:TU892文献标识码: A 文章编号:
一.前言
随着我国建筑科技的长足进步,具有新的设计概念和结构形式的大空间建筑开始涌现,随着经济建设和城市化的发展, 大空间建筑还会迅速增多。由于大空间建筑与一般建筑存在较大差异, 因而必须以整体分析大空间建筑发生火灾时所具有的性能特性为出发点, 进而实施防火安全综合设计。本文对大空间建筑的性能化防火设计进行了探讨,希望对大空间建筑功能化防火设计有所帮助, 以达到其防火性能的总目标。
二.大空间建筑分类及火灾特性
1. 大空间建筑分类
根据其结构形式,大体可分为 3 类:
(一)占地面积很大,但并不很高的建筑,其典型代表是大型购物中心、 商场类建筑。这些商场的建筑面积通常大于 10000m2, 而建筑高度一般在 6m 以下。
(二) 占地面积相当,同时具有一定高度的建筑。面积往往大于 1 000m2, 高度约为10~ 20m。其特点是大空间上部不再有楼层, 而只是在地面上有固定的看台或座位, 或有人员密集活动。
(三) 具有一定面积而且有相当高度的建筑。其代表为超高层建筑的中庭, 面积在 1000平方米以下, 高度可达20m 以上。在中庭的四周或部分侧面是办公或商业用途的楼层。通过以上分类不难发现, 就建筑特性而言, 大空间建筑通常具有很大的开敞式内部空间, 但目前很难从具体几何尺寸的大小对大空间建筑做出定量化规定。此外, 该类建筑大都为人员高度密集场所, 具有区域使用功能统一, 空间无法分隔, 疏散出口距离远等特点。
2. 大空间建筑火灾特性
由于建筑结构的特殊性和使用功能的需要, 大空间建筑的火灾具有很多特殊性。
(一)燃烧特性
大空间建筑内部可燃物多、 火灾荷载大, 而且内部空间大, 空气供应充分, 通风状态及空间内的供氧量已不构成制约燃烧的主要因素, 因而大空间建筑内的火灾可以不受限制地扩大, 通常为燃料控制型燃烧。一旦发生火灾, 火场区的热对流相应加快, 加上楼梯间、 电梯井、 管道井等的烟囱效应和风力的影响, 将使火势迅速蔓延, 对消防灭火扑救工作造成极大困难。
(二)温度场特性
具有复杂结构形式的大空间建筑, 火灾燃烧过程本质上是三维、 多相、 多组分、湍流、热传导、对流换热、辐射换热、化学反应及其相互作用的复杂过程, 具有火焰温度场和烟气温度场这两个特性。可采用场模拟方法研究大空间建筑着火区域的火焰温度场状况, 进而分析建筑结构整体的抗火性能。对于大空间建筑火灾烟气的分析, 现阶段较为有效的研究方法主要是通过场模拟结合足尺寸实体试验进行。
同时, 这些建筑较为广泛地采用新结构、 新工艺、 新材料, 使得建筑设计更轻巧化、通透化,大空间的设置也变得十分方便, 但也加大了这类建筑的防火难度。因此, 迫切需要建立一种更安全、 合理的新型建筑防火设计方法。性能化防火设计方法正是在这种情况下应运而生的。
三.大空间建筑防火设计现状
1. 防火分区难以满足规范要求
把建筑物的内部分隔成若干有限的区域是防止火灾蔓延的基本手段, 它可以把火灾控制在一定的范围内, 从而可以有效地减少火灾损失。为了满足建筑防火规范对防火分区的要求, 通常采用防火墙、防火门、 防火卷帘等防火分隔措施。对于《高层民用建筑防火设计规范》规定的每个防火分区允许的最大建筑面积见表 1。
表 1 每个防火分区的允许最大建筑面积 平方米
可以看出, 现行规范条文已经限制了建筑物的使用功能, 在科学性、 合理性、 经济性等方面都表现出一些弊端。制定防火设计、 规范的目的, 是为了保证建筑物的安全, 防止和减少火灾危害, 而不是限制新型建筑的发展, 因此, 防火设计规范应当通过自身的逐步完善, 以适应不断出现的新型建筑的需要。
2.人员密集、疏散困难大空间建筑大都为公共建筑,人口密度大,经常聚集成千上万的人,他们对安全通道、疏散路线、消防设备、应急措施并不熟悉。这种情况下一旦发生火灾,人们往往容易惊慌失措,辨不清逃生方向,极易造成混乱局面, 这使得人员疏散十分困难。对于大空间建筑,由于受到空气稀释、热风压效应和烟囱效应的影响, 其烟气危害性更为严重。因此, 这类建筑是群死群伤恶性火灾事故的多发场所。在进行这类建筑的疏散设计时,设计者不仅要控制到建筑物内部的最大允许疏散距离, 更要考虑最后一个使用者在逃离建筑物之前建筑物内烟气的扩散程度, 以确保人员安全疏散。
四.性能化防火设计
性能化防火设计, 是运用消防安全工程学的原理及方法, 考虑火灾本身发生、 发展和蔓延的基本规律, 结合实际火灾中所积累的经验, 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, 来决定选择哪一种消防安全工程措施, 并加以评估,从而核准预定的消防安全目标是否已经达到; 最后再视具体情况对设计方案做出调整及优化。
它的主要思路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必须采用某些特定解决办法。性能化防火设计具有三大特点: 安全目标的确定性、 设计方法的灵活性和评估验证的必要性。
1.性能化防火设计的优势
(一)性能化设计思想强调建筑物消防的整体性,综合考虑消防设计的各个技术要素, 有助于建筑消防设计实现科学化、 合理化和成本效益最优化, 在保证相同火灾安全的基础上降低建筑成本。使消防设计方案更加合理, 能有效地保证建筑设计达到预期的防火安全目标。
(二)设计方法更加灵活, 有利于充分发挥设计人员的才能和创造能力。因为性能化防火设计注重安全目标的达到, 至于采用什么方法则完全由设计人员自主掌握。
(三)为建筑设计及消防监督部门和受保护的居民提供了一个较好的交流渠道。因为性能化防火设计先要预设火灾可能发生的场景, 因此便于管理部门制定防火预案, 有利于社区居民的参加。
(四)有利于新技术、 新材料、 新产品的开发、 推广和利用, 适应现代建筑的高科技化和艺术化的要求。
2.性能化防火设计的展望
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, 并将产生重大的社会效益和经济效益。我国应该加快性能化规范及配套技术的研究步伐, 充分发挥性能化设计的优越性。今后应从以下几个方面入手, 促进性能化设计技术的发展:
(一)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。
(二)加强新材料、 新技术研究, 规范材料性能参数, 建立和完善数据库, 提供准确的性能化指标, 为性能化应用积累基础性数据。
( 三)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。
(四)积极向建筑设计师和建筑管理人员介绍性能化设计方法, 使他们认识、 理解并自觉接受性能化设计方法。
(五) 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。
(六 )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。
五.结束语
性能化防火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。我国应尽快发展性能化防火设计的应用研究, 以适应不断发展的建筑功能化设计要求。
参考文献
[1]韩新 沈祖炎 曾杰. 大型公共建筑防火性能化评估方法基本框架研究. 消防科学与技术, 2009(2)
[2]方正, 程彩霞, 卢兆明. 性能化防火设计方法的发展及其实施建议. 自然灾害学报, 2008( 1)
篇10
关键词:火灾荷载 低组织 公众聚集场所 火灾风险分析 防火对策
1、高荷载低组织公众聚集场所的范围及特征
1.1 公众聚集场所
所谓公众聚集场所是指人员密集的单位[1]。公众聚集场所,包括公共餐饮场所、商品经营场所、健身休闲场所、文化活动场所、金融活动场所、公共文化娱乐场所、特殊人群场所和人员聚集流动场所等。因此笔者认为,公众聚集场所应指提供公共服务或人员活动密集、向公众开放的建筑或场所,包括公共场所和人员密集场所。
1.2 火灾荷载
火灾荷载,是指建筑物内可燃物燃烧放出的总热量,它是预测可能出现的火灾大小和严重程度的基础[2];是着火空间内所有可燃材料,包括建筑构件、装修材料、陈设物品等的总潜热能,是建筑物内全部可燃物完全燃烧的总燃烧热量[3]。建筑物内的材料和物品种类、数量繁多且不断变化。由于着火空间内所有可燃材料是变化的,特定建筑的火灾荷载可变;单位面积上可燃材料的总发热量相应变化,火灾荷载密度随之变化。火灾荷载值越大,火灾荷载密度越大,越有可能发生火灾,火灾的危险性越大,火灾造成的后果更严重。
1.3 组织
本文对于组织的定义,是指广义的定义,它是按照一定的功能和系统建立起来的单元,组织中的人或事物具有一定系统性或整体;其配合关系,严密或松散。
建筑物内按照一定功能和系统建立起来的单元,也可称为组织。建筑物内人员组织无序、人员构成复杂、环境情况复杂、物品放置混乱及消防组织管理松散,称为低组织或松散组织。低组织公众聚集场所,主要表现为组织内人员密集、流动性大、组织无序、不熟悉环境、人员安全素质参差不齐,建筑内部结构错综复杂、货架林立、物品放置混乱,消防设施有限、或消防通道堵塞、消防组织管理松散等。
1.4 高荷载低组织公众聚集场所
本文的研究对象高荷载低组织公众聚集场所,特指火灾荷载高或火灾荷载密度大,且人员组织无序、环境情况复杂、物品管理松散及安全工作任务重的公众聚集场所,即批发商场、零售商场、超市等大型或超大型商品经营场所。其特征如下:
(1)特定建筑、场所内的火灾荷载高或火灾荷载密度大;(2)场所使用时间内的人员来源广泛、人流密度大、人群活动无序无组织、人员消防安全素质参差不齐。物质环境情况复杂、物品管理松散及安全管理工作任务重;(3)公众聚集场所,人员密集,建筑规模很大,一旦发生火灾事故后果十分严重。
2、高荷载低组织公众聚集场所的火灾分析
2.1 火灾统计数据分析
1997-2005年公安消防部门的火灾统计数据[4],发生在公众聚集场所的商场市场的特大火灾共104起,死亡198人,受伤300人,直接损失75573.50万元。特大火灾中,商场市场各项指标所占比例依次为:火灾起数占77.61%,死亡20.54%,受伤43.35%,直接损失94.75%。可见,公众聚集场所特大火灾中,商场市场特大火灾比较突出,其火灾起数和直接损失居首位。公众聚集场所是火灾频发的场所,其中商场市场尤为突出。公众聚集场所,特别是商场市场的火灾形势严峻,预防公众聚集场所及商场市场火灾,尤其是预防群死群伤、损失巨大的特大火灾发生,是消防安全管理工作的重中之重。
2.2 几起典型案例分析
1993年2月14日唐山市林西百货大楼火灾,火灾原因包括火势发展迅猛、商场装修材料燃烧产生大量有害有毒烟雾,现场秩序混乱,缺少有组织的疏散和疏导,火灾报警迟缓,错过灭火救援好时机等。火灾原因包括施工人员无证违章作业,商场内堆放大量海绵制品和化纤制品,商场消防管理混乱,人员缺乏消防安全意识,报警不及时等[5]。1996年4月2日香港油麻地嘉利大厦火灾,火灾原因是地下电梯槽内电焊火花引起[6]。1996年4月2日沈阳商业城火灾,火灾原因包括不具备消防条件违章营业,先天具有火灾隐患,商场消防责任不明确,管理较为混乱,值班值守制度没有严格落实等。2008年1月2日新疆乌鲁木齐市钱塘江路德汇国际广场火灾,该商场属于综合批发市场,易燃易爆品多,导致火势迅速纵向蔓延并立体燃烧。虽然大楼安装了较为完备的消防联动控制系统、烟温感应报警系统、自动喷水灭火系统和隔断防火卷帘、灭火器、室内消火栓等消防设施,但由于火势过猛,这些消防设施只是杯水车薪。
2.3 火灾原因分析
结合以上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,其发生的原因众多,并且经济和社会进步不断变化。主要原因包括:
(1)人为原因。人为原因包括人为纵火放火,儿童、无行为能力人或限制行为能力人玩火柴、打火机,燃放烟花爆竹,吸烟、乱扔烟头或火柴杆,使用烟火不慎,停电时使用蜡烛照明或动用明火寻找东西,施工或无证人员违章进行电焊气焊作业,违规使用大功率电器设备,使用电熨斗电吹风电烙铁后忘记切断电源、搁置在可燃基座上;余热未散温度过高便立即装入可燃包装内等。
(2)电气原因。电气原因包括违规使用电器,线路年久失修、绝缘破损发生漏电或短路,线路导线连接接触不良、使用时间过长,线路缺乏维护和检修,线路上超负荷接入大功率电热设备并长期过载运行,移动灯具的插头和插座接触不良,使用电热杯电炉电褥等电热设备长期通电或忘记关闭电源等。如1998年七台河市秋林公司火灾,火灾的主要原因是公司1层西部小家电部第10节柜台处日光灯长时间通电,镇流器产生高温引燃木制柜台。
(3)自然原因。自然原因包括因雷击、地震、自燃、静电等。如1996年湖州市东街综合市场火灾,火灾原因是市场3层小百货摊的一次性打火机自爆引起。
(4)其他原因。其他原因包括动物咬损电器线路,如2000年宝钢炼钢部转炉一分厂火灾,火灾的主要原因是3#转炉电缆竖井内地面处的电缆因小动物咬损发生故障,产生高温引燃可燃物造成火灾。
3、高荷载低组织公众聚集场所火灾危险及危害
高荷载低组织公众聚集场所,主要包含批发商场、零售商场、超市等大型商品经营场所。这类场所一般功能多样、摊位众多、经营复杂,百货区、超市区、购物区、休闲娱乐区、餐饮区、办公区、停车区等,几个相同区域或不同区域连成一个整体,包括营业人员在内的所有人员可以在各区域间自由流动。一类功能区又细分多个功能区,如购物区细分为化妆品区、皮革区、珠宝区、电子产品区、服装区、鞋帽区等等,不同的区域有许多摊位或柜台,不同区域有不同的经营特点。区域不同,内部放置物品不同,装修不同,火灾危险性不同,消防管理难度不同。其火灾危险性及危害性表现为人员组织无序,容易威胁人身安全;环境情况复杂,容易造成火势蔓延;物品管理松散,容易造成经济损失;安全工作任务重,容易妨碍灭火救援。
4、控制高荷载低组织公众聚集场所火灾危险性的措施
通过采取综合管理措施,尽可能保障防灭火设施设备的可靠有效,从而降低建筑火灾风险,减轻火灾荷载,促进人员有序组织。
(1)消防工程设计施工控制。在项目实施的前期准备中,必须做好项目选址、建筑布局和设计工作。根据城市区域规划,合理确定建筑位置、防火间距、消防水源及消防车道等。做好建筑结构防火设计,墙梁柱及楼板吊顶等各类建筑构件的燃烧性能和耐火极限,严格按照国家规范进行防火设计、材料选择及工程施工。严格控制防火分区面积,合理布置电梯井、管道井、电缆井、排气道、垃圾道等,做好各类竖向井道的防火封堵及防火分隔。屋顶金属承重构件,建筑变形缝、伸缩缝进行防火处理。合理布置疏散走道及楼梯和安全出口,划分防烟分区防火分区,做好防烟系统、排烟系统、通风及空气调节系统设计与施工。根据建筑实际情况做好火灾报警及消防联动控制系统设计施工,以及建筑内可能产生的火灾类型选择安装合适的固定灭火设施、配置移动灭火器材等。消防工程施工中,严格施工设计、施工现场、施工过程和施工质量的管理。
(2)消防工程监督管理控制。公安机关消防机构严把消防工程验收及备案抽查质量关,严格监督中介服务机构的消防设施及电气设施消防安全检测评价,宣传消防安全法规法纪,各级消防机构严格检查,认真整治各类火灾隐患,加强消防安全专门培训及教育。认真贯彻预防为主、防消结合的消防工作方针,以及按照政府统一领导、部门依法监管、单位全面负责、公民积极参与的消防工作原则,实行消防安全责任制。
(3)消防设施维护管理控制。实施防灭火设施的专业维护管理,定期开展系统功能试验,保障建筑消防设施专业维护的人财物投入,加强维护消防技术队伍建设,规范维护保养工作,保障维护保养质量,完善消防设施档案管理。
(4)投保火灾公众责任保险。将灾后对第三方的赔偿责任转移到承保公司,提高建筑所有者或经营者抵御火灾风险的能力。保险公司将火灾公众责任险的费率与建筑消防设施配置的完整程度、产品质量、运行状态等硬件设施,以及消防安全管理制度、制度执行的有效性等挂钩,可以使建筑所有者或经营者有消除经营场所的火灾隐患的积极性,提高消防安全管理水平,从而提高建筑物的消防安全系数。
5、结语
高荷载低组织公众聚集场所,具有火灾荷载高或火灾荷载密度大、组织程度低的特征,火灾形势严峻、发生火灾的原因众多,火灾危险性及危害性大,需要从消防工程设计施工、监督管理、设施维护和火灾保险等方面采取措施,降低建筑火灾风险和火灾载荷,促进有序组织化管理,促进火灾防范和保障安全管理,安全经营,构建平安和谐社会。
参考文献
[1]中国消防协会科普教育工作委员会.公众聚集场所防火:北京:中国劳动社会保障出版社,2006年
[2]范维澄,孙金华,陆守香.火灾风险评估方法学:北京:科学出版社,2004年.
[3]刘方,廖曙江.建筑防火性能化设计:重庆:重庆出版社,2007年.
[4]中国消防协会科普教育工作委员会.公众聚集场所消防安全:北京:中国石化出版社,2008年.