建筑火灾风险评估研究

２００７年第３３卷第４期　Ａｐｒａ　２００７　工业安全与环保　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍ￣ｔａｌ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　・４５・　建筑火灾风险评估研究　顾伟芳　田原　田宏　（沈阳航空工业学院摘要沈阳１１００３４）　目前，建筑火灾风险评估常用方法有基于模糊数学的模糊综合评判法和基于性能化设计的性能化评估方法。　在前人研究的基础上，利用系统原理，把建筑作为一个由若干相对独立的空间区域组成的系统，通过评估各个区域的火灾风　险来确定整个建筑的火灾风险。该方法的优点是便于防火设计和管理人员确定重点防火区域，通过降低重点区域的火灾风　险，来降低整个建筑的火灾风险。　关键词建筑火灾风险评估模糊综合评判　ＴｈｅＲｉｓｋＡｓｓｅｅａｍｓａｔ　ｏｌｌｆｉｌｅｌ￣ｋｌｔｎｇ　ｒｅ　ＧＵ　Ｗｅｉ—ｆａｎｇ　ＴＩＡＮ　Ｙｕｍ　ＴＩＡＮ　Ｈｏｎｇ　（ＳｈｅｎｙａｎｇＩｎａ／ｔｕｔｅ　Ａｅｒｏｎａａｔ／ａｄ西　ｒ咖ＡｂｓＵ．ａｅｔ　Ａｔ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ｈ｜ｉｌｄｉｎｇｆｉｒｅ　ｉｓｒｋ　ａ８　踟　ｎｍｃｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ　ｂａｓｅｄ　ＯＩ１　ｐｅｒｒｏｍ￣Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｈ００３４）　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　呵ｓｙｎｔｈｅａｃ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｍ　ｚｚｙ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　ｐｅｒｒ￣－　ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅ６　ｒｉｓｋｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｂｙ　ａｄｑｐｔｉｎｇｔｈｅ　ｐｔｉｎｄｐｌｅｓ　ｏｆｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ，ｃ０ｌ１吕ｉｄｅＩｉｒｌｇｔｈｅ　ｖｅ　ｐｅｎｄ咖ｓｐａｃｅＩ　∞８　ａｎｄ　ｃ０ｎｄｈｌ‘痂唱ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｍｔｈｅｆｉｒｅｒｉｓｋｓ　０ｆ　ｅ＇ｆ珂ｙ嘲．　ｗｈｏｌｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ∞ａ　ｓｙｓｔｅｍｍａｄｅｌ　ｏｆ　ｓｅｖｅｒａｌ　Ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈｅｌｐｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｒｓ　ｅｎｄ　ｍａｎａｇｅｒｓｔｏ　ｄｅｔｅｒｎ￣ｎｅｔｈｅ　ｋｅｙｆｉｒｅＩａｅｖｅｎｔｉｏｎ嘲ｓ　ｅｎｄ　ｒｅｄｕｃｅｆｉｒｅ　ｒｉｓｋｓ　ｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅ　ｈ｜ｉｌｄｉ“ｇｂｙｌｅｄＩｌｃｉＩ１ｇ　ｔｈｅｆｉｒｅｒｉｓｋｓ　ｏｆｔｈｅ　ｋｅｙ　ａ∞№．　Ｋ日’．供也ｂｔｌｉｌ凼喀ｆｉｒｅ　ｒｉｓｋ　ａ８∞ｓｓｌｎｅｎｔ　ａｍｙ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　建筑火灾指的是发生在为人们提供各类服务或为了工　程技术需要而设置的房屋或设施之中的火灾。在众多火灾　中，建筑火灾占有很大比例。随着城市规模的不断扩大，城　市建筑的现代化、多样化、功能复杂化等，建筑火灾的危险性　（１）煤矿井下危险源量多、面广，具有动态性、非线性、积　聚性、耦合性等特点。　上的一个模糊子集。如果评判结果∑ｂｉ≠１（Ｊ＝１，２，…，ｍ）　则需对结果进行归一化处理。根据最大隶属度原则，若　中最大数为　，则对应于　，说明系统评价等级为　。　３煤矿危险源的二次评价分级　（２）采用层次分析方法和模糊综合评判法可以实现对大　量的危险源初次评价分级。　以上对危险源的初次评价分级，没有考虑危险源内部因　子之问（如引起瓦斯爆炸的瓦斯浓度、氧气浓度、点火源之　间）以及危险源之间（如瓦斯和煤尘之间）相互的耦合性，因　此需要对一些危险源进行进一步的评价分级。　记第ｉ个安全评价单元Ａｉ所处的第．，种危险因素的危　（３）在对危险源进行初次评价分级的基础上，进行二次　分级调整，使分级更科学、合理。　（４）通过对煤矿危险辨识与多层评价分级管理，为下一　步的分级动态监控奠定了基础。　（５）在进行评价分级时，没有考虑各种危险性的抵消因　子，如较好的人员素质、安全管理等，建议在进行对危险源分　级管理时，要考虑危险性的抵消因子，即为现实性危险评价，　在此基础上，对危险源实现重点监控管理。　参考文献　险值为五。ｆ（如Ａ涉及，１种危险因素，即Ｊ＝１，２，…，，Ｉ），Ａ　的组合危险值为置。考虑相关危险因素对生产安全可能有　特殊组合效应，再给以组合因子　（．『，ｋ）（．『≥１，　≤，Ｉ，．『≠　）。　对于一般组合效应，　（　，　）取值为１，当出现特殊组合的效　应，　（　，　）取值大于１。由于危险因素及其组合是动态的，　往往呈现时段性的变化，　（．『，　）也可能有时段性的变化，所　［１］陈宝智．危险源辨识控制及评价．成都：四川科学技术出版社，　１９９６．　［２］吴宗之．重大危险源控制技术研究现状及若干问题探讨．中国安　全科学学报，￣９９４（２）．　以，玉呈现变时段序列上的量变也是动态的。五为：　＾　玉＝　（．，，　）Ⅱ≈。，（　（＇，，　）≥１）　在此基础上，对初次评价、分级的危险源的分级进行调　［３］吴宗之，高进东．重大危险源辨识与控制．北京；冶金工业出版社，　２００１．　［４］孙猛，吴宗之，张宏元．煤矿重大危险源辨识评价若干问题的研究　与探讨．中国安全科学学报，２ｏｏ３（５）．　整，确定其合理的危险级别。　４主要结论及建议　作者简介郭允相，男，１９６７年生，山东枣庄人，工程师，从事采矿与　安全管理工作。　通过以上对煤矿危险辨识与多层评价分级的分析，可以　得到以下结论：　（收稿日期：２ＯＯ６—０４—２５）　维普资讯 http://www.cqvip.com

・４６・　越来越大。为了科学、有效地控制和减少建筑火灾的发生，　对建筑火灾风险进行分析评估是十分必要的。　目前建筑火灾风险评估方法多采用模糊综合评判法和　性能化评估方法。模糊综合评判法是应用模糊分析的方法　来处理和分析建筑的火灾风险，对影响火灾风险的因素通过　评估区域的火灾危险性影响因素主要考虑以下几方面：　火灾发生的可能性，初期火的灭火措施，区域对火灾向区域　外蔓延的控制措施，火灾烟气的毒性和蔓延途径，区域内人　员疏散到区域外的情况，区域内的通风情况等。表ｌ为某区　域火灾危险性评价指标体系［２－５】。　表１评价指标体系　模糊运算用隶属度的方式确定建筑的危险等级。性能化评　估方法是对建筑的火灾风险性和危害性进行定量的评估，确　定现有建筑物的防火安全性是否达到了性能要求的安全水　点燃难易程度Ｄ１　燃烧形态Ｄ２　平。但是前人的研究中很少考虑建筑物内部各个区域的火　灾危险性对整个建筑火灾危险性的影响。本文在前人的研　可燃物性质Ｃ１　燃烧热释放速率Ｄ３　表面火焰蔓延速度Ｄ４　究基础上，以系统原理为基础，把建筑物作为由若干相对独　立的空间区域组成的系统，提出通过对各个区域的火灾风险　评估来确定整个建筑物的火灾风险。这种评估方法便于找　出建筑物内相对火灾风险较大的区域，通过控制这些区域的　火灾风险，来降低整个建筑的火灾风险。　ｌ评估区域的确定　建筑物是由多个功能各异的空间结构组成的系统，依据　使用功能划分为房间、大厅、楼梯等。为了便于火灾控制，人　们又把建筑空间划分为若干防火分区。虽然划分的目的不　同，但是划分的原理是相同的，即采用建筑构件或防火分割　物把建筑内的一个空间区域独立出来，从而可以把一个建筑　看作由这些独立的空间区域组合起来的整体。　建筑物内各个空间区域的火灾风险直接影响整个建筑　的火灾风险，所以整个建筑的火灾风险可以通过评估各个空　间区域的火灾风险来确定。这里称这些空间区域为建筑火　灾的评估区域。评估区域具有以下特点：空间的相对独立　性，人员密度和财产密度的相对稳定性，火灾控制的相对独　立性等。　评估区域的划分可以根据建筑物的特点、功能分区、防　火分区或其他因素，但是必须遵循如下原则。　（１）独立性原则：评估区域要求空间的相对独立性，人员　密度和财产密度的相对稳定性，火灾控制的相对独立性等。　（２）完整性原则：保证建筑物的完整性，所有评估区域的　组合构成一个完整的建筑物。　２建筑火灾风险评估　评估区域的火灾风险高低是由２个风险因素决定的，一　是火灾发生率，二是区域自身固有的火灾风险。火灾发生率　由以往火灾统计结果计算得到，而固有火灾风险是由评估区　域自身的因素决定的…。本文首先采用模糊综合评判法，建　立评估指标体系及评判标准对评估区域内火灾发生的严重　性与可能性进行综合评估。最后，通过综合各个评估区域的　火灾风险，得到整个建筑物的火灾风险。　２．１评估区域的固有火灾风险评估　２．１．１指标体系的建立　火灾危险评价指标体系是进行火灾风险评估的基础。　选择的指标是否全面、客观，指标标准的确定是否准确、实　际，都关系到整个评价结果的实用性和正确性。评价指标体　系是涉及火灾风险的相互关联、相互制约因素构成的一个有　机整体。　可燃物　１　燃烧发烟量及毒性／）５　易灭火程度Ｄ６　可燃物数量ｃ２　可燃物分布范围ｃ３　可燃物存在方式ｃ４　电火花与电弧Ｄ７　评　估　区　域　火　灾　静电点火源Ｄ８　雷电点火源Ｄ９　种类ｃ５　明火Ｄ１０　白燃着火Ｄｌｌ　引火源Ｂ２　高温表面Ｄ１２　高温辐射源Ｄ１３　分布范围ｃ６　能量大小ｃ７　出现频度ｃ８　相邻区域的火灾引燃ｃ９　…。。　构　门、窗或防火卷帘的耐火　通风／排烟机械排风Ｃ２２　情况Ｂ６自然排风Ｃ２３　２．１．２权重的计算　利用层次分析法（ＡＨＰ），根据专家的判定来确定权重。　应用层次分析法计算权重的主要步骤有：构造判断矩阵；计　算权重值；判断矩阵相容性检验【６Ｊ。　２．１．３评估区域固有火灾风险的模糊综合评价　评价指标体系中一般将火灾危险性的影响因素分为多　层，所以此文应用多级模糊综合计算式计算，计算步骤如下。　（１）评价集的建立。将火灾危险性的评价集取为　＝　维普资讯 http://www.cqvip.com

｛　，　，　，　，　｝，其中，　表示很危险，　表示较危险，　表示一般危险，　表示安全，　表示非常安全。模糊综　合评判的目的就是在综合考虑所有因素的基础上，从评价集　中选出一个最佳的评价结果。　（２）单因素模糊评判。单独从一个因素出发进行评判，　以确定评判对象对评价集　的隶属程度，即为单因素模糊　评判。请专家对各个子因素状况通过投票进行评价，获得此　因素对评价集的隶属程度　＝　１，ｒｌ２＇ｒｌ３＇ｒｌ４＇ｒ１５｝，　表示　第　个因素ｕｉ对第　个评语的隶属度。　（３）通过各单因素模糊评价建立评价矩阵Ｒ。　ｒｌｌ　ｒ１２　ｒ１３　ｒ１４　ｒ１５　ｒ２１　ｒ２２　ｒ２３　ｒ２４　ｒ２５　Ｒｉ　●　●　●　●　●　ｒｋｌ　ｒｋ２　ｒ／ａ　ｒｋ４　ｒｋｓ　（４）求综合评价矩阵Ｂｉ：Ｂｉ＝Ａｆ。咫。　（５）求总评价矩阵：Ｂ＝［Ｂ１，Ｂ２，…，　］Ｔｏ　（６）求系统评价矩阵：Ｃ＝Ａ。Ｂ。　（７）求综合分值，：，＝Ｃ×ｓＴ（Ｓ　一Ｖ的级分，见表２）Ｅ　。　表２评价等级对应的分数　结果分析，依据综合分值，确定评估区域的火灾危险等　级。用火灾危险等级表示评价对象对建筑火灾危险性的影　响程度。此外，评估结果还显示出建筑内火灾危险性较大的　空间区域，这些区域可以作为安全管理和初期火灾控制的重　点区域，通过降低这些区域的火灾危险性，来达到降低建筑　火灾的总体危险性的目的。　２．２评估区域的火灾风险（Ｒ）计算…　２．２．１评估区域火灾发生率（　）的计算　＝　式中，　为火灾发生率；　为评估区域的序号；．『为火灾危险等　级划分的序号，由区域的固有火灾风险的等级来确定；ｓ为火　灾发生的总数，这是一个统计结果；　为某类评估区域的总　数；／７，为统计年限，一般／７，＝１。　２．２．２评估区域的火灾风险（Ｒ）计算　Ｒｉ＝　×［（尬，　）×０　］＝（　，咏）　式中　——评估区域的人员风险值，即区域的火灾风险　对其可能的人员（　）伤亡数量的估算值；　毋——评估区域的财产风险值，即区域的火灾风险　对其可能的财产（Ｆ）伤亡数量的估算值；　Ｍ——评估区域内的平均在场人数；　Ｆ——评估区域内财产估算值；　——第ｆ个评估区域的固有火灾风险。　・４７・　２．３整个建筑物的火灾风险评估　从系统角度看，整个建筑是由所有评估区域组成的一个　系统，所以，它的火灾风险可以经过各个评估区域的火灾风　险综合得到。由于在计算各个评估区域的火灾风险时考虑　了相邻区域的影响，所以，在计算整个建筑物的火灾风险时，　忽略了评估区域之间的相互作用。　厂＿叵圃叵囹罕　［　叵囹　图１整个建筑物火灾风险的确定　参照图１，采用下面的数学模型进行整个建筑物的火灾　风险（尺）计算【８８。］　Ｒ＝∑Ｒｉ　‘＝ｌ　＝蚤　×［（　，　）×Ｄ厶］　蚤（　，　）　＝（善　，蚤　）＝（　，吩）　３结论　以系统原理为基础，把建筑物作为由若干相对独立的空　间区域组成的系统，提出通过对各个区域的火灾风险评估来　确定整个建筑物的火灾风险。这种评估方法便于找出建筑　物内相对火灾风险较大的区域，通过控制这些区域的火灾风　险，来降低整个建筑的火灾风险。　对于整个建筑火灾而言，这些火灾风险较大的空间区域　可能就是火灾的起火区域，因此控制好这些区域的火灾危险　性，就可以从火源上控制建筑火灾。建筑内某空间区域的火　灾危险性评估对消防管理工作和火灾的早期控制都有积极　的意义。　参考文献　［１］董法军，等．基于单体对象的城市区域火灾风险评价方法研究．安　全与环境学报，２ＯＯ６，６（２）．　［２］田玉敏，等．高层建筑火灾风险的概率模糊综合评价方法．中国安　全科学学报，２Ｏ０４，１４（９）．　［３］王鹏飞，等．商厦火灾危险性评价研究．工业安全与环保，２Ｏ０３，２９　（５）．　［４］伍爱友，等．建筑物火灾危险性的模糊评价．火灾科学，２Ｏ０４，１３　（２）．　［５］郑双忠，等．商场火灾危险性的评价方法．东北大学学报（自然科　学版），２Ｏ０３，２４（２）．　［６］李志宪，等．建筑火灾风险评价技术初探．中国安全科学学报，　２ＯＯ２，１２（２）．　［７］胡忠日，等．高层建筑火灾危险性模糊综合评估初探．消防科学与　技术，２Ｏ０３，２２（５）．　［８］范伟澄，等．火灾风险评估方法学．北京：科学出版社．　（收稿日期：２００６一１０—２７）