(完整版)高层建筑火灾风险分析

《高层建筑火灾风险分析》文献综述
1.概括
最近几年来，跟着我国城市建设的步伐加速，建筑用地日趋紧张，使建筑物向高空发展，城市的高
层、超高层建筑数目日趋增加。

截止2011 年末，我国高层建筑数目超出162000 栋，此中超高层建筑高达1500 余栋[1]。

与此同时，我国高层建筑火灾也呈不停上涨的趋向，并且火灾规模越来
[2]
筑火灾 1054 起，而 2007～ 2009 年仅 3 年全国就发生了2040 起，增加了 3.5 倍。

同时因为高层建筑人群高度密集、财富高度集中，其火灾发生给人民民众的生命财富造成了巨大损失。

据公安部
统计的数据表示，我国城市社区火灾逐年呈显然上涨趋向，特别是高层建筑火灾占相当比率
[3]，所以针对高层建筑现有的火灾隐患状况、解析评论其风险，并提出有效对策拥有重要的现实
意义。

2.高层建筑火灾特色及其风险综述
高层建筑火灾特色
经过阅读大批的文件以及国内外的一些典型高层建筑火灾事例[4-12] 得出，高层建筑火灾的主要特色
是延伸快速，易形成烟囱效应，极易向上快速延伸，致使数个楼层同时焚烧，形成立体火灾，并
且热烟毒气危害严重，直接威迫着人们的生命安全。

其火灾特色能够归纳为以下四个方面。

1)火势延伸门路多，速度快，危害严重
2)安全分散困难，简单造成群死群伤事故
3)空间和功能复杂，起火要素多
4)消防灭火设备不够齐备，扑救困难
2.2 高层建筑火灾风险解析
经过查阅有关文件[7-15]及我国的数起重特大高层建筑火灾事故事例解析可知，目前我国高层建筑
面对的火灾风险主要表此刻以下几个方面：火灾从外墙面打破防火分区、火灾从建筑内部打破防火
分区、分散通道安全靠谱性不够。

别的，防火分区内部的房子或功能地区大批使用可燃或易燃的装
饰资料、家具组件及电器，以及寄存大批可燃物件也给高层建筑带来了潜伏的火灾隐患。

火灾从外墙面打破防火分区
1) 外墙保温资料及系统阻挡火焰延伸的能力不足
2) 幕墙系统的防火设计存在缺点
3) 广告装饰牌的设置缺少必需的防火规定
4) 露台雨棚的防火要求不明确
火灾从内部打破防火分区
火灾从建筑内部打破防火分区是建筑火灾水平、垂直延伸的主要门路。

在高层建筑火灾事故
事例中发现，建筑常常存在防火分区张口处的防火门、防火卷帘的安装使用不正确问题和建
筑中各样竖向管井和孔洞未按规范要求严格封堵或许封堵不合理的问题。

分散通道被焚烧烟气封闭
只管我国建筑设计防火规范针对分散楼梯、逃难层（间）和防火门（窗）进行了有关规定，
可是从最近几年来国内高层建筑发生的一系列恶性火灾事故来看，我国高层建筑分散楼梯、
逃难
层（间）的安全性和防火门（窗）在实质使用过程中的靠谱性还存在一些问题。

主要表现
为：封闭楼梯间、防烟楼梯间及前室所用的防火门不可以保持封闭状态；防火门不具备防烟
功
能。

灭火营救能力没法达到相应的高度
我国现有消防车的供水能力和供水器械的耐压强度一般达不到高层建筑的高度，且现有固定
消防设备不论在研发、设计上，仍是在施工、管理方面，都存在必定的缺点，举高消防车和
消防直升机因为受发挥空间的限制，其作用也有限。

人员密集场所的火灾风险
高层建筑层数多，面积大，可燃和易燃资料多，且人员集中，建筑构造复杂，一旦发生火
灾，火势会快速延伸，而分散十分困难，对人员的生命财富安全组成严重的威迫。

3.国内外火灾风险评论研究现状综述
外国研究现状
20 世纪 80 年月中期，加拿大国家研究院（ National Research Council of Canada ，NRCC)
在渥太华建筑了一座 10 层火灾研究实验塔，用于展开烟气控制系统的全尺寸实验研究，并第一版
了《烟气控制系统设计》一书，其内容包含烟气控制系统基本观点、计算机解析、楼梯间加压、
地区烟气控制以及一些能够接受的测试方法等，为暖通工程师进行防火设计供给了必定的理论依
据和技术指导。

1990 年，美国提出评估特定场所内使用产品火灾风险的FRAMEworks方法[16] 。

1992 年美国提出了第一个被宽泛采纳的防火安全解析与设计的性能化方法：“火灾致损评估
（ FIVE： Fire — Induced Vulnerability Evaluation ）方法”[17] 。

1993 年，美国提出了建筑防火评估方法(The Building Fire Safety EvaluationMethod ，
BFSEM )[18]。

澳大利亚提出风险评估模型(RAM:Risk Assessment Modeling) [19] 。

1994 年， Satoh 等人也对高层建筑内中庭大空间内烟气运动进行了一些小尺寸和全尺寸的烟气研
究。

英国的用来评估住所人员生命安全的Crisp II [20] 。

1995 年，日本提出了建筑物综合防火安全设计方法[21]。

加拿大提出了 FIRECAM方法[22]。

1998 年，澳大利亚提出了新的风险评估模型(CESARE-RISK模型 ) [23]。

2000 年 Tanaka 等人利用小尺寸竖井实验台，对竖井构造烟气羽流特征进行了一些实验研究，利
用简单的量纲解析仅提出了开放竖井内烟气羽流上涨时间确实定要素。

2004 年 Chow对竖井内烟气运动进行了尺度模拟，计算出了相应烟气运动时间经验公式。

目前，外国高层建筑防火研究主要研究火灾中烟气运动规律及控制理论。

研究方法主要采纳理论
模拟方法和实验方法。

RONALDGREHM等成立了评估世界贸易中心火灾行为的模型。

3.2 国内研究现状
我国对于火灾风险评估的研究相对发达国家起步较晚，但跟着最近几年来与外国有关研究机构
的沟通，目前已经展开了火灾风险评估方面的研究，并获得了必定的成就。

1989 年，中国科学技术大学火灾科学国家要点实验室的成立标记着我国的火灾基础科学研究迈出
了新的一步。

1995 年，范维澄等[24]运用火灾规律两重性理论，商讨建筑火灾综合模拟评估的理论框架，以影
院、礼堂类大空间建筑为例，运用一些可调试的模拟方法、统计解析及其模型，给出了在火灾评
估详细环节和应用程式上的量化描绘。

1996 年，公安部天津消防研究所开始研究火灾模拟的有关方法。

特别是在“九五”时期，公安部
天津消防研究所在外国有关程序的基础上，开发了主要针对大型地下商场人员分散的模型
Egress ，该模型在考虑人流方面拥有突出的特色。

1998 年，由加拿大国家研究委员会研究的计算机风险花费评估模型被用来注明高层办公建筑的经
济合理的防火设计（火灾风险评估与花费估价模型）是一种用于评估建筑内部居住者生命风险和
预期的财富损失的计算机模型[25]。

2001 年，韩新[26]等以性能化建筑设计防火规范为背景，以消防安全工程学的实质发展水平易我国
现行建筑设计防火规范为基础，初步成立了建筑火灾危险性评估性能化方法的基本框架，确立了
此框架所应拥有的基本假设、主要特征、功能和三角形模块构造，系统论述了相应评估方法的基
本内容。

2002 年，杜红兵[27]等针对高层建筑火灾的安全问题，参照高层民用建筑设计防火规范并征采有关
专家建议，成立了高层建筑火灾风险的多级多层次评论要素集，运用层次解析法确立了各评论要
素的权重。

依据模糊综合评论原理提出了高层建筑火灾风险的模糊综合评论模型，并应用此模型
对某高层建筑的火灾风险进行了评论，获得此建筑的火灾安全等级。

2003 年，王鹏飞[28]等应用模糊数学方法对商场火灾进行了研究，成立了评论商场火灾的模糊评论
模型，并议论了指标系统的成立及量化和权重的办理方法。

徐敏等[29] 经过对模糊综合评论和人工
神经网络评论进行解析比较，表示神经网络采纳非线性变换函数的办理方法更切合火灾风险评论
的非线性特色。

针对神经网络易堕入局部极小而惹起评论指标权值散布不合理的缺点，提出运用
遗传算法战胜神经网络的缺点，在此基础上成立了鉴于遗传算法和神经网络的建筑火灾风险评论
模型，研究实例证了然此模型的可行性。

2004 年，卢兆明等[30]将灰色系统中的灰关系解析方法与高层建筑中对火灾风险有影响的因子相结
合，成立了高层建筑火灾风险评估的灰关系评估模型。

在该模型中对权重的选用、多层次的灰关
系综合评判进行了方法上的研究，最后对高层建筑火灾风险评估进行了实例解析。

2006 年，王振等[31]应用区间层次解析法 (IAHP) 对高层建筑火灾安全要素进行了研究。

2007 年，毛春艳等[32] 应用物元解析法对高层建筑火灾风险进行了研究。

2008 年，毛春艳等[33] 应用多级物元解析法对高层建筑火灾风险进行了研究。

2009 年，徐少波[34] 针对高层建筑消防设计的一系列问题，依据大型高层建筑火灾风险的22 个评价指标并依据实质问题确立了要素分类，成立起高层建筑火灾风险评估的灰色关系评估模型。

2010 年，万金宝等[35] 应用灰色模糊综合评估法对高层建筑火灾风险评估进行了研究。

2011 年，龙腾腾[6]等在借鉴了事故致因理论的基础上，对高层建筑火灾风险进行了全面的解析。

辛晶等[36]鉴于云理论的基础成立了云模型，运用该模型对高层建筑火灾风险进行了评估。

2012 年，王旭文[11]均采纳了事故树解析的方法对高层建筑火灾风险进行评估解析。

2013 年，曹功立[37] 将模糊数学中有关原理引入到层次解析法中，经过建立FAHP-FCE模型对高层
建筑火灾风险进行评估
目前，鉴于火灾动力学与小样本统计理论耦合的火灾风险评论方法是将来的发展方向。

怎样联合动力学理论与统计理论，发展成立在对火灾演化机理和规律认识基础上的事故树解析等危险性统计评论方法，是火灾风险方法学的重要研究课题。

4.本文的研究内容及方法
研究技术路线图
高层建筑火灾风险解析
研究目标：经过理论解析及火灾评估方法对高层建筑火灾风进行解析
研究资料采集
着作期刊
有关高层建筑火与高层建筑火灾风灾防控等书本险研究有关的古人
研究的成就
标准及年鉴网络检索
高层建筑防火设计高层建筑火灾事
的标准及中国消防故事例及评论方
年鉴法研究
文件综述
撰写论文
高层建筑火灾特色及风险解析
外国建筑火灾风险解析研究现状国内建筑火灾风险解析研究现状
高层建筑火灾风险事故树解析
高层建筑火指标系统的成立
评估模型确立灾风险安全
评估模型
AHP
高层建筑火灾风险模糊综合评论模型
应用事例解析查验
结论
图 1 研究技术路线图
4.2 主要研究内容
本文在古人研究的基础上，运用安全系统工程、建筑防火、人机工程学等安全工程的有关专业知识，统计归类高层建筑火灾的特色及各样风险，得出引起高层建筑火灾的主要原由和起火的要点部位。

采纳事故树解析方法，应用安全系统工程理论，判断特定事故，对顶上事件进行演绎解析，层层解析其发生的基来源因和典型故障，展望引起高层建筑重要或特大火灾事故的可能事件。

采纳定性和定量解析相联合的方法，对高层建筑火灾风险进行评估解析，并对易失控的初始事件进行量化，得出预防高层建筑火灾基本领件构造的重要度次序。

联合上述事故树解析法辨别
出的火灾风险，运用事故致因理论和有关的安全解析方法找寻出各指标之间的层次关系，进而成
立一套完好、科学的指标系统。

指标的选用是模型成立的基础，本文经过文件综述，政府有关消
防规定，事故树解析等总结出了各项指标，并对每个指标做出详尽说明，以考证其正确性和合理
性。

选择适合的理论和方法对指标进行挑选并对指标的有效性进行考证是保证评论结果客观正确
的要点，这是本文要点议论的内容。

鉴于模糊一致判断矩阵的层次解析法和模糊综合评论两种方
法相联合对高层建筑火灾风险进行评论也是文章内容的主要内容。

最后，本文经过典型事例解析
将双方面联合起来以对高层建筑的火灾风险进行评估，以考证模型的科学性与适用性，为高层建
筑在火灾防治方面供给参照。

4.3 主要研究方法
本文首要方法：事故树解析方法、层次解析法和模糊综合评论法；支持方法有：文件资料法、综
合解析法、检查法、经验事例实证法；协助方法：图表法、定性和定量方法。

第一查阅国内外对
于火灾风险评估的文件，认识国内外对于高层建筑火灾风险评估的研究状况，而后经过对照解析
目前主要的火灾风险评估方法存在的问题，确立本篇论文所要采纳的研究方法，即事故树解析
法、层次解析法与模糊综合评论相联合的方法，成立相应的评估模型。

最后采纳事例解析法，选
用典型事例，以实证研究考证方法的科学性及合理性。

创新点及限制性
1)创新点
高层建筑火灾风险评论指标系统的成立。

在掌握指标系统建立的六个基来源则的基础上，联合高
层建筑火灾的特色与事故树解析结果，运用事故致因理论及有关的安全解析方法，参照文件综述
确立了影响高层建筑火灾风险的若干指标。

指标确立以后，经过解析挑选，对指标进行信度和效
度解析，成立了卓有成效的指标系统。

本文初次提出将事故树解析法、层次解析法和模糊综合评论联合起来的评论方法。

第一经过事故
树解析法对风险进行了初次定性、定量解析，在此系统解析的基础上成立了高层建筑火灾风险评
论指标系统，而后采纳层次解析法和模糊综合评论确立了模糊综合评论模型，最后经过典型事例
解析，考证模型在研究火灾风险方面的合用性。

2) 限制性
, 所以 , 还需进一步研究高层建筑物火高层建筑构造愈来愈复杂，评估指标之间的耦合性愈来愈大
灾风险评估指标系统和各评论指标的标准值。

5.小结
联合高层建筑火灾特色、风险解析与国内外高层建筑火灾风险研究现状，以及屡次发生的火灾安
全事故给社会带来的巨大的人和物的损失，本文提出了将事故树解析法、层次解析法和模糊综合
评论联合起来的评论方法。

而后，介绍了文章所使用的研究内容，研究方法和技术路线，最后对
于文章的研究内容以及创新点也做了简要介绍。

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