第四章建筑火灾风险评估方法及应用案例

第四章建筑火灾风险评估方法及应用案例第一节概述一、评估的目的和内容（一）目的建筑火灾风险评估的目的一般包括以下两个方面：（1）查找、分析和预测建筑及其周围环境存在的各种火灾风险源，以及可能发生火灾事故的严重程度，并确定各风险因素的火灾风险等级；（2）根据不同风险因素的风险等级，提出有针对性的消防安全对策与措施，为建筑的所有者、使用者和消防主管部门制定相关消防决策提供参考依据，最大限度地消除和降低各项火灾风险。

（二）内容建筑火灾风险评估的内容，根据分析角度不同而有所不同。

从建筑功能来看，包括人员疏散安全的评估、建筑结构安全的评估、消防灭火救援力量的评估等；从空间范围来看，包括建筑局部区域的评估、建筑周边环境的评估和整个建筑的评估；从时间角度来看，包括建筑设计方案的评估、建筑使用前的验收评估以及建筑使用现状的评估。

但是，从评估的具体工作内容来看，一般包括以下几个方面：（1）评估范围的确定；（2）相关信息的采集；（3）评估方法的选择；（4）火灾风险的计算；（5）安全措施和建议；（6）评估报告的编制。

二、评估的流程根据评估目的和评估内容的不同，建筑火灾风险评估的流程也不尽相同，但是通常都包含以下几个步骤：（一）信息采集在明确火灾风险评估的目的和内容的基础上，收集所需的各种资料，重点收集与建筑防火安全相关的信息，包括：（1）建筑概况：包括建筑位置、功能布局、可燃物性质与分布、人员特点与分布、运营管理流程等。

（2）周围环境情况：包括建筑周边消防车道的布置、消防水源的位置、灭火救援的进攻路线、与邻近建筑物的间距以及室外疏散场地的设置等。

（3）消防设计图纸资料：与建筑消防安全相关的总平面图、消防各项专业设计图纸与消防设计说明等。

（4）消防设施相关资料：各消防设施的性能参数。

（5）火灾事故应急救援预案：包括火灾报警信息处理流程、人员疏散组织流程等。

（6）消防安全规章制度：包括消防安全管理的组织机构、消防安全管理原则、现场应急处理原则和程序、消防设施的维护保养、消防检查和演练等。

（7）相关检测报告：包括消防系统检测报告和消防器材报告等。

（二）火灾风险源识别通过资料分析和现场勘查，查找评估对象的火灾风险来源，确定其存在的部位、方式以及发生作用的途径和变化规律。

然后，根据所采集的信息，主要从以下几个方面入手，分析与建筑火灾风险相关的各种影响因素：（1）建筑历史情况；（2）火灾危险源；（3）建筑防护；（4）人员疏散；（5）消防安全管理；（6）消防力量。

（三）评估指标体系建立根据确定的评估目的，在火灾风险源识别的基础上，进一步分析导致火灾隐患的影响因素及其相互关系，突出重点，选择主要因素，忽略次要因素。

然后，对各影响因素按照不同的层次进行分类，形成不同层次的评估指标因素集。

评估指标因素集的划分应科学合理、便于实施评估、相对独立且具有明显的特征界限。

（四）风险分析与计算根据不同层次评估指标的特征，选择合理的评估方法，按照不同的风险因素确定风险概率，根据各风险因素对评估目标的影响程度，进行定量或定性的分析和计算，确定各风险因素的风险等级。

（五）确定评估结论根据评估结果，明确指出建筑设计或建筑本身的消防安全状态，提出合理可行的消防安全意见。

（六）风险控制措施根据火灾风险分析与计算结果，遵循针对性、技术可行性、经济合理性的原则，提出消除或降低火灾风险的技术措施和管理对策。

第二节指标体系构建一、指标体系构建原则在建立建筑火灾风险评估指标体系时，一般遵循如下原则：（一）科学性指标体系应能够全面反映所评估建筑火灾风险的各项方面，必须以可靠数据资料为基础，采取科学合理的分析方法，最大限度地排除评估人主观因素的影响和干扰，以保障分析评估的质量。

（二）系统性实际的分析对象往往是一个复杂系统，包括多个子系统。

因此，需要对评估对象进行详细的剖析，研究系统与子系统间的相互关系，最大限度地识别评估对象的所有风险，才能评估它们对系统影响的重要程度。

（三）综合性系统的安全设计人、机、环境等多个方面，不同因素对安全的影响程度不同，因此，分析方法既要充分反映评估对象各方面的重要功能，又要防止过分强调某个因素而导致系统失去平衡。

风险评估用综合考虑各方面的情况，对于同类系统应采取一致的评估标准。

（四）适用性风险评估的方法要适合被评估建筑的具体情况，并且具有较强的可操作性。

所采用的方法要简单、结论要明确、效果要显著。

若设定的不确定因素过多，计算过于复杂，导致适用人员难以理解和应用，反而得不到好的效果。

二、指标体系结构根据对国外火灾风险评估相关研究成果的分析，结合建筑工程的特点，综合考虑评估方法的可操作性与适用性，基于层次法和专家打分系统的危险度评估方法，比较适宜于建筑火灾风险评估，这种评估方法属于半定量的分析方法。

基于层次分析的危险度评估方法原则上需要把一个系统分为多个层次，一半取为二层或三层，每个层次的单元根据需要进一步划分为若干因素，再从火灾可能和火灾危害等方面来分析各因素的火灾危险度，各个组成因素的危险度是进行系统危险分析的基础，在此基础上确定评估对象的火灾风险等级。

针对建筑火灾风险评估而言，可选择一下几个层次的指标体系结构：（一）一级指标一级指标包括火灾危险源、建筑防火性能、内部消防管理和外部消防力量（见图4-1）。

图4-1 一级指标因素集（二）二级指标二级指标包括客观因素、人为因素、建筑特性、被动防火措施、主动防火措施、增援力量和消防团队（见图4-2）。

图4-2 二级指标因素集（三）三级指标三级指标包括电气火灾、易燃易爆危险品、周边环境、气象因素、用火不慎、防火致灾、吸烟不慎、火灾荷载、建筑高度、建筑用途、建筑面积、人员荷载、内部装修、消防扑救条件、防火间距、防火分隔、防火分区、疏散通道、耐火等级、消防给水、灭火器材配置、防排烟系统、疏散诱导系统、火灾自动报警系统、自动灭火系统、消防设施维护、消防安全责任制、消防应急预案、消防培训与演练、隐患整改落实、消防组织管理、普通中队、特勤中队、指挥机关、消防经理、消防主管、防火助理、灭火助理、消防车配备等相关内容（见图4-3至图4-6）。

图4-3 火灾危险源对应的三级指标因素集建筑防火图4-4 建筑防火性能对应的三级指标因素集图4-5 内部消防管理对应的三级指标因素集 图4-6 外部消防力量对应的三级指标因素集第三节 量化处理方法一、 指标权重的计算目前国内外常用的评估指标权重计算方法只要有专家打分法（Delphi 法）、集值统计迭代法、层次分析法等。

这里采用专家打分法确定指标权重，这种方法通过向若干专家（一般以10~15名为宜）咨询并征求意见，来确定各项评估指标的权重系数。

设j 个专家针对某一指标体系给出的各指标权重系数为：），，，，，（mj ij j j λλλλ 21若其平方和误差在其允许误差ε范围内，即：ελλ≤⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∑⎪⎭⎫ ⎝⎛∑-==≤≤m i n j ij ij n j n 12111max 则），，，，（∑∑∑====n j mj n j ij n j j n n n 1111111λλλλ （4-1） 为满意的权重系数集。

否则，对一些偏差大的i λ，需要再征求有关专家意见进行修改，直到满意为止。

二、 各项风险值的计算考虑到人员判断的不确定性和个体认识的差异，运用集体决策的思想，评分值的设计采用一个分值范围，并分别用多位专家根据所建立的指标体系，按照对安全有利的情况（越有利得分越高）进行了评分，从而降低不确定性和认识差异对结果准确性的影响。

然后采用模糊集值统计方法，通过计算得出一个统一的结果。

对于指标i u ，专家j p 依据其评估标准和对该指标有关情况的了解给出一个特征值区间[]11i i b a ，，[]22i i b a ，，…，[]ij ij b a ，，…，[]mq mq b a ，，如表4-1所示。

则评估指标的特征值可按下列进行计算，即：[][]∑∑-=--=n i qj ij ij ij ij i a b a b x 1122/21 （4-2）式中：i=1，2，…，m ；j=1，2，…，q 。

根据以上计算结果，用线性加权模型计算各级指标火灾风险度：∑-⨯=ni iiFW R 1（4-3）式中：R ——建筑火灾风险； i W ——基层指标的权重； i F ——基层指标的评估得分。

通过多次讨论和征求专家意见，确定建筑火灾风险评估中指标因素的评分标准如表4-2~表4-6所示。

表4-5 建筑防火性能建议评分标准（主动防火措施）表4-6内部消防管理建议评分标准三、风险等级的划分根据建筑火灾风险R值的大小可以确定评估目标所处的风险等级。

根据所得分值，对火灾风险进行分级，如表4-7所示火灾风险评估方法与应用案例30min 试验时间内，火灾仅限于起初着火座椅区域，后排座椅仅有局部变形，前排座椅后背烧损，未发生大面的燃烧。

关于座椅燃烧性能的评估参见第八章“火灾风险评价的试验方法”。

（2）建筑用途。

第二十九届奥运会游泳、跳水、花样游泳3个比赛项目的36场比赛在国家游泳中心举行，还承担残奥会的游泳项目的赛事。

赛事关注程度较高，有较多的国内外著名的游泳和跳水名将，但是比赛身体对抗和观众冲突的可能较小。

（3）建筑高度。

国家游泳中心建筑高度45.9m ，观众可达到的高度约30m 。

因此，火灾发生时最高处人员的安全疏散及外部救援较为不利。

（4）建筑面积。

国家游泳中心总建筑面积87283㎡，比赛厅建筑面积25000㎡。

虽然建筑面积较大，但是配备了充足的消防力量，可以满足应对突发火灾事件的需求。

（5）人员荷载。

国家游泳中心比赛区总人数约20000人，比赛厅建筑面积25000㎡，其中部分为水面面积，人员密度0.8人 / ㎡，高于日本建筑学会《建筑物的火灾安全设计指针》（2002年7月）的规定，因此具有一定的危险性。

（6）内部装修。

国家游泳中心比赛区和休息区顶棚为膜材，其他为不可燃材料，贵宾用房地面为阻燃地毯。

因此，膜材发生火灾后，可能导致大面积燃烧，具有一定的危险性。

实体实验表明，墙角火和落火都没有点燃膜结构，并且在长时间烧灼下膜结构材料炭化成灰，并不会引起火焰的蔓延。

2.被动防火措施被动防火措施在建筑防火性能评估单元中所占比重为0.32，包括防火间距、耐火等级、防火分区、扑救条件、防火分隔和疏散通道六部分。

（1）防火间距。

国家游泳中心防火间距大于30m ，满足规范要求。

（2）耐火等级。

国家游泳中心耐火等级为1级，部分构件降级使用，满足规范要求。

（3）防火分区。

除比赛厅以外，国家游泳中心的防火分区均满足规范的要求。

针对国家游泳中心比赛大厅防火分区超面积可能产生的火灾风险，采用消防性能化分析与设计的方法，对火灾蔓延的途径与可能性、人员疏散安全性以及防排烟系统设计等方面进行了分析和评估，并提出了相应的技术和管理措施，这些措施应该保证得到落实。