【建筑消防安全评估问题研究】 建筑消防评估

来源:总结汇报 发布时间:2019-03-12 05:37:13 点击:

  摘要:本文从建筑消防安全评估的必要性入手开始分析,分析了消防安全评估的方法,并以计算机模化法为例分析了消防安全评估的具体步骤,构建了消防安全评估的基本框架。   关键词:建筑;消防评估;方法;步骤
  
  引言
  我国建筑消防设计规范仍处于“处方式”阶段,与国际上正积极向“性能化”规范的转变还存在差距。性能化规范能针对特定建筑的用途,灵活运用各种设计方法进行设计。消防安全评估正是其中关键环节。消防安全评估即是对消防安全状况进行评估,对各类安全因素参照现行消防法律、法规,运用火灾安全工程学原理进行定性或定量的评价分析,得出全面的具有科学性、系统性和时效性的量化结果。
  1 消防安全评估的必要性分析
  1.1 科学预测建筑消防安全等级的需要
  目前大型复杂的现代建筑、多功能区域性场所不断涌现,其使用功能、建筑材料、结构形式及配套设施等方面都给消防安全带来新问题。而处方式规范对此近于束手无策,这就需要依据实际对可能发生的火灾危险性进行定性或定量评估,确定其真实的消防安全等级,采用以火灾性能为基础的人性化防火措施,并逐步制定相应的性能化防火规范,使火灾安全目标、火灾损失目标和设计目标良好结合,实现火灾防治的科学性、有效性和经济性的统一。
  1.2 准确反映火灾发生客观规律、确定消防监督模式、制定阶段性消防工作方案的需要
  人们都有这样一种误解,即只要达到规范要求、检查合格就不会发生火灾。这就易使人们思想懈怠、意识麻痹。而事实证明,火灾的发生常出乎人们意料。可见传统的消防监督机制局限性很大。消防安全评估作为一个动态过程能反映消防安全现状及当前状况下事故结果的预测,反映相对安全与绝对危险的关系,为有针对性的确定科学的监督机制提供依据。
  1.3 实现消防监督机制与市场经济运作机制有机结合、推动消防工作社会化进程的需要
  消防安全评估具有系统性、科学性与时效性,能将隐蔽的、抽象的消防安全状况以量化结果显现出来,直接反映消防安全等级。依据此结果人们可以将消防安全与资产评估、保险、信贷、产品价格、人才选拔等市场运行机制有机结合,实现消防工作的社会化管理。
  1.4 发挥社会技术力量参与消防工作、增加消防监督工作的科技含量的需要
  引入消防安全评估机制,可充分发挥社会各部门、行业的作用,利用社会上的技术力量,委托具有专业性、技术性强的社会消防评估机构或科研机构承担消防安全评估工作,强化其中的科技含量,为消防执法监督提供技术依据或专家意见,共同做好消防工作。
  2 建筑消防安全评估的方法分析
  2.1 对照规范评定
  以处方式规范为依据,逐项检查消防设计方案是否符合规范要求。这也是我国进行防火设计审查采用的基本方法,简便易行,适用于符合现行消防规范的一般建筑,但对应用最新技术成果、结构和功能复杂的新型建筑可能不适用。
  2.2 逻辑分析方法
  基于演绎分析,运用运筹学原理对火灾发生原因及结果进行逻辑分析,揭示其中的逻辑关系。该法能对导致事故的隐患及其逻辑关系进行定性描述,构造有关事故隐患的逻辑图,并对各隐患以事故概率的形式进行定量分析。但因涉及因素多,数据量大,于大型事故进行逻辑分析较难。
  2.3 计算机模化法
  应用计算机数值分析建立火灾模型,对火灾过程的各方面(如火灾发生发展、烟气产生与扩散、消防设施情况及人员反应与行为等)进行动态模拟,计算火场温度、压力、气体浓度、烟密度等参数,并考察其影响,估计对人员和财产的危险程度,从而做出安全性评价。该法能定量比较不同方案的火灾危险程度,方便、科学地进行火灾模拟与评估,选定最经济合理的消防措施,但评估结果的可靠性依赖于模型的精确性,需要丰富的数据,涉及面广,工作量大。
  2.4 综合评估方法
  基于数据统计建立评估对象的影响因素集,并确定它们的影响程度等级和权重实施计算。通过系统工程的方法,考察各系统组成要素的相互作用以及对建筑物火灾发生发展的影响,做出对整个建筑物消防安全性能的评价。此法面而实际,但过多依赖专家,主观成分较大,且评估结果仅能确定危险等级,不能得出精确的定量结果。
  上述几种方法笔者认为最具推广价值的当属计算机模化法。该法离实际的普及虽尚待时日,却是研究消防安全评估的主要工具,也更符合火灾工程学的发展方向。计算机模化法的步骤主要分为设定消防安全目标、确定定量分析方法、设定指标参数、设计火灾、定量分析等几个步骤,下面本文就通过实例对计算机模化法步骤进行分析。
  3 消防安全评估的实例分析
  建筑概况:以某地下服装商场为例,该工程建筑分为五个区域,总面积约5000�,营业面积约4000�层高4m,吊顶下净高约3m,有三个防火分区面积约为800�,另外两个分区一个面积约为730�,一个为700�,这五个防火分区通过0.5m高的的固定挡烟垂壁划分为两个防烟分区,烟分区面积为防火分区面积的一半。
  3.1 设定目标
  作为基础性工作,设定目标主要是减小火灾发生的可能性、保证安全疏散、防止火灾扩大成为区域性火灾并要保证消防活动的安全。消防设计首要考虑的就是对人员生命安全的保护。
  3.2 确定方法
  建立火灾模型必须对消防安全进行定量分析,其方法有确定性分析方法,概率风险分析方法和比较分析方法。相对较优的确定性分析方法,是运用各种数值模型对火灾发生发展、烟气流动、各消防系统对火灾的反应、消防队的反应及由此造成的对建筑的影响及对其内居民的危害进行绝对数值形式(如伤亡人数、及财产损失等)的量化分析,其分析结果准确度依赖于数值模型的精确性。
  3.3 设定参数
  根据选定的分析方法,设定指标参数。对于确定性分析方法,要采用确定性安全标准,确定火灾的危险条件及达到该条件所需的时间。生命安全的威胁主要是高温、有毒气体、低能见度、烟层界面高度及建筑结构坍塌等。设置合理有效的消防系统,防止或延缓危险条件来临的时间,为人员疏散赢得宝贵时间,是消防设计的首要任务,必须确保以下条件:ASET>RSET,其中ASET为你能够获得的安全疏散时间,也就是从火灾发生之时到危险条件产生之时的时间间隔,RSET为需要获得的安全疏散时间,也就是从火灾发生之时到人员全部疏散至安全地点所需的时间。因此必须保证ASET>RSET,这样才能满足消防设计的安全要求,否则就不符合。
  3.4 设计火灾
  对所有可能发生的火灾进行分析并无必要,仅对危险性足以造成重大伤亡与损失的那些火灾进行详细量化分析即可。这就要考虑可燃物数量、材质、位置及消防防护系统失效的可能性等因素,对预期危害有个粗略的估计,在此基础上确定一系列有待分析的火灾事件。在进行确定性分析时,为了简化处理问题的复杂程度,常分析一些最为严重的火灾情况。设计火灾有两种方法:T方火灾曲线(通过对可能发生的火灾的火势大小进行粗略估计,用T方火灾曲线来粗略描述火灾的发展情况)和火灾实验(通过火灾实验获得实际火灾时的火灾曲线)。T方火灾曲线的规律为Qg=α(t-ti)2,符合此公式的火灾成为T方火灾,其中Qg为热释放速率,t为时间(s),ti为点燃时间(可设为0),α为火灾增长细述(kJ/s³);火灾实验的燃烧条件与实际火灾时可能不同因而得到的火灾曲线会存在一定误差,不过与T防火灾曲线相比更能反映实际情况。
  3.5 定量分析
  根据确定的一系列有代表性的设计火灾,采用定量分析方法,运用相关的计算机模拟模型,对建筑物的消防安全进行分析,然后根据确定的安全指标参数评价防火设计方案是否符合设定的消防安全目标。定量分析的主要任务就是计算RSET和ASET。本例中ASET可由火灾计算机模型模拟得到,RSET可通过人员疏散模型模拟火灾时期人员的疏散过程计算得出。
  通过输入相关参数(建筑结构参数、人员密度参数、火源位置、时间参数等)后的模拟得到不同火源位置的RSET结果,楼梯间门厅处RSET为430(s),疏散走道/店铺RSET为270(s),防火门处RSET为460(s)。
  对于ASET采用的设计方案:系统采用快速自动喷水灭火系统,喷水强度8L/min.m²,动作温度68℃,系统作用面积160m²,闭式喷头RTI为30;排烟系统排烟量标准36m³/h.m²,排烟机风量33000m³/h,全压500Pa。经过模拟,在以下三种情况下不能满足安全要求,一是没有安装消防系统或各消防系统全部失效;二是只有防排烟系统,自动喷水灭火系统失效或没有安装自动喷水灭火系统;三是只有自动喷水灭火系统,防排烟系统失效或没有安装防排烟系统。
  因此,考虑自动喷水灭火系统与机械排烟系统联合作用方案的有效性。经过各方面综合分析,通过计算机模拟解算,烟层界面能够始终保持在2米以上,能够保证人员有充足的时间疏散到安全的地点,符合安全要求。
  需要注意的是,如果进行定量分析后方案达不到设定的安全水平,就要对原设计方案进行调整。对原设计进行修改之后,再次进行火灾模拟与人员疏散的计算,如结果表明,人员仍不能安全地疏散出去,就需要进行消防设计的二次修正,重复以上过程,直到最后人员能安全地疏散出去,消防设计至此才符合要求。通过前面的模拟解算,初步方案能够满足人员安全疏散的需要,符合安全要求。
  结语
  建筑消防安全系统研究是个复杂工程,其安全评估要考虑的内容很多,需进行大量调查、统计与实验。本文仅就消防安全评估的必要性、方法及步骤进行了初步分析,构建了消防安全评估基本框架,更多内容还需进一步研究。只有不断丰富和完善消防安全评估,尽早实现性能化防火设计,才能提高建筑防御火灾的能力。
  参考文献:
  [1] 杨孟帅.大型公共建筑消防安全综合评估[J].广西民族大学学报(自然科学版),2008(S1)
  [2] 刘丽珍.基于贝叶斯网络的大型城市社区消防安全评估模型[J].计算机应用研究,2011(01)
  [3] 王莹.基于AHP和模糊综合评价法的地下公共建筑消防安全评估[J].消防科学与技术,2009(02)

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