消防安全技术实务第五篇消防安全评估

单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/10/30,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/11/2,华北水利水电大学消防工程系,#,大家好,消防安全技术实务,第五篇 消防安全评估,(,一级）,1.,火灾风险识别,根据消防技术标准规范，运用相关的消防技术，识别火灾危险源，分析火灾风险，判别火灾预防措施的合理性和有效性，组织制定火灾危险源的管控措施。,2.,火灾风险评估方法,根据消防技术标准规范，运用相关消防技术，辨识、分析区域和建筑的火灾风险，判断火灾风险评估基本流程、评估方法以及基本手段的合理性；运用事件树分析等方法进行火灾风险分析，组织研究、策划、制定对区域和建筑进行火灾风险评估的技术方案。,3.,建筑性能化防火设计评估,运用相关消防技术，辨识和分析建筑火灾危险性，确定建筑消防安全目标，设定火灾场景，分析火灾烟气流动和人员疏散特性以及建筑结构耐火性能，判断火灾烟气以及疏散模拟计算和建筑耐火性能分析计算手段的合理性，组织研究和确定建筑性能化防火设计的安全性。,大纲要求,学习要求,通过本章学习，应了解风险及风险管理的概念，掌握火灾风险评估相关概念及分类，了解火灾风险评估的作用。,第一章 概述,消防安全评估是指对建筑物、构筑物、活动场地等消防工作对象的消防安全状况进行分析和评价，即对这些对象存在的潜在不安全因素及其可能导致的后果进行综合度量的一个过程。,风险是对伤害的一种综合衡量，包括伤害的发生概率和伤害的严重程度。这里的伤害是指对物质或环境的破坏，或对人体健康的损害对财产造成的损失。风险具有客观性、普遍性、损害性、突发性等特征。,第一章 概述,风险管理是指导和控制某一组织与风险相关问题的协调活动。风险管理通过分析不确定性及其对目标的影响，采取相应的措施，为组织的运行和决策及有效应对各类突发事件提供支持。风险管理适用于组织的生命周期及其任何阶段，包括整个组织的所有领域和层次，以及括组织的具体部门和活动。风险管理旨在保证组织恰当地应对风险，提高风险应对的效率和效果，增强行动的合理性，有效地配置资源。风险管理的内容比较广泛，一般包括风险管理框架、风险管理方针、风险管理计划、风险管理组织实施等。,第一章 概述,三、风险管理原则,为有效管理风险，组织在实施风险管理时，可遵循下列原则：,1.,控制损失，创造价值,2.,融入组织管理过程,3.,支持决策过程,4.,应用系统的、结构化的方法,5.,以信息为基础,6.,环境依赖,7.,广泛参与、充分沟通,8.,持续改进,四、风险管理过程,第一章 概述,火灾风险评估以及评估过程中涉及的相关概念主要有,（,P465,）,火灾风险评估；可接受风险；消防安全；火灾危险；火灾隐患；火灾风险；火灾危险源；火灾风险源；火灾危险性,火灾风险评估的分类,（一）按建筑所处状态,根据建筑所处的不同状态，可以将火灾风险评估分为预先评估和现状评估。,（二）按指标处理方式,根据建筑（区域）风险评估指标的处理方式，可以将风险评估分为定性评估、半定量评估和定量评估。,第一章 概述,火灾风险评估的作用,（一）社会化消防工作的基础,（二）公共消防设施建设的基础,（三）重大活动消防安全工作的基础,（四）厘定火灾保险费率的基础,第一章 概述,火灾风险评估的基本流程有以下几方面：,（一）前期准备,所需主要资料从以下方面收集：,（,1,）评估对象的功能；（,2,）可燃物；（,3,）周边环境情况；（,4,）消防设计图纸；（,5,）消防设备相关资料；（,6,）火灾应急救援预案；（,7,）消防安全规章制度；（,8,）相关的电气检测和消防设施与器材检测报告。,（二）火灾危险源的识别,（三）定性、定量评估,（四）消防管理现状评估,（,1,）消防管理制度评估；（,2,）火灾应急救援预案评估；（,3,）消防演练计划评估。,（五）确定对策、措施及建议,（六）确定评估结论,（七）编制火灾风险评估报告,第一章 概述,本章思考题,1.,简述风险管理的原则。,2.,阐述风险管理的过程和要求。,3.,火灾风险评估有哪些作用？,4.,试述风险评估的基本流程。,第一章 概述,学习要求,通过本章学习，应了解火灾风险识别事故致因理论基本内容、火灾危险源可能带来的风险和控制危险发生的措施，掌握第一类火灾危险源和第二类火灾危险源分类方法，熟练辨识常见的第一类火灾危险源和第二类火灾危险源。,第二章 火灾风险识别,一、火灾隐患与火灾风险,第二章 火灾风险识别,二、火灾危险源与火灾风险源,第一类危险源是指产生能量的能量源或拥有能量的载体。包括可燃物、火灾烟气及燃烧产生的有毒、有害气体成分；,第二类危险源是指导致约束、限制能量屏蔽措施失效或破坏的各种不安全因素。,是人们为了防止火灾发生、减小,火灾损失所采取的消防措施中的,隐患，例如火灾自动报警、自动,灭火系统、应急广播及疏散系统,等消防措施属于第二类危险源。,第二章 火灾风险识别,三、火灾危险、火灾危险性与火灾风险,火灾危险作为第一个层次，是火灾风险的基本来源，关心的是目标对象是否会着火的问题。,火灾危险性作为第二个层次，回答的是物质能否着火以及着火后会有多大的规模。,火灾风险作为第三个层次，回答的是物质着火的概率以及火灾发生后的预期损失情况。,第二章 火灾风险识别,一、火灾发展过程与火灾风险评估,起火（阴燃或明火引起）、增长、充分发展、衰退直至最终熄灭,第二章 火灾风险识别,火灾风险来源,一、火灾发展过程与火灾风险评估,（一）火灾发生,火灾危险源评估。,（二）火灾发生初期,火灾危险性评估,（三）火灾发展中期,狭义火灾风险评估。,（四）火灾发展中后期,广义火灾风险评估。,第二章 火灾风险识别,火灾风险来源,二、影响火灾发生的因素,可燃物、助燃剂（主要是氧气）和火源是物质燃烧三个要素。,燃烧，简单说就是人们不希望出现的燃烧。因此，可以说可燃物、助燃剂、火源、时间和空间是火灾的五个要素。,第二章 火灾风险识别,火灾风险来源,三、影响火灾后果的因素,火灾风险表达式中的后果，在不同阶段会有不同的表现形式。通常可分为以下几种情形：,（,1,）在物质着火后，不考虑各种消防力量的干预作用，只根据物质的物理性质和周边环境条件（如通风状况、燃料数量、环境温度、燃烧时间）等自然状态下的发生发展过程，来确定火灾产生的后果；,（,2,）在物质着火后，考虑建筑物内部自动报警、自动灭火、和防火隔烟等筑消防设施的功能，单位内部人员的消防意识、初期火灾扑救能力、组织疏散能力，以及单位内部可能拥有的消防队伍的灭火救援能力，根据这些因素的共同作用效率，来确定火灾生产的后果；,（,3,）在物质着火后，除了上述建筑消防设施功能和单位相关人员能力之外，还考虑在初期火灾扑救失败之后，外部的消防力量（例如消防部队、专职消防队、义务消防队等）进行干预，投入灭火救援工作，根据这些因素共同作用的效率，来确定火灾产生的后果。,第二章 火灾风险识别,火灾风险来源,火灾风险源主要包括：火灾危险源、建筑防火、人员状况、消防安全管理、消防力量,一、火灾危险源（,P473,）,（一）客观因素,电气引起火灾、易燃易爆物品引起火灾、气象因素引起火灾,（二）人为因素,用火不慎引起火灾、不安全吸烟引起火灾、人为纵火,二、建筑防火,（一）被动防火,防火间距、耐火等级防火分区、消防扑救条件、防火分隔设施,第二章 火灾风险识别,2.3,火灾风险源分析,二、建筑防火,（一）被动防火,（二）主动防火,灭火器材、消防给水、火灾自动报警系统、防排烟系统、自动灭火系统、疏散设施,三、人员状况,主要表现在人员荷载、人员素质、人员熟知度和人员体质几个方面。,四、消防安全管理,（一）单位内部管理,1.,消防安全责任制,2.,消防设施维护管理,3 .,管理人员及员工消防安全培训,4.,隐患检查整改机制,第二章 火灾风险识别,2.3,火灾风险源分析,四、消防安全管理,（一）单位内部管理,（二）消防监督管理,消防宣传、消防培训、监督检查,五、消防力量,（一）消防站（二）消防队员（三）消防装备（四）到场时间（五）预案完善（六）后勤保障,第二章 火灾风险识别,2.3,火灾风险源分析,本章思考题,1.,火灾风险评估常见的概念有哪些？,2.,火灾隐患与火灾风险有何差异？,3.,火灾危险源与火灾风险源有何不同？,4.,影响火灾发生的因素有哪些？,5.,建筑火灾风险的来源主要有哪些？,6.,消防力量主要包括哪几个方面的内容？,第二章 火灾风险识别,学习要求,通过本章学习，应了解火灾风险评估基本流程和常用风险评估方法，掌握安全检查表法和预先危险性分析法的技术特点，能够运用事件树和事故树分析方法进行简单的事故致因分析，了解数值模拟分析方法和火灾试验分析方法在火灾风险评估中的作用。,第三章 火灾风险评估方法概述,一、基本概念,系统地对一个生产系统或设备进行科学的分析，从中找出各种不安全因素，确定检查项目，预先以表格的形式拟定好的用于查明其安全状况的“问题清单”，作为实施时的蓝本，这样的表格就称为安全检查表。,第三章 评估方法,3.1,安全检查表法,二、安全检查表的形式,（一）提问式,第三章 评估方法,3.1,安全检查表法,二、安全检查表的形式,（二）对照式,第三章 评估方法,3.1,安全检查表法,三、安全检查表的内容和要求,安全检查表的要求包括如下几个方面：,（,1,）应按专门的作业活动过程或某一特定的范畴进行编制；,（,2,）应全部列出可能造成事故的危险因素，通常从人、机、环境、管理四方面考虑；,（,3,）内容文字要简单、明了、确切。,第三章 评估方法,3.1,安全检查表法,四、安全检查表的作用,（,1,）根据不同的单位、对象和具体要求编制相应的安全检查表，可以实现安全检查的标准化和规范化。,（,2,）使检查人员能够根据预定的目的去实施检查，避免遗漏和疏忽，以便发现和查明各种问题和隐患。,（,3,）依据安全检查表检查，是监督各项安全规章制度的实施、制止“三违”的有效方法。,（,4,）安全检查表是安全教育的一种手段。,（,5,）检查表是主管安全部门和检查人员履行安检职责的凭证，有利于落实安全生产责任制，便于分清责任。,（,6,）安全检查表能够带动广大干部职工认真遵守安全纪律，提高安全意识，掌握安全知识，形成全员管安全的局面。,第三章 评估方法,3.1,安全检查表法,五、安全检查表的编制依据,（,1,）国家和行业的安全规章制度、规程、规范和规定等。通过标准、规程和实际状况，使检查表在内容上和实施中符合法规要求。,（,2,）在结合本单位的经验及具体情况的基础上进行系统安全分析的科学结论（确定的危险部位及防范措施）。由管理人员、技术人员、操作人员和安技人员一起，共同总结本单位生产操作的实践经验，系统分析本单位各种潜在的危险因素和外界环境条件，从而编制出完美的检查表。,（,3,）国内外、本企业事故案例。,第三章 评估方法,3.1,安全检查表法,六、安全检查表的编制方法,安全检查表的编制一般采用经验法和系统安全分析法。,（一）经验法,（二）系统安全分析法,第三章 评估方法,3.1,安全检查表法,七、安全检查表的编制与实施,1.,确定系统,2.,找出危险点,3.,确定项目与内容，编制成表,4.,检查应用,5.,整改,6.,反馈,第三章 评估方法,3.1,安全检查表法,八、安全检查表的优点及注意,九、案例分析,厂为做好汽车库防火，拟制定安全检查表。,安全检查表的制定范围也很广。,首先应确定出具体的系统。系统边界划定的不同，其内容也就大不一样。,（,1,）确定系统“手持灭火器”安全检查表,当系统确定以后，就应针对所确定的系统，通过标准法规、经验教训、安全要求等，找出系统的危险点。,（,2,）找出危险点,A,数量不够；,B,放置位置不当，难于被人看到；,C,通往灭火器的通道不畅通；,D,灭火器失效；,E,灭火器选型不当；,F,大家不熟悉灭火器的操作；,G,禁止使用的灭火器类型未更换；,H,未在所规定的地点都配上灭火器；,I,有可能冻结的灭火器未采取防冻措施；,J,用过的或损坏的灭火器未更换；,K,工作人员不知道自己工作区域内的灭火器放置位置；,L,车库内无必备的灭火器。,（,3,）确定项目与内容，编制成表,第三章 评估方法,3.1,安全检查表法,第三章 评估方法,3.1,安全检查表法,一、基本概念,火灾风险预先危险性分析也称初始风险分析，是安全评估的一种方法。是在评估对象运营之前，特别是在设计的开始阶段，对系统存在火灾风险类别、出现条件后果等进行概略地分析，尽可能评价出潜在的火灾危险性。,第三章 评估方法,3.2,预先危险性分析法,二、分析步骤和分级,1.,调查、了解和收集过去的经验和相似区域火灾事故发生情况；,2.,辨识、确定危险源，并分类制成表格。,3.,研究危险源转化为火灾事故的触发条件；,4.,进行危险分级。,第三章 评估方法,3.2,预先危险性分析法,危险等级可分为以下四个级别：,级：安全的（可忽视的）。它不会造成人员伤亡和财产损失以及环境危害、社会影响等。,级：临界的。可能降低整体安全等级，但不会造成人员伤亡，能通过采取有效消防措施消除和控制火灾危险的发生。,级：危险的。在现有消防装备条件下，很容易造成人员伤亡和财产损失以及环境危害、社会影响等。,级：破坏性的（灾难性的）。造成严重的人员伤亡和财产损失以及环境危害、社会影响等。,第三章 评估方法,3.2,预先危险性分析法,三、辨识危险性,（一）直接火灾（二）间接火灾（三）自动反应（四）人的因素,四、预先危险性分析格式,第三章 评估方法,3.2,预先危险性分析法,地区（单元）,会议日期,图,号：,小组成员：,危险,/,意外事故,阶段,原因,危险等级,对策,事故名称,危险发生的阶段，如生产、试验、运输、维修、运行等,产生危害的原因,对人员及设备的危害,消除、减少或控制危险的措施,第三章 评估方法,3.2,预先危险性分析法,第三章 评估方法,3.2,预先危险性分析法,第三章 评估方法,3.2,预先危险性分析法,第三章 评估方法,3.2,预先危险性分析法,五、危险性控制,（一）限制能量或分散风险,（二）防止能量散逸,（三）减低损害和程度的措施,第三章 评估方法,3.2,预先危险性分析法,一、基本概念,事件树分析起源于决策树分析，它是一种按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果，从而进行危险源辨识的方法。,二、事件树分析法的作用,三、事件树的编制程序,（一）确定初始事件,（二）判定安全功能（中间事件）,（三）绘制事件树,（四）简化事件树,注意：在绘制事件树时，要在每个树枝上写出事件状态，树枝横线上面写明事件过程内容特征，横线下面注明成功或失败的状况说明。,第三章 评估方法,3.3,事件树分析方法,第三章 评估方法,3.3,事件树分析方法,第三章 评估方法,3.3,事件树分析方法,第三章 评估方法,3.3,事件树分析方法,第三章 评估方法,3.3,事件树分析方法,四、事件树的定性分析,（一）找出事故连锁,事件树的各分枝代表初始事件一旦发生其可能的发展途径。其中，最终导致事故的途径即为事故连锁。一般地，导致系统事故的途径有很多，即有许多事故连锁。事故连锁中包含的初始事件和安全功能故障的后续事件之间具有“逻辑与”的关系，显然，事故连锁越多，系统越危险；事故连锁中事件树越少，系统越危险。,（二）找出预防事故的途径,事件树中最终达到安全的途径指导我们如何采取措施预防事故。在达到安全的途径中，发挥安全功能的事件构成事件树的成功连锁。如果能保证这些安全功能发挥作用，则可以防止事故。一般地，事件树中包含的成功连锁可能有多个，即可以通过若干途径来防止事故发生。显然，成功连锁越多，系统越安全，成功连锁中事件树越少，系统越安全。,第三章 评估方法,3.3,事件树分析方法,五、事件树的定量分析,事件树定量分析是指根据每一事件的发生概率，计算各种途径的事故发生概率，比较各个途径概率值的大小，做出事故发生可能性序列，确定最易发生事故的途径。,第三章 评估方法,3.3,事件树分析方法,六、事件树的应用实例,在铁路旅客运输中是严禁旅客携带易燃品上车的，以确保旅客运输安全。但有的旅客违反规定携带易燃品，进站时未查出，将其带上火车，这就可能引起火灾事故，造成人员伤亡和财物损失；但处理得当，也可以避免火灾事故的发生。,第三章 评估方法,3.3,事件树分析方法,第三章 评估方法,3.3,事件树分析方法,一、基本概念,事故原因和结果进行逻辑分析,事故开始，逐层次向下演绎,用逻辑关系联成整体,全面、系统、简明和形象。,第三章 评估方法,3.4,事故树分析方法,2024/9/13,56,二、事故树的符号及其意义,事件符号,顶上事件、中间事件符号，需要进一步往下,分析的事件；,基本事件符号，不能再往下分析的事件；,正常事件符号，正常情况下存在的事件；,省略事件，不能或不需要向下分析的事件。,第三章 评估方法,3.4,事故树分析方法,2024/9/13,57,或门，表示,B,1,或,B,2,任一事件单独发生（输入）时，,A,事件都可以发生（输出）；,与门，表示,B,1,、,B,2,两个事件同时发生（输入）时，,A,事件才能发生（输出）；,逻辑门符号,2024/9/13,58,条件或门，表示,B,1,或,B,2,任一事件单独发生（输入）时，还必须满足条件,a,，,A,事件才发生（输出）；,条件与门，表示,B1,、,B2,两个事件同时发生（输入）时，还必须满足条件,a,，,A,事件才发生（输出）；,三、事故树的定性分析,（一）割集和最小割集,引起顶事件发生的基本事件的集合称为割集。,割集中，凡不包含其他割集的，叫做最小割集。换言之,如果割集中任意去掉一个基本事件后就不是割集,那么这样的割集就是最小割集,x,1,x,2,;x,2,都是割集，但最小割集只有,x,2,最小割集在事故树分析中起着非常重要的作用,归纳起来有三个方面,:,（,1,）表示系统的危险性。最小割集的定义明确指出,每一个最小割集都表示顶事件发生的一种可能,事故树中有几个最小割集,顶事件发生就有几种可能。从这个意义上讲,最小割集越多,说明系统的危险性越大。,（,2,）表示顶事件发生的原因组合。事故树顶事件发生,必然是某个最小割集中基本事件同时发生的结果。一旦发生事故,就可以方便地知道所有可能发生事故的途径,并可以逐步排除非本次事故的最小割集,而较快地查出本次事故的最小割集,这就是导致本次事故的基本事件的组合。显而易见,掌握了最小割集,对于掌握事故的发生规律,调查事故发生的原因有很大的帮助。,（,3,）为降低系统的危险性提出控制方向和预防措施。每个最小割集都代表了一种事故模式。由事故树的最小割集可以直观地判断哪种事故模式最危险,哪种次之,哪种可以忽略,以及如何采取措施使事故发生概率下降。,（二）径集与最小径集,在事故树中,当所有基本事件都不发生时,顶事件肯定不会发生。然而,顶事件不发生常常并不要求所有基本事件都不发生,而只要某些基本事件不发生顶事件就不会发生。这些不发生的基本事件的集合称为径集,也称通集或路集。在同一事故树中,不包含其他径集的径集称为最小径集。如果径集中任意去掉一个基本事件后就不再是径集,那么该径集就是最小径集。所以,最小径集是保证顶事件不发生的充分必要条件。,x,1, ;x,1, x,2,x,3,; x,2,x,3,都是径集，,但最小径集只有,x,1, ; x,2,x,3,最小径集在事故树分析中的作用与最小割集同样重要,主要表现在以下两个方面,:,（,1,）表示系统的安全性。最小径集表明,一个最小径集中所包含的基本事件都不发生,就可防止顶事件发生。可见,每一个最小径集都是保证事故树顶事件不发生的条件,是采取预防措施,防止发生事故的一种途径。从这个意义上来说,最小径集表示了系统的安全性。,（,2,）选取确保系统安全的最佳方案。每一个最小径集都是防止顶事件发生的一个方案,可以根据最小径集中所包含的基本事件个数的多少、技术上的难易程度、耗费的时间以及投入的资金数量,来选择最经济、最有效地控制事故的方案。,四、事故树的定量分析,事故树的定量分析首先是确定基本事件的发生概率,然后求出事故树顶事件的发生概率。,一、,NFPA101M,火灾安全评估系统（,FSES,）,主要针对一些公共机构和其他居民区，是一种动态的决策方法，它为评估卫生保健设施提供一种统一的方法。,二、,SIA81,法,主要用途有：指导消防系统的优化设计，检查已有消防系统的防护水平，评估预期火灾损失，折中方案的评审和控制消防工程师的质量。,三、,Entec,消防风险评估法,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、毒品管理、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。二是建立了社会对生命安全风险可接受程度的指标。,第三章 评估方法,3.5,其他分析方法,四、火灾风险指数法,五、基于抵御和破坏能力的建筑火灾风险评价,六、火灾风险评估和性能化防火设计,数值模拟,性能化防火分析与性能化防火设计,七、火灾风险评估的试验方法,第三章 评估方法,3.5,其他分析方法,本章思考题,1.,论述对处于设计阶段的目标进行火灾风险评估常采用的方法。,2.,对于既有建筑进行火灾风险评估，一般应收集哪些资料？,3.,论述火灾事故事后分析中常采用的评估方法。,4.,比较事故树分析和事件树分析方法的应用特点。,5.,论述试验模拟在火灾风险评估中的作用和技术特性。,第三章 评估方法,1.,论述对处于设计阶段的目标进行火灾风险评估常采用的方法。,【,参考答案,】,预先危险分析（,PHA,），事件树（,ETA,），性能化防火分析，实验方法,2.,对于既有建筑进行火灾风险评估，一般应收集哪些资料？,【,参考答案,】,参见,P467,页,所需主要资料从以下方面收集：,（,1,）评估对象的功能；（,2,）可燃物；（,3,）周边环境情况；（,4,）消防设计图纸；（,5,）消防设备相关资料；（,6,）火灾应急救援预案；（,7,）消防安全规章制度；（,8,）相关的电气检测和消防设施与器材检测报告。,第三章 评估方法,3.,论述火灾事故事后分析中常采用的评估方法,【,参考答案,】,安全检查表（,SCL,），事件树（,ETA,），事故树（），数值模拟，火灾实验,4.,比较事故树分析和事件树分析方法的应用特点。,第三章 评估方法,事故树,事件树,1,、从原因到结果进行分析（归纳法）,2,、一个事件树中可以表现出一个引发事件的一些列后果,3,、数学模型简单，,、可分析各事件发展的可能结果，但不适用于详细分析,1,、由结果到原因分析（演绎法）,2,、事故树只能分辨一个顶事件的相关原因,3,、数学模型比较复杂，需要一定的数学知识,4,、适用于寻找系统失效的可能方式,1,、二者均受到分析评价人员主观因素影响,2,、二者均可对事故作定性和定量评价,第三章 评估方法,5.,论述试验模拟在火灾风险评估中的作用和技术特性。,学习要求,通过本章学习，应掌握建筑性能化防火设计评估的概念以及可以解决的问题，熟悉如何确立消防安全目标及判定条件；了解烟气模拟计算分析手段和烟气羽流有关参数的计算方法，掌握烟气流动几种计算模型的适用条件；了解人员安全疏散计算模拟分析手段和影响人员安全疏散的因素，掌握疏散安全所需时间的组成和计算方法，熟悉通用疏散分析模型及特性；了解建筑结构的主要形式及其耐火性能的特点，掌握影响建筑构件耐火性能的主要因素，了解钢结构、钢筋混凝土结构的耐火计算方法以及整体结构计算的方法和步骤。,第四章建筑性能化防火设计评估,一、性能化防火设计产生的背景,概念：所谓性能化防火设计，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。（,P500,）,二、我国性能化防火设计发展,三、性能化防火设计与传统的规范做法对比（,P501,）,第四章建筑性能化防火设计评估,4.1,概述,四、性能化防火设计核心内容,（一）整体评估,（二）专业人员,（三）程序控制,建筑物性能化防火设计的一般程序为：,1.,确定建筑物的使用功能、建筑设计的适用标准；,2.,检查为实现建筑师的设计思想与业主的要求，现行标准中哪些规定无法按规定要求实施，从而确定需要采用性能化设计方法进行设计的问题；,3.,进行性能化试设计和评估验证；,4.,修改完善设计并进一步评估验证确定是否满足所确定的消防安全目标；,5.,提交审查与批准。,第四章建筑性能化防火设计评估,4.1,概述,五、性能化防火设计主要内容,（一）确定设计火灾场景与设定火灾,（二）不同类型建筑的火灾荷载密度确定,（三）烟气运动的分析方法,（四）人员安全疏散分析,（五）主动消防设施的对火反应特性分析,（六）火灾危害和火灾风险的分析与评估,（七）性能化设计与评估中所用方法的有效性分析,第四章建筑性能化防火设计评估,4.1,概述,六、性能化防火设计问题,（一）研究各类常见公共建筑内的人员荷载和人在火灾中的行为特征与心理，研究人员的疏散过程,（二）研究灭火系统对火灾蔓延、烟气运动的影响，建立定量分析灭火系统对火反应模型,（三）研究结构耐火性能化设计的方法,（四）培训专业技术人员，规范性能化防火设计与评估人员的资质和职业道德,第四章建筑性能化防火设计评估,4.1,概述,一、火灾场景,火灾场景是对一次火灾整个发展过程的定性描述，该描述确定了反映该次火灾特征并区别于其他可能火灾的关键事件。,火灾场景通常要定义引燃、火灾增长阶段、完全发展阶段、衰退阶段以及影响火灾发展过程的各种消防措施和环境条件。,火灾场景的确定应根据最不利的原则确定，选择火灾风险较大的火灾场景作为设定火灾场景，如：火灾发生在疏散出口附近并令该疏散出口不可利用、自动灭火系统或排烟系统由于某种原因失效等。火灾风险较大的火灾场景一般应包括发生概率高，但火灾危害不一定最大，或者火灾危害大，但发生概率低的火灾场景。,第四章建筑性能化防火设计评估,4.2,火灾场景设计,一、火灾场景,火灾场景必须能描述火灾引燃、增长和受控火灾的特征以及烟气和火势蔓延的可能途径、设置在建筑室内外的所有灭火设施的作用、每一个火灾场景的可能后果。在设计火灾场景时，应确定设定火源在建筑物内的位置及着火房间的空间几何特征，例如火源是在房间中央、墙边、墙角还是门边等以及空间高度、开间面积和几何形状等。,确定可能火灾场景可采用下述方法：故障类型和影响分析、故障分析、如果怎么办分析、相关统计数据、工程核查表、危害指数、危害和操作性研究、初步危害分析、故障树分析、事件树分析、原因后果分析和可靠性分析等。,二、设定火灾,确定一个特定场景的火灾数学模型,主要考虑火灾的增长阶段及全面发展阶段。,在设定火灾时，可采用用热释放速率描述的火灾模型和用温度描述的火灾模型。,有,2,种设定火灾的途径：,一个是基于建筑物的可燃物的数量和种类。,另一个是在不知道火灾载荷的细节的情况下根据建筑物的用途确定。,在设定火灾时，还需要考虑的因素包括：建筑物内的可燃物、建筑结构、平面布置、建筑物的自救能力与外部救援力量等。,(P17,页,),建筑火灾发展的几个阶段 初期增长阶段 充分发展阶段 衰减阶段,在进行建筑物内可燃物的分析时，应着重分析以下因素：,潜在的引火源；,可燃物的种类及其燃烧性能；,可燃物的分布情况；,可燃物的火灾荷载密度。,在分析建筑的结构和平面布置时，应着重分析以下因素：,起火房间的外形尺寸和内部空间情况；,起火房间的通风口形状及分布、开启状态；,房间与相邻房间、相邻楼层及疏散通道的相互关系；,房间的围护结构构件和材料的燃烧性能、力学性能、隔热性能、毒性性能及发烟性能。,在分析和确定建筑物的自救能力与外部救援力量时，应分析以下因素：,建筑物的消防供水情况和建筑物室内外的消火栓灭火系统；,建筑内部的自动喷水灭火系统和其他自动灭火系统（包括各种气体灭火系统、干粉灭火系统等）的类型与设置场所；,火灾报警系统的类型与设置场所；,消防队的技术装备、到达火场的时间和灭火控火能力；,烟气控制系统的设置情况。,在确定火灾发展模型时，应至少分析下列因素：,初始可燃物对相邻可燃物的引燃特征值和蔓延过程；,多个可燃物同时燃烧时热释放速率的叠加关系；,火灾的发展时间和火灾达到轰燃所需时间；,灭火系统和消防队对火灾发展的控制能力；,通风情况对火灾发展的影响；,烟气控制系统对火灾发展蔓延的影响；,火灾发展对建筑构件的热作用。,对于建筑物内的初期火灾增长，可根据建筑物内的空间特征和可燃物特性采用下述方法之一确定,（）,实验火灾模型；,t,2,火灾模型；,MRFC,火灾模型；,按叠加原理确定火灾增长的模型。,(P17,页,),建筑火灾发展的几个阶段 初期增长阶段 充分发展阶段 衰减阶段,充分发展阶段：,可以假设当轰燃发生时，火灾的热释放速率同时增长到最大值，此时房间内可燃物的燃烧方式多为通风控制燃烧，热释放速率将保持最大值不变。,对于面积较小的着火空间,(P17,页,),建筑火灾发展的几个阶段 初期增长阶段 充分发展阶段 衰减阶段,充分发展阶段：,可以假设当轰燃发生时，火灾的热释放速率同时增长到最大值，此时房间内可燃物的燃烧方式多为通风控制燃烧，热释放速率将保持最大值不变。,对于面积较大的着火空间，可采用空间内热烟气层的温度达到,500,600,或单位地板面积接受的辐射热流量达到,20kW,作为着火房间达到轰燃的标志。,(P17,页,),建筑火灾发展的几个阶段 初期增长阶段 充分发展阶段 衰减阶段,火灾的最大热释放速率可根据火灾发展模型结合灭火系统的灭火效果来计算确定。灭火系统的灭火效果可以考虑以下三种情况：,在灭火系统的作用下，火灾最终熄灭；,火灾被控制到恒稳状态。在灭火系统的作用下，热释放速率的不再增长，而是以一个恒定热释放速率燃烧；,火灾未受限制。这代表了灭火系统失效的情况。,灭火系统的有效控火时间可按下述方式考虑：,对于自动喷水灭火系统，可采用顶棚射流的方法确定喷头的动作时间，再考虑一定安全系数（如,1.5,）后确定该系统的有效作用时间；,对于智能控制水炮和自动定位灭火系统，水系统的有效作用时间可按火灾探测时间、水系统定位和动作时间之和乘以一定安全系数计算；,对于消防队控火，可计算从火灾发生到消防队有效地控制火势的时间，一般按,15min,考虑。,三、火灾增长分析,（一）描述可燃物燃烧性能的主要参数,可燃物的点火性能，通常采用单位面积可燃物在一定功率热辐射作用下的点火时间表示，,s,；,可燃物的热值，,kJ/kg,；,单位面积上的质量损失速率，,kg/.s,；,单位面积上的热释放速率，,kJ/.s,；,毒性气体的生成率，,Kg/Kg,；,烟气的遮光性，一般采用减光系数表示，,m,-1,。,三、火灾增长分析,（二）可燃物的状况及火灾荷载密度,主要考虑可燃物的形状、分布、堆积密度、高度、含水率、可燃烧的类型或燃烧性能等。,火灾荷载密度用室内单位地板面积的燃烧热值表示，,四、热释放速率,（一）实际火灾实验,（二）类似实验,（三）稳态火灾,为了简化计算，,设定火灾为稳态火灾,提供相对保守的结果,四、热释放速率,（四）,t,2,模型,（五）,MRFC,模型,（六）热释放速率曲线叠加模型,当房间内某可燃物着火后，会因火源和热烟气层的热辐射作用，而在一定时间内引燃其周围可燃物，使热释放速率增长。此时的热释放速率应为原着火可燃物的热释放速率和被引燃可燃物热释放速率的叠加。,引燃分析,一、烟气流动的驱动作用,（一）烟囱效应,当外界温度较低时，在诸如楼梯井、电梯井、垃圾井、机械管道、邮件滑运槽等建筑物中的竖井内，与外界空气相比，由于温度较高而使内部空气的密度比外界小，便产生了使气体向上运动的浮力，导致气体自然向上运动，这一现象就是烟囱效应。,当外界温度较高时，则在建筑物中的竖井内存在向下的空气流动，这也是烟囱效应，可称之为逆向烟囱效应。,烟囱效应是建筑火灾中竖向烟气流动的主要因素,（二）浮力作用,（三）气体热膨胀作用,（四）外部风向作用,（五）供暖、通风和空调系统,第三节烟气流动与控制,二、烟气流动分析,（一）火羽流的形成,（二）顶棚射流,研究表明，许多情况下顶棚射流的厚度为顶棚高度的,5%,12%,，而在顶棚射流内最大温度和速度出现在顶棚以下顶棚高度的,1%,处。,（三）大空间窗口羽流,一、影响人员安全疏散的因素,人员内在影响因素、外在环境影响因素、环境变化影响因素、救援和应急组织影响因素四类。这些因素在紧急疏散,二、人员安全疏散分析的目的及性能判定标准,（一）人员安全疏散分析的目的,人员安全疏散分析的目的是通过计算可用疏散时间（,ASET,）和必需疏散时间（,RSET,），从而判定人员在建筑物内的疏散过程是否安全。,（二）人员安全疏散分析的性能判定标准,人员安全疏散分析的性能判定标准为：可用疏散时间（,ASET,）必须大于必需疏散时间（,RSET,）。,第四节人员疏散分析,计算,ASET,时，应重点考虑火灾时建筑物内影响人员安全疏散的,烟气层高度、热辐射、对流热、烟气毒性和能见度,。这些参数可以通过对建筑内特定的火灾场景进行火灾与烟气流动的模拟得到。,在计算,RSET,时，可按以下三种情况考虑：,如果能够将火灾和烟气控制在着火房间内，则可只计算着火房间内人员的,RSET,；,如果火灾及其产生的烟气只在着火楼层蔓延，则可只计算着火楼层内人员的,RSET,；,如果火灾及其产生的烟气可能在垂直方向蔓延至其他楼层（例如，建筑内存在连通上下层的中庭），则需计算整个建筑内人员的,RSET,。当建筑存在坍塌的危险时，也需要计算整个建筑内人员的,RSET,。,三、人员疏散时间计算方法与分析参数,四、人员疏散分析模型,五、人员疏散安全性评估,本章思考题,1.,论述性能化防火设计方法与传统的防火设计的区别。,2.,哪些建筑内容可以进行建筑性能化防火设计？哪些建筑不允许开展建筑性能化防火设计？,3.,建筑性能化防火设计的消防安全目标如何确定？,4.,什么是火灾场景，如何设定？,5.,烟气流动的驱动作用包括哪几种？,6.,烟气流动几种计算模型的选用原则是什么？,7.,影响人员安全疏散的因素可以分为哪几类？,8.,从火灾发生到人员疏散到安全区域的所需疏散时间,RSET,计算中包含哪几部分？,9.,常用的建筑结构有哪几种？它们的耐火能力怎样？,10.,影响构件耐火能力的主要因素有哪些？,11.,火灾下构件有哪几种极限状态？,12.,火灾下的荷载效应怎样进行组合？,13.,建筑结构抗火验算的计算模型有哪些？,14.,整体结构抗火计算的一般步骤有哪些？,15.,钢结构整体抗火计算的步骤有哪些？,1.,论述性能化防火设计方法与传统的防火设计的区别（,P501,）,传统规范具有以下的特点：,（,1,）没有细化的设计目标；,（,2,）所使用的方法是确定的；,（,3,）不需要再对设计的结果进行评估确认。,也存在着一些不足之处：,（,1,）无法给出一个统一、清晰的整体安全度水准。,（,2,）是经验及科研技术的总结，难以跟上新技术、新工艺和新材料的发展,（,3,）限制了设计人员主观创造力的发展。,（,4,）无法充分体现人的因素对整体安全度的影响。,性能化的防火设计规范具有以下特点：,（,1,）加速技术革新。,（,2,）提高设计的经济性。,（,3,）加强设计人员的责任感。,存在以下一些技术问题：,（,1,）性能评判标准尚未得到一致认可。,（,2,）设计火灾的选择过程确定性不够。,（,3,）对火灾中人员的行为假设的成分过多。,（,4,）预测性火灾模型中存在未得到很好证明或者没有被广泛理解的局限性。,（,5,）火灾模型的结果是点值，没有将不确定性因素考虑进去。,（,6,）设计过程常常要求工程师在超出他们专业之外的领域工作。,2.,哪些建筑内容可以进行建筑性能化防火设计？哪些建筑不允许开展建筑性能化防火设计？,具有下列情形之一的工程项目，可对其全部或部分进行消防性能化设计：,（一）超出现行国家消防技术标准适用范围的；,（二）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。,下列情况不应采用性能化设计评估方法：,（一）国家法律法规和现行国家消防技术标准强制性条文规定的；,（二）国家现行消防技术标准已有明确规定，且无特殊使用功能的建筑；,（三）居住建筑；,（四）医疗建筑、教学建筑、幼儿园、托儿所、老年人建筑、歌舞娱乐游艺场所；,（五）室内净高小于,8.0m,的丙、丁、戊类厂房和丙、丁、戊类仓库；,（六）甲、乙类厂房、甲、乙类仓库，可燃液体、气体储存设施及其他易燃、易爆工程或场所。,（,消防安全技术综合能力,336,页）：,3.,建筑性能化防火设计的消防安全目标如何确定？,建筑物的消防安全总目标一般包括如下内容：,1,）减小火灾发生的可能性；,2,）在火灾条件下，保证建筑物内使用人员以及救援人员的人身安全；,3,）建筑物的结构不会因火灾作用而受到严重破坏或发生垮塌，或虽有局部垮塌，但不会发生连续垮塌而影响建筑物结构的整体稳定性；,4,）减少由于火灾而造成商业运营、生产过程的中断；,5,）保证建筑物内财产的安全；,6,）建筑物发生火灾后，不会引燃其相邻建筑物；,7,）尽可能减少火灾对周围环境的污染。,建筑物的消防安全总目标视其使用功能、性质及建筑高度而有所区别，设计时应根据实际情况在上述目标中确定一个或者两个目标作为主要目标，并列出其他目标的先后次序。建筑物的消防安全水平应依据现有规范的规定和建筑物的实际情况，由设计单位、建设单位、委托方、公安消防监督机构、消防安全技术咨询机构等共同研究确定。,（,消防安全技术综合能力,338,页）：,4.,什么是火灾场景，如何设定？,火灾场景是对火灾发展过程的定性描述，火灾场景的设计，应当考虑如下内容：,1.,火灾场景的确定应根据最不利的原则确定，选择火灾风险较大的火灾场景作为设定火灾场景。如火灾发生在疏散出口附近并令该疏散出口不可利用、自动灭火系统或排烟系统由于某种原因而失效等。,火灾风险较大的火灾场景一般为最有可能发生，但火灾危害不一定最大；或者火灾危害大，但发生的可能性较小的火灾场景。,2.,火灾场景必须能描述火灾引燃、增长和受控火灾的特征以及烟气和火势蔓延的可能途径、设置在建筑室内外的所有灭火设施的作用、每一个火灾场景的可能后果。,3.,在设计火灾场景时，应指定设定火源在建筑物内的位置及着火房间的空间几何特征，例如火源是在房间中央、墙边、墙角还是门边等以及空间高度、开间面积和几何形状等。,4.,疏散场景的选择应考虑建筑的功能及其内部的设备情况、人员类型等因素，反映可能的火灾场景而对影响人员疏散过程的人员条件及环境条件。,5.,确定可能火灾场景可采用下述方法：故障类型和影响分析、故障分析、如果怎么办分析、相关统计数据、工程核查表、危害指数、危害和操作性研究、初步危害分析、故障树分析、事件树分析、原因后果分析和可靠性分析等。,（,消防安全案例分析,134,页）：,5.,烟气流动的驱动作用包括哪几种？,烟囱效应、浮力作用、气体热膨胀作、外部风向作用、供暖、通风和空调系统,6.,烟气流动几种计算模型的选用原则是什么？,适应需要,简单易用,结果准确,验证和确认,7.,影响人员安全疏散的因素可以分为哪几类？,人员内在影响因素、外在环境影响因素、环境变化影响因素、救援和应急组织影响因素四类。这些因素在紧急疏散,8.,从火灾发生到人员疏散到安全区域的所需疏散时间,RSET,计算中包含哪几部分？,必需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至到达安全地点的行动时间,9.,常用的建筑结构有哪几种？它们的耐火能力怎样？,1.,钢结构 耐火能力差,2.,钢筋混凝土结构 耐火能较好,3.,钢,-,混凝土组合结构 耐火能较好,10.,影响构件耐火能力的主要因素有哪些？,（一）结构类型 （二）荷载比 （三）火灾规模 （四）结构及构件温度场,11.,火灾下构件有哪几种极限状态？,轴心受力构件截面屈服；,受弯构件产生足够的塑性铰而成为可变机构；,构件整体丧失稳定；,构件达到不适于继续承载的变形。,12.,火灾下的荷载效应怎样进行组合？,13.,建筑结构抗火验算的计算模型有哪些？,14.,整体结构抗火计算的一般步骤有哪些？,15.,钢结构整体抗火计算的步骤有哪些？,