1、火灾风险评估,Fire Risk Assessment,课程性质：院级选修课程 学分/学时：1.5/24,成绩考核，总成绩由： 考勤情况% 平时作业% 期末考核或大作业% 各项得分综合评定,主讲教材,参考书目 (1),() Principles of Fire Risk Assessment inBuildings 建筑火灾风险 评估基本原理,建筑火灾安全工程风险分析 Risk Analysis in Building Fire Safety Engineering,火灾安全评估 Evaluation of fire safety,Fire Risk Assessment Fire Safet
2、y Evaluation Fire Risk Analysis Fire Safety Assessment,in Buildings,第一章 引言,火灾安全工程/设计(fire safety engineering/designs )的理念和实践在很多国家正在或已经发生了巨大的变化。 这种变化主要体现在从传统的仅仅遵循 “处方式规范(prescriptive code)”的设计要求向基于火灾安全分析或评估(fire safety analysis or fire safety assessment)的设计方式的转变，以达到人们所期望的人员和财产的安全程度的目标，并实现成本投入和火灾安全设计方
3、案的优化。,这种改变的结果之一是许多国家或国际化组织制定和颁布了一系列的更加具有灵活性的性能化的建筑防火设计规范(more flexible performance-based codes)，其灵活性主要体现在针对某一保护对象的火灾安全设计方案不再是唯一的，而可能有多种备选方案，只要某个方案是能够实现安全设计目标和满足成本投入要求的，并且是切实可行的，就是可以考虑接受的方案。,fire safety engineering,fire protection engineering,火灾风险评估是在性能化防火设计过程中，依据火灾动力学知识，还包括人的行为规律和人员疏散分析计算方法，和系统安全原理等
4、，在一定的环境条件下，考虑建筑物的具体特征、功能和使用情况，考虑人员的活动和特点，对人员、建筑或建筑内的财产所面对的潜在的火灾危害所带来的风险进行量化的过程，或者说是对建筑火灾安全水平(levels of fire safety in buildings)进行量化的过程。,*建筑防火性能化设计performance-based fire safety design in buildings 大致步骤 ）明确设计对象和范围 ）收集建筑本身、建筑功能、建筑设备设施、人员、可燃物、存在的火源等数据资料，明确设计要求和限制条件 ）进行火灾危险、危害因素的辨识与分析 ）提出设计安全目标 ）提出火灾安全防
5、、灭火技术及管理措施/设计方案 ）确定设计分析方法 ）建立设计火灾场景 ）进行定量分析计算 ）将计算结果与安全目标进行对比分析，第4步的安全目标是否达到，是到10，不是到5。 ）书写性能化设计报告,火灾安全措施/设计方案包括应用各种主动和被动的防、灭火安全技术和管理措施，还包括对建筑设计本身的修改和优化，来控制火灾的发生和发展，控制有毒有害烟气的产生和传播以及便利人员及早发现火情，迅速控制火势或及时安全疏散的措施，也包括方便消防人员及时接收报警、赶赴火场，进行人员救援，控制和扑灭火灾的措施。,但是，这些火灾安全措施(或设计方案)都不是100%可靠和有效的。比如，从长期的消防安全工程实践活动中我
6、们得知，自动喷水灭火系统就不是能够100%及时启动或完全有效控制火势的；火灾自动探测与报警系统也不是100%能够及时发现火灾并发出报警信号的（还存在着漏报的可能），以给火场中的人员提供足够的时间，及早控制火势或进行安全疏散。 因此，就任何火灾安全设计方案而言，都存在着一定水平的人员或财产风险，没有100%绝对的安全。 火灾风险评估的主要目的和任务就是针对某一具体对象或范围，分析和评估一定火灾安全设计方案条件下，人员和财产所面对的潜在的火灾（危害因素）所可能造成的风险的水平（levels of potential fire risks）。,在美国，NFPA (National Fire Prot
7、ection Association) 或SFPE (Society of Fire Protection Engineers)已经颁布了一系列火灾风险评估或性能化设计的大纲或指导手册，比如： NFPA 551 (2007) Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments, National Fire Protection Association, Quincy, MA. SFPE (2006) Engineering Guide to Fire Risk Assessment, Society of Fire Protection Engi
8、neers, Bethesda, MD. 其他如澳大利亚、新西兰和英国等国家，以及ISO国际标准化组织，也发布了一系列的火灾风险评估或火灾安全工程方面的技术标准、指导手册或大纲。,这些标准、大纲或指导手册对火灾安全工程师或火灾安全监督、审批职能部分是非常有帮助的，它们完整描述了一个火灾安全工程项目设计、评估的实施要求和步骤、过程，比如火灾安全设计风险水平的确定、火灾场景的设计和选择、计算分析方法等。 但要读懂或应用这些标准规范，自身还存在着差距和问题，如何理解其中涉及的火灾风险评估原理或方法和如何将这些方法应用于实际工程项目，需要联系实际的学习，以求有初步的理解和掌握。 本课程阐述基本的火灾风
9、险评估原理和实例应用，为同学们将来应用上述火灾安全设计规范、大纲或指导手册打下一定的基础。,另一方面，在推动火灾风险评估或火灾安全工程知识体系发展的过程中，有大量的技术报告或科学研究文献产生，这些文献一般是针对某一方面的问题进行的研究。通过本课程的学习，还要为阅读、学习和理解火灾安全方面的科技文献打下一定的基础。 在授课过程中，我们力争把复杂的火灾风险评估原理，以一种易于理解和掌握的方式呈现给大家，使大家能够窥斑见豹地对火灾风险评估知识体系和思想方法有所认识和掌握，并初步具备一些具体的应用能力。,当然，我们课时有限，而大家的知识基础也还比较薄弱，因此在授课过程中会有所侧重，一方面是建立起火灾风
10、险评估的基本概念，另一方面是具体地掌握一些解决火灾风险评估过程中某些实际问题的方法，如火灾场景的建立和选择，火灾后果发生的可能性计算分析等。,第二章是对火灾风险评估基本概念和过程较为深入的介绍。我们把防、灭火技术和管理措施等当作“火灾阻碍措施”，并将其分为五个主要方面。人员和财产的火灾风险决定于这些“阻碍措施” 成功地防止或减少火灾发生、控制火势增长、控制烟气传播、帮助人员疏散和帮助消防部门实施救援和灭火所达到的程度。,第三章讨论如何应用以往的经验和火灾事故统计数据进行火灾风险评估，这种方法只有在当前有待评估的对象及所处环境、人员等完全一致时，才能得到可信的结果。一般来说，这些情况都是有所区别
11、的。,第四章讨论如何进行定性和定量的火灾风险评估。 定性或定量火灾风险评估方法包括使用风险矩阵(risk matrix)，检查表方法( checklist method)以及事件树方法（event tree）和事故树分析(Fault tree analysis)方法，在此过程会使用到定性描述或定量的数据，或人们主观/或客观的对火灾的发生频率和火灾后果严重程度的认识。,第五章介绍如何基于“火灾阻碍措施”的成功或失效建立火灾场景。每一个火灾场景，人员伤亡和财产损失的确定性结果决定于火灾增长、烟气传播和建筑物结构响应、人员疏散和消防人员灭火的计算模型（CFD的或可手算的）的结果，可能需要的是对全部火
12、灾场景的计算，或分析选择某些火灾场景进行计算。,第六章在对起火房间内基本火灾发展过程的特征进行分析描述的基础上，讨论如何基于防、灭火技术和管理措施的成功或失效建立火灾增长(fire growth )阶段的火灾场景。起火房间内确定性的火灾的增长过程可以应用火灾动力学模型进行分析计算(CFD模型或可手算的工程方法)。,第七章基于建筑构件失效的概率，讨论火灾传播(fire spread )的概率，包含了火灾突破多个建筑构件传播的概率。火灾突破建筑构件（可能是多个构件）传播的过程相对烟气的传播和人员的疏散过程而言，是一个较长和缓慢的过程。,第八章是对烟气传递/传播(smoke spread )场景的讨
13、论，了解火场中烟气传递/传播的基本特征，基于防、排烟措施的成功或失败/失效，建立起烟气传递/ 传播的火灾场景。同样烟气在建筑内的传递/传播依然需要烟气传递/传播的动力学模型进行描述(CFD的或可手算的模型)。,第九章是对人员疏散(occupant evacuation )场景的讨论。对火场中人员疏散过程的基本特征进行阐述。同样基于帮助人员疏散措施的成功或失效/失败，建立人员疏散火灾场景。人员的疏散同样可使用数值模型进行计算或手工计算，疏散成功的关键之一是及早发现火情并开始疏散。 在疏散路径上人员承受的危险临界条件(arrival of the critical smoke conditions
14、 )来临之前不能及时疏散的人员，可能会被困在建筑内部某处，他们最终能否获救，还决定于火场条件的变化和消防人员的施救效率。,第十章是对消防人员行为(fire department response or action)的分析讨论，阐述了消防人员反应和灭火、施救过程的基本特征。消防人员灭火和施救的有效性决定于快速反应时间和能够使用的资源。对困在建筑内部又不能被消防人员及时救援出来的人员，他们的死亡情况可基于火场条件随时间的变化和暴露于不利环境的时长进行分析计算。,第十一章是对控制火灾风险的管理措施的讨论。管理措施包括对最佳“成本效能”火灾设计方案的分析和选择(the best cost-effec
15、tive fire safety design options )，即寻求在保证达到所要求的火灾安全水平的情况下，投入资金最少的方案。 管理措施还包括对火灾安全技术措施和设备、系统的检查与维护，以保证这些设备、系统和技术措施一直达到评估计算过程中使用的可靠性和有效性水平。 管理措施还包括人员的教育、火场应急演习和疏散演练，这些因素在火灾风险评估过程中是必须予以考虑的。,References NFPA 551 (2007) Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments, National Fire Protection Association, Quincy, MA. SFPE (2006) Engineering Guide to Fire Risk Assessment, Society of Fire Protection Engineers, Bethesda, MD.,
