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消防安全技术实务主讲：文玉第五篇消防安全评估第一章概述学习要求：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。第二节火灾风险评估4一、火灾风险评估的相关概念火灾风险评估：对目标对象可能面临的火灾危险、被保护对象的脆弱性、控制风险措施的有效性、风险后果的严重度以及上述各因素综合作用下的消防安全性能进行评估的过程。可接受风险：在当前技术、经济和社会发展条件下，组织或公众所能接受的风险水平。消防安全：发生火灾时，可将对人身安全、财产和环境等可能产生的损害控制在可接受风险以下的状态。火灾危险：引发潜在火灾的可能性，针对的是作为客体的火灾危险源引发火灾的状况。火灾隐患：由违反消防法律法规的行为引起、可能导致火灾发生或发生火灾后会造成人员伤亡、财产损失、环境损害或社会影响的不安全因素。•火灾危险性：物质发生火灾的可能性及火灾在不受外力影响下所产生后果的严重程度，强调的是物质固有的物理属性。二、火灾风险评估的分类（一）按建筑所处状态1.预先评估它是在建设工程的开发、设计阶段所进行的风险评估。2.现状评估它是在建筑（区域）建设工程已经竣工，即将投入运行前或已经投入运行时所处的阶段进行的风险评估。（二）按指标处理方式1.定性评估；2.半定量评估；3.定量评估5第二章火灾风险识别6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。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。它的存在是事故发生的前提，没有第一类危险源就谈不上能量或危险物质的意外释放，也就无所谓事故。它决定了事故后果的严重程度。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。它是第一类危险源导致事故的必要条件。它出现的难易程度决定了事故发生可能性的大小。根据上述危险源分类，火灾中的第一类危险源包括可燃物、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。对于第一类火灾危险源，人们普遍接受。按照上述表述，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。6第三章火灾风险评估方法概述8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。第一节安全检查表法9•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。1.安全检查表的优点（1）具有全面性与系统性；（2）有明确的检查目标；（3）简单易懂、容易掌握、易行“群管”；（4）有利明确责任，避免在发生事故时的责任纠缠不清；（5）有利安全教育；（6）可以事先编制，集思广益；（7）可以随科学发展和标准规范的变化，不断完善。第二节预先危险性分析法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。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。危险源的确定可通过经验判断、技术判断和实况调查或安全检查表等方法进行；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。危险分级的目的是确定危险程度，指出应重点控制的危险源。危险等级可分为以下四个级别：Ⅰ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。Ⅱ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。Ⅲ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。Ⅳ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9危害、社会影响等。五、危险性控制（一）限制能量或分散风险（二）防止能量散逸采用防护材料，使有害的能量保持在有限的空间之内。（三）减低损害和程度的措施一旦事故发生，也要采取措施，抑制事态发展以降低后果的严重程度。（四）防止人的失误严格规章制度的监督检查，加强安全教育，用人机工程学的原理改善认为失误状况等。11第三节事件树分析方法12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1．可以事前预测事故及不安全因素，估计事故的可能后果，寻求最经济的预防手段和方法。2．事后用事件树分析事故原因，十分方便明确。3．事件树的分析资料既可作为直观的安全教育资料，也有助于推测类似事故的预防对策。4．当积累了大量事故资料时，可采用计算机模拟，使事件树对事故的预测更为有效。5．在安全管理上用事件树对重大问题进行决策，具有其他方法所不具备的优势。第四节事故树分析方法13一、基本概念事故树分析是一种演绎推理法,这种方法把系统可能发生的某种事故与导致事故发生的各种原因之间的逻辑关系用一种称为事故树的树形图表示，通过对事故树的定性与定量分析,找出事故发生的主要原因，为确定安全对策提供可靠依据。事故树评估方法是具体运用运筹学原理对事故原因和结果进行逻辑分析的方法。事故树分析方法先从事故开始，逐层次向下演绎，将全部出现的事件，用逻辑关系联成整体，将能导致事故的各种因素及相互关系，作出全面、系统、简明和形象的描述。第四节事故树分析方法14三、事故树的定性分析（一）割集和最小割集在事故树中，我们把引起顶事件发生的基本事件的集合称为割集，也称截集或截止集。一个事故树中的割集一般不止一个,在这些割集中，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。所以，最小割集是引起顶事件发生的充分必要条件。第四章建筑性能化防火设计评估15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。第一节概述16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。建筑物的消防设计必须依据国家现行的防火规范及相关的工程建设规范进行。只有现行规范中未明确规定、按照现行规范比照施行有困难或虽有明确规定但执行该规定确有困难的问题，才采用性能化防火设计方法。即使如此，所设计的建筑物的消防安全性能仍不应低于现行规范规定的安全水平。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火灾场景的特征必须包括对火灾引燃、增长和熄灭的描述，同时伴随烟和火蔓延的可能途径以及任何灭火设施的作用。（二）不同类型建筑的火灾荷载密度确定火灾荷载密度是可以比较准确地衡量建筑物室内所容纳可燃物数量多少的一个参数，是研究火灾全面发展阶段性状的基本要素。（三）烟气运动的分析方法在一定的建筑空间和火灾规模条件下，烟气的生成量主要取决于羽流的质量流量，它是进行火灾模拟、火灾及烟气发展评价和防排烟设计的基础。17五、性能化防火设计主要内容（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18第二节火灾场景设计19一、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二、设定火灾在设定火灾时，一般不考虑火灾的引燃阶段、衰退阶段，而主要考虑火灾的增长阶段及全面发展阶段。但在评价火灾探测系统时，不应忽略火灾的阴燃阶段；在评价建筑构件的耐火性能时，不应忽略火灾的衰退阶段。在设定火灾时，可采用热释放速率描述的火灾模型和用温度描述的火灾模型。在设定火灾时，需分析和确定建筑物的基本情况，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。四、热释放速率（四）t2模型模型描述火灾过程中火源热释放速率随时间的变化关系。第三节烟气流动与控制20一、烟气流动的驱动作用（一）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，烟气蔓延在一定程度上依赖于烟囱效应，在正向烟囱效应的影响下，空气流动能够促使烟气从火区上升很大高度。（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四、烟气流动的计算方法及模型选用原则（二）经验模型多年来，人们在与火灾斗争的过程中收集了很多实际火场的资料，也开展过大量的火灾实验，测得了很多数据，并分析、整理出了不少关于火灾分过程的经验公式。经验模型则是指以实验测定的数据和经验为基础，通过将实验研究的一些经验性模型或是将一些经过简化处理的半经验模型加上重要的热物性数据编制成的数学模型。它是对火灾过程的较浅层次的经验模拟，应用这些经验模型，可以对火灾的主要分过程有较清楚的了解。经验模型不同于其它理论模型能够对火源空间以及关联空间的火灾发展过程进行估计，现有的经验模型通常局限于描述火源空间的一些特征物理参数，如烟气温度、浓度、热流密度等随时间的变化，因此经常被称为“局部模型”。20•（三）区域模型22区域模拟是一种半物理模拟，在一定程度上兼顾了计算机模拟的可靠性和经济性，在消防工程界具有广泛的应用。应用区域模型既可以在一定程度上了解火灾的成长过程，也可以分析火灾烟气的扩散过程。目前，区域模型在建筑室内火灾的计算机模拟中具有重要地位。如果无需了解各种物理量在空间上的详细分布以及随时间的演化过程，模型中的假设十分趋近于火灾过程的实际情况，可以满足工程需要。但是区域模拟忽略了区域内部的运动过程，不能反映湍流等输运过程以及流场参数的变化，只抓住了火灾的宏观特征，因而其近似结果也是较粗糙的。（四）场模型火灾的场模拟研究是利用计算机求解火灾过程中各参数（如速度、温度、组分浓度等）的空间分布及其随时间的变化，是一种物理模拟。场是多种状态参数（如速度、温度与组份浓度）的空间分布，是通过计算这些状态参数的空间分布随着时间的变化来描述火灾发展过程的数学方程集合。计算所得数据较细致，可以详细了解空间中温度场、速度场、组分浓度场等数据分布情况及其随时间变化的详细信息。场模拟可以得到比较详细的物理量的时空分布，能精细地体现火灾现象，一般只在需要了解某些参数的详细分布时才使用这种模型。23（五）场区混合模型对于复杂多室建筑的火灾过程进行计算机模拟，通常是采用区域模拟的方法。然而，实验研究表明：烟气层在着火区域或相对强流动区域无明显的分层现象，区域模拟的双层假设不能成立，只有在附近相邻的其它区域，烟气层才有明显的分层现象。这样，若采用区域模拟的方法模拟复杂多室建筑的火灾过程则不能真实地反映其火灾的特性。如果使用场模拟的方法，由于场模拟是求解流体力学的基本控制方程，整场和多参量描述复杂多室建筑的火灾过程，需要大量的计算机资源和时间，目前，由于计算机容量和运算速度等客观条件的限制，很难对复杂多室建筑的火灾过程进行场模拟，另外，在明显的烟气