5_定量火灾风险评估中文版

5.1本章综述本章讨论“定量火灾风险评估”，是指对涉及的火灾危害或火灾场景发生的可能性以及后果的严重程度都进行定量化处理的火灾风险评估。将火灾场景出现的可能性量值和后果严重程度量值相乘的结果，则为此火灾场景的风险值；将所有可能的火灾场景风险值累加在一起，得到总的火灾风险值（overallfireriskvalue）。总的火灾风险值可与其它火灾安全设计方案或处方式规范要求的火灾安全设计方案进行比较，以确定最为理想的火灾安全设计方案。Theoverallfireriskvaluecanbeusedforcomparisonswiththoseofalternativeorcode-compliantfiresafetydesigns.通常有两种方式进行系统定量化的火灾风险评估：1.安全检察表方法，详尽考察一系列的潜在火灾危害（potentialfirehazards）及量化其风险；2.事件树方法详尽考察一系列的潜在的火灾场景（potentialfirescenarios）并量化其风险。两种方法如果有统计数据可用，则可能性和后果的数值均采用统计数据；否则则来自主观判断。5.2检查表方法此方法要列出一个潜在火灾危害的检查表，并考虑现有的或需要增设的火灾安全措施，对火灾风险进行评估。理想的检查表的应用，能够对现场存在的潜在火灾危害进行比较系统的检查或排查。通过将火灾安全措施与相应的潜在火灾危害一一列出，就能够对火灾安全存在哪些方面的不足进行快速地排查，并找到为尽量降低火灾风险，而需要额外设置的火灾安全措施。因此检查表方法是要列举出任何潜在的火灾危害、火灾安全措施，无论是现有的或是需要增设的，并给出采取措施后的残余火灾风险(residualfirerisks)的评判。它被用来辨识系统所存在的任何不足的方面和确定将风险降低到最小所需要的补救措施。这种方法对火灾事件的逻辑发展过程(logicaldevelopmentoffireevents)是不加以考虑的，对此在5.3节中应用事件树方法进行讨论。表5.2是一个应用检查表方法进行定量火灾风险评估的例子，这个例子与第四章的相似，但它是定量化的，而不是定性的。这个例子考察的是住宅建筑起居室中潜在的火灾危害以及一些额外的火灾安全措施降低其火灾风险的情况。当然一个住宅建筑中会有很多潜在的火灾危害。一个全面的火灾风险评估应包括对所有潜在火灾危害的辨识以及采取火灾安全措施降低其风险的情况。一个典型的住宅建筑中通常有一些火灾安全措施，比如感烟报警系统。额外设置其它火灾安全措施能够进一步地降低风险。与第四章中类似，本例中考虑了额外种类火灾安全措施的六种不同组合的情况。额外的三种火灾安全措施为：(1)起居室中禁烟－nosmokingmaterial(suchascigarettes)inthelivingroom；(2)自动喷水灭火系统－sprinklers；(3)定期疏散演练－regularevacuationdrills。在此认为措施(1)会对火灾发生的可能性产生一定的影响；措施(2)、(3)会对火灾后果的严重程度产生一定的影响。因“起居室中禁烟”将会降低火灾发生的可能性；而“自喷系统”和“定期疏散演练”可以扑灭或控制火势或可以加快疏散速度，从而降低了火灾后果的严重程度。本例用来说明如何用检查表方法进行定量火灾风险评估。当然，在火灾风险评估中，并没有严格标准化的安全检查表方法。表5.2中，固有火灾风险值(inherentfireriskvalues——没有任何额外的火灾安全措施起到帮助作用的情况)是从之前第3章表3.2中获得的。表3.2显示1996年，加拿大的住宅建筑，火灾发生的可能性(theprobabilityoffireoccurrence)为1.75×10−3fires/house/year，在这些建筑火灾中，主起居室发生的火灾占8.5%。通过以上数据可计算1996年，加拿大住宅建筑主起居室发生火灾的(固有)可能性为(theprobabilityoffireoccurrenceinthemainlivingarea)：＝1.75×10−3×8.5%＝1.49×10−4fires/house/year.第3章表3.2中数据显示，1996年发生在主起居室火灾后果固有的严重程度(inherentseverityoftheconsequenceoffires)是43.2×10−3deaths/fire，这些火灾相应的风险为(theresultantrisktolifefromthesefires):＝1.49×10−4fires/house/year×43.2×10−3deaths/fire＝6.43×10−6deaths/house/year这些由之前数据所获得的固有火灾风险值在本例中会用到，如表5.2所示。Table3.2ExpectedrisktolifeforfiresoriginatingindifferentareasinCanadianhousesin1996,withtheprobabilityoffireoccurrenceat1.751×10−3fires/house/year.Thistableshowsonlythoseareasinahousewithhighfatalityfires,andnotallthefiresinahouse表5.2中的固有火灾风险值是基于火灾统计数据而确定的，这些统计数据中的火灾是发生在有火灾安全措施条件下的，如感烟报警系统，这是目前规范中强制要求设置的。如果将额外的火灾安全措施增设到相应的场所中，则以上固有的火灾风险将会被进一步降低。在表5.2中，六种火灾安全措施组合中每一种组合情况的作用或影响，通过固有可能性或固有火灾后果严重程度的一个残余乘法因子(residualmultiplicationfactoroftheinherentvaluesoftheprobabilityortheconsequence)来体现。这样火灾安全工程师或监督审批者就可以基于这些火灾安全措施使固有火灾风险降低的程度来评判其效果了。火灾安全措施的作用，一种方法是基于统计数据来确定；但这样的数据不一定总能找得到。某些机构的数据库中可能会收集这样的数据信息，但在其公布的报告中未必直接能够获取，因为这些数据报告中通常显示的是比较基本的数据信息；而对火灾风险评估所需要的很专门的数据信息，则往往没有直接列出。如果没有统计数据可用，就需要进行主观判断。否则就要找到一些基本而合理方法来进行计算，比如火灾发展和人员疏散的数学模型，这方面将在后续章节中进行探讨。例如，关于禁烟和安装自动喷水灭火系统的作用，是有一些统计数据的；而对实施常归疏散演练的作用，则基本无数据可被查到。注解：比如烟头引燃床铺材料的确定性结果计算模型或概率计算模型。在不同控制因素参量值输入的情况下，其确定性结果是不同的，是具有不确定性的，比如环境湿度的影响、风的影响以及材料类型的影响等，需要进行庞大样本的模拟实验或计算（蒙特卡罗实验模拟或蒙特卡罗数值模拟），才能分析其随机性特征。对受多种影响因素作用，在不同条件下计算所得的确定性结果进行统计特性分析为不确定性研究的一部分，这是火灾安全科学研究工作一个庞大的研究领域。NFPA的统计数据显示，家庭火灾近7%是与吸烟有关的(NFPAFireStatistics,2006)，而吸烟引起的火灾中近14%是发生在主起居室内的(Hall,2006)。这样7%×14%≈1.0%的家庭火灾是在主起居室由吸烟引起的。注释：起居室中禁烟将减少1%的住宅建筑火灾。如果这些统计数据也适用于加拿大的住宅建筑中，那么主起居室中禁烟将使发生在主起居室的火灾数量由占住宅建筑中总火灾数量的8.5%降低到7.5%。注：第3章表3.2中数据显示，在不禁烟的情况下发生在主起居室的火灾占住宅建筑总火灾数量的8.5%。从8.5%减少到7.5%，缩减比率为：[(8.5-7.5)/8.5]×100%≈11.8%即缩减比率约为12%。因此相应的采取禁烟措施的固有可能性残余乘法因子的值为0.88，如表5.2所列出的结果。注释：含义是因为禁烟，在主起居室发生的火灾数量减少了约12%，其可能性亦变为原可能性数值基础上的88%。NFPA的统计数据显示，基于1989–1998的统计数据，单个住户或两个住户的民居，具备自动喷水灭火系统的，与不具备自动喷水灭火系统的类似的民居相比，火灾造成的死亡人数减少了51%(KimberlyandHall,2005)。因此相应的安装自动喷水灭火系统的火灾后果固有严重程度残余乘法因子的值为0.49，如表5.2。注释：这是美国的数据，美国有部分民居是安置自喷系统的。假定此数据适用于加拿大。至于进行常规疏散演习的好处，没有可用的死亡人数缩减比率的数据可用。我们知道如果实施常规的疏散演习，疏散会更快，从而降低死亡率。在本例中，我们只得对此进行假设，主观认为减少了60%的死亡人数。因此相应的实施常规疏散演习的火灾后果固有严重程度残余乘法因子的值为0.40，如表5.2。Theresidualmultiplicationfactoroftheinherentconsequencevaluebyimplementingregularevacuationdrillsistherefore0.40.在实际的火灾风险评估中，主观假定的量，需要在火灾安全工程师、审批监督人员以及甲方之间，就此达成一致。表5.2中，将安装自喷系统和实施常规疏散演习对火灾后果严重程度的影响相乘，作为二者同时存在时对火灾后果严重程度的影响。即联合严重程度残余乘法因子(combinedresidualconsequencefactor)的值为:0.49×0.40≈0.20此做法是基于这样的考虑：每一种火灾安全措施接连地以一定的比率缩减火灾致死率，比如自喷系统降低了火灾后果的严重程度，在此基础上，疏散演习使人员疏散速度加快，又进一步降低了火灾后果的严重程度。注释：多个火灾安全措施对降低火灾后果严重程度的作用是叠加的。Themultiplicationoftheresidualfactorsisbasedontheargumentthateachfireprotectionmeasurereducestheresidualdeathratebyacertainpercentageinsuccession.Thedeathrateisfirstreducedbythesprinklerssuppressingtheseverityofthefires,andthenfurtherreducedbyfasterevacuationoftheoccupants.额外的火灾安全措施六种组合对火灾风险的缩减情况在表5.2最后一列中给出。残余风险乘法因子(Theresidualriskmultiplicationfactors)变化范围从0.88－0.20。不同的残余风险乘法因子结果的比较为各种火灾安全设计方案的选择提供了依据，这在定性评估中是无法进行的(第4章，表4.4)。注解－优化火灾安全设计的考量提出设计安全目标和限制条件，比如经济上的或建筑结构功能上的限制要求；之后要明确现在条件下或不同火灾安全方案降低火灾风险的效果；考量不同火灾安全方案的一次性经济投入和长期经济投入，方案的实际可行性，技术措施的可维护性等；做出选择，确定最优的火灾安全设计方案表5.2用来说明应用检查表方法如何进行定量化火灾风险评估。此例中采用的数据，来自于可查到的统计数据信息，但对其符合实际情况的程度，并未进行深入的分析和探究。当火灾风险评估的实施者能够获取更多的火灾统计数据的时候，就需要对数据信息进行更广泛、深入的分析，来确定哪些数据信息是适用的。在实际的火灾风险评估过程中，相关人员要对数据来源，对采用的数据达成一致。5.4事件树方法——E