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0緒論

近年來，隨著城市現代化水平的不斷提高，作為人們消費和娛樂的人員密集場所數量和規模不斷增加，對繁榮社會經濟起到了很大的推動作用。但同時也帶來了另外一個負面的影響——人員密集場所的重大惡性災害事故頻繁發生。這對人民生命財產安全造成了較大影響、給社會造成了較大損失，引起了各級黨政領導的高度關注。

食堂作為人員密集場所，在發揮提供就餐便利的同時，也存在一定的火災隱患。如2007年發生在武漢一所高校食堂的火災，再如2009年發生在川大錦城學院的火災，雖然這兩起火災并無人員傷亡，但卻在社會上造成了一定的影響，引起了社會各界對高校食堂這類特殊的人員密集場所的廣泛關注。火災風險評估對于認識火災隱患，降低火災發生的概率，提高消防可靠性具有重要的作用。

1食堂消防安全評估指標體系

本章深入分析食堂火災危險性，建立食堂評價指標體系，并采用專家評分法確立評價指標的取值范圍，通過層次分析法確定各指標的權重。

建筑火災危險評價是一項系統的工程，而指標體系是其中關鍵的一步。食堂作為人員密集場所，廣泛存在于各大高校與企事業單位中，但人們對于其的關注度卻很少。下面就根據人員密集場所的特點，建立食堂的火災危險性安全評估指標體系。

1.1人員密集場所的特點

（1）人口密度大，人員疏散困難

（2）火災荷載大，發生火災時產煙量大，煙氣造成的危害較嚴重

（3）內部線路復雜，存在線路老化、修復不及時的問題。

（4）消防設施完好率得不到保證。

（5）人員接受消防知識培訓或消防意識程度不統一，參差不齊。

1.2食堂火災危險性分析

任何一個建筑的火災從根源上來講都是由多個因素相互作用的結果，下面從建筑自身消防安全、滅火救援力量、當地防火監督狀況和社會消防安全狀況四個方面進行闡述。

1.2.1食堂自身消防安全

（1）建筑物自身情況

建筑物的墻體、構件、內部裝修的燃燒物質性質、室內火災載荷等，對其控火能力都有重要影響。建筑材料的燃燒性能以及建筑物周圍的環境都會影響到建筑物的火災危險性大小。

（2）防火設施與設備

合理的防火結構與布局，防火或防排煙分區等被動防火設施，能夠在火災發生的初期階段截斷其蔓延，將火災控制在一定的范圍內。一旦初期火災未得到有效控制，馬上就會發展成熊熊大火，很難撲救。所以，首先必須防止火災發生，即使發生，也要控制在初期階段。特別是對食堂這樣的人員密集場所，要充分利用自動火災報警系統、自動火災滅火系統這些主動防火設施將火災控制在初期階段，直至撲滅。

（3）火源的控制

由于食堂的用電設備少，出現用電不慎造成的火災可能性較小。但是操作間線路較為復雜，在供應伙食前期耗電量較大，可能出現短時的短路現象。因此其著火原因為以下幾個方面：電器設備、吸煙，電線電纜。

（4）消防應急疏散

每年世界各地都會有踩踏事故造成很多人喪生，其直接原因是人員不能快速安全離開事故發生地。由此可以看出消防應急疏散的重要性，很多事實也可以證明這一點。食堂的應急疏散設施包括安全出口、火警廣播系統、人群的密度、疏散標志與應急照明等等，是發生事故后進行人員、物質疏散的必要設施，它的情況好壞對建筑物的火災危險性有直接的影響。

（5）消防安全管理

完善的規章制度和火災疏散方案、設置專門人員值班、定期對各種設備進行檢修，是提前發現問題的最好手段，真正做到“防范于未燃”。與此同時，人們的安全意識水平以及食堂的消防安全管理機構和管理水平也起著舉足輕重的作用。

1.2.2食堂滅火救援力量

食堂一旦發生火災，當地的消防隊裝備、消防隊訓練水平和實戰水平、消防隊數量、消防通訊、道路交通狀況和消防水源等等密切的關系。

1.2.3當地防火監督狀況

防火監督檢查也就是指消防監督檢查，其責任主體在于當地的支（大）隊，只要當地主管消防機構定期做好監督檢查，發現隱患并及時要求整改和專項治理，有助于減少各類火災事故的發生。

1.2.4社會消防安全狀況

當地的社會消防安全狀況也影響食堂發生重特大火災危險的大小，尤其是社會消防安全、領導的重視等等。

1.3食堂火災危險性評價指標體系

根據以上分析對食堂火災危險性分析，以及人員密集場所的特點，現建立以食堂自身消防安全、滅火救援力量、當地防火監督狀況和社會消防安全狀況4個子系統的評價體系。并確定了各子系統的影響因子，見表2.1。

1.4評價指標體系各個因素的風險值

本文采用專家評分法，就把在評定問題中或決策問題中所要考慮的各因素，由調查人事先測定出表格，然后根據研究問題的具體內容，在本專業內聘請閱歷高、專業知識豐富并且有實際工作經驗的專家按照對安全有利的情況（越有利得分越高）進行打分。最后，由調查人匯總，計算出因素的分值，根據風險程度表進行評估。此方法易于掌握，能廣泛用于火災安全評價。

1.4.1專家打分

根據表2.1制訂因素重要程度調查表。調查時，綜合考慮聘請10位專家組成專家調查組，主要是消防和建筑設計等方面的專家。在打分時，要求每個專家獨立完成，不能互相討論或交換意見。

其中打分依據相關的風險等級，具體等級劃分如下表2.2：

1.5確定特征值

以專家打分為依據，根據公式（2.1）確定評估指標的特征值

（2.1）

其中bij為評估分值上限，aij為評估分值下限。

指標特征值如表2.3

1.6小結

本章完成了指標體系的構建，進行了專家打分并根據專家打分計算出了三級指標特征值，為后續的計算建筑物的總的風險值并判定風險級別奠定了基礎。

2 yaahp層次分析軟件的應用

2.1層次結構模型的建立

根據指標體系繪制層次結構模型，如圖3.1

2.2繪制判斷矩陣

對多目標、多層次進行兩兩對比，運用九標度法，構筑判斷矩陣。九標度賦值法的重要性判斷值如下表3.1

3.3各級指標的權重的確定

利用層次分析軟件yaahp確定各級指標權重，僅截取部分圖，如下

Yaahp層次分析軟件的Wi即為三級指標的權重，即二級指標所包含的因子權重。

對二級指標所包含的因子，各權重求和，既為二級指標權重。同理，一級指標的權重的確定也是如此。在這里不一一羅列。

根據權重指標及各因素的特征值并利用公式（3.1）從而確定各因素對上級指標的影響。將各指標所包含因子的影響值利用公式（3.2），既為指標的風險值。

（3.1）

式中：——建筑某級指標火災風險

——基層指標的權重

——基層指標的評估得分

其中當某級指標只包含一個風險因素時，i=1

（3.2）

式中R——上級指標得分

因此總得分：82.27，屬于高風險。

雖然食堂的風險較大，但是可以通過可以一定措施進行補救。現依據特征值及風險量化標準列出對整個風險評估結果起決定性作用的幾個方面。分別為室內火災荷載、吸煙、火警廣播系統、人群密度、疏散標志與應急照明、消防通信和接出警，道路交通，隱患整改落實，專項治理、社會消防宣傳、各級領導重視情況這些因素對于引起火災具有極大的可能性或者后果極其嚴重。如果在這些方面妥善落實，則消防安全相對可以保證。

3結論與建議

3.1結論

本文概述了消防安全評估中術語與常用的評估方法，闡述了國內外建筑消防安全評估研究現狀。概述了模糊評價理論與方法。對食堂火災危險性進行了分析，建立了以食堂建筑自身安全、滅火救援力量、當地防火監督狀況和社會消防安全狀況為因素子集的食堂消防安全評價指標體系，并確定了各子集的評價因子。采用yaahp層次分析軟件確定了評價指標的權重系數。

結論如下：

（1）合理的評價指標體系是建筑消防安全評估的基礎。

（2）對食堂進行消防安全評估的目的，是減少火災發生以及火災發生以后減少人員傷亡和財產損失，因此評價指標體系除了考慮建筑自身狀況，還應該考慮滅火救援力量、當地防火監督狀況和社會消防安全狀況，評價指標體系更完整。

3.2建議

從存在較多極高風險的因素方面可以看出食堂的安全性還存在諸多的問題，尤其是在食堂自身的疏散方面上是較差的，消防基礎設施和公共消防安全狀況以及當地防火監督情況也不盡人宜。因此作者對食堂的安全管理提幾點建議：

（1）食堂要實行消防安全統一管理。

1） 疏散設施要統一管理，確保完好有效。

2）消防設備要定期檢修，統一管理。

3）食堂用火用電要統一管理。不能私自拉扯電線、違規擅自動火。

（2）提高防火意識，提高從業人員的業務素質。

可以利用本學院的特點，定期開展相關的消防教育與宣傳，真正做到人人知消防，人人懂消防。

（3）食堂要建立消防安全組織機構和嚴格的消防安全制度

（4）盡快改善現有的消防通訊狀況。

消防通信是現代化消防的標志，是提高滅火救援效率的重要保障。

（5）努力提高消防技術裝備的科技含量

車輛裝備器材配備要按照國家建設部、國家發展計劃委員會批準的《城市消防站建設標準》要求，結合當地經濟建設以及社會發展實際，使消防部門執勤車輛、滅火器材、搶險救援器材和消防人員防護器材配備在近期內達到標準要求。

參考文獻

[1]中華人民共和國公安部.建筑設計防火規范[S]，GB50016-2006，北京：中國計劃出版社，2006

[2]杜蘭萍.火災風險評估方法與應用案例[M].北京：中國人民公安大學出版社，2011：73

[3]田玉敏，劉茂.高層建筑火災風險的概率模糊綜合評價方法 [J].中國安全科學學報，2004，14（5）：100 - 101.

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關鍵詞：城市區域火災風險評估

一、火災風險評估的概念

過去，人們往往依靠經驗和直觀推斷來做出決策。隨著計算機容量不斷擴大和模塊技術的發展，風險評估（riskassessment）和風險管理（riskmanagement）技術作為復雜或重大事項決策的必要輔助手段，在過去的二、三十年間，在決策分析、管理科學、運營研究和系統安全等領域得到了廣泛的認知和應用[1]。

通常認為風險(risk)的定義為：能夠對研究對象產生影響的事件發生的機會，它通過后果和可能性這兩個方面來具體體現。風險概念中包括三個因素：對可能發生的事件的認知；該事件發生的可能性；發生的后果[2]。因而，火災風險（firerisk）包含火災危險性（發生火災的可能性）和火災危害性（一旦發生火災可能造成的后果）雙重含義[3]。

現在，在文獻中可以看到的與“火災風險評估”相關的術語有fireriskanalysis,fireriskestimation,fireriskevaluation,fireriskassessment等，但基本上火災風險評估都是指：在火災風險分析的基礎上對火災風險進行估算，通過對所選擇的風險抵御措施進行評估，把所收集和估算的數據轉化為準確的結論的過程。火災風險評估與火災模擬、火災風險管理和消防工程之間有密切關系，為其提供定性和定量的分析方法，簡單地如消防安全設施檢查表，復雜的就會涉及到概率分析，在應用方面針對的風險目標的性質和分析人員的經驗有各種變化[4]。

較多的人傾向于從工程角度來定義火災危害性（firehazard）和火災風險（firerisk）。火災危害性指：凡是根據已有的資料認為能引起火災或爆炸，或是能為火災的強度增大或蔓延持續提供燃料，即對人員或財產安全造成威脅的任何情況、工藝過程、材料或形勢。火災危害性分析在不同的情況下有不同的針對性，目的是確定在一定的條件下有可能發生的可預見性后果。這種設定的條件稱為火災場景，包括建筑物中房間的布局、建材、裝修材料及家具、居住者的特征等與相關后果有關的各種具體信息。目前在確定后果方面的趨勢是盡可能地利用各種火災模式，輔以專家判斷。此時，危害性分析可以看作是風險評估的一個構成元素，即風險評估是對危害發生的可能性進行權衡的一系列危害性分析。

從系統分析的角度來看，風險具有系統特性和動態特性。風險實際上并非某一單一實體或事物的固有特性，而是屬于一個系統的特性。若系統發生變化，很容易就會使事先對風險所做的估算隨之發生變化。火災風險評估模式包括：系統認定，即明確所要評估的具體系統并定義出風險抵御措施的過程；風險估算，即設定關于火災的發生幾率和嚴重后果及其伴隨的不確定性的衡量標準或尺度，計算和量化系統中的指標的過程；風險評估，對該標準或尺度進行分析和估算，確定某一特定風險值的重要性或某一特定風險發生變化的權重[5]。

二、城市區域火災風險評估的意義及發展概況

在消防方面，隨著人們安全意識的提高和建筑設計性能化的發展，對建筑工程的安全評估日益受到重視，比如美國消防協會制定的“NFPA101生命安全法規”是一部關注火災中的人員安全的消防法規，與之同源的“NFPA101A確保生命安全的選擇性方法指南”，分別針對醫護場所、監禁場所、辦公場所等，給出了一系列安全評估方法，多應用于建筑工程的安全性評估方面[6]。

目前，我國在火災風險評價方面的研究，大部分是以某一企業，或某一特定建筑物為對象的小系統。例如，由武警學院承擔的國家“九五”科技攻關項目“石化企業消防安全評價方法及軟件開發研究”，以“石油化工企業防火設計規范”等消防規范和德爾菲專家調查法為基礎，設計了石化企業消防安全評價的指標體系，利用層次分析法和道化指數法確定了各指標的權重，采用線性加權模型得出煉油廠的消防安全評價結果[7]。以某一特定建筑物為對象的火災風險評價也比較多，如中國礦業大學周心權教授，在分析建筑火災發生原因的基礎上，建立了建筑火災風險評估因素集，并運用模糊評價法對我國的高層民用建筑進行了消防安全評價[8]。

與上述的安全評估不同，城市區域的火災風險評估的目的是根據不同的火災風險級別，配置消防救援力量，指導城市消防系統改造，指導城市消防規劃。對已建成的城市區域的火災風險評估必須考慮許多因素，即城市火災危險性評價指標體系，包括區域內所存在的對生命安全造成危險的情況、火災頻率、氣候條件、人口統計等因素，進而評價社區的消防部署和消防能力等抵御風險的因素。除此之外，在評估過程中另一個重要的情況是要關注社區從財政及其他方面為消防規劃中所要求的總體消防水平提供支持的能力和意愿。隨著城市規模擴大、綜合功能增強，在居住區商貿中心、醫院、學校、和護理場所增多，評估方法還會相應的改變。現有的城市區域火災風險評估方法主要出于以下兩個目的：

（一）用于保險目的

在火災保險方面的應用的典型事例為美國保險管理處ISO(InsuranceServicesOffice,ISO)的城市火災分級法，在美國已經被視為指導社區政府部門對其火災抵御能力和實際情況進行分類和自我評估的良好方法。ISO方法把社區消防狀況分為10個等級，10級最差，1級最好。

ISO是按照一套統一的指標來對每個社區的客觀存在的滅火能力進行評估，確定該社區的公共消防級別，這套指標來自于由美國消防協會和美國自來水公司協會所制定的各種國家規范。ISO對城市消防的分級方法主要體現在它的“市政消防分級表(CommercialFireRatingSchedule,CFRS)”上。CFRS把建筑結構、用途、防火間距與公共消防情況（用公共消防分級數目表達）相關聯，再以統計數據加以調節后，來確定相應的火險費用。ISO級別僅被保險公司用作確定火險費用的一個成分。ISO分級系統雖然無法反映出消防組織的其他應急救援能力，但實際上也常用于各個區域的公共滅火力量的確定。

市政消防分級表從1974年開始使用，主要考察某城市區域的7個指標情況：供水、消防隊、火災報警、建筑法規、電氣法規、消防法規、氣候條件。隨著技術進步，該表也不斷改進。1980年版抽取了CFRS中對公共消防分級的方法，給出了修訂后的滅火力量等級表，指標只包括前3項。被刪除的指標或者確少區分度，或者在全市范圍內進行評估時太過于主觀，而且74表格中包含許多評估標準是具體的規定，如果某一社區的情況沒有滿足這些規定，則歸屬為差額分，規定降低了表格可使用的彈性范圍，無法正確評估情況和技術的變化。故而ISO分級表被視為越來越“性能化”[9]。

（二）用于消防力量的部署

當今的消防組織和地方政府要擔負日益加重的安全責任，面對來自公眾的對抵御各種風險的更多的期望，以及調整消防機構人員、設備及其他預算方面的壓力，迫切需要確認某一給定轄區內的具體風險和危險的等級。

具體地說，城市區域風險評估在消防方面的目的就是：使公眾和消防員的生命、財產的預期風險水平與消防安全設施以及火災和其他應急救援力量的種類和部署達到最佳平衡。

關于火災風險對于滅火救援力量的影響，美國消防界對此的關注可以說幾經反復，其間美國消防學院、NFPA等都做了許多工作。直至20世紀90年代，國際消防局長協會成立了由150名專業人士組成的國際消防組織資質認定委員會(theCommissionofFireAccreditationInternational,CFAI)，經過9年的廣泛工作，制定了“消防應急救援自我評估方法”，和制定標準的社區消防安全系統。另外，NFPA最終還制定了NFPA1710和1720兩個指導消防力量部署的標準，分別幫助職業消防隊和志愿消防隊和改進為社區提供的消防救援的水平。根據NFPA最近的調查，NFPA1710將在全美30500個消防機構中的3300~3600個得到正式的應用，也推廣到加拿大有些地區[10]。

英國對消防救援力量的部署標準是依據內政部批準的“風險指標”，把消防隊的轄區劃分為“A”、“B”、“C”、“D”四類區域，名為“風險分級”系統。其目的是對消防隊的轄區進行風險評估，確定轄區內的各種風險區域，進而確定該風險區域發生火災后應出動的消防車數量和消防響應時間。1995年，英國的審計委員會了一份題為“消防方針”的考察報告，認為這種方法沒有充分考慮建筑設施的占用情況、社區的人口統計情況和社會經濟因素，也沒有把建筑物內的消防安全設施納入考核范圍。故而由審計委員會報告聯合工作組與內政部的消防研究發展辦公室一起，設立了一個研究項目。該項目的目的是開發一套供消防機構劃分區域的風險等級，對包括滅火在內的所有應急救援力量進行部署，用于消防安全設施的規劃并能解決上述問題的風險評估方法，再對開發出的方法進行測試。最后Entec公司開發出了計算軟件，并于1999年4月以內政部的名義出臺了“風險評估工具箱”測試版[11]。

三、國內外近期的城市區域火災風險評估方法

（一）國內的城市區域火災風險評估方法

張一先等采用指數法對蘇州古城區的火災危險性進行分級[15]，該方法的指標體系考慮了數量危險性，著火危險性，人員財產損失嚴重度，消防能力這四個因素。1995年李杰等在建立火災平均發生率與城市人口密度﹑城區面積﹑建筑面積間的統計關系基礎上，選取建筑面積為主導參量，建立了以建筑面積為單一因子的城市火災危險評價公式[12]。李華軍[16]等在1995年提出了城市火災危險性評價指標體系，該體系中城市火災危險性評價由危害度﹑危險度和安全度三個指標組成，用以評價現實的風險，不能用來指導城市消防規劃。

（二）美國的“風險、危害和經濟價值評估”方法[13]

美國國家消防局與CFAI于1999年一起，在“消防局自我評估”及“消防安全標準”的工作的基礎上，更突出強調了“火災科學”的“科學性”，開發出名為“風險、危害和經濟價值評估（Risk,HazardandValueEvaluation）”的方法。美國消防局于2001年11月19日了該方案，這是一個計算機軟件系統，包含了多種表格、公式、數據庫、數據分析方法，主要用于采集相關的信息和數據，以確定和評估轄區內火災及相關風險情況，供地方公共安全政策決策者使用，有助于消防機構和轄區決策者針對其消防及應急救援部門的需求做出客觀的、可量化的決策，更加充分地體現了把消防力量布署與社區火災風險相結合的原則。

該方法的要點集中于兩個方面：1、各種建筑場所火災隱患評估。其目的是收集各種數據元素，這些數據能夠通過高度認可的量度方法，以便提供客觀的、定量的決策指導。其中的分值分配系統共包括6類數據元素：建筑設施、建筑物、生命安全、供水需求、經濟價值。2、社區人口統計信息。用于收集轄區年度收集的相關數據元素。包括居住人口、年均火災損失總值、每1000人口中的消防員數目等數據元素。

該方法已在一些消防局的救援響應規劃中得到應用。以蘇福爾斯消防局為例，它利用該方法把其社區風險定義為高中低三類區域，進而再考察這些區域的火災風險可能性和后果：高風險區域包括風險可能性和后果都很大的以及可能性低、后果大的區域，主要指人員密集的場所和經濟利益較大的場所；中等風險區域是風險可能性大，后果小的區域，如居住區；低風險區域是風險可能性和后果都較低的區域，如綠地、水域等，然后再把這些在消防救援響應規劃中體現出來。

（三）英國的“風險評估”方法[14]

英國Entec公司研發“消防風險評估工具箱”，解決了兩個問題：一是評估方法的現實性，是否在一定的時限內能達到最初設定的目標。經過對環境、管理、海事安全等部門所使用的各種風險評估方法的進行廣泛考察之后，研究人員認為如果對這些方法加以適當轉換，就可以通過不同的方法對消防隊應該接警響應的不同緊急情況進行評估。二是建立了表達社會對生命安全風險可接受程度的指標。

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關鍵詞：城市區域火災風險評估

一、火災風險評估的概念

過去，人們往往依靠經驗和直觀推斷來做出決策。隨著計算機容量不斷擴大和模塊技術的發展，風險評估（riskassessment）和風險管理（riskmanagement）技術作為復雜或重大事項決策的必要輔助手段，在過去的二、三十年間，在決策分析、管理科學、運營研究和系統安全等領域得到了廣泛的認知和應用[1]。

通常認為風險(risk)的定義為：能夠對研究對象產生影響的事件發生的機會，它通過后果和可能性這兩個方面來具體體現。風險概念中包括三個因素：對可能發生的事件的認知；該事件發生的可能性；發生的后果[2]。因而，火災風險（firerisk）包含火災危險性（發生火災的可能性）和火災危害性（一旦發生火災可能造成的后果）雙重含義[3]。

現在，在文獻中可以看到的與“火災風險評估”相關的術語有fireriskanalysis,fireriskestimation,fireriskevaluation,fireriskassessment等，但基本上火災風險評估都是指：在火災風險分析的基礎上對火災風險進行估算，通過對所選擇的風險抵御措施進行評估，把所收集和估算的數據轉化為準確的結論的過程。火災風險評估與火災模擬、火災風險管理和消防工程之間有密切關系，為其提供定性和定量的分析方法，簡單地如消防安全設施檢查表，復雜的就會涉及到概率分析，在應用方面針對的風險目標的性質和分析人員的經驗有各種變化[4]。

較多的人傾向于從工程角度來定義火災危害性（firehazard）和火災風險（firerisk）。火災危害性指：凡是根據已有的資料認為能引起火災或爆炸，或是能為火災的強度增大或蔓延持續提供燃料，即對人員或財產安全造成威脅的任何情況、工藝過程、材料或形勢。火災危害性分析在不同的情況下有不同的針對性，目的是確定在一定的條件下有可能發生的可預見性后果。這種設定的條件稱為火災場景，包括建筑物中房間的布局、建材、裝修材料及家具、居住者的特征等與相關后果有關的各種具體信息。目前在確定后果方面的趨勢是盡可能地利用各種火災模式，輔以專家判斷。此時，危害性分析可以看作是風險評估的一個構成元素，即風險評估是對危害發生的可能性進行權衡的一系列危害性分析。

從系統分析的角度來看，風險具有系統特性和動態特性。風險實際上并非某一單一實體或事物的固有特性，而是屬于一個系統的特性。若系統發生變化，很容易就會使事先對風險所做的估算隨之發生變化。火災風險評估模式包括：系統認定，即明確所要評估的具體系統并定義出風險抵御措施的過程；風險估算，即設定關于火災的發生幾率和嚴重后果及其伴隨的不確定性的衡量標準或尺度，計算和量化系統中的指標的過程；風險評估，對該標準或尺度進行分析和估算，確定某一特定風險值的重要性或某一特定風險發生變化的權重[5]。

二、城市區域火災風險評估的意義及發展概況

在消防方面，隨著人們安全意識的提高和建筑設計性能化的發展，對建筑工程的安全評估日益受到重視，比如美國消防協會制定的“NFPA101生命安全法規”是一部關注火災中的人員安全的消防法規，與之同源的“NFPA101A確保生命安全的選擇性方法指南”，分別針對醫護場所、監禁場所、辦公場所等，給出了一系列安全評估方法，多應用于建筑工程的安全性評估方面[6]。

目前，我國在火災風險評價方面的研究，大部分是以某一企業，或某一特定建筑物為對象的小系統。例如，由武警學院承擔的國家“九五”科技攻關項目“石化企業消防安全評價方法及軟件開發研究”，以“石油化工企業防火設計規范”等消防規范和德爾菲專家調查法為基礎，設計了石化企業消防安全評價的指標體系，利用層次分析法和道化指數法確定了各指標的權重，采用線性加權模型得出煉油廠的消防安全評價結果[7]。以某一特定建筑物為對象的火災風險評價也比較多，如中國礦業大學周心權教授，在分析建筑火災發生原因的基礎上，建立了建筑火災風險評估因素集，并運用模糊評價法對我國的高層民用建筑進行了消防安全評價[8]。

與上述的安全評估不同，城市區域的火災風險評估的目的是根據不同的火災風險級別，配置消防救援力量，指導城市消防系統改造，指導城市消防規劃。對已建成的城市區域的火災風險評估必須考慮許多因素，即城市火災危險性評價指標體系，包括區域內所存在的對生命安全造成危險的情況、火災頻率、氣候條件、人口統計等因素，進而評價社區的消防部署和消防能力等抵御風險的因素。除此之外，在評估過程中另一個重要的情況是要關注社區從財政及其他方面為消防規劃中所要求的總體消防水平提供支持的能力和意愿。隨著城市規模擴大、綜合功能增強，在居住區商貿中心、醫院、學校、和護理場所增多，評估方法還會相應的改變。現有的城市區域火災風險評估方法主要出于以下兩個目的：

（一）用于保險目的

在火災保險方面的應用的典型事例為美國保險管理處ISO(InsuranceServicesOffice,ISO)的城市火災分級法，在美國已經被視為指導社區政府部門對其火災抵御能力和實際情況進行分類和自我評估的良好方法。ISO方法把社區消防狀況分為10個等級，10級最差，1級最好。

ISO是按照一套統一的指標來對每個社區的客觀存在的滅火能力進行評估，確定該社區的公共消防級別，這套指標來自于由美國消防協會和美國自來水公司協會所制定的各種國家規范。ISO對城市消防的分級方法主要體現在它的“市政消防分級表(CommercialFireRatingSchedule,CFRS)”上。CFRS把建筑結構、用途、防火間距與公共消防情況（用公共消防分級數目表達）相關聯，再以統計數據加以調節后，來確定相應的火險費用。ISO級別僅被保險公司用作確定火險費用的一個成分。ISO分級系統雖然無法反映出消防組織的其他應急救援能力，但實際上也常用于各個區域的公共滅火力量的確定。

市政消防分級表從1974年開始使用，主要考察某城市區域的7個指標情況：供水、消防隊、火災報警、建筑法規、電氣法規、消防法規、氣候條件。隨著技術進步，該表也不斷改進。1980年版抽取了CFRS中對公共消防分級的方法，給出了修訂后的滅火力量等級表，指標只包括前3項。被刪除的指標或者確少區分度，或者在全市范圍內進行評估時太過于主觀，而且74表格中包含許多評估標準是具體的規定，如果某一社區的情況沒有滿足這些規定，則歸屬為差額分，規定降低了表格可使用的彈性范圍，無法正確評估情況和技術的變化。故而ISO分級表被視為越來越“性能化”[9]。

（二）用于消防力量的部署

當今的消防組織和地方政府要擔負日益加重的安全責任，面對來自公眾的對抵御各種風險的更多的期望，以及調整消防機構人員、設備及其他預算方面的壓力，迫切需要確認某一給定轄區內的具體風險和危險的等級。

具體地說，城市區域風險評估在消防方面的目的就是：使公眾和消防員的生命、財產的預期風險水平與消防安全設施以及火災和其他應急救援力量的種類和部署達到最佳平衡。

關于火災風險對于滅火救援力量的影響，美國消防界對此的關注可以說幾經反復，其間美國消防學院、NFPA等都做了許多工作。直至20世紀90年代，國際消防局長協會成立了由150名專業人士組成的國際消防組織資質認定委員會(theCommissionofFireAccreditationInternational,CFAI)，經過9年的廣泛工作，制定了“消防應急救援自我評估方法”，和制定標準的社區消防安全系統。另外，NFPA最終還制定了NFPA1710和1720兩個指導消防力量部署的標準，分別幫助職業消防隊和志愿消防隊和改進為社區提供的消防救援的水平。根據NFPA最近的調查，NFPA1710將在全美30500個消防機構中的3300~3600個得到正式的應用，也推廣到加拿大有些地區[10]。

英國對消防救援力量的部署標準是依據內政部批準的“風險指標”，把消防隊的轄區劃分為“A”、“B”、“C”、“D”四類區域，名為“風險分級”系統。其目的是對消防隊的轄區進行風險評估，確定轄區內的各種風險區域，進而確定該風險區域發生火災后應出動的消防車數量和消防響應時間。1995年，英國的審計委員會了一份題為“消防方針”的考察報告，認為這種方法沒有充分考慮建筑設施的占用情況、社區的人口統計情況和社會經濟因素，也沒有把建筑物內的消防安全設施納入考核范圍。故而由審計委員會報告聯合工作組與內政部的消防研究發展辦公室一起，設立了一個研究項目。該項目的目的是開發一套供消防機構劃分區域的風險等級，對包括滅火在內的所有應急救援力量進行部署，用于消防安全設施的規劃并能解決上述問題的風險評估方法，再對開發出的方法進行測試。最后Entec公司開發出了計算軟件，并于1999年4月以內政部的名義出臺了“風險評估工具箱”測試版[11]。

三、國內外近期的城市區域火災風險評估方法

（一）國內的城市區域火災風險評估方法

張一先等采用指數法對蘇州古城區的火災危險性進行分級[15]，該方法的指標體系考慮了數量危險性，著火危險性，人員財產損失嚴重度，消防能力這四個因素。1995年李杰等在建立火災平均發生率與城市人口密度﹑城區面積﹑建筑面積間的統計關系基礎上，選取建筑面積為主導參量，建立了以建筑面積為單一因子的城市火災危險評價公式[12]。李華軍[16]等在1995年提出了城市火災危險性評價指標體系，該體系中城市火災危險性評價由危害度﹑危險度和安全度三個指標組成，用以評價現實的風險，不能用來指導城市消防規劃。

（二）美國的“風險、危害和經濟價值評估”方法[13]

美國國家消防局與CFAI于1999年一起，在“消防局自我評估”及“消防安全標準”的工作的基礎上，更突出強調了“火災科學”的“科學性”，開發出名為“風險、危害和經濟價值評估（Risk,HazardandValueEvaluation）”的方法。美國消防局于2001年11月19日了該方案，這是一個計算機軟件系統，包含了多種表格、公式、數據庫、數據分析方法，主要用于采集相關的信息和數據，以確定和評估轄區內火災及相關風險情況，供地方公共安全政策決策者使用，有助于消防機構和轄區決策者針對其消防及應急救援部門的需求做出客觀的、可量化的決策，更加充分地體現了把消防力量布署與社區火災風險相結合的原則。

該方法的要點集中于兩個方面：1、各種建筑場所火災隱患評估。其目的是收集各種數據元素，這些數據能夠通過高度認可的量度方法，以便提供客觀的、定量的決策指導。其中的分值分配系統共包括6類數據元素：建筑設施、建筑物、生命安全、供水需求、經濟價值。2、社區人口統計信息。用于收集轄區年度收集的相關數據元素。包括居住人口、年均火災損失總值、每1000人口中的消防員數目等數據元素。

該方法已在一些消防局的救援響應規劃中得到應用。以蘇福爾斯消防局為例，它利用該方法把其社區風險定義為高中低三類區域，進而再考察這些區域的火災風險可能性和后果：高風險區域包括風險可能性和后果都很大的以及可能性低、后果大的區域，主要指人員密集的場所和經濟利益較大的場所；中等風險區域是風險可能性大，后果小的區域，如居住區；低風險區域是風險可能性和后果都較低的區域，如綠地、水域等，然后再把這些在消防救援響應規劃中體現出來。

（三）英國的“風險評估”方法[14]

篇（4）

從國外性能化規范的研究過程看，大部分是首先或同時研究與性能設計有關的消防安全設計評估技術，只有少數國家是先修改規范，后開發設計指南。

三、消防安全工程

隨著人們對火災現象及其規律研究的不斷深入，在一定程度上實現了對火災過程的定量描述和分析，并由此產生了一門新興工程學科--消防安全工程學。在發展以性能為基礎的規范的同時，消防安全工程也在快速發展。消防安全工程學由于其潛力、復雜性以及應用性而在基礎理論、方法學和實用工具領域得到較大的發展。當然人們仍然需要進一步研究建筑設計中完全量化的消防安全工程方法。

消防安全工程所涉及的內容包括工程原理與原則的應用，基于火災現象、火災影響，以及人的反應和行為的專家判斷。由于現在仍然缺乏完全量化的建筑設計消防安全工程方法，因此要求采用由專家或工程分析判斷而形成的比較保守的方法。不過，在很多國家，這些能夠作出專家判斷的經過認可或被接受的消防工程師為數不多。

四、性能化設計方法

性能化設計方法是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法，它運用消防安全工程學的原理與方法，根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況，對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估，從而得出最優化的防火設計方案，為建筑物提供最合理的防火保護。

性能化設計利用火災科學和消防安全工程去建立設計指標，評估設計方案；并利用火災危害分析和火災風險評估去建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數如人在火災中的行為和反應進行定義的工程過程。

五、性能化規范與性能化設計方法

性能化規范中，一般只確定能達到規范要求的可接受的方法，對建筑物內的要求通過政策性的總目標、功能目標和性能要求來表敘。例如澳大利亞于1996年12月由澳大利亞建筑規范委員會(ABCB)編制的第一個"性能化"的綜合性的建筑規范《澳大利亞建筑規范(BCA96)》由四個層次的體系構成，即目標、功能描述、性能要求?quot;視為滿足的條款"以及驗證的方法。性能化設計是選用以性能為基礎的替代辦法，即描述能夠達到某種規定性能水平的設計過程的術語，其設計方法是設計中的一種工程方法。

如果性能化設計方法同性能化規范一起使用，就必需有一套規范中要求的固定的總目標、功能目標和性能要求。如果不借能化規范，就由以下7個步驟來指導分析和設計，即1確定工程場址或工程的具體內容。2確定消防安全總體目標、功能(或損失)目標和性能要求。3建立性能指標和設計指標標準。4建立火災場景。5建立設計火災。6提出和評估設計方案。7寫出最終報告。性能化設計必需考慮的因素至少包括以下因素：1起火和發展。2煙氣蔓延和控制。3火災蔓延和控制。4火災探測和滅火。5通知使用者并疏散。6消防部門的接警和響應。

六、評估方法

建筑防火評估方法是性能化設計的關鍵技術，在世界范圍內，對于這一方法及相關概念體系的逐步完善作出重要貢獻的各類方法和模型主要包括：美國的建筑防火評估方法(BFSEM：The Building Fire Safety Evaluation Method)。評估特定場所內所用產品火災風險的FRAME works方法，火災致損評估方法(FIVE：Fire-Induced Vulnerability Evaluation)；澳大利亞的風險評估模型(RAM:Risk Assessment Modeling)；日本的建筑物綜合防火安全設計方法；加拿大的FIRECAM方法。

加拿大國家建筑研究院(NRC)正在研究并已開始應用的性能化設計工具：火災風險與成本評估模型(FiRECAMTM--Fire Risk Evaluation and Cost Assessment Model))，它通過分析所有可能發生的火災場景來評估火災對建筑物內居民造成的預期風險，同時還能評估消防費用(基建及維修)和預期火災損失。FiRECAMTM依靠兩個主要參數來評估火災安全設計的火災安全性能，即火災對生命造成的預期風險(ERL)和預期火災損失(FCE)；運用統計數據來預測火災場景發生的幾率，比如可能發生的火災類型或火災探測器的可靠性，同時還運用數學模型來預測火災隨時間的變化，比如火的發展和蔓延及居民的撤離；FiRECAMTM利用火災增長、火災蔓延、煙氣流動、居民反應和消防部門反應的動態變化(以時間為函數)來計算ERL和FCE的數值。它包括：火災增長模型、煙氣流動和居民逃生模型。FiRECAMTM對火災蔓延的可能性及火災后修復建筑物的費用采用的是保守的評估模型，所以對財產損失的評估結果比實際的偏高。

澳大利亞消防規范改革中心(FCRC)正在開發一個用以量化建筑消防安全系統性能的風險評價模型叫CESARE--Risk(注：它和FiRECAMTM同基于Beck的預測多層、多房間內火災的影響的風險評價系統模型)，它采用多種火災場景，其中考慮了火災及對火災的反應的概率特性，采用確定性模型預測建筑內火災環境隨時間的變化。某些組成部分如下：事件樹與預期值模型、火災發展與煙氣流動模型、人員行為模型、消防隊模型和工作人員模型、分隔失效模型、經濟模型。

七、消防工程指南 

目前，為與消防安全工程相一致，必須為單個消防技術起草實施指南，1996年澳大利亞消防規范改革中心出版了"消防工程指南"，為消防安全評估提供了指導。該指南提出設計過程的一個重要部分是制定一個設計大綱，對建筑整體方案進行分析，確定潛在火災危害以便提出使項目組、消防安全工程師、消防部門和審批機關均認為滿意的消防系統設計方案。消防安全系統分析可以分下列幾極：

第一極--組件和子系統等效評估(SEE--SYSTEM EQUIVALENT EVALUATION)，只考慮一個子系統的單獨運行情況。

第二極--系統性能評估(SPE)，考慮不同子系統和組件之間的互相影響，這一極分析可能只建立在一個簡單的火災場景和時間曲線分析基礎上，也可能需要單獨考慮一個以上的"最壞"火災場景。

第三極--系統風險評估(SRE)，適用于大型綜合建筑或者高度創新的建筑，能大大降低建筑成本或者解決非常困難的設計問題。它屬于概率風險評估，其量化非常復雜，需要消防工程師具有更高的技術水平，也要求有關審批部門掌握更高的評估技能。同時指南還為所考慮的消防安全子系統規定了必要的分析和輸入數據。

八、我國的前景

篇（5）

火災場景確定過程中最重要的是確定場景發生的概率密度函數p(e)。p(e)與起火原因及建筑用途有密切聯系，可通過起火建筑用途和火災場景起火原因估計。一般而言，建筑用途決定建筑發生火災的總體趨勢。對于同一類建筑，不同起火原因對p(e)的影響更顯著。為方便和火災統計數據聯系，依據中國消防年鑒對起火原因的劃分，場景e的起火原因包括放火、電氣、違章操作、用火不慎、吸煙、玩火、自燃、雷擊、不明、其他。建筑用途明確后，首先確定該場景的起火原因。根據（3）式，火災場景的集合U應當包含所有可能起火原因。在實際操作中，可以進行簡化，U應當包含所有主要起火原因。確定起火原因后，需確定火災場景的總數n，即確定相同起火原因的火災場景的數目。雖然火災事故數量與建筑面積有一定關系，但在單個建筑火災風險評估中，事故數量與建筑面積之間的關系可以忽略。在本文所述方法中，每種起火原因的火災場景發生次數考慮為1次。這樣火災場景總數目n與可能主要起火原因數目保持一致。火災場景的其他要素，如發生火災的位置與環境、消防設施狀況等，也應當明確，作為后續評估模型的輸入。每個火災場景的其他要素應盡量按最不利原則確定。如設定火災發生在最容易造成人員傷亡或財產損失的位置。消防設施在控制火災危害中發揮了重要作用，也應考慮火災發生在消防設施相對最薄弱的環節。

2火災場景發生概率

火災場景發生的概率通過表1所示的五個等級描述。在一些半定量評估方法中，火災場景發生概率與評估對象特點之間聯系較弱。在評估中選取的火災發生概率一般較高，如果所有評估對象類似的火災場景都使用相同的概率，就會弱化評估對象之間的差異。例如，消防安全管理水平較高單位的火災事故發生概率會相對較小。為了體現評估對象之間的差異，引入火災場景ie的火災原始發生概率()ip′e和火災事故控制因子。()ip′e可根據火災事故統計數據估計得到。主要參考與評估建筑用途相同的某一類建筑火災發生起數的整體情況和該類建筑中各種起火原因引發火災的相對比例。()ip′e考慮了較多的不利因素，賦值較為保守。對于消防安全水平較高的評估對象，事故控制因子iε能根據實際狀況，在一定程度上消除這種不合適的“保守”。iε可以表示為：X1i：消防安全責任人對消防工作的重視程度；X2i：與場景ie相關消防安全管理人工作水平；X3i：與場景ie相關的消防安全制度落實情況，如用火管理制度、動火審批制度、易燃易爆危險品管理制度、用電和電氣線路維護檢修制度、防火檢查巡查制度等的落實情況等；X4i：與場景ie相關工作人員的消防安全意識與受培訓情況；X5i：與場景ie相關特殊設施、設備的狀況，如是否設有電氣火災監控系統，防雷設施是否完好等。可以根據評估對象的特點，適當調整上述五個因素，使該因子更加適用。

3火災危害程度

α為人員脆弱性因子；β為建筑脆弱性因子；keS為不同階段的火災危害控制能力。下文分別闡釋上述項的意義與確定過程。人員脆弱性因子α描述了建筑中人員抵抗火災危害的能力。人的行為是風險評估必須考慮的因素，然而部分評估方法對人員的因素考慮較少。由于本文主要研究一種開放的火災風險評估方法體系，沒有結合具體某一類型建筑，因此影響α的因素只列出了表3所示的四種因素。對于某一特定用途的建筑，影響α的因素需進行調整。若評估對象上述因素描述內容的主體是確定的，也可采用多屬性評價法。即通過設置一定的標準，如表3所示的參考分級標準，將評估對象的現狀轉化為分值，并確定ρ，K，A，C對α的權重，通過加權求和得到α的值。

建筑脆弱性因子β描述建筑本身抵御火災危害的能力。部分評估方法忽視了該因素的作用。β的值受表4所示因素影響。可以表示為：fβ的實現方法與fα相同，α,β∈。在半定量評估方法中，α與β對某一評估對象而言，意義不明顯，主要在于區別同一類型不同評估對象的差別。例如，若不使用建筑脆弱性因子β，一棟5層的多層酒店和一棟25層的超高層酒店的其他評估內容都達到同樣標準時，評估結果會相同，這顯然和火災風險現狀不相符。在半定量火災風險評估方法中，確定火災危害程度是一個難點。部分半定量分析模型確定火災后果的過程較為簡單，例如在對影響火災后果的因素進行賦值后，通過加和得到火災危害程度等級。雖然不同因素（措施）的重要性能通過一定權重描述，但不同措施在時間上的關系卻被忽略了。本文借鑒事件樹火災風險分析法中將火災發展階段和火災危險控制措施相結合，確定火災危害程度的思想。在真實火災中，火災危險控制措施之間并不是嚴格按時間階段動作的。在同一火災階段的各種措施是同時起作用的，一種措施會在多個階段中出現，且不同措施之間的重要性也是有所區別的。此外，由于數據庫的不完備，危害控制措施正常啟動的概率較難得到。所以在參考事件樹分析法的同時，還要進行調整，使其更適合半定量評估的需要。

參考對火災發展階段的劃分，將火災發展劃分為5個階段，并給出五個階段中火災危害的主要控制措施，如表5。可通過模糊綜合評價法判斷每個階段中火災危害控制措施對該階段火災危害的控制能力因子keS。專家在對評估對象進行檢查評估后，根據評估對象現狀，結合自身經驗，給出每一階段各種控制措施對火災危害控制能力的判斷。專家的判斷作為模糊綜合評價法的輸入。為了方便后續處理，采用模糊綜合評價中的等級參數評價法將評價結果百分化，即[0,100]keS∈。得到α，β和ekS后即可建立s(e)的求法。首先定義火災危害程度s的等級。參照2007年國務院頒布的《生產安全事故報告和調查處理條例》對火災等級標準的劃分，以及其他風險評估方法對后果的分級，本文采用的火災危害程度等級劃分標準如表6所示。通過統計數據確定s(e)是困難的，因為現有火災統計資料一般只包含“火災發展階段3（包含階段3）”之后的案例，很難獲得清晰的火災控制措施與火災后果之間的關系。基于這種情況，本文提出如下算法來實現s(e)。

在火災后果與火災發展階段之間建立主要對應關系，即火災發展1-5階段分別與火災后果Ⅰ-Ⅴ等級相對應。以第3階段為例，這種對應關系可理解為：“當火災發展到第3階段，出現Ⅲ等級火災后果的概率最大”。如前所述，在真實火災中，火災發展階段之間的劃分并不是非常清晰的，同一種危害控制措施可能在多個火災階段都發揮作用，造成通過火災危害控制措施的能力，評價火災可能發展到某一階段時，不僅要考慮該階段的危害控制措施，還要考慮其他階段措施的情況。當然，本階段的措施會起到主導作用。正態分布在風險評估中的應用非常廣泛，火災風險評估中很多物理量都可以使用正態分布表示。本文假設在火災發展某一階段的火災危害控制措施與其他階段火災危害控制措施在重要性上服從正態分布的規律。

確定火災風險

確定火災風險前，需要構建后果量化函數。本文采用風險矩陣實現g(s)。風險矩陣通過將可預測的最嚴重火災危害與相應的火災發生頻率結合起來，實現火災風險的定性估計。風險矩陣由于意義清晰，操作簡單，在多種風險評估方法中都得到了廣泛的使用。建立風險矩陣之前，要確定火災場景發生頻率的分級（表1），火災危害程度分級（表6）和作為評估結果的風險等級。參考對風險等級的劃分，制定表7所示的風險分級標準。參考風險矩陣建立方法，制定如表8所示的風險矩陣。根據該風險矩陣可得到火災場景e下建筑的火災風險等級。建筑每個火災場景的風險iRisk就能說明該建筑的風險狀況。根據建筑火災風險Risk的定義即需要將各火災場景的風險相加。由于風險等級無法直接相加，因此需對各風險等級賦予一定的分值，再以相加的分值來反映建筑的整體火災風險。

如何確定分值需從Risk的應用目的進行分析。Risk的應用對象一般是管理決策機構，比如奧組委需要知道每個比賽場館的風險值，消防部門需明確轄區內各單位建筑的風險大小。Risk的分值雖沒有明確的物理意義，但分值大小須能反映各級火災風險對社會公眾的影響程度，且具有一定區分度。可通過下式將各火災風險等級轉換為建筑火災風險分值形式。

實例分析

下面以某醫院建筑為例說明該體系的使用。該建筑地上24層，地下3層，建筑高度92m，建筑面積82000m2，2006年投入使用。地上1-5層為門診，6-24層為住院部，地下主要用作車庫和設備用房，部分區域用作藥庫。該建筑15層部分醫療實驗室內無火災自動報警系統；23層會議室內無自動噴水滅火系統和火災自動報警系統；個別部位的探測器存在故障；部分區域缺少滅火器；部分樓梯間防火門損壞，不能自動關閉；其他區域消防設備都按現行國家規范設置，且日常維護較好，能正常工作。

篇（6）

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

0引言

英國在1985年頒布了第一部性能化防火規范后，日本、澳大利亞、美國、加拿大、新西蘭以及北歐等發達國家政府先后投入大量研究經費積極開展了消防安全工程學和性能化安全設計方法理論及技術的研究。南非、埃及、巴西等發展中國家也都紛紛開展了這方面研究工作。目前有不少于13個國家(澳大利亞、加拿大、芬蘭、法國、英國、日本、荷蘭、新西蘭、挪威、波蘭、西班牙、瑞典和美國)以及兩個國際組織-國際標準組織(ISO)和國際建筑研究與文獻委員會(CIB)采用或積極發展性能化規范和基于規范結構形式下防火建筑所要求的工程工具和方法，并取得了一定成果。

從國外性能化規范的研究過程看，大部分是首先或同時研究與性能設計有關的消防安全設計評估技術，只有少數國家是先修改規范，后開發設計指南。

1消防安全工程

ニ孀湃嗣嵌曰鷦窒窒蠹捌涔媛裳芯康牟歡仙釗耄在一定程度上實現了對火災過程的定量描述和分析，并由此產生了一門新興工程學科--消防安全工程學。在發展以性能為基礎的規范的同時，消防安全工程也在快速發展。消防安全工程學由于其潛力、復雜性以及應用性而在基礎理論、方法學和實用工具領域得到較大的發展。當然人們仍然需要進一步研究建筑設計中完全量化的消防安全工程方法。

消防安全工程所涉及的內容包括工程原理與原則的應用，基于火災現象、火災影響，以及人的反應和行為的專家判斷。由于現在仍然缺乏完全量化的建筑設計消防安全工程方法，因此要求采用由專家或工程分析判斷而形成的比較保守的方法。不過，在很多國家，這些能夠做出專家判斷的經過認可或被接受的消防工程師為數不多。2性能化設計方法性能化設計方法是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法，它運用消防安全工程學的原理與方法，根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況，對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估，從而得出最優化的防火設計方案，為建筑物提供最合理的防火保護。

性能化設計利用火災科學和消防安全工程去建立設計指標，評估設計方案；并利用火災危害分析和火災風險評估去建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數如人在火災中的行為和反應進行定義的工程過程。3性能化規范與性能化設計方法

性能化規范中，一般只確定能達到規范要求的可接受的方法，對建筑物內的要求通過政策性的總目標、功能目標和性能要求來表敘。例如澳大利亞于1996年12月由澳大利亞建筑規范委員會(ABCB)編制的第一個"性能化"的綜合性的建筑規范《澳大利亞建筑規范(BCA96)》由四個層次的體系構成，即目標、功能描述、性能要求；視為滿足的條款"以及驗證的方法。性能化設計是選用以性能為基礎的替代辦法，即描述能夠達到某種規定性能水平的設計過程的術語，其設計方法是設計中的一種工程方法。如果性能化設計方法同性能化規范一起使用，就必需有一套規范中要求的固定的總目標、功能目標和性能要求。如果不借能化規范，就由以下7個步驟來指導分析和設計，即1比范üこ壇≈坊蜆こ痰木嚀迥諶蕁2比范ㄏ防安全總體目標、功能(或損失)目標和性能要求。3苯立性能指標和設計指標標準。4苯立火災場景。5苯立設計火災。6碧岢齪推攔郎杓品槳浮7斃闖鱟鈧氈ǜ妗P閱芑設計必需考慮的因素至少包括以下因素：1逼鴰鷙頭⒄埂2毖唐蔓延和控制。3被鷦致延和控制。4被鷦痔講夂兔鴰稹5蓖ㄖ使用者并疏散。6畢防部門的接警和響應。

4評估方法建筑防火評估方法是性能化設計的關鍵技術，在世界范圍內，對于這一方法及相關概念體系的逐步完善做出重要貢獻的各類方法和模型主要包括：美國的建筑防火評估方法(BFSEM：The Building Fire Safety Evaluation Method)。評估特定場所內所用產品火災風險的FRAME works方法，火災致損評估方法(FIVE：Fire-Induced Vulnerability Evaluation)；澳大利亞的風險評估模型(RAM:Risk Assessment Modeling)；日本的建筑物綜合防火安全設計方法；加拿大的FIRECAM方法。

ゼ幽么蠊家建筑研究院(NRC)正在研究并已開始應用的性能化設計工具：火災風險與成本評估模型(FiRECAMTM--Fire Risk Evaluation and Cost Assessment Model))，它通過分析所有可能發生的火災場景來評估火災對建筑物內居民造成的預期風險，同時還能評估消防費用(基建及維修)和預期火災損失。FiRECAMTM依靠兩個主要參數來評估火災安全設計的火災安全性能，即火災對生命造成的預期風險(ERL)和預期火災損失(FCE)；運用統計數據來預測火災場景發生的幾率，比如可能發生的火災類型或火災探測器的可靠性，同時還運用數學模型來預測火災隨時間的變化，比如火的發展和蔓延及居民的撤離；FiRECAMTM利用火災增長、火災蔓延、煙氣流動、居民反應和消防部門反應的動態變化(以時間為函數)來計算ERL和FCE的數值。它包括：火災增長模型、煙氣流動和居民逃生模型。FiRECAMTM對火災蔓延的可能性及火災后修復建筑物的費用采用的是保守的評估模型，所以對財產損失的評估結果比實際的偏高。

澳大利亞消防規范改革中心(FCRC)正在開發一個用以量化建筑消防安全系統性能的風險評價模型叫CESARE--Risk(注：它和FiRECAMTM同基于Beck的預測多層、多房間內火災的影響的風險評價系統模型)，它采用多種火災場景，其中考慮了火災及對火災的反應的概率特性，采用確定性模型預測建筑內火災環境隨時間的變化。某些組成部分如下：事件樹與預期值模型、火災發展與煙氣流動模型、人員行為模型、消防隊模型和工作人員模型、分隔失效模型、經濟模型。5消防工程指南

目前，為與消防安全工程相一致，必須為單個消防技術起草實施指南，1996年澳大利亞消防規范改革中心出版了"消防工程指南"，為消防安全評估提供了指導。該指南提出設計過程的一個重要部分是制定一個設計大綱，對建筑整體方案進行分析，確定潛在火災危害以便提出使項目組、消防安全工程師、消防部門和審批機關均認為滿意的消防系統設計方案。消防安全系統分析可以分下列幾極：

第一極--組件和子系統等效評估(SEE--SYSTEM EQUIVALENT EVALUATION)，只考慮一個子系統的單獨運行情況。

第二極--系統性能評估(SPE)，考慮不同子系統和組件之間的互相影響，這一極分析可能只建立在一個簡單的火災場景和時間曲線分析基礎上，也可能需要單獨考慮一個以上的"最壞"火災場景。

第三極--系統風險評估(SRE)，適用于大型綜合建筑或者高度創新的建筑，能大大降低建筑成本或者解決非常困難的設計問題。它屬于概率風險評估，其量化非常復雜，需要消防工程師具有更高的技術水平，也要求有關審批部門掌握更高的評估技能。同時指南還為所考慮的消防安全子系統規定了必要的分析和輸入數據。

篇（7）

1前言

如果說納米技術使新材料的研究起到了革命性飛躍，那么也可以說性能化設計方法將開創消防科技的新局面。

消防設計目前有兩種設計思想，一種是傳統的“處方式設計方法”，其基于場所類型進行設計考慮；另一種是“性能化設計方法”，它立足于危害分析及火災假想，對于解決超越法規或現行法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。

由于性能化防火設計的方法與傳統的設計方法相比具有許多優越性，所以很快成為建筑防火的一種新理念，并將發展成為建筑防火技術領域里一個全球性發展潮流，受到許多發達國家和發展中國家的高度重視，得到越來越廣泛的應用。

2性能化消防設計的概念

性能化消防設計是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法，它運用消防安全工程學的原理與方法，根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況，由設計者根據建筑的各個不同空間條件、功能條件及其它相關條件，自由選擇為達到消防安全目的而應采取的各種防火措施，并將其有機地組合起來，構成該建筑物的總體防火安全設計方案，然后用已開發出的工程學方法，對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估，從而得到最優化的防火設計方案，為建筑結構提供最合理的防火保護。

與“處方式”設計相比較，性能化設計方案更關注是否能夠實現“保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響”這一“目的”，而不是拘泥于滿足規范要求的最低排煙量。性能化的消防設計方案通過科學的論證，能夠提供比之處方式的消防規范更為安全的設計表現效果，比較起來，性能化設計方案具有設計成本有效性，設計選擇多樣性及設計效果更為優化性的特點。

性能化消防設計的兩個關鍵點，第一是確認危害，第二是明確設計目標。具體來說，它針對建筑物的特點，建筑物內人員特點，建筑物內部操作方式，建筑物外部特征，消防滅火組織特點等。從而針對每種危害或者每個設計區域選擇設計方法及評估方法。這種設計方法突破了傳統設計針對建筑物結構類型、相應的層高及面積的限制，同時提供了更加靈活而有效的設計選擇性。

性能化消防設計包括確立消防安全目標，建立可量化的性能要求，分析建筑物及內部情況，設定性能設計指標，建立火災場景和設計火災，選擇工程分析計算方法和工具，對設計方案進行安全評估，制定設計方案并編寫設計報告等步驟。在設計過程中，需要對建筑物可能發生的火災進行量化分析，并對典型火災場景下火災及煙氣的發展蔓延過程進行模擬計算，因此計算的工作量以及各類基礎數據的需要量非常大，往往需要采用計算機火災模擬軟件等分析和計算工具。

3性能化消防設計的流程

性能化設計利用火災科學和消防安全工程建立設計指標，評估設計方案；并利用火災危害分析和火災風險評估建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數(如人在火災中的行為和反應)進行定義的工程過程。

4建筑物性能化消防設計的內容

建筑物的性能化消防設計主要包括兩個方面的設計內容：一是保證建筑內人員安全疏散的性能設計，二是保證建筑構件耐火的性能設計。

人員安全疏散的性能設計是從建筑內人員安全方面進行考慮的，通過綜合考慮各種火災因素對人員逃生的影響，采用性能化的設計方法來保證建筑物內人員的火災安全性，從而防止人員傷亡。其性能化的設計準則是：煙層下降高度和煙氣濃度達到人不能忍耐的時間大于人員安全疏散所需的時間。

構件耐火的性能化設計是從建筑物的穩定性方面進行考慮的，通過分析建筑構件在火災中的反應，采用性能化的設計方法來保證建筑物結構的火災穩定性，從而防止建筑物的倒塌。其性能化設計準則是：火災持續時間小于構件的耐火時間。

5國內外性能化設計應用概況

自20世紀80年代英國提出了“以性能為基礎的消防安全設計方法”(performance——basedfiresafety

design

method，以下簡稱性能化防火設計)的概念以來，日本、澳大利亞、美國、加拿大、新西蘭以及北歐等發達國家政府先后投入大量研究經費積極開展了消防性能化設計技術和方法的研究，南非、埃及、巴西等發展中國家也都紛紛開展了這方面研究工作。世界各國都在積極推行性能化設計方法的應用，并取得了巨大成就。

英國于1985年頒布了第一部性能化防火規范，包括防火規范的性能化修改，新規范規定“必須建造一座安全的建筑”，但不詳細確定應如何實現這一目標。

新西蘭1991年的建筑法案對建筑監督立法體系進了徹底調整，于1992年了性能化的《新西蘭建筑規范》，新規范中保留了處方式的要求，并作為可接受的設計方法，于1993年強制執行。1993～1998年，繼續開展了“消防安全性能評估方法的研究”，制定了性能化建筑消防安全框架；其中功能要求包括防止火災的發生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎設施和通道要求以及防止火災相互蔓延五部分。

瑞典于1994年了新的包含有性能化設計內容的建筑防火設計規范。

澳大利亞于1996年頒布了性能化防火設計規范的《澳大利亞建筑設計規范》(《BuildingCodeof

Australia》，簡稱"BCA")，并自1997年7月1日起，在各州政府陸續推行。

巴西于1999年頒布了新的《鋼結構防火設計》和《對建筑構件耐火極限的要求》兩部標準。這是南美首次制定的建筑標準，由SaoPaulo大學、Mi—nasGerais大學和OuroPreto大學編制。標準中引入了如時間計算方法與風險評估方法以及其他消防安全工程設計方法等性能化的新概念，允許建筑物的火災安全根據其火災荷載、建筑物高度、建筑總面積以及滅火設備的安裝與否等條件確定，而對建筑物的耐火等級不做要求。

日本政府于1998年6月對《建筑基準法》進行了修訂，引入了一些有關性能化設計的內容，并于2000年6月施行；另外，還于2003年8月開始對《消防法》進行修訂，計劃于2005年施行。

加拿大于2001年了性能化的建筑規范和防火規范，其要求將以不同層次的目標形式表述。

美國也于2001年了《國際建筑性能規范》和《國際防火性能規范》。

目前，已有不少于13個國家(澳大利亞、加拿大、芬蘭、法國、英國、日本、荷蘭、新西蘭、挪威、波蘭、西班牙、瑞典和美國)采用或積極發展性能化規范和基于規范結構形式下建筑防火設計方法，并取得了一定成果。中國也正在加緊性能化設計方法的研究和性能化設計規范的制定。公安部所屬消防研究所承擔了幾項有關性能化設計的國家十五科技攻關課題，如公安部天津消防研究所承擔的“建筑物性能化防火設計技術導則”的研究和制定，公安部四川消防研究所承擔的“高層建筑性能化防火設計安全評估技術研究”等。

6推行性能化設計方法是一個逐步過程

盡管建筑物消防性能化設計方法有很多優點，作為性能化設計技術的基礎一“火災模型”在性能化設計中起著舉足輕重的作用，但它們作為一種新生事物，還不為人們所理解和接受，特別是建筑設計師和建筑管理部門的人員都不太了解這種新的設計方法。

有人曾對美國、中國香港和澳大利亞的建筑管理人員在對待性能化設計和處方式設計在能否保證建筑消防安全，以及火災模型是否足以支持性能化設計的態度進行了一個調查，并進行了比較。發現半數以上的管理人員認為性能化設計不能保證建筑的安全，三分之二以上的管理人員認為處方式設計能保證建筑的安全，以及三分之二以上的人認為火災模型不足以支持性能化設計。調查結果參見表1。

世界各國幾乎都存在著類似這樣的情況。在很長一段時期內，建筑設計師和建筑管理人員對性能化設計技術還存在一個從初步認識、深入了解到最終肯定的意識轉變過程。

另外，對于采用性能化方法設計的建筑，如何正確地評估其消防安全性方面也存在很多技術上的難題有待解決。

7展望

性能化消防設計已成為世界性建筑消防設計發展的必然趨勢，它的發展將大大促進消防安全設計的科學化、合理化和成本效益的最優化，并將產生十分重大的社會效益和經濟效益。盡管目前還有許多人不太理解和排斥使用它，但我們堅信隨著時間的推移，將會有

越來越多的人加入到肯定性能化設計方法的行列中來。據日本方面的統計，采用性能化方法進行消防設計的建筑正在逐年增加。

我國也應該加快性能化規范及配套技術的研究步伐，充分發揮性能設計的優越性。今后應從以下幾個方面人手，促進性能化設計技術的發展：

(1)加強各種火災預測模型和火災風險評估模型的研究，拓展性能化設計方法的應用空間。

(2)加強新材料、新技術研究，規范材料性能參數，建立和完善消防數據庫，提供準確的性能化指標，為性能化應用積累基礎性數據。

(3)深入研究火災規律、火災情況下建筑內人員逃生規律和構件變化規律，為各種火災模型的建立提供堅實的理論依據，并拓展計算機技術在消防中的應用。

(4)積極向建筑設計師和建筑管理人員介紹性能化設計方法，使他們從認識、理解并自覺接受性能化設計方法。

(5)出臺可操作性強的性能化設計指南，使建筑設計師能盡快地掌握性能化設計方法的使用。

(6)制定性能化消防設計規范，為性能化設計方法的應用提供法律依據。

參考文獻：

[1]田玉敏．論“性能化”的建筑防火設計方法．消防技術與產品信息，2003，(7)．

[2]肖學鋒．發展性能化防火設計，迎接加入WTO的挑戰．消防科學與技術，2002，(5)．

[3]SFPE性能化消防分析和設計工程指南．

[4]倪照鵬．國外以性能為基礎的建筑防火規范研究綜述．消防技術與產品信息，2001，(10)．

[5]國外建筑物性能化設計研究譯文集．消防安全工程工作組編，2001．

[6]T．Tanaka．性能化消防案例設計標準和用于評估的FSE工具．國外建筑物性能化設計研究譯文集．消防安全工程工作組編．

篇（8）

1前言

如果說納米技術使新材料的研究起到了革命性飛躍，那么也可以說性能化設計方法將開創消防科技的新局面。

消防設計目前有兩種設計思想，一種是傳統的“處方式設計方法”，其基于場所類型進行設計考慮；另一種是“性能化設計方法”，它立足于危害分析及火災假想，對于解決超越法規或現行法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。

由于性能化防火設計的方法與傳統的設計方法相比具有許多優越性，所以很快成為建筑防火的一種新理念，并將發展成為建筑防火技術領域里一個全球性發展潮流，受到許多發達國家和發展中國家的高度重視，得到越來越廣泛的應用。

2性能化消防設計的概念

性能化消防設計是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法，它運用消防安全工程學的原理與方法，根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況，由設計者根據建筑的各個不同空間條件、功能條件及其它相關條件，自由選擇為達到消防安全目的而應采取的各種防火措施，并將其有機地組合起來，構成該建筑物的總體防火安全設計方案，然后用已開發出的工程學方法，對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估，從而得到最優化的防火設計方案，為建筑結構提供最合理的防火保護。

與“處方式”設計相比較，性能化設計方案更關注是否能夠實現“保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響”這一“目的”，而不是拘泥于滿足規范要求的最低排煙量。性能化的消防設計方案通過科學的論證，能夠提供比之處方式的消防規范更為安全的設計表現效果，比較起來，性能化設計方案具有設計成本有效性，設計選擇多樣性及設計效果更為優化性的特點。

性能化消防設計的兩個關鍵點，第一是確認危害，第二是明確設計目標。具體來說，它針對建筑物的特點，建筑物內人員特點，建筑物內部操作方式，建筑物外部特征，消防滅火組織特點等。從而針對每種危害或者每個設計區域選擇設計方法及評估方法。這種設計方法突破了傳統設計針對建筑物結構類型、相應的層高及面積的限制，同時提供了更加靈活而有效的設計選擇性。

性能化消防設計包括確立消防安全目標，建立可量化的性能要求，分析建筑物及內部情況，設定性能設計指標，建立火災場景和設計火災，選擇工程分析計算方法和工具，對設計方案進行安全評估，制定設計方案并編寫設計報告等步驟。在設計過程中，需要對建筑物可能發生的火災進行量化分析，并對典型火災場景下火災及煙氣的發展蔓延過程進行模擬計算，因此計算的工作量以及各類基礎數據的需要量非常大，往往需要采用計算機火災模擬軟件等分析和計算工具。

3性能化消防設計的流程

性能化設計利用火災科學和消防安全工程建立設計指標，評估設計方案；并利用火災危害分析和火災風險評估建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數(如人在火災中的行為和反應)進行定義的工程過程。

4建筑物性能化消防設計的內容

建筑物的性能化消防設計主要包括兩個方面的設計內容：一是保證建筑內人員安全疏散的性能設計，二是保證建筑構件耐火的性能設計。

人員安全疏散的性能設計是從建筑內人員安全方面進行考慮的，通過綜合考慮各種火災因素對人員逃生的影響，采用性能化的設計方法來保證建筑物內人員的火災安全性，從而防止人員傷亡。其性能化的設計準則是：煙層下降高度和煙氣濃度達到人不能忍耐的時間大于人員安全疏散所需的時間。

構件耐火的性能化設計是從建筑物的穩定性方面進行考慮的，通過分析建筑構件在火災中的反應，采用性能化的設計方法來保證建筑物結構的火災穩定性，從而防止建筑物的倒塌。其性能化設計準則是：火災持續時間小于構件的耐火時間。

5國內外性能化設計應用概況

自20世紀80年代英國提出了“以性能為基礎的消防安全設計方法”(performance——basedfiresafety

design

method，以下簡稱性能化防火設計)的概念以來，日本、澳大利亞、美國、加拿大、新西蘭以及北歐等發達國家政府先后投入大量研究經費積極開展了消防性能化設計技術和方法的研究，南非、埃及、巴西等發展中國家也都紛紛開展了這方面研究工作。世界各國都在積極推行性能化設計方法的應用，并取得了巨大成就。

英國于1985年頒布了第一部性能化防火規范，包括防火規范的性能化修改，新規范規定“必須建造一座安全的建筑”，但不詳細確定應如何實現這一目標。

新西蘭1991年的建筑法案對建筑監督立法體系進了徹底調整，于1992年了性能化的《新西蘭建筑規范》，新規范中保留了處方式的要求，并作為可接受的設計方法，于1993年強制執行。1993～1998年，繼續開展了“消防安全性能評估方法的研究”，制定了性能化建筑消防安全框架；其中功能要求包括防止火災的發生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎設施和通道要求以及防止火災相互蔓延五部分。

瑞典于1994年了新的包含有性能化設計內容的建筑防火設計規范。

澳大利亞于1996年頒布了性能化防火設計規范的《澳大利亞建筑設計規范》(《BuildingCodeof

Australia》，簡稱"BCA")，并自1997年7月1日起，在各州政府陸續推行。

巴西于1999年頒布了新的《鋼結構防火設計》和《對建筑構件耐火極限的要求》兩部標準。這是南美首次制定的建筑標準，由SaoPaulo大學、Mi—nasGerais大學和OuroPreto大學編制。標準中引入了如時間計算方法與風險評估方法以及其他消防安全工程設計方法等性能化的新概念，允許建筑物的火災安全根據其火災荷載、建筑物高度、建筑總面積以及滅火設備的安裝與否等條件確定，而對建筑物的耐火等級不做要求。

日本政府于1998年6月對《建筑基準法》進行了修訂，引入了一些有關性能化設計的內容，并于2000年6月施行；另外，還于2003年8月開始對《消防法》進行修訂，計劃于2005年施行。

加拿大于2001年了性能化的建筑規范和防火規范，其要求將以不同層次的目標形式表述。

美國也于2001年了《國際建筑性能規范》和《國際防火性能規范》。

目前，已有不少于13個國家(澳大利亞、加拿大、芬蘭、法國、英國、日本、荷蘭、新西蘭、挪威、波蘭、西班牙、瑞典和美國)采用或積極發展性能化規范和基于規范結構形式下建筑防火設計方法，并取得了一定成果。中國也正在加緊性能化設計方法的研究和性能化設計規范的制定。公安部所屬消防研究所承擔了幾項有關性能化設計的國家十五科技攻關課題，如公安部天津消防研究所承擔的“建筑物性能化防火設計技術導則”的研究和制定，公安部四川消防研究所承擔的“高層建筑性能化防火設計安全評估技術研究”等。

6推行性能化設計方法是一個逐步過程

盡管建筑物消防性能化設計方法有很多優點，作為性能化設計技術的基礎一“火災模型”在性能化設計中起著舉足輕重的作用，但它們作為一種新生事物，還不為人們所理解和接受，特別是建筑設計師和建筑管理部門的人員都不太了解這種新的設計方法。

有人曾對美國、中國香港和澳大利亞的建筑管理人員在對待性能化設計和處方式設計在能否保證建筑消防安全，以及火災模型是否足以支持性能化設計的態度進

行了一個調查，并進行了比較。發現半數以上的管理人員認為性能化設計不能保證建筑的安全，三分之二以上的管理人員認為處方式設計能保證建筑的安全，以及三分之二以上的人認為火災模型不足以支持性能化設計。調查結果參見表1。

世界各國幾乎都存在著類似這樣的情況。在很長一段時期內，建筑設計師和建筑管理人員對性能化設計技術還存在一個從初步認識、深入了解到最終肯定的意識轉變過程。

另外，對于采用性能化方法設計的建筑，如何正確地評估其消防安全性方面也存在很多技術上的難題有待解決。

7展望

性能化消防設計已成為世界性建筑消防設計發展的必然趨勢，它的發展將大大促進消防安全設計的科學化、合理化和成本效益的最優化，并將產生十分重大的社會效益和經濟效益。盡管目前還有許多人不太理解和排斥使用它，但我們堅信隨著時間的推移，將會有

越來越多的人加入到肯定性能化設計方法的行列中來。據日本方面的統計，采用性能化方法進行消防設計的建筑正在逐年增加。

我國也應該加快性能化規范及配套技術的研究步伐，充分發揮性能設計的優越性。今后應從以下幾個方面人手，促進性能化設計技術的發展：

(1)加強各種火災預測模型和火災風險評估模型的研究，拓展性能化設計方法的應用空間。

(2)加強新材料、新技術研究，規范材料性能參數，建立和完善消防數據庫，提供準確的性能化指標，為性能化應用積累基礎性數據。

(3)深入研究火災規律、火災情況下建筑內人員逃生規律和構件變化規律，為各種火災模型的建立提供堅實的理論依據，并拓展計算機技術在消防中的應用。

(4)積極向建筑設計師和建筑管理人員介紹性能化設計方法，使他們從認識、理解并自覺接受性能化設計方法。

(5)出臺可操作性強的性能化設計指南，使建筑設計師能盡快地掌握性能化設計方法的使用。

(6)制定性能化消防設計規范，為性能化設計方法的應用提供法律依據。

參考文獻：

[1]田玉敏．論“性能化”的建筑防火設計方法．消防技術與產品信息，2003，(7)．

[2]肖學鋒．發展性能化防火設計，迎接加入WTO的挑戰．消防科學與技術，2002，(5)．

[3]SFPE性能化消防分析和設計工程指南．

[4]倪照鵬．國外以性能為基礎的建筑防火規范研究綜述．消防技術與產品信息，2001，(10)．

[5]國外建筑物性能化設計研究譯文集．消防安全工程工作組編，2001．

[6]T．Tanaka．性能化消防案例設計標準和用于評估的FSE工具．國外建筑物性能化設計研究譯文集．消防安全工程工作組編．

篇（9）

1前言

如果說納米技術使新材料的研究起到了革命性飛躍，那么也可以說性能化設計方法將開創消防科技的新局面。

消防設計目前有兩種設計思想，一種是傳統的“處方式設計方法”，其基于場所類型進行設計考慮；另一種是“性能化設計方法”，它立足于危害分析及火災假想，對于解決超越法規或現行法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。

由于性能化防火設計的方法與傳統的設計方法相比具有許多優越性，所以很快成為建筑防火的一種新理念，并將發展成為建筑防火技術領域里一個全球性發展潮流，受到許多發達國家和發展中國家的高度重視，得到越來越廣泛的應用。

2性能化消防設計的概念

性能化消防設計是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法，它運用消防安全工程學的原理與方法，根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況，由設計者根據建筑的各個不同空間條件、功能條件及其它相關條件，自由選擇為達到消防安全目的而應采取的各種防火措施，并將其有機地組合起來，構成該建筑物的總體防火安全設計方案，然后用已開發出的工程學方法，對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估，從而得到最優化的防火設計方案，為建筑結構提供最合理的防火保護。

與“處方式”設計相比較，性能化設計方案更關注是否能夠實現“保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響”這一“目的”，而不是拘泥于滿足規范要求的最低排煙量。性能化的消防設計方案通過科學的論證，能夠提供比之處方式的消防規范更為安全的設計表現效果，比較起來，性能化設計方案具有設計成本有效性，設計選擇多樣性及設計效果更為優化性的特點。

性能化消防設計的兩個關鍵點，第一是確認危害，第二是明確設計目標。具體來說，它針對建筑物的特點，建筑物內人員特點，建筑物內部操作方式，建筑物外部特征，消防滅火組織特點等。從而針對每種危害或者每個設計區域選擇設計方法及評估方法。這種設計方法突破了傳統設計針對建筑物結構類型、相應的層高及面積的限制，同時提供了更加靈活而有效的設計選擇性。

性能化消防設計包括確立消防安全目標，建立可量化的性能要求，分析建筑物及內部情況，設定性能設計指標，建立火災場景和設計火災，選擇工程分析計算方法和工具，對設計方案進行安全評估，制定設計方案并編寫設計報告等步驟。在設計過程中，需要對建筑物可能發生的火災進行量化分析，并對典型火災場景下火災及煙氣的發展蔓延過程進行模擬計算，因此計算的工作量以及各類基礎數據的需要量非常大，往往需要采用計算機火災模擬軟件等分析和計算工具。

3性能化消防設計的流程

性能化設計利用火災科學和消防安全工程建立設計指標，評估設計方案；并利用火災危害分析和火災風險評估建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數(如人在火災中的行為和反應)進行定義的工程過程。

4建筑物性能化消防設計的內容

建筑物的性能化消防設計主要包括兩個方面的設計內容：一是保證建筑內人員安全疏散的性能設計，二是保證建筑構件耐火的性能設計。

人員安全疏散的性能設計是從建筑內人員安全方面進行考慮的，通過綜合考慮各種火災因素對人員逃生的影響，采用性能化的設計方法來保證建筑物內人員的火災安全性，從而防止人員傷亡。其性能化的設計準則是：煙層下降高度和煙氣濃度達到人不能忍耐的時間大于人員安全疏散所需的時間。

構件耐火的性能化設計是從建筑物的穩定性方面進行考慮的，通過分析建筑構件在火災中的反應，采用性能化的設計方法來保證建筑物結構的火災穩定性，從而防止建筑物的倒塌。其性能化設計準則是：火災持續時間小于構件的耐火時間。

5國內外性能化設計應用概況

自20世紀80年代英國提出了“以性能為基礎的消防安全設計方法”(performance——basedfiresafety

design

method，以下簡稱性能化防火設計)的概念以來，日本、澳大利亞、美國、加拿大、新西蘭以及北歐等發達國家政府先后投入大量研究經費積極開展了消防性能化設計技術和方法的研究，南非、埃及、巴西等發展中國家也都紛紛開展了這方面研究工作。世界各國都在積極推行性能化設計方法的應用，并取得了巨大成就。

英國于1985年頒布了第一部性能化防火規范，包括防火規范的性能化修改，新規范規定“必須建造一座安全的建筑”，但不詳細確定應如何實現這一目標。

新西蘭1991年的建筑法案對建筑監督立法體系進了徹底調整，于1992年了性能化的《新西蘭建筑規范》，新規范中保留了處方式的要求，并作為可接受的設計方法，于1993年強制執行。1993～1998年，繼續開展了“消防安全性能評估方法的研究”，制定了性能化建筑消防安全框架；其中功能要求包括防止火災的發生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎設施和通道要求以及防止火災相互蔓延五部分。

瑞典于1994年了新的包含有性能化設計內容的建筑防火設計規范。

澳大利亞于1996年頒布了性能化防火設計規范的《澳大利亞建筑設計規范》(《BuildingCodeof

Australia》，簡稱"BCA")，并自1997年7月1日起，在各州政府陸續推行。

巴西于1999年頒布了新的《鋼結構防火設計》和《對建筑構件耐火極限的要求》兩部標準。這是南美首次制定的建筑標準，由SaoPaulo大學、Mi—nasGerais大學和OuroPreto大學編制。標準中引入了如時間計算方法與風險評估方法以及其他消防安全工程設計方法等性能化的新概念，允許建筑物的火災安全根據其火災荷載、建筑物高度、建筑總面積以及滅火設備的安裝與否等條件確定，而對建筑物的耐火等級不做要求。

日本政府于1998年6月對《建筑基準法》進行了修訂，引入了一些有關性能化設計的內容，并于2000年6月施行；另外，還于2003年8月開始對《消防法》進行修訂，計劃于2005年施行。

加拿大于2001年了性能化的建筑規范和防火規范，其要求將以不同層次的目標形式表述。

美國也于2001年了《國際建筑性能規范》和《國際防火性能規范》。

目前，已有不少于13個國家(澳大利亞、加拿大、芬蘭、法國、英國、日本、荷蘭、新西蘭、挪威、波蘭、西班牙、瑞典和美國)采用或積極發展性能化規范和基于規范結構形式下建筑防火設計方法，并取得了一定成果。中國也正在加緊性能化設計方法的研究和性能化設計規范的制定。公安部所屬消防研究所承擔了幾項有關性能化設計的國家十五科技攻關課題，如公安部天津消防研究所承擔的“建筑物性能化防火設計技術導則”的研究和制定，公安部四川消防研究所承擔的“高層建筑性能化防火設計安全評估技術研究”等。

6推行性能化設計方法是一個逐步過程

盡管建筑物消防性能化設計方法有很多優點，作為性能化設計技術的基礎一“火災模型”在性能化設計中起著舉足輕重的作用，但它們作為一種新生事物，還不為人們所理解和接受，特別是建筑設計師和建筑管理部門的人員都不太了解這種新的設計方法。

有人曾對美國、中國香港和澳大利亞的建筑管理人員在對待性能化設計和處方式設計在能否保證建筑消防安全，以及火災模型是否足以支持性能化設計的態度進行了一個調查，并進行了比較。發現半數以上的管理人員認為性能化設計不能保證建筑的安全，三分之二以上的管理人員認為處方式設計能保證建筑的安全，以及三分之二以上的人認為火災模型不足以支持性能化設計。調查結果參見表1。

世界各國幾乎都存在著類似這樣的情況。在很長一段時期內，建筑設計師和建筑管理人員對性能化設計技術還存在一個從初步認識、深入了解到最終肯定的意識轉變過程。

另外，對于采用性能化方法設計的建筑，如何正確地評估其消防安全性方面也存在很多技術上的難題有待解決。

7展望

性能化消防設計已成為世界性建筑消防設計發展的必然趨勢，它的發展將大大促進消防安全設計的科學化、合理化和成本效益的最優化，并將產生十分重大的社會效益和經濟效益。盡管目前還有許多人不太理解和排斥使用它，但我們堅信隨著時間的推移，將會有

越來越多的人加入到肯定性能化設計方法的行列中來。據日本方面的統計，采用性能化方法進行消防設計的建筑正在逐年增加。

我國也應該加快性能化規范及配套技術的研究步伐，充分發揮性能設計的優越性。今后應從以下幾個方面人手，促進性能化設計技術的發展：

(1)加強各種火災預測模型和火災風險評估模型的研究，拓展性能化設計方法的應用空間。

(2)加強新材料、新技術研究，規范材料性能參數，建立和完善消防數據庫，提供準確的性能化指標，為性能化應用積累基礎性數據。

(3)深入研究火災規律、火災情況下建筑內人員逃生規律和構件變化規律，為各種火災模型的建立提供堅實的理論依據，并拓展計算機技術在消防中的應用。

(4)積極向建筑設計師和建筑管理人員介紹性能化設計方法，使他們從認識、理解并自覺接受性能化設計方法。

(5)出臺可操作性強的性能化設計指南，使建筑設計師能盡快地掌握性能化設計方法的使用。

(6)制定性能化消防設計規范，為性能化設計方法的應用提供法律依據。

參考文獻：

[1]田玉敏．論“性能化”的建筑防火設計方法．消防技術與產品信息，2003，(7)．

[2]肖學鋒．發展性能化防火設計，迎接加入WTO的挑戰．消防科學與技術，2002，(5)．

[3]SFPE性能化消防分析和設計工程指南．

[4]倪照鵬．國外以性能為基礎的建筑防火規范研究綜述．消防技術與產品信息，2001，(10)．

[5]國外建筑物性能化設計研究譯文集．消防安全工程工作組編，2001．

[6]T．Tanaka．性能化消防案例設計標準和用于評估的FSE工具．國外建筑物性能化設計研究譯文集．消防安全工程工作組編．

篇（10）

中圖分類號：TU972，X913

文獻標識碼：B

文章編號：1008-0422(2006)04-0101-02

收稿日期：2006-04-03

作者簡介：徐海斌(1975-)，男，湖南新寧人工程師，湖南大學土木工程學院碩士研究生。

1 前言

近年來，隨著我國經濟建設飛速發展，建筑技術不斷進步，大空間建筑不斷涌現。這些體量大、容積高、使用功能特殊的建筑在消防設計方面存在許多與現行防火規范不適應的地方，特別是防火分區，為滿足建筑整體功能的需要，經常會發生防火分區擴大，無法滿足規范要求的問題。本文以湖南國際會展中心為工程實例，采用性能化防火評估的方式來解決防火分區擴大的問題。

2 性能化評估簡述

性能化防火評估是建立在火災安全工程學基礎上的性能化消防設計的核心。它首先是確定消防安全目標，運用消防工程學的原理和方法，對建筑物的火災危險性進行量化分析，預測各種可能起火的條件及火、煙氣蔓延擴散以及人員疏散情況，然后采取相應的消防對策，并驗證預定的消防安全目標是否達到，最后再視情況對設計進行優化調整，得出最經濟合理的防火方案。此外，性能化評估還可以單獨對建筑設計中采用新技術、新材料帶來的消防安全問題進行分析，以確保規范相當或更高的消防安全水平。

評估分析流程：確定評估對象――確定消防安全目標及性能化判定標準――選擇火災場景――火災性狀預測及結果分析――改進消防安全措施以達到目標

3 湖南國際會展中心的消防性能化評估

湖南國際會展中心為大空間、大跨度建筑，建筑主體二層，建筑總高37．5m，全鋼結構。一層為展廳，二層以演藝、體育競技等大型活動為主，一層高約11m、二層高約20m，鋼結構采用防火涂料保護。主要消防設施有火災自動報警、消火栓系統、自動噴水滅火系統、雨淋系統、防煙排煙設施等。

3．1主要消防問題：

原設計中一、二層各設三個防火分區，中庭一個防火分區。由于業主改變使用功能，希望取消一、二層層廳的防火分區。一、二層面積有39420m2，遠遠超過《高層民用建筑設計防火規范》第5．1．2條防火分區允許最大建筑面積為4000m2的規定。

3．2評估分析

設置防火分區的目的是為了控制火災大面積蔓延，減少人員傷亡和財產損失。根據會展中心的功能，確定最重要的消防安全目標是保證人員的生命安全。因此，針對防火分區擴大的問題，應從人員疏散、火災煙氣、火災蔓延等方面進行分析，并調整消防措施以達到可接受的消防安全水平。

3．2．1人員安全疏散分析

a目標。保證人員疏散的安全性，即建筑物中人員能夠在火災來臨之前到達安全地點。

b安全判定準則表1。所需安全疏散時間(日SET)小于可用安全疏散時間(ASET)。其中日SET為建筑中所有人員疏散至安全場所的時間。日SET由開始時間(Tstart)和行動時間構成(Taction)。ASET為火災發展到對人構成危險時間。煙氣是火災中影響人員疏散的最主要危險，一般以煙氣降下一定高度或濃度超標的時間作為ASET的控制指標。

采用《日本避難安全檢證法》計算RSET。經計算，一層Tstart為4．5min，Taction為14．1min，則RSET為18．6min，而根據煙氣運動模擬計算結果，ASET大于20min；RSET《ASET，即在現有消防設施條件下，一層能夠滿足疏散要求。二層Tstart為4．5min，Taction為3．8min，則RSET為8．3min，而根據煙氣運動模擬計算結果，ASET大于20min；RSET＜ASET，即二層能夠滿足人員安全疏散要求。

3．2．2煙氣控制系統分析

a目標。控制火災情況下煙氣的流動，為人員疏散和消防撲救提供較為安全的環境。

b煙氣控制系統達到要求的判定條件。火災中煙和熱的影響直接作用與人，會使人失去正常的行為能力，從而影響人員疏散。溫度、CO濃度，能見度常常作為判斷人員是否能夠安全疏散的指標。依據國外資料，允許逃生的空氣溫度不應高于60℃，允許逃生CO濃度不應高于500ppm，允許逃生煙氣能見度不應低于13m。同時，根據《民用建筑防排煙技術規程》進行排煙系統的核算。

本工程采用CFD火災模擬軟件進行煙氣蔓延計算，同時合理組織現有排煙系統。根據可燃物的數量和布置形式，通過危險源辨識，選擇模擬30MW和10MW兩種火災規模，一層三個火災場景，二層兩個火災場景。根據《民用建筑防排煙技術規程》，著火房間清晰高度(火災煙氣層危險高度)h二1．6+0．1H，H為層高，一層h為2．8m，二層考慮看臺區最高處與地板及人員的平均高度，h取6m。經計算，20min時耐受指標統計見表2、表3：

以上結果表明：火災20min時，各項人員耐受指標沒有達到危險點，即ASET大于20min，人員疏散不會受到煙氣威脅。 以上分析未考慮展廳自動滅火設施的作用，屬于保守考慮。

3．2．3火災蔓延分析

為防止火災蔓延，本工程采取可燃界面非連續化的手段，不進行傳統意義上的防火分區，即在現有條件下用通道分隔替代防火分隔，保留足夠寬度的隔離帶控制火災荷載，使燃燒物不連續，防止可燃物在不同區域之間被輻射引燃，同時也為人員疏散留下足夠的通道。判斷火災蔓延到鄰近區域的標準是鄰近區域內的物體接受的熱輻射是否超出了該物體的臨界熱輻射值。根據經驗公式日二(Qf12Ⅱnqf)1/2，可求得防止輻射引燃的距離。Qf為火源釋放速率，R為被引燃物距火源距離，qf被引燃物收到的火源輻射流量表4。

計算時，保守的取紙張的被輻射引燃的流量作為臨界熱流量表5。

3．3評估結論

篇（11）

對于醫院內部的火災危險源來說，可以定義為：在醫院環境內，具有潛在能量和物質釋放危險的、在一定的觸發因素作用下會引發火災事故的不安全物質及其所處的環境條件。

1.2危險源辨識

在重大危險源的辨識方法研究中，將危險源分為兩類進行辨識，第一類是能量或危險物質，第二類是導致能量或危險物質的約束或限制措施破壞或失效的各種不安全因素。這種辨識方法在應用與醫院環境中時，結合醫院內部危險源的情況，將第一類作為辨識危險源的標準，將第二類作為評估危險源的條件。

2火災危險源分類

按火災危險源的危險性、所處環境及可能引發火災的危害性，通過現場觀察法、查閱相關事故記錄、查閱相關文獻資料、結合具體工作任務進行分析等方法對醫院消防安全危險源進行統計分析。具體按照醫院影響消防安全的因素分類包括：

2.1電器

根據消防部門從各類火災調查情況看，電器線路老化、過負荷、短路仍是引發火災的主要原因之一，針對醫院具體情況，日常使用電器設備是醫院中數量最多、危險性較高的危險源。

2.2危險化學品

是指具有毒害、腐蝕、爆炸、燃燒、助燃等性質，對人體、設施、環境具有危害的劇毒化學品和其他化學品，包含醫院實驗室、藥劑科、麻醉科及其他臨床醫技科室使用各類危險化學品。

2.3放射源

放射源本身有嚴格的安全管理規定，另外在放射源所處環境發生火情時，有特殊的應急預案和處理辦法，同時需要上報政府相關部門處置。在危險源管理上，對醫院涉及放射源使用、管理的單位按照北京市《放射性物品庫風險等級和安全防范要求》（DB11/412-2007）的相關規定對放射性物品庫進行分等級管理，嚴格執行相應防范要求。

2.4特種設備

指危險性較大的鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道、電梯、施工設施等。

2.5醫療氣體

包括氧氣、壓縮空氣、負壓吸引、氬氣、笑氣、氦氣、氮氣等，用于醫院手術、治療、康復、急救等用途的氣體及氣體所處環境、存放瓶器。

2.6其他易燃物

對于病案科病歷、財務處票據、病房后勤存放衣物的庫房內等放置其他易燃物的部位也作為危險源重點管理對象。如此分類對危險源進行評估、管理，盡管醫院安全系統中危險源種類繁多復雜，但是我們可以有條不紊開展安全管理工作，做到重點監控。

3危險源風險評估方法

根據查閱資料文獻，風險評估方法的種類很多，大體可分為定性分析方法、半定量分析方法和定量分析方法三大類，長期以來火災風險評估以定性分析方法和半定量分析方法為主。由于定性分析方法主要用于識別最危險的火災事件，但難以給出火災危險等級，而定量分析方法需要綜合考慮因素過于復雜，部分系數較難確定，因此本文采用定性與定量分析相結合的半定量分析方法建立指標體系。通過分析研究醫院火災危險源的特點，參考大量文獻資料，并結合多年消防安全工作經驗，提出了適用于醫院火災危險源風險評估方法。這種方法以火災風險分級系統為基礎，通過對火災危險源以及其他風險參數進行分析，按照一定的原則對其賦予適當的指數，使用數學方法綜合起來得到子系統的指數，從而快速簡單地估算出相對火災風險等級。

3.1建立指標體系

建立評價指標體系是進行風險評估中的關鍵部分，指標是反映評估對象某一方面特征或狀態的要素，各要素的集合就構成指標體系。指標體系是由火災事故各風險指標組成的一個整體，它能反映所要評價對象的火災風險狀況。根據危險源分類，并參考醫院消防安全管理相關文獻內容，由消防專業專家及醫院安保工作人員，采用專家打分法以設計出醫院各類火災危險源的指標體系和各評價指標標準值。其中以電器類危險源為例，一級指標分別為本身材質、環境參數和人員管理，二級指標中有使用年限、使用時間、連接線路、自身溫度、火災負荷、人員密度、防火設施、引火因素、培訓情況、管理情況等。評估指標標準值結合實際情況，按照最安全、安全、較安全、較危險、危險五個級別設置。

3.2應用灰關聯算法進行計算指標體系權重

灰色系統理論是鄧聚龍教授于1982年提出，主要用于解決“小樣本、信息不確定”問題，其特點為“少數據建模”，具有簡單、直觀和計算量小的優點，而且其定量分析的結果與定性分析的結果一般能夠吻合。所以在對存在不確定性知識的灰色系統進行分析時，它具有不可比擬的優越性能。根據醫院火災危險源辨識后的特性，將影響危險源的“人、地、物、事”等因素量化，使用灰關聯的算法對建立的矩陣進行歸一化處理，計算關聯度，得出相關的權重。經過計算，得到電器類危險源的指標體系權重計算及標準值。

3.3開發信息管理系統實現火災危險源管理可視化

開發設計基于圖形化管理的火災危險源風險評估系統，將指標體系通過算法使用系統自動計算。評估時通過直接輸入評估參數可以得到風險評估結果及相對應的管理措施，滿足對醫院火災危險源評估分析。

4實例分析

醫院某建筑內外科診療室的醫用X型臂電器設備，屬于電器類火災危險源，根據現場調研得到該電氣設備的實測值，使用指標體系進行評估。經計算，醫院某建筑內外科診療室的醫用X型臂電器設備風險系數為0.6487，風險等級為最安全的級別，計算結果與現場評估結果相吻合。