什么是火灾风险评估课件

Chapter2

WhatisFireRiskAssessmentChapter2

WhatisFireRiskA1Chapter2

火灾风险评估的基本概念Chapter2

火灾风险评估的基本概念2本章引入火灾风险评估的基本概念火灾风险评估－fireriskassessment指对火灾－人们所不希望发生的这类事故的后果，带给人员和财产的风险的评估。2.1综述本章引入火灾风险评估的基本概念2.1综述3Basicconceptsoffireriskassessmentwillbeintroducedinthischapter.Thetermfireriskassessmentreferstoassessingriskstobothpeopleandpropertyasaconsequenceofunwantedfires.2.1overviewBasicconceptsoffireriskas4Inasimpleriskassessmenttheprobabilityofacertainunwantedfirescenarioisconsideredandtheconsequenceofthatscenarioareexplored.Inacomprehensiveriskassessmentallprobableunwantedfirescenariosandtheirconsequencesareconsidered.Inasimpleriskassessmentth5在简单的火灾风险评估过程中，仅对某些或某类火灾场景发生的可能性和结果进行分析和评估；在全面或综合的火灾风险评估过程中，对所有的可能火灾场景发生的可能性或结果进行分析和评估。在简单的火灾风险评估过程中，仅对某些或某类火灾场景发生的可能6一个火灾场景(firescenario)由一系列的火灾中的事件组成，这些火灾事件是推测可能在火灾过程中发生的事件，将某些防、灭火技术或管理措施的成功或失效/失败的过程连缀起来，就能够形成一个火灾场景。因此一个火灾场景发生的可能性(probability)决定于这一系列事件中每一个防、灭火技术或管理措施的成功或失效/失败的可能性。一个火灾场景(firescenario)由一系列的火灾中7Afirescenarioinvolvestheprojectionofasetoffireevents,allofwhicharelinkedtogetherbywhetherthefireprotectionmeasuressucceedorfail.Theprobabilityofafirescenarioisdependentontheindividualprobabilitiesofsuccessorfailureoffireprotectionmeasures.Afirescenarioinvolvesthep8对人员的风险(risk)既决定于能够对人员产生损害(harm)的火灾场景发生的可能性，又决定于火灾场景或者说火灾场景产生的后果(consequence)对人员造成损害的程度或水平(levelofharm)。通常应用火势增长、烟气传播、人员疏散、建筑结构响应和消防人员灭火效能等模型来对火灾场景的结果进行计算和模拟。这部分内容不是本课程的授课内容，将在《建筑防火性能化设计》课程中讲述；而在了解火灾各个过程和阶段基本特征的基础上，建立相应火灾场景，分析火灾场景发生的可能性，是本课程的主要内容。对人员的风险(risk)既决定于能够对人员产生损害(harm9Therisktotheoccupantsdependsnotonlyontheprobabilityofthefirescenariothatcanleadtoharmtotheoccupants,butalsothelevelofharmtotheoccupantsasaresultoftheconsequenceofthatscenario.Theconsequenceofafirescenariocanbeassessedbyusingtime-dependentmodelingoffireandsmokespread,occupantevacuationandfiredepartmentresponse.Therisktotheoccupantsdepe102.2WhatisFireRiskAssessment?前面讲过，火灾风险评估是指对火灾－人们所不希望发生的这类事故的后果，带给人员和财产的风险(risk)的评估。

它所应用到的基本原理与其他领域风险评估的原理是一致的。2.2WhatisFireRiskAssessme112.2火灾风险评估(FireRiskAssessment)的基本概念Fireriskassessmentistheassessmentoftheriskstothepeopleandpropertyasaresultofunwantedfires.Itemploysthesamebasicprinciplesofriskassessmentthatareusedinmanyotherfields.Asimpleriskassessmentconsiderstheprobabilityoftheoccurrenceofacertainunwantedfirescenarioandtheconsequenceofthatscenario.2.2火灾风险评估(FireRiskAssessmen12Acomprehensiveriskassessmentconsidersallprobableunwantedfirescenariosandtheirconsequences.Thedefinitionoffirescenariowillbediscussedinthenextsection.Itinvolvesthelinkingofanticipatedfireeventsbythesuccessorfailureofcertainfireprotectionmeasures.Acomprehensiveriskassessmen13例如，评估建筑中的某一个火灾场景的后果对人生命造成的风险，这个预计的生命风险可由(2.1)式来表达：式中P是这个特定的火灾场景发生的可能性(频次或概率，rate或probability);C是这个特定火灾场景造成后果预计导致的死亡人数。

(2.1)例如，评估建筑中的某一个火灾场景的后果对人生命造成的风险，这14Consider,asanexample,theassessmentoftheexpectedrisktolifetotheoccupantsinabuildingasaresultofonesinglefirescenario.Theexpectedrisktolifecanbeexpressedbythefollowingequation:wherePistheprobabilityofacertainfirescenarioandCistheexpectednumberofdeathsasaconsequenceofthatfirescenario.(2.1)Consider,asanexample,thea15Iftheprobabilityofacertainfirescenariooccurringinabuildingisonceevery20years,thenP=0.05firesperyear.Iftheconsequenceofthatfirescenarioistwodeaths,thenC=2deathsperfire.FromEquation2.1,theexpectedrisktolifeasaresultofthatfirescenarioisequalto0.1deathsperyear,or1deathevery10years.Iftheprobabilityofacertai16比如建筑中某一火灾场景发生的可能是２０年一次，则：P=0.05firesperyear如果这个火灾场景的后果是死亡２人，则C=2deathsperfire从式(2.1)可知，这个火灾场景的预计生命风险为theexpectedrisktolife＝0.1deathsperyear或都1deathevery10years.每年0.1人死亡或每10年死亡１人。比如建筑中某一火灾场景发生的可能是２０年一次，则：P=017当然在建筑中发生火灾的方式不止一种，那么对人员的风险通常要基于所有可能的火灾场景来进行评估。那么一个全面的（comprehensivefireriskassessment）风险可由(2.2)式来表达：式中的∑代表了对所有可能的火灾场景进行求和。Pi是某一个火灾场景i发生的可能性;Ci火灾场景

i

的后果造成的预计死亡人数

。(2.2)当然在建筑中发生火灾的方式不止一种，那么对人员的风险通常要基18Becausefirescanoccurinabuildinginmorewaysthanone,therisktotheoccupantsisusuallyassessedbasedonallprobablefirescenarios.Acomprehensivefireriskassessmentcanbeexpressedbythefollowingequation:(2.2)Becausefirescanoccurinab19要注意的是，火灾风险评估不仅包括对人员生命风险的评估，还可能包括对财产损失、对经营或生产的影响等造成损失的评估。此时方程(2.1)和方程(2.2)中的后果也相应地更换为财产损失的后果。要注意的是，火灾风险评估不仅包括对人员生命风险的评估，还可能20Itshouldbenotedthatfireriskassessmentsinvolvemorethantheassessmentoftherisktolife.Itinvolvesalsotheassessmentofthelossofproperty,lossofbusinessandsoon,asaresultoffires.EquationssimilartoEquation2.1and2.2canalsobeexpressedfortheotherlosses.Itshouldbenotedthatfirer212.2.1FireScenariosAfirescenarioisasequentialsetoffireeventsthatarelinkedtogetherbythesuccessorfailureofcertainfireprotectionmeasures.Afireeventisanoccurrencethatisrelatedtofireinitiation,orfiregrowth,orsmokespread,oroccupantevacuation,orfiredepartmentresponse.2.2.1FireScenarios222.2.1火灾场景-FireScenarios一个火灾场景由一系列火灾中连续发生的事件组成，通过把某些特定的防、灭火技术或管理措施成功或失败/失效的结果连缀起来而得到。火灾中的一个事件－Afireevent是火灾中发生的，与起火、火灾增长、烟气传播、建筑物结构响应、人员疏散或消防人员响应相关的事件，如果不是在火灾中发生的，或与火灾的上述过程无关的事件，则不视为火灾中的一个事件。比如，火灾中发生的声、光报警是一个火灾事件；火灾中发生的断电或停水也是火灾不同的两个事件；而没有发生火灾时的停水，就不是一个火灾事件了。2.2.1火灾场景-FireScenarios23Forexample,afireeventcanbe:afiredevelopsintoapost-flashoverfire,ortheoccupantscannotevacuatequicklyenoughandaretrappedinthebuilding,orthefiredepartmentrespondsintimeandrescuesthetrappedoccupants.Afireprotectionmeasureisameasurethatcanbeafireprotectionsystem,suchassprinklersandalarms;orafireprotectionaction,suchasoccupantevacuationtraininganddrills.Forexample,afireeventcan24防、灭火技术或管理措施包括消防装置，比如自动喷水灭火系统、火灾探测、报警系统、防排烟系统等；还包括人员应急响应的演练，如处置火情，报警、扑灭初期火灾的训练和疏散演练等。防、灭火技术或管理措施包括消防装置，比如自动喷水灭火系统、火25Asimpleexampleofafirescenarioisthefollowingsetofeventsthatarelinkedtogetherbythefailureoffireprotectionmeasures:Anothersimpleexampleisthefollowingsetofeventsthatarelinkedtogetherbythesuccessoffireprotectionmeasures:afiredoesnotdevelopintoapost-flashoverfire,thealarmsystemactivates,andtheoccupantsreceivethewarningsignalsandevacuatethebuilding.Asimpleexampleofafiresce26火灾场景的简单例子：(1)火灾发生了轰燃－报警系统没有启动－人员没有接收到报警信号－人员被因于火场中。(2)没有发生轰燃－报警系统启动成功－人员及时接收到报警信号－人员成功疏散。火灾场景的简单例子：27Inreal-worldfires,firescenariosaremuchmorecomplexandthepossiblenumberoffirescenarioscanbemany.Thenumberoffirescenariosdependsonthenumberofpermutationsthatcanbeconstructedbasedonallthefireprotectionmeasuresthatareinplaceandallthefireeventsthatareanticipated.Theproperconstructionoffirescenariosandtheproperanalysisoftheconsequenceofthefirescenarios,however,arethekeytoacrediblefireriskassessment.Inreal-worldfires,firescen28就真实的火灾而言，火灾情况要复杂得多，因此可能的火灾场景数量也会有很多。火灾场景的数量决定于火场中防灭火技术和管理措施的数量和预计的火灾事件的数量。合理构建火灾场景并分析其发生的可能性，对所建立的火灾场景后果的尽量符合实际的分析、计算或模拟，是决定火灾风险评估结果可信度的关键。前者是本课程所要达到的主要目的；而后者将重点在《建筑防火性能化设计》课程中探讨。就真实的火灾而言，火灾情况要复杂得多，因此可能的火灾场景数量29Thegeneralprincipleofhowfirescenarioscanbeconstructedwillbediscussedinthenextsection.Butbeforewediscusshowtheycanbeconstructed,takethesimplecasewherethereisnofireprotectionmeasureatall.Take,forexample,thecasewhereafireoccursattheonlyexitdoorinaroomwithanumberofpeopleinsidetheroom.Thegeneralprincipleofhowf30在后续的部分中，我们将阐述构建火灾场景的基本方法。在此之前，我们要讨论一个极端的情况：没有任何防、灭火技术和管理措施的情况。比如，我们以一个发生在房间唯一安全出口处的火灾为例，发生火灾的房间中有一定数量的人员。在后续的部分中，我们将阐述构建火灾场景的基本方法。31Withnofireprotectionintheroomtocontrolthefire,thefiredevelopsintoapost-flashoverfireandsubsequentlykillsallthepeopleintheroom.Theriskofthissimplefirescenarioistheprobabilityofafireoccurringattheonlyexitdoorofaroom,multipliedbythenumberofpeoplekilledbythisfire.Obviously,fireriskassessmentisnotassimpleasthis.Withnofireprotectioninthe32在房间中没有任何控制火势增长的措施的情况下-轰燃迅速发生-火灾进入全盛期-房间内所有人员死于火灾。这个比较简单而极端的火灾场景，火灾的风险等于火灾发生于此房间唯一安全出口处的可能性与死于火灾中人员数量的乘积。当然，一般火灾风险的评估，情况都要比这个例子复杂得多。在房间中没有任何控制火势增长的措施的情况下-轰燃迅速发生-火33通常建筑内有控制火灾增长或迅速传播的措施，为人员和财产提供了保护，延缓了火灾的传播，如灭火系统或烟气阻隔措施；通常还有火灾早期探测和报警的措施，帮助人们在火势扩大前及时疏散到安全的区域；

通常消防人员也可能较早地接收到火警，能够及时赶赴火场并展开灭火和人员施救。通常建筑内有控制火灾增长或迅速传播的措施，为人员和财产提供了34Therearenormallyfireprotectionmeasuresinplacetoprotecttheoccupantsandproperty.Forexample,therearenormallyfireprotectionmeasuresinplacetocontrolthedevelopmentofafireandalsotopreventthefirefromspreadingtootherpartsofabuilding.Therearenormallyfireprotec35Therearealsonormallyfireprotectionmeasuresinplacetoprovideearlywarningstothepeopleandtohelpthepeopletogettoasafeplacebeforethefirespreads.Therearealsoexpectationsthatthefiredepartmentisnotifiedandthattheywillcometoextinguishthefireandrescuethepeople.Therearealsonormallyfirep36Hence,fireriskassessmentinvolvestheuseoffirescenariosthatarebasedonthesuccessandfailureofthesefireprotectionmeasuresinordertoassesstheexpectedriskstotheoccupantsandtheproperty.Hence,fireriskassessmentin37因此，火灾风险评估中的火灾场景必须包含和考虑到这些防灭火技术和管理措施，考虑它们成功启动、发挥其效能的程度，或失败/失效的可能性，这样才能对人员和财产所面临的预期风险进行估计或计算。因此，火灾风险评估中的火灾场景必须包含和考虑到这些防灭火技术38Asetoffirescenarioscanbeconstructedbasedonthewell-knownevent-treeconcept,whereeventsarelinkedtogetherlikethebranchesofatree(CusterandMeacham,1997).Asetoffirescenarioscanbe39应用广为所知的事件树方法－event-treeconcept，能够构建一系列的火灾场景；在这种方法中，火灾中的事件被连缀起来，形成树状。(CusterandMeacham,1997).应用广为所知的事件树方法－event-treeconce40Figure2.1Asimpleeventtreewhereaninitiatingeventcanleadtodifferenteventsdependingonthesuccessandfailureoffireprotectionmeasuresatthebranchpoints.Figure2.1Asimpleeventtree41Figure2.1一个简单的事件树Figure2.1一个简单的事件树42Figure2.1showsasimpleeventtreewhereaninitiatingeventcanleadtodifferenteventsdependingonthesuccessorfailureofthefireprotectionmeasuresatthebranchpoints.Forexample,EventAterminatesinEventCifthefireprotectionmeasureforthateventsucceeds,whereasEventAcontinueswithEventBtoothersifthefireprotectionmeasurefails.Figure2.1showsasimpleeven43由图2.1可件，在分支点上，事件的成功或失败，即某一防、灭火技术或管理措施的成功与否，将使得初始事件产生不同的结果。比如，事件Ａ（应用灭火器灭火）成功，则接下来到事件C（燃烧熄灭，火灾终结）结束；而如果事件Ａ（应用灭火器灭火）失败，则接下来继续到事件B（应用消火栓灭火）。如此，将建立起一系列的火灾场景。由图2.1可件，在分支点上，事件的成功或失败，即某一防、灭火44Aparticularsetofeventsthatarelinkedtogetherformsonefirescenario.Forexample,thesetofEventAandEventCformsonescenario.Asetofallpossiblecombinationsofthelinkedeventsformsacompletesetofallpossiblefirescenarios.Forexample,thecombinationsofA–C,A–B–DandA–B–Eformacompletesetofthreefirescenarios.Aparticularsetofeventstha45一系列的火灾事件连缀起来，则能够形成一个火灾场景。例如，事件A-C构成一个火灾场景。而事件A–C,A–B–D和A–B–E形成了此事件树全部的火灾场景，共有三个。场景１：A-C场景2：A–B–D场景3：A–B–E一系列的火灾事件连缀起来，则能够形成一个火灾场景。例如，事件46Figure2.1alsoshowstheprobabilityofsuccessorfailureofthesetwofireprotectionmeasuresatthetwobranchpoints.Theprobabilitiesoffailureatthetwobranchpointsareassumed,forthisexample,tobethesame,at10%or0.1.Figure2.1alsoshowstheprob47在图2.1的分支上，还给出这两个防、灭火技术措施成功和失败的概率，在此例中，假定这两个措施成功的概率均为90%，失败的概率为10%。在图2.1的分支上，还给出这两个防、灭火技术措施成功和失败的48基于此，场景A–C发生的可能性为0.9.场景A–B–E发生的可能性为0.09,由A–B(0.1)的可能性与B–E(0.9)的可能性相乘得到.类似地，场景A–B–D发生的可能性0.01.三个场景发生的联合概率为(combinedprobability)为1。注：因为三个不同的火灾场景之间是互斥的。Mutuallyexclusiveevents基于此，场景A–C发生的可能性为0.9.49Basedonthis,ScenarioA–Chasaprobabilityof0.9.ScenarioA–B–Ehasaprobabilityof0.09,obtainedbymultiplyingtheprobabilityofA–B(0.1)andthatofB–E(0.9).Similarly,ScenarioA–B–Dhasaprobabilityof0.01.Thecombinedprobabilityofallthreefirescenariosisone.Basedonthis,ScenarioA–Cha50Theimportantthingtonotehereisthattheprobabilitiesofsuccessorfailureoffireprotectionmeasuresaffecttheprobabilitiesofallfirescenarios.Thelowertheprobabilitiesoffailureoffireprotectionmeasures,thelowertheprobabilitiesofallthosefirescenariosthatwillleadtoanundesirableoutcome.Theimportantthingtonotehe51这里有一点比较重要，需引起我们的注意。显然，某一防灭火技术或管理措施成功或失败的可能性可能影响到所有或全部火灾场景发生的可能性。某一防灭火技术或管理措施失败的可能性越低，则那些导致不希望发生后果的火灾场景发生的可能性就越低。这里有一点比较重要，需引起我们的注意。52Forexample,ifEventDisnotthedesiredendpoint,thenlowerprobabilitiesoffailureoffireprotectionmeasureswillleadtoalowerprobabilityoftheundesirablefireScenarioA–B–D.Iftheprobabilitiesoffailureofthetwofireprotectionmeasuresarereducedto0.01,theprobabilityoftheundesirableScenarioA–B–Disreducedto0.0001.Forexample,ifEventDisnot532.2.2将防、灭火技术或管理措施视为“火灾阻碍措施”在建筑火灾风险评估的过程中，可基于以下五个重要事件来构建事件树：１.起火－fireignition,2.火势增长－firegrowth,3.烟气传播－smokespread,4.人员疏散失败－failureofoccupantstoevacuate,5-消防人员响应失败－failureoffiredepartmenttorespond(YungandBenichou,2003).将它们视为重要事件是因为每个事件都与火灾发展的主要阶段或危害有关。2.2.2将防、灭火技术或管理措施视为“火灾阻碍措施”542.2.2FireProtectionMeasuresasFireBarriersForfireriskassessmentsinbuildings,theeventtreecanbeconstructedbasedonthefollowingfivemajorfireevents.Theyareconsideredmajoreventsbecauseeachisrelatedtoamajorphaseoffiredevelopmentandhazard:fireignition,firegrowth,smokespread,failureofoccupantstoevacuate,andfailureoffiredepartmenttorespond(YungandBenichou,2003).2.2.2FireProtectionMeasures551.起火是初始事件，比如烟蒂引燃卧室床上物品或引燃起居室的沙发。防、灭火技术或管理措施包括防火教育、控制火源、使用阻燃材料等，这些都将降低起火的可能性和相应的风险。1.起火是初始事件，比如烟蒂引燃卧室床上物品或引燃起居室的561.Fireignitionistheinitiatingevent,suchascigaretteignitionofacouchinalivingroomoramattressinabedroom.Fireprotectionmeasuresincludefirepreventioneducation,ortheuseoffire-retardedmaterialinfurniture,whichwouldhelptoreducetheprobabilityofoccurrenceofthiseventandtheconsequentialrisks.1.Fireignitionistheinitia572.火势增长是第二个重要事件，这个过程包括多种火势增长类型，比如阴燃火灾(smoulderingfires)或轰燃后的全盛期火灾(post-flashoverfires)。防、灭火技术或管理措施包括喷水系统、防火分隔和带有自闭器的门，这些措施能够控制或限制火势并降低其相应的风险。风险降低的程度决定于这些火势增长控制措施的可靠性和有效性(reliabilityandeffectiveness)。2.火势增长是第二个重要事件，这个过程包括多种火势增长类型582.Firegrowthisthesecondevent,whichincludesvarioustypesoffiregrowths,fromfiresdevelopingintosmoulderingfirestofiresdevelopingintopost-flashoverfires.Fireprotectionmeasuresincludesprinklers,compartmentationanddoorself-closers,whichwouldhelptocontainthesefiresandreducetheirconsequentialrisks.Thereductioninriskdependsonthereliabilityandeffectivenessofthesefirecontrolsystems.2.Firegrowthistheseconde593.Smokespreadtocriticalegressroutesandotherlocationsinabuildingisthethirdevent.Fireprotectionmeasuresincludedoorself-closers,smokecontrol,andstairwellpressurization,whichwouldhelptocontainthesmokeandreduceitsconsequentialrisks.Thereductioninriskdependsonthereliabilityandeffectivenessofthesesmokecontrolsystems.3.Smokespreadtocriticaleg603.烟气传播到疏散必经的路径上或传播到建筑内某些位置上，是第三个重要的事件。防、灭火技术或管理措施包括带有自闭器的门、防排烟系统和疏散楼梯间/前室的加压送风系统等，这些措施有助于将火灾产生的烟气限制在一定空间内或排出到建筑外，从而降低其相应的风险。风险降低的程度决定于这些控烟措施或系统的可靠性和有效性(reliabilityandeffectiveness)。3.烟气传播到疏散必经的路径上或传播到建筑内某些位置上，是614.人员疏散失败是第四个重要事件，它通常是火或烟气传播到疏散路径上的结果。防、灭火技术或管理措施包括感烟、感温等火灾报警器、语音通讯设备、被保护的疏散通道、避难区或避难层、应急响应教育和疏散演练，这些措施能够向人员提供火灾的早期报警，安全的疏散通道，快速的应急响应和迅速的疏散，疏散到暂时安全的避难区域或疏散到着火建筑外。风险降低的程度决定于早期报警系统和疏散通道保护系统的可靠性和有效性，常规的人员应急响应教育和疏散演练的实施贯彻情况。4.人员疏散失败是第四个重要事件，它通常是火或烟气传播到疏散624.Failureofoccupantstoevacuateasaresultofthespreadoffireandsmoketoegressroutesisthefourthevent.Fireprotectionmeasuresincludesmokealarms,voicecommunication,protectedegressroutes,refugeareas,andevacuationtraininganddrills,whichwouldhelptoprovideearlywarningstooccupants,safeegressroutes,quickoccupantresponseandevacuationtoeitherexitthebuildingortoseektemporaryprotectioninrefugeareas.4.Failureofoccupantstoeva63Thereductioninriskdependsonthereliabilityandeffectivenessoftheseearlywarningandevacuationsystemsandtheimplementationofregularoccupanttrainingandevacuationdrills.Thereductioninriskdepends645.消防人员响应失败为第五个重要事件，即消防人员没能及时响应，赶至火场解救被困人员和实施灭火。防、灭火技术或管理措施包括向消防部门的火灾早期报警装置和足够的可调配灭火资源。可调配的灭火资源一般不完全是火灾安全工程项目的设计内容，但却是火灾风险评估过程中需要考虑的因素。风险降低的程度决定于向消防部门早期火灾报警装置的可靠性和可调配灭火资源的充分程度。5.消防人员响应失败为第五个重要事件，即消防人员没能及时响应655.Failureoffiredepartmenttorespondintimetorescueanytrappedoccupantsandcontrolthefireisthefifthevent.Protectionmeasuresincludeearlyfiredepartmentnotificationandadequatefiredepartmentresources.Thereductioninriskdependsonthereliabilityofearlynotificationandadequacyoffiredepartmentresources.5.Failureoffiredepartment66Exceptfortheoccupantsintheroomoffireorigin,alloftheabove

fivemajorhazardouseventsmustoccurbeforeafirecancauseharmtotheoccupants.Eachofthefivehazardousevents,however,canonlyhappenifthefireprotectionmeasureforthateventfailstopreventthateventfromhappening.Thefireprotectionmeasureforeachevent,therefore,canbeviewedasamajorbarriertothatevent.Exceptfortheoccupantsinth67除了起火房间内的人员，所有以上五个重要的危害性事件必须全部发生才能对人员产生损害，使其受伤或导致人员死亡。只有在针对某一重要危害性事件的防、灭火技术或管理措施失效或失败的条件下，这一危害性事件才能够发生。因此将针对某一危害性事件的防、灭火技术或管理措施视为“针对这一重要火灾事件的重要阻碍措施”(amajorbarriertothatevent)。除了起火房间内的人员，所有以上五个重要的危害性事件必须全部发68如图2.2，在发生火灾和使人员受到伤害之间，可以有五种“重要阻碍措施”。阻碍人员疏散失败的措施即为方便人员疏散成功的措施。阻碍消防人员响应失败的措施即为方便消防人员成功响应的措施。如图2.2，在发生火灾和使人员受到伤害之间，可以有五种“重要69Potentially,therecanbefivemajorbarriersbetweenafireandthepeople,asdepictedinFigure2.2.Thebarriertopreventfailureofoccupanttoevacuateistofacilitateoccupantevacuation.Thebarriertopreventfailureoffiredepartmenttorespondistofacilitatefiredepartmentresponse.Potentially,therecanbefive70应注意的是，每一个“重要的阻碍措施”是由一系列单独的阻碍措施组成的，一个“重要的阻碍措施”失败的原因可能是这些单独的“阻碍措施”部分或全部失效的结果，要具体进行分析。比如，火灾增长的“重要的阻碍措施”可能包括自喷系统、耐火分隔和带有自闭器的门等。应注意的是，每一个“重要的阻碍措施”是由一系列单独的阻碍措施71显然，在某一建筑中往往并不同时全部具备以上五种“重要的阻碍措施”。具体可能具有哪些“火灾阻碍措施”决定于建筑规范的要求和建筑防火设计和管理情况。但应该说，一个建筑具有的“火灾阻碍措施”越多，具有的“火灾阻碍措施”越有效，其火灾安全情况就会越好。显然，在某一建筑中往往并不同时全部具备以上五种“重要的阻碍措72Obviously,notallofthesefirebarriersarenecessarilyputinplaceinanybuilding.Howmanyareputinplacedependsonhowmanyarerequiredbythebuildingregulationsandhowwellthefireprotectiondesignis.Butthemoretheyareputinplace,thebetteristheprotection.Also,themoreeffectivethebarrieris,thebetteristheprotection.Obviously,notallofthesefi73图2.2火源和人员致命伤亡之间的五种“重要火灾阻碍措施”

Figure2.2Fivemajorfirebarriersbetweenafiresourceandfatality(fromYungandBenichou,2003).图2.2火源和人员致命伤亡之间的五种“重要火灾阻碍措施”74如前面章节的论述，人员面临的风险决定于所有防、灭火技术或管理措施，即“火灾阻碍措施”失败或失效的概率或可能性。比如，如果根本没有任何“火灾阻碍措施”，就意味着没有任何防、灭火技术或管理措施，则导致人员伤害或死亡的火场场景发生的可能性为100%或概率为１。因其所形成的火灾场景为：火灾发生－火势增长－烟气传播－人员安全疏散失败－消防人员施救和灭火失败。如果五种“重要的火灾阻碍措施”同时具备，每一种“重要的火灾阻碍措施”都有一半的可能(失效概率为0.5)失效，所有这五种“重要的火灾阻碍措施”都失效的概率为：0.5×0.5×0.5×0.5×0.5=0.03125.这种情况下，五种“重要的火灾阻碍措施”全部失效的火灾场景发生，导致人员伤亡的可能性为0.03125。如前面章节的论述，人员面临的风险决定于所有防、灭火技术或管理75Therisktotheoccupantsdepends,asdiscussedintheprevioussection,ontheprobabilityoffailureofallfireprotectionmeasures,orbarriers.Forexample,iftherearenobarriersatall,thereisnoprotection.Theprobabilityofthefirescenariothatcanleadtoharmtotheoccupantsis100%,or1.Iftherearefivebarriersandeachbarrierhasaprobabilityoffailureof0.5,theprobabilityoffailureofallfivebarriersis0.5×0.5×0.5×0.5×0.5or0.03125.Theprobabilityofthefirescenariothatcanleadtoharmtotheoccupantsis0.03125.Therisktotheoccupantsdepe76人员面临的风险并不仅仅决定于火灾场景发生的可能性或概率的大小，还决定于火灾场景所产生后果对人员造成的真实的伤害或危害程度(见方程2.2)。火灾场景的后果决定于建筑内火势增长的速度、烟气传播的速度以及人员疏散的速度，这些将在下一节中进行简单的讨论。人员面临的风险并不仅仅决定于火灾场景发生的可能性或概率的大小77Therisktotheoccupantsdependsnotonlyontheprobabilityofthefirescenario,butalsotheactualharmtotheoccupantsasaresultoftheconsequenceofthatscenario(seeEquation2.2).Theconsequenceofthatfirescenariodependsonhowfastthefireandsmokespreadinthebuildingandhowquicklytheoccupantsevacuatethebuilding,whichwillbediscussedbrieflyinthenextsection.Therisktotheoccupantsdepe78评估火灾场景的可能性、后果和风险的大小是本课程后续章节的重点。在此我们来看一看“火灾阻碍措施”的数量和可靠性对导致人员伤亡发生的火灾场景出现的概率的影响。前面我们曾讨论过具备五种“火灾阻碍措施”且每一种失败的概率为0.5的情况，所有五种“火灾阻碍措施”均失败的概率为0.03125，因此导致人员伤亡发生的火灾场景出现的概率亦为0.03125。评估火灾场景的可能性、后果和风险的大小是本课程后续章节的重点79Letuslookatanothercasewhenthereareonlytwobarriersbutwitheachhavingalowerprobabilityoffailureof0.1.Theprobabilityoffailureofbothbarriersis0.01.Theprobabilityofthefirescenariothatcanleadtoharmtotheoccupantsistherefore0.01,whichislessthanthatofthepreviouscasewhentherewerefivebarriersbutwitheachhavingahigherprobabilityoffailureof0.5.Letuslookatanothercasewh80来看另外一种情况，仅有两种“重要的火灾阻碍措施”，但每一种措施失败的概率要低得多，为0.1。则两种措施均失败的概率为0.01，这时导致人员伤亡发生的火灾场景出现的概率亦为0.01，这个可能性要小于前面具备五种“重要的火灾阻碍措施”的情况，因为前面例子中每种“重要的火灾阻碍措施”失败的概率为0.5。来看另外一种情况，仅有两种“重要的火灾阻碍措施”，但每一种措81Thisisthereasonwhyfireriskassessmentconcernsnotonlythenumberoffireprotectionmeasuresthatareputinplace,butalsohowreliableandeffectivethesefireprotectionmeasuresare.Thisalsoexplainswhytheuseofredundancyhelpstoincreasethereliabilityoffireprotectionmeasures.Thisisthereasonwhyfireri82这就是在火灾风险评估过程中，我们为什么既要关注设置或具备的防、灭火技术或管理措施的数量，还要关注这些措施的可靠性和有效性。这也解释了为什么“冗余”设计对提高防、灭火技术或管理措施的可靠性是有帮助的。例如，自喷和消火栓系统单独失效的概率均为0.1，为控制火势增长，两个系统均设置的情况下，同时失效的概率为0.01。这就是在火灾风险评估过程中，我们为什么既要关注设置或具备的防83Forexample,twofireprotectionmeasureswithanindividualprobabilityoffailureof0.1wouldprovideacombinedprobabilityoffailureof0.01,whichislessthanthatofonefireprotectionmeasurealone.Forexample,twofireprotecti842.2.3火灾后果模化中的时间因素如前面所述，“火灾阻碍措施”以两种途径帮助降低火灾风险：(1)控制火灾发生区域火势的增长，控制火势向其他区域的传播；(2)方便人员的疏散和消防人员的响应。2.2.3火灾后果模化中的时间因素852.2.3TimeFactorinConsequenceModelingAswasdiscussedintheprevioussection,firebarriershelptoreducefirerisksintwodifferentways:(1)controlthedevelopmentofafireinthelocationoffireoriginanditsspreadtootherlocations;(2)expeditetheevacuationoftheoccupantsandtheresponseofthefiredepartment.2.2.3TimeFactorinConsequen86Barriers1,2and3arethosethattrytocontrolthedevelopmentandspreadofafire;whereasBarriers4and5arethosethattrytoexpeditetheevacuationandrescueefforts.Figure2.2showsthattheevacuationoftheoccupantsisasimportantasthecontrolofthefireinfireriskassessment.Ifoccupantscangettoasafeplacebeforehazardousconditionsgettotheegressroutes,thereisnorisktotheoccupants.Barriers1,2and3arethose87“阻碍措施”1、２和3为控制火势增长和传播的措施；而“阻碍措施”4和5则是方便疏散和救援的措施。图2.2表明，在火灾风险评估过程中，人员的疏散与火势的控制同样重要，在疏散路径上，如果在危险临界条件出现之前，人员能够疏散到安全的地方，可以说对人员而言，不存在风险。“阻碍措施”1、２和3为控制火势增长和传播的措施；而“阻碍措88Firebarriershelptoreducetheprobabilitiesofthosefirescenariosthat

canleadtoharm(seeFigure2.1).Themoreeffectivethefirebarriersare,thelowertheprobabilitiesofthosefirescenariosthatcanleadtoharm,andconsequentlytherisktotheoccupants.Theconsequenceofthesefirescenarioscanbeassessedbyusingtime-dependentmodelingoffireandsmokespread,occupantevacuationandfiredepartmentresponse,underconditionsthatarespecifictoeachfirescenario.Firebarriershelptoreducet89“火灾阻碍措施”帮助降低导致人员伤亡火灾场景发生的可能性(见图2.1)。“火灾阻碍措施”越有效，那些导致人员伤亡的火灾场景发生的可能性就越低，进而人员面临的风险也越低。这些火灾场景的后果要利用针对每一个火灾场景的，按时间变化(time-dependent)的火势增长、烟气传播、人员疏散和消防人员响应模型来计算。“火灾阻碍措施”帮助降低导致人员伤亡火灾场景发生的可能性(见90在后续章节中，将讨论按时间变化的火灾场景计算模型的基本原理。此处，我们用一个简单的住宅火灾的例子，来考察一下“火灾阻碍措施”，以及为什么对火灾场景进行评估的过程中，按时间变化的计算是非常重要的。在后续章节中，将讨论按时间变化的火灾场景计算模型的基本原理。91Thebasicprinciplesoftime-dependentmodelingoffirescenarioswillbedescribedinlaterchapters.Butbeforewedothat,wewilluseasimpleexamplehereofahousefiretolookatfirebarriersandwhytime-dependentmodellingisimportantintheassessmentoftheconsequencesoffirescenarios.Thebasicprinciplesoftime-d92BasedonCanadianfirestatistics,themostfrequentfatalfirescenarioinhousefiresistheonethatinvolvestheignitionofacouchinthelivingroom(YungandLougheed,2001).ThatmeansBarrier1isnotworkinga100%andfireignitionwillhappenwithacertainprobability.BasedonCanadianfirestatist93基于加拿大的火灾统计数据，在住宅建筑火灾中，起居室沙发起火是最为常见和致命的火灾场景(YungandLougheed,2001)。这意味着“阻碍措施1”不是100%的有效，“起火”存在着一定的可能性。基于加拿大的火灾统计数据，在住宅建筑火灾中，起居室沙发起火是94再者，多数住宅没有喷水系统或能防火隔离的起居室，包括有隔离功能的门，通常也不具备，以将火灾限制在起居室中。因此“阻碍措施２”也不具备，火灾注定要增长。第三，多数住宅建筑没有防排烟系统，以阻止烟气向整个建筑的传播，包括疏散通道，如楼梯。因此“阻碍措施3”也不具备，烟气注定要传播。再者，多数住宅没有喷水系统或能防火隔离的起居室，包括有隔离功95Secondly,mosthousesdon’thavesprinklersorenclosedlivingrooms,includingcloseddoors,tocontainthefireinthelivingroom.Therefore,Barrier2isnotthereandfirewillgrowwithcertainty.Thirdly,mosthousesdon’thavesmokecontrolsystemtopreventthesmokefromspreadingtothewholehouse,includinganyegresspathssuchasstairs.Therefore,Barrier3isnotthereandsmokewillspreadwithcertainty.Secondly,mosthousesdon’tha96Fourthly,housesusuallyhavesmokealarmstogiveearlywarnings.However,theyareonlyeffectiveiftheyworkandworkearlysooccupantscanhaveenoughtimetoescape.Butfiresinvolvingupholsteredfurniturecanbeveryfast,developingintoflashoverfiresinjustminutes.Thatiswhythetimefactorisimportantinfireriskassessment.Iftheoccupantscanescapebeforethefiredevelopsintoaflashoverfire,thenBarrier4isthere.Fourthly,housesusuallyhave97第四方面，住宅建筑通常有感烟报警器，能够较早报警。当然感烟报警器要能够启动并及早启动才有效果，这样人员才有足够的时间逃生。但家具软垫类型的火灾其增长速率非常大，仅在数分钟内，就能够发生轰燃。这就是为什么时间因素在火灾风险评估过程是非常重要