社会火灾风险准则

1.社会火灾风险判据

火灾是不能完全避免的。在火灾风险评估中，通常采用“可接受火灾风险”这一概念把火灾风险处理为一种限制因素。利用这一概念，并依据国家的消防规范和标准条款，事先把某种程度的火灾风险规定为可接受的。如果具备以下两个主要条件，则认为人员伤亡的火灾风险是可以接受的：

（1）相比于其他类型的风险，由于火灾而引起的风险是非常轻微的，因此可以将其忽略不计。

（2）如果由于火灾而引起的风险是不可以忽略不计的，但是由于城市综合体建筑带来的益处超过了风险可能带来的危害，从而认为风险是可以忍受的。如果是这种情况，则降低风险而带来的成本支出应该超过风险可能带来的危害。也就是说，火灾风险应该在合理的可行范围内尽可能低（ALARP）。

对于大型公共建筑，可将火灾风险分析的判据主要考虑为人员伤亡的风险判据和财产损失的风险判据。对于人员伤亡的风险判据，可分为个体火灾风险判据和社会火灾风险判据。

也有这样一种情况：无论城市综合体建筑带来的收益有多么大，但是由于火灾而造成的风险级别实在高得无法忍受，那么就应该认为火灾风险是令人无法忍受的。对于这种情况下的火灾风险级别，只有通过降低风险才是唯一可行的办法。

在英国BSI的BS7974中的火灾风险评估的标准中公布的人员伤亡的风险判据为：

在主要工业场合中，个人风险级别是：最大可忍受的个人风险（每年死亡率）是0.01 %；一般可接受的个人风险（每年死亡率）是0.0001% 。而由于建筑物火灾造成的人员社会火灾风险级别是：每年每栋建筑物内10人（含）以上死亡率是0.00005%；每年每栋建筑物内的100人（含）以上死亡率是0.000005% 。

目前，我国还没有确立定量的人员社会火灾风险评估判据。根据我国近年城市火灾基本伤亡情况，建立了以F-N曲线表示的人员社会火灾风险评估判据：

式中，FN为死亡人数为N或者更多的概率；N为死亡人数；a为风险规避因子；r为常数。对式（7-13）进行对数变换可以得到

利用火灾伤亡数据对（lgFN，lgN）进行回归分析可以得到a和r的值，根据ALARP原则，假设置信水平95%的预测区间为人员社会火灾风险可容忍区域，可以确定人员社会火灾风险可容忍区域的上下界限，得到人员社会火灾风险的评估判据，见表7-21。

表7-21　人员社会火灾风险评估判据的界限方程

由图7-1可以看到，评估判据将表示人员社会火灾风险的F-N曲线图分为三个部分。当火灾风险评估的结果处于风险可忽略区域时，表示当前风险控制措施下的人员社会火灾风险可以接受，无须做出改进；当火灾风险评估的结果处于风险可容忍区域时，表示当前风险控制措施下的人员社会火灾风险可以容忍，是否采取措施进一步降低风险应该按照成本效益分析结果而定；当火灾风险评估的结果处于风险不可容忍区域时，表示当前风险控制措施下的人员社会火灾风险无法容忍，必须采取措施进一步降低人员社会火灾风险。

图7-1　F-N曲线表示的人员社会火灾风险评估判据

2.社会火灾风险计算

大多数火灾风险概率评估都是基于统计分析，统计项包括失火频率、防火系统失败的条件概率。统计分析采用的数据取自发生火灾的城市综合体建筑，并将数据转化成相应的信息，用于预测未来发生类似火灾的可能性。

统计分析的优点在于，它基于实际发生的火灾及其结果，其分析结果通常便于实践。此外，统计分析基于历史数据的平均数，假定可以通过历史经验及通常措施来预测未来的情况，并应用于特定的城市综合体建筑。在大多数情况下，这些假定是合理的。城市综合体建筑设计如果基于历史数据进行风险评估，那么其预防火灾的失败概率就要比其他不考虑风险评估的城市综合体建筑设计小得多。

统计分析的局限性在于，对于后果严重的低频率火灾，比如多人死亡的火灾，不太可能收集有效数据进行直接的预测。统计数据对于预测高频率火灾则更为有效，比如失火概率、火灾预防的成功概率或者失败概率。可以通过事件树和其他技术，将这些较为独立的信息用于预测低频率火灾发生的频率。

1）人员伤亡的风险值计算

对于大型公共建筑而言，多数火灾死亡发生在人员聚集场所。这些死亡案例多数归咎于几种原因，如吸烟者的粗心，电气设备老化、短路等。

火灾发生时，对附近人员的威胁主要是热辐射，而烟和有毒气体对于远离火灾的人员的危害要比热辐射大得多。为了避免在火灾中死亡或者受伤，人员应该在热、烟或者有毒气体阻挡疏散路线之前，到达安全地点。人员可用安全疏散的总时间ASET应该不少于从疏散路线逃离火源地点和无法生存的条件的时间RSET。火灾中单人或者多人死亡的概率Pd是由每分钟死亡率δ和暴露在危险条件下的时间Δtexp来表示的：

Pd值和δ值受城市综合体建筑类型、燃烧品和危险条件的影响。英国BSI通过统计1978—1991年间的火灾，通过数据得到Pd值，见表7-22。

表7-22　英国BSI有关Pd的统计数据

由于火灾风险评估研究在我国起步比较晚，目前相关的统计数据还不够完善，因此可参考表7-22提供的数据。

Pd值随着Δtdet的增长而增长，但是不包括在不稳定条件下发现的火灾（Δtdet = 0） 。在失火时发现的火灾Pd值比失火后5 min发现的火灾Pd值要高。这主要是因为着火空间的多数死亡案例是因为不可预知的条件迫使死者没有足够的时间逃离。总疏散时间RSET是三个时段的总和，即Δtdet 、Δtpre和Δt trav。可以借助计算机模拟，用确定性模型评估RSET。在缺少Δtpre、Δttrav和ASET的情况下，式（7-16）可以被写成一个简单的线性回归模型：

由此可知

δ的数值表示每分钟死亡率的增长，对于居住场所的统计表明：单人住处的δ值为0.0008，多人住处的δ值为0.0006。这些结果表明，每发生10000次火灾，如果早1 min发现火灾，大约可以拯救7个人的生命。单人和多人居住的住处的K值分别为0.0016和0.0015。

2）财产损失的风险值计算

基于建筑火灾动力学理论，提出了描述火蔓延的分阶段动力学模型。根据该分阶段动力学模型，建立了基于火灾动力学理论、城市综合体建筑防灭火设施可靠性和有效性相耦合的火蔓延概率估算方法。进而引入城市综合体建筑的财产因子，建立了火灾直接财产损失Efire的评估模型：

式中，YL为城市综合体建筑的使用寿命（年）；S为城市综合体建筑的总面积（m2）； Pfire为城市综合体建筑发生火灾的概率［起/（m2·年）］； wE为城市综合体建筑单位面积的财产密度（元/m2）；AF为建筑面积是S的城市综合体建筑在其使用年限内的可能烧损面积（m2）；AFZ为一旦火灾发生后起火室所在防火分区的平均烧损面积（m2）。

失火频率是大多数风险概率评估的一个关键参数。统计研究显示，失火频率可以通过式（7-20）进行计算：

a和b是不变量，与对应的特定城市综合体建筑类型相关。参数a包括火灾次数的概率n、一段时间内存在风险的城市综合体建筑数量N。当S的数值增长时，b会使Pfire的数值随之增长。

如果b的值为1则表示火灾概率与城市综合体建筑面积之间存在直接的比例关系；同时这也意味着当火灾发生时，一个城市综合体建筑的所有部分所面临的风险是相同的。然而这一论断并不符合事实，因为城市综合体建筑的各个部分的类型不同，引发火灾的火源数目不一。因此，火灾概率与城市综合体建筑的面积并不存在直接的比例关系，b的数值应该小于1。如果有两座城市综合体建筑，其中一座建筑物比另一座大2倍，那么较大建筑物的火灾概率将比较小建筑物少2倍以上。