高层住宅火灾风险事故树应用研究
朱世敏
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朱世敏,. 高层住宅火灾风险事故树应用研究[J]. 设计研究,20229. DOI:10.12721/ccn.2022.157007.
摘要: 通过对住宅建筑的火灾事故统计,从消防安全管理、建筑防火特性、消防设施设备以及灭火救援力量方面入手,运用安全系统工程理论,系统地对各个住宅小区高层住宅建筑火灾事故进行分析,最后提出高层住宅建筑的防火对策措施。
关键词: 高层住宅;火灾风险;事故树;火灾防控
DOI:10.12721/ccn.2022.157007
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近年来随着经济的发展,高层住宅建筑在生活中越来越常见,但由于其层数较多、结构复杂、人员集中,一旦发生火灾,往往造成较大的人员伤亡与财产损失,因此,高层住宅建筑的火灾预防工作尤其重要。应认真研究高层住宅建筑的火灾特点及发展规律,以满足高层住宅消防安全的需要。

一、高层住宅火灾现状

1.火势蔓延途径多、速度快。高层住宅建筑的内部常设有管道井、电梯井、楼梯间等竖向管道井。由于功能的需要,这些井道通常贯穿了若干甚至整个楼层,如果在设计阶段没有设置防火隔层设施或者防火隔层设施不够完善,发生火灾时,易形成“烟囱”效应,极易形成立体火灾,助长烟火从而为火势蔓延提供途径。

2.火灾荷载大,起火因素多。高层住宅类建筑内部可燃物品非常多,如壁纸、吊顶、电视墙等可燃装饰材料;沙发、床、化纤地毯、衣柜等家具用品。另外生活用电器设备较多,电气线路较复杂,火灾危险性较大,容易发生火灾事故。据统计,一般住宅楼的火灾荷载密度可达35 kg/m2~60 kg/m2,一旦发生火灾,极易在较短的时间内形成大面积火灾。

3.安全疏散难度大,疏散方式单一。高层住宅都在10 层以上,层数较多,垂直疏散的距离大,需要较长的时间才能使人员疏散到安全地点。高层住宅发生火灾时居民主要靠楼梯间进行疏散,如果楼梯间阻烟火能力差, 烟气会很快弥漫在楼梯间,严重阻碍居民的疏散。而居民为了出行方便、通风等原因将常闭式防火门处于常开状态,又增大了烟气进入防烟疏散楼梯间内的可能性。

4.扑救困难。受消防设备扑救高度条件的限制,高层住宅火灾扑救主要依靠建筑自身的消防给水设施,常因受到消防设施的条件限制,扑救工作很难有效展开。比如,室内的消防水量难以满足扑救大面积的火灾的用水量需要。另外,很多高层住宅的火灾不能得到有效控制都是因为建筑楼内消防设施存在问题,还有的高层建筑没有设置消防楼梯,消防人员很难第一时间赶到火场,错过了灭火的最佳时期。

二、高层住宅火灾风险事故树应用

1.方法。本次通过对高层住宅小区进行消防安全风险抽查,选用分层抽样法的样本抽取方法,也叫做类型抽样法。该方法是一种概率抽样方法,是指将样本总体中各单位按照类型或者区域,分类归并成若干个类型或者层,然后以各个层或类型作为抽样的基本单位。分层抽样的基本特点是将具有共同性的各单位划为一种类型容易抽出具有代表性调查样本,此类方法适用于总体情况复杂、各单位之间差异较大的情况。调查通过选取20 处高层住宅小区进行消防安全风险调研。本次调研从消防安全管、建筑防火特性、消防设施设备以及灭火救援力量方面入手,系统地对各个住宅小区进行调研,主要调研的问题见表1。

图片1.png

表1主要调研问题

2.构建高层住宅建筑火灾事故树。从高层建筑物火灾的发生机理与调查研究的事故资料来看,火灾没有得到有效控制和疏散失败是高层住宅建筑火灾造成较大损失的主要影响因素,而火灾没有有效控制与逃生失败又是由多方面因素造成的结果。根据火灾发生机理与高层住宅火灾事故资料,绘制高层住宅建筑火灾事故树由构建的事故树可知,造成高层住宅建筑火灾事故的基本事件有28 个。引起顶上事件发生的基本事件的最低限度的集合叫最小割集,不引起顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合叫最小径集。结构重要度分析是从事故树结构上入手分析基本事件的重要程度。根据上面得到最小径集进行结构重要度排序,居民生活用可燃物、临时存放的可燃物品、未及时报警、消防通道堵塞、未及时发现火情、疏散通道放置杂物、火灾应急照明故障、防火门状态常开、探测报警系统故障、消火栓故障、灭火器失效、居民不会操作等是造成高层住宅建筑火灾的主要原因。

3.事故树分析法。事故树分析安全工程决策中常用的分析方法。事故树分析将火灾事件的可能性、消防系统成功概率和火灾后果结合起来度量风险,是构建火灾损失场景最常用的风险评估技术。事故树分析主要用于初始事件和顶事件的分析,可将初始火灾事件和各个火灾场景状态特征顶上事件分解为各种失效和点火危险因素,进而估计这些事件的发生概率。除此之外,初始火灾事件和顶上

事件的发生概率还可由上一节提到的历史数据所求得频率得到。事故树可考虑火灾发展过程中消防设施灭火效果,很早便广泛用于火灾风险分析。

4.火灾风险评价。火灾风险评估方法是通过概率论的相关方法,基于频率与后果来量化火灾风险,也称为概率风险评估方法。一般情况下,风险通过两个重要的参数表征:火灾事件的频率或概率及其造成的后果,后果评估通常包括财产损失和人员生命安全两个方面,评估内容根据具体建筑的消防安全目标来确定。定量分析方法需要大量数据资料,当火灾统计数据量较充足时可采用此方法。通过应用高层住宅小区消防安全管理、建筑防火特性、消防设施设备及灭火救援力量4 个方面的缺陷及不足等作为主要的风险源辨识,以防火能力、灭火及救援疏散能力为主要的评价指标,建立风险评估树和相应的事故树模型,如图2所示。分析结果表明,基本事件结构重要度为: 火灾自动报警系统= 疏散通道畅通( 路线、数量、畅通长度) = 应急照明疏散系统= 消防车道= 自动灭火系统> 组织管理及消防室值班控制= 电气管理级防火巡查= 安全培训及预案准备> 防火间距及防火分隔= 电缆井及管道井封堵> 防排烟设施完好= 防排烟系统合理性。通过计算,可以得出高层住宅小区建筑的火灾自动报警系统和自动灭火系统对于防控小区火灾发生的风险最为关键,可较大程度地避免火灾的发生及扩展。

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高层建筑火灾风险评价事故树(图2)

三、改善措施建议

建立防火安全体制,高层住宅小区纳入消防网格化管理内容,落实责任人制度,加强责任人的安全意识培养,加强对高层住宅建筑的管控。健全火灾应急预案,依据预案定期进行安全培训及疏散演练,以便在火灾生的时候能有效的处理和行动。必须建立健全消防安全保障体系,确保高层建筑的使用、运营、管理符合国家规范及法规的要求。高层住宅火灾扑救应立足于建筑室内消防设施,应加强消防设施的维护保养,为居民创造安全的居住环境。做好消防宣传,普及消防科学知识,教育居民注意家庭火灾隐患,加强对家中可燃物品、火源及电源的管理。消防通道一定要保持通畅,不乱堆杂物,防火门使用后应及时关闭。物业应加强对消防设备的维护保养,确保火灾探测报警设备、消火栓、灭火器等设备完整有效。合理设置疏散通道并设置符合国家规定的消防安全疏散标志和应急照明设施,以帮助被困人员及时逃生。物业公司应注重从业人员的业务素质的培养,提高其消防安全管理水平。

基于小区风险特点建立并高层住宅小区火灾风险评估事故树,探讨了高层住宅小区火灾的基本事件结构的重要程度排序、合理的改善措施,事故树作为安全系统工程的重要研究方法,应用于高层住宅火灾事故分析上,能够直观地描述高层住宅火灾事故的因果关系,找出影响高层住宅火灾事故的基本事件,为预防高层住宅火灾事故提供理论依据。

参考文献:

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