商業建筑火災蔓延系統研究與探討

[摘要] 通過調查全國大中型商業建筑的特大火災案例，建立控制火災蔓延系統模型進行分析。采用Bayes方法，通過故障樹分析，進行系統決策，為防治火災蔓延提供依據。

[關鍵詞] 商業建筑 火災蔓延 Bayes方法 系統決策

一、前言

近幾年來，城市大中型商業建筑特大火災事故的發生與控制火災蔓延不利有很大關系。商業建筑火災荷載大、燃燒迅速、蔓延途徑多，容易通過開敞的樓梯間、自動扶梯、豎井、管道等通道蔓延，而且燃燒產生大量的煙霧，導致建筑物內能見度極低，對人員的疏散安全構成嚴重的威脅。本文根據火災蔓延的規律性，對全國大中型商業建筑的特大火災事故控制火災蔓延失敗的原因進行調查，建立系統模型進行分析。最后通過Bayes統計和故障樹分析方法，得出我國當前大中型商業建筑在火災發生情況下控制火災蔓延失敗的概率，為防治火災蔓延提供依據。

二、系統模型分析

調查1995年～2005年全國大中型商業建筑的特大火災事故案例，分析得到控制火災蔓延失敗 (T)主要原因為：主動控制火災蔓延失敗(N1)、被動控制火災蔓延失敗(N2)和火災發展迅猛。N1基本事件有：未安裝自動噴水滅火系統或安裝后被拆除(a1)；自動噴水滅火系統閥門關閉(a2)；自動噴水滅火系統供水源不足(a3)；自動噴水滅火系統水泵無法啟動(a4)；自動噴水滅火系統未啟動或不能聯動(a5)；自動噴水滅火系統未設消防電源(a6)。N2基本事件有：防火、防煙分區未劃分或劃分不當(n1)；分隔物耐火性差(n2)；防火卷簾下面堆放有物品，使卷簾無法封閉(n3)；防火卷簾沒有啟動或未實現聯動(n4)；防火卷簾未設消防電源 (n5) ；樓板耐火性差或樓板上鑿有孔洞( n6)；樓梯間未封閉或封閉不嚴(n7)；自動扶梯未封閉(n8)；中廳未作防火分隔(n9)；玻璃幕墻未作防火分隔(n10)；風道、管道、電纜等貫通部位未作防火分隔(n11)；外墻采用可燃材料(n12)；室內裝修采用可燃材料(n13)；建筑物的耐火等級被降低(n14)；防排煙設施防排煙失敗(n15)。火災發展迅猛因素主要是火災荷載大(m1)和空氣供應充分(m2)。

通過以上分析，按照各基本事件之間的邏輯關系，建立系統故障樹模型。

三、系統Bayes統計和故障樹分析

在控制火災蔓延系統中，由于各基本事件只有“發生”和“不發生”兩種情況，因此服從二點分布。采用Bayes統計分析方法，由驗前分布和抽樣實驗所確定的后驗分布來計算各基本事件的條件期望與方差見表1。

由表1中各基本事件參數值，根據系統故障樹的結構函數計算系統故障的概率。在故障樹分析中，重要度反映了各基本事件對系統的影響程度，其中關鍵重要度表示部件故障概率的變化率所引起的系統故障概率的變化率，較好地反映了部件對系統的影響程度，因此可以通過部件關鍵重要度的排序來衡量其對系統的影響程度。部件的關鍵重要度越大，觸發系統故障的可能性越大。表2為各基本事件的關鍵重要度。

四、系統決策

1.由各基本事件關鍵重要度的排序知：造成商業建筑控制火災蔓延失敗的主要原因是a1事件——商業建筑未安裝自動噴水滅火系統，n1事件——防火、防煙分區未劃分或劃分不當，其關鍵重要度的數量級為10-1，而n13事件——室內裝修采用可燃材料的關鍵重要度為9.8245×10-2，僅次于前兩項。

2.在所安裝的自動噴水滅火系統中，供水源不足最為嚴重，其次是①水泵無法啟動;②自動噴水滅火系統不能實現聯動;③自動噴水滅火系統閥門關閉、未設消防電源問題。

3.在被動控制火災蔓延措施中，防火分區劃分不當問題最突出，其次是商業建筑內部的可燃性裝修。

4.在用防火分隔物阻隔火災蔓延措施中，樓梯間未封閉或封閉不嚴問題最為嚴重。其次是防火卷簾在火災發生時不能啟動或未實現聯動；分隔物耐火性差；中廳未作防火分隔；防火卷簾下堆放物品，使卷簾無法封閉；防火卷簾未設消防電源；樓板的耐火性差或樓板上鑿有孔洞；玻璃幕墻未作防火分隔；風道、管道電纜等貫通部位未作防火分隔；建筑物的耐火等級被降低；防排煙設施防排煙失敗。

5.自動扶樓未進行封閉；外墻采用可燃材料。

綜上所述，商業建筑未安裝自動噴水滅火系統問題、防水分區劃分問題及采用可燃裝修問題最為突出。因此，必須首先提高這三個部件的可靠度，才能有效降低商業建筑控制火災蔓延失敗的概率。

五、結束語

本文通過調查商業建筑火災蔓延的規律性，建立控制火災蔓延系統故障樹模型進行分析。通過采用Bayes統計分析方法，得到各基本事件的條件期望估計與方差。在此基礎上通過系統故障樹分析各基本事件對系統的影響程度，最后對系統進行決策，為控制商業建筑火災的蔓延提供依據。

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