基于古斯塔夫法對高層建筑火災風險評估

胡芳婷

摘 要：文章通過古斯塔夫法引入無量綱系數對建筑物火災危險度GR和建筑物內人員危險度IR進行分析，計算綜合火災危險度，然后綜合兩種分析法進行評估。從評價結果可知，古斯塔夫法更適合運用于高層建筑火災風險評估。本研究能為高層建筑的性能化防火設計和安全管理提供有效依據，從而預測和防止火災事故發生，具有一定的現實意義。

關鍵詞：高層建筑；火災；風險評價；古斯塔夫法

1 古斯塔夫法簡介

古斯塔夫火災危險度法簡稱古斯塔夫法（Gustav法）是一種半定量的風險分析方法，采用模糊數學中的一些方法對火災危險源進行處理分析，它將火災風險定義為若干因子，每個因子對應火災危險源的不同特征。火災危險性包括對建筑物本身的破壞及建筑物內部人員和財產損失兩個方面，常把火災對建筑物本身的破壞用GR表示，火災對建筑物內人員的傷害和財產損壞用IR表示，二個方面的危險度共同決定了建筑物的危險度?；馂奈ｋU度的概念是一定程度上指出如何對火災危險源進行綜合分析，即古斯塔夫火災危險度法是對火災危險源進行分析的一種方法。古斯塔夫火災危險度法適用于每個單獨房間或場所的火災危險性分析和評估。

2 建筑火災危險度GR分析

建筑物的火災危險度包括火災對建筑物本身的破壞以及對建筑物內人員和物質的傷害兩個方面。對建筑物本身的破壞用GR（建筑物火災危險度）來表示，對建筑物內人員和物質的傷害用IR（建筑物內火災危險度）來表示，兩方面的危險度共同決定了建筑物的火災危險度。

該方法是一種半定量的火災風險分析方法，其優點在于采用模糊數學中的一些方法對影響火災風險的因素進行處理，并將火災風險定義為若干因子，每個因子對應著火災影響因素的不同特性，針對這些特性因子，其可以綜合地求出建筑物的火災危險度。

根據古斯塔夫（GustavPurt）提出的有關公式，GR采用如下公式計算

（5-1）

式中：Qm—可移動的火災負荷因子，表示建筑物室內可移動燃燒物對GR的影響，此值由火災平均密度決定。C—易燃性因子，表示可燃物的易燃性能，此值由可燃物等級決定。B—火災區域及位置因子，表示建筑物火災區域對滅火活動難易程度的影響，此值由滅火活動難易程度決定。L—滅火速度因子，表示滅火設施及人為滅火能力的因素，此值由滅火能力等級決定。W—建筑物耐火因子，表示建筑物的耐火能力，此值由耐火能力等級決定。Ri—危險度減少因子，表示火災危險度下降因素。

由于上述六個因子計算出來的是最大危險度，因此實際還要考慮使火災危險度下降的因素。

3 高層建筑商場內火災危險度IR分析

根據古斯塔夫建議的有關公式，IR的計算采用如下公式：

IR=HgDgF （5-2）

式中：H—人員受危險因子，表示建筑物內人員受建筑物疏散通道的熟悉程度、人員多少、出口數量等影響的自救能力。D—財產危險因子，表示建筑物內財產的價值，數量和損失情況，此值由財產受危險程度決定。F—煙氣因子，表示煙氣的毒性，濃度及危害性程度，此值由煙氣的危險程度決定。

同時，該方法也指出，如果所考慮的建筑物較大，可以分為幾個區域分別分析GR和IR值。由于高層建筑大型商場自身的經營需要，同類商品一般都布局在同一樓層的相鄰區域，有的甚至是商場的整個一樓層都是經營同一類商品，例如服裝層。因此在本論文中，將大型商場按空間用途、商場內具體布局情況劃分成若干的功能區，同時還要保證各功能區的劃分不應跨越防火分區。

由以上公式（5.1）和（5.2）各火災風險因子代表的意義可以看出，該方法所介紹的公式主要是從建筑物的火災風險角度來考慮影響GR和IR值的因子。因此，在計算高層大型商場內各個功能區的GR和IR值時，我們要結合分析區域的火災危險性特點，對影響GR和IR的火災風險因子進行一定地變換，同樣，也要對各影響因子進行量化處理。

針對于高層大型商場而言，各功能區都屬于商場這一建筑物的一部分；也就是說有些火災風險因子對計算各功能區GR和IR值的影響幾乎是一樣的，而本論文計算GR和IR值的目的是為了比較大型商場各功能區之間的火災危險度大小，這樣在計算高層大型商場各功能區的火災危險度時就可以刪掉對比較火災危險度大小沒有影響的因子，即固定的火災負荷因子Qi以及建筑物耐火因子W這兩個因子。同時，針對于滅火延遲因子，也要結合高層大型商場的火災風險特點將其變換成影響各功能區的火災蔓延因子。

4 古斯塔夫法在高層建筑火災風險評估中的應用

高層建筑火災是目前最嚴重的火災之一，在近年來人員聚集多的地方發生的特大火災事故中，高層建筑火災發生起數、人員傷亡數以及直接經濟損失都占了極大的比例。由于建筑結構上的特殊性和使用功能上的復雜性，高層建筑的火災特點與普通建筑有著明顯的區別，其火災危險性主要表現在：建筑物空間大、可燃物多、火災荷載大；建筑功能復雜、引起火災的因素多；火災蔓延迅速、燃燒猛烈，對建筑結構破壞力大；火災煙氣大，有毒、有害產物多以及火災撲救困難等方面。由于高層建筑存在諸多火災危險因素，故此類場所的火災預防與控制尤為重要，應根據需要加強消防安全管理，有必要對高層建筑進行火災風險評估。

5 結語

古斯塔夫法作為一種半定量的火災危險分析方法，適合于結構復雜、功能多樣的公共場所的危險分析。與以往火災風險評估方法不同，筆者通過引入無量綱因數，解決了古斯塔夫法中GR和IR沒有直接可加性的問題，得出了建筑物綜合火災危險度，提高了評估結果的可比性，同時展示了具有較強操作性的火災風險評估分析程序。此方法運用與高層建筑火災危險分析得到如下結論：（1）由上圖可得，該建筑物應該采取減少火災荷載、采用難燃材料裝修、改善平面布局等措施，降低整個建筑物的火災危險度。（2）由火災危險度圖可知，5，6，7，8四個區域的火災危險性最大，故該購物中心的物管部門應加強這兩個經營場所的安全管理。同時，消防監督部門應經常性地對其進行消防監督檢查，根據各場所火災危險特性，制定詳盡合理的滅火預案。（3）運用古斯塔夫法可對建筑物的火災風險進行半定量評估，火災危險度因子的確定受使用者知識水平的影響較大。目前，對于基層消防部隊進行火災風險評估的研究僅僅處于起步階段，火災風險評估的施用受到很大限制，因此在今后的研究中有必要在簡化評估程序的基礎上提高評估的準確性，在精確性和普及性之間尋求平衡，以便應用于基層消防部隊。

參考文獻

[1] 顧偉芳，田原，田宏.建筑火災風險評估研究[J].工業安全與環保， 2007，33（04）：12-16.

[2] 李志憲，楊漫紅，周心權.建筑火災風險評價技術初探[J].中國安全科學學報，2002，12（02）：35-38.

[3] 高云，張浩.高層建筑火災致因因素分析與防火安全對策.中國安全科學學報，2009，19（06）：149-153.

[4] 公安部消防局.2008年全國火災形勢總體穩定[EB].http：//www.mps.gov.cn.

[5] 范維澄，孫金華，陸守香.火災風險評估方法學[M].科學出版社，2004.