基于古斯塔夫法對高層建筑火災(zāi)風(fēng)險評估

胡芳婷

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

關(guān)鍵詞：高層建筑；火災(zāi)；風(fēng)險評價；古斯塔夫法

1 古斯塔夫法簡介

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

2 建筑火災(zāi)危險度GR分析

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

該方法是一種半定量的火災(zāi)風(fēng)險分析方法，其優(yōu)點在于采用模糊數(shù)學(xué)中的一些方法對影響火災(zāi)風(fēng)險的因素進行處理，并將火災(zāi)風(fēng)險定義為若干因子，每個因子對應(yīng)著火災(zāi)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(zāi)危險度。

根據(jù)古斯塔夫（GustavPurt）提出的有關(guān)公式，GR采用如下公式計算

（5-1）

式中：Qm—可移動的火災(zāi)負荷因子，表示建筑物室內(nèi)可移動燃燒物對GR的影響，此值由火災(zāi)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(zāi)區(qū)域及位置因子，表示建筑物火災(zāi)區(qū)域?qū)缁鸹顒与y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(shè)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(zāi)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(zāi)危險度下降的因素。

3 高層建筑商場內(nèi)火災(zāi)危險度IR分析

根據(jù)古斯塔夫建議的有關(guān)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(nèi)人員受建筑物疏散通道的熟悉程度、人員多少、出口數(shù)量等影響的自救能力。D—財產(chǎn)危險因子，表示建筑物內(nèi)財產(chǎn)的價值，數(shù)量和損失情況，此值由財產(chǎn)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(qū)域分別分析GR和IR值。由于高層建筑大型商場自身的經(jīng)營需要，同類商品一般都布局在同一樓層的相鄰區(qū)域，有的甚至是商場的整個一樓層都是經(jīng)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(nèi)具體布局情況劃分成若干的功能區(qū)，同時還要保證各功能區(qū)的劃分不應(yīng)跨越防火分區(qū)。

由以上公式（5.1）和（5.2）各火災(zāi)風(fēng)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(zāi)風(fēng)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(nèi)各個功能區(qū)的GR和IR值時，我們要結(jié)合分析區(qū)域的火災(zāi)危險性特點，對影響GR和IR的火災(zāi)風(fēng)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(qū)都屬于商場這一建筑物的一部分；也就是說有些火災(zāi)風(fēng)險因子對計算各功能區(qū)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(qū)之間的火災(zāi)危險度大小，這樣在計算高層大型商場各功能區(qū)的火災(zāi)危險度時就可以刪掉對比較火災(zāi)危險度大小沒有影響的因子，即固定的火災(zāi)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(jié)合高層大型商場的火災(zāi)風(fēng)險特點將其變換成影響各功能區(qū)的火災(zāi)蔓延因子。

4 古斯塔夫法在高層建筑火災(zāi)風(fēng)險評估中的應(yīng)用

高層建筑火災(zāi)是目前最嚴重的火災(zāi)之一，在近年來人員聚集多的地方發(fā)生的特大火災(zāi)事故中，高層建筑火災(zāi)發(fā)生起數(shù)、人員傷亡數(shù)以及直接經(jīng)濟損失都占了極大的比例。由于建筑結(jié)構(gòu)上的特殊性和使用功能上的復(fù)雜性，高層建筑的火災(zāi)特點與普通建筑有著明顯的區(qū)別，其火災(zāi)危險性主要表現(xiàn)在：建筑物空間大、可燃物多、火災(zāi)荷載大；建筑功能復(fù)雜、引起火災(zāi)的因素多；火災(zāi)蔓延迅速、燃燒猛烈，對建筑結(jié)構(gòu)破壞力大；火災(zāi)煙氣大，有毒、有害產(chǎn)物多以及火災(zāi)撲救困難等方面。由于高層建筑存在諸多火災(zāi)危險因素，故此類場所的火災(zāi)預(yù)防與控制尤為重要，應(yīng)根據(jù)需要加強消防安全管理，有必要對高層建筑進行火災(zāi)風(fēng)險評估。

5 結(jié)語

古斯塔夫法作為一種半定量的火災(zāi)危險分析方法，適合于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能多樣的公共場所的危險分析。與以往火災(zāi)風(fēng)險評估方法不同，筆者通過引入無量綱因數(shù)，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(zāi)危險度，提高了評估結(jié)果的可比性，同時展示了具有較強操作性的火災(zāi)風(fēng)險評估分析程序。此方法運用與高層建筑火災(zāi)危險分析得到如下結(jié)論：（1）由上圖可得，該建筑物應(yīng)該采取減少火災(zāi)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(zāi)危險度。（2）由火災(zāi)危險度圖可知，5，6，7，8四個區(qū)域的火災(zāi)危險性最大，故該購物中心的物管部門應(yīng)加強這兩個經(jīng)營場所的安全管理。同時，消防監(jiān)督部門應(yīng)經(jīng)常性地對其進行消防監(jiān)督檢查，根據(jù)各場所火災(zāi)危險特性，制定詳盡合理的滅火預(yù)案。（3）運用古斯塔夫法可對建筑物的火災(zāi)風(fēng)險進行半定量評估，火災(zāi)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(zāi)風(fēng)險評估的研究僅僅處于起步階段，火災(zāi)風(fēng)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(chǔ)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(yīng)用于基層消防部隊。

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