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关键词:建筑工程;安全投资;投资效益;评估方法
我国建筑安全生产状况不容乐观,严重阻碍了建筑业的持续健康发展。2005-2007年,建筑安全事故死亡人数分别达2607人、2538人、2722人,仅次于交通和矿山事故。事故频发的重要原因在于安全投资长期不足,而企业不愿进行安全投资的重要原因在于其主观上将安全投资看成是一种纯消耗,认为其投资没有经济效益。因此,企业的决策者往往倾向于通过压缩安全投资来降低成本,制约了安全生产水平的提高。本文通过对建筑安全投资效益评估方法的研究,从经济效益的角度揭示安全投资的重要性,改变安全投资没有经济产出的观念,为建筑企业进行安全投资决策提供参考。
一、建筑安全投资效益及其类型
(一)建筑安全投资的概念
建筑安全投资是指为保证安全生产而投入的一切人力、物力和财力的总和。建筑安全投资分为企业投资和政府投资,本文主要从企业的角度来考察。建筑安全投资又分为主动性投资和被动性投资,前者是指为预防事故发生而主动进行的安全投资;后者是指事故发生后的伤亡及损失后果的控制,其实质是一种损失,因此本文只针对主动性投资进行探讨。
(二)建筑安全投资效益的概念
建筑安全投资效益是指建筑安全投资对社会、企业和个人产生的效果和利益,分为经济效益和非经济效益。经济效益又分为减损效益和增值效益,减损效益是指安全投资降低事故经济损失的效果;增值效益是指通过安全投资促进劳动生产率的提高从而间接实现经济增值的效果。安全投资的非经济效益是指安全投资对减少生命、健康、商誉、环境、社会安定等损失所起的积极效果。从本质上讲,实现非经济效益是建筑安全投资最根本的目的。
建筑安全投资效益具有间接性、滞后性、长效性、多效性、潜在性和复杂性等特点。上述特点使安全投资效益的评估既比较困难,又具有很大的理论与现实意义。
二、建筑安全投资效益的评估方法
本文采用“投入-产出”模型评估建筑安全投资效益,即安全投资效益=安全产出/安全投资,安全产出包括经济和非经济产出,而(非)经济产出又可分为(非)经济减损产出和(非)经济增值产出。
(一)安全投入(投资)的评估方法
我国目前还没有建立统一的建筑安全投资统计指标体系。学术界对安全投资项目的划分也存在不同的观点。本文的安全投资是指建筑企业为预防和减少事故的发生而主动投入的各项费用,包括安全措施、个人防护用品、安全教育、安全管理(如安全人员、安全会议、安全检查、安全奖励等投入)以及其他预防性投入(如工伤保险等),而事故救援及善后处理、财产毁损等均列入事故损失范畴。
(二)安全产出的评估方法
1、安全经济产出。(1)经济减损产出。经济减损产出是指安全投资减少事故经济损失的效果(即经济减损效益),经济减损产出=安全投资前的事故经济损失――安全投资后的事故经济损失。事故经济损失可分为直接和间接经济损失。直接经济损失是指与事故直接相联系的人身伤亡的善后处理费用和财产损坏的价值,可通过企业有关的财务记录比较容易得到。间接经济损失是指因事故导致产值减少、效率降低等损失的价值。估算间接经济损失的一种简便方法是通过采用直接与间接损失的倍比系数(“直间比”)来确定。因事故类型、统计样本及直接和间接经济损失划分标准不同,使得不同的研究得出的“直间比”相差很大,从2-10不等,一般可取4。(2)经济增值产出。经济增值产出是指安全投资保障了劳动条件,促进劳动生产率的提高从而实现经济增值的效果(即经济增值效益)。由于影响因素比较复杂,目前学术界还缺乏公认的计算安全投资经济增值产出的方法。本文假设安全投资与生产投资具有同等的经济增值效果,通过安全投资占企业固定资产的比重来确定安全投资对经济增值的贡献,即经济增值产出=建筑增加值×安全投资占企业全部固定资产的比例。
2、安全非经济产出。非经济产出是指安全条件的实现对生命、健康、商誉、环境、社会安定等所起的积极效果(即非经济效益),同样可分为减损产出和增值产出。为了从经济效益的角度对安全投资活动进行科学的评价,尝试对几个主要的非经济产出进行经济量化处理。(1)非经济减损产出。生命与健康的价值。评估时将人作为“经济人”而非自然人对待,即从人经济关系的角度考察人的经济活动规模而非人体本身的经济价值。因此,事故死亡一人的经济损失相当于其死亡年龄至退休年龄期间所能创造的经济价值(以人均劳动生产率计算)及其退休后的消费额之和。而伤残造成的健康损失则可通过与死亡事故进行比较来估算。商誉的价值。商誉是指企业由于技术先进、质量优异、生产安全、服务良好、经营效率高、历史悠久等原因而使企业享有良好的信誉。商誉是企业的无形资产,能使企业具有获取超额收益的能力,这种能力的价值就是商誉的价值。确定商誉损失价值可按以下步骤进行:首先求出企业整体的商誉价值,可将企业收益与按行业平均收益率计算的收益之间的差额的折现值作为企业商誉价值,即商誉价值=(企业收益-行业平均产值利税率×企业总产值)/折现率;其次可采用层次分析法确定安全信誉在企业商誉中所占的比重;最后采用专家评分法评估安全事故引起的商誉的损失系数,评估时应参考事故严重程度、影响范围、发生频率以及受社会的关注程度等因素。环境的价值。安全事故可能造成环境污染和生态破坏,消除环境污染和恢复生态需要投入一定的费用,可将这种费用作为安全事故造成的环境损失价值。社会安定的价值。这是一种潜在的损失,可用社会安定损失占事故总经济损失(或非经济损失)的比例来估算,这项工作同样可采用专家评分法来进行评估。(2)非经济增值产出。非经济增值产出是指通过安全舒适的生产环境,满足人们对生命、健康、信誉、环境及社会安定等特殊需要,实现良好、和谐的社会氛围从而创造社会效益。在上述非经济增值产出中,商誉的增值产出最终体现为企业收益的增加,而生命、健康、环境及社会安定等非经济目标的实现能使人们工作过程中更加安心和愉悦,工作的积极性和主动性得以提高,从而提高劳动生产率,也就是说上述非经济增值产出有一部分最终还是转化为了经济增值产出,在前文经济增值产出的计算中实际上已经包含了这几部分非经济增值产出的经济效果,因此不再另行计算。而非经济增值产出的其余部分则体现为社会伦理和人类道德等方面的意义,对于这部分内容目前还很难进行有效的经济量化处理。
三、建筑安全投资效益的实证分析
本课题组曾对浙江省某建筑企业进行了为期两年的建筑安全投资效益的跟踪调查,调查得到该企业2007年和2008年的部分相关数据如下(注:括号内为2008年的数据):企业固定资产净值2.79(3.04)亿元,施工产值23.78(28.23)亿元,完成建筑增加值4.65(5.59)亿元,利税总额1.55(1.75)亿元,按增加值计算的人均劳动生产率2.89(2.92)万元/人・年,全年安全投入476(627)万元;当年共发生各类安全事故17(12)起,其中死亡1(0)人,重伤3(1)人,轻伤10(12)人,事故共计造成直接经济损失165(89)万元。另据调查,近几年我国建筑行业的平均产值利税率约为6%。
根据上述统计资料及前文介绍的方法估算该企业2008年的安全投资效益如下:
(一)经济减损产出
取“直间比”系数为4,则该企业2007年和2008年安全事故总经济损失分别为165×5=825万元和89×5=445万元,则2008年的经济减损产出为380万元,对应的经济减损效益为380/627=0.606,即1元的安全投资能产生0.606元的经济减损效益。
(二)经济增值产出
经济增值产出=企业总产出(建筑增加值)×安全投资占企业全部固定资产的比例=5.59×627/3.04=1153万元,对应的经济增值效益为1153/627=1.839,即该企业1元的安全投资能产生1.839元的经济增值效益。
(三)非经济减损产出
1、生命与健康的减损产出:死亡职工年龄为34岁,假设人均寿命为75岁,职工退休年龄为60岁,退休以后的消费额为1万元/年,则该死亡职工的生命价值=2.89×(60-34)+1×(75-60)=91.14万元。假设重伤和轻伤事故造成的生命健康损失分别为死亡事故的80%和30%,则该企业2008年因安全投资带来的生命与健康的减损产出为91.14×(1+3×0.8+10×0.3)-91.14×(1×0.8+12×0.3)=182.18万元。
2、商誉的减损产出:假设折现率为10%,则2007年和2008年企业整体商誉的价值分别为(1.55-6%×23.78)/10%=1.233亿元和(1.75-6%×28.23)/10%=0.562亿元。通过咨询有关专家,确定安全信誉占该企业商誉的比重为20%,2007年和2008年因安全事故引起的商誉损失系数分别为15%和10%。则该企业2008年因安全投资带来的商誉减损产出为1.233×20%×15%-0.562×20%×10%=258万元。本例不考虑环境和社会安定等损失,则非经济减损效益为(182.18+258)/627=0.702,即1元的安全投资能产生0.702元的非经济减损效益。
(四)非经济增值产出
根据前文分析,非经济增值产出的部分效果已经包含在经济增值产出当中,而涉及社会伦理和道德等方面的效果由于目前还很难进行合理的经济量化,因此不予考虑。
综上,该企业2008年建筑安全的投入-产出比为1:3.147(0.606+1.839+0.702),即1元的安全投资能产生3.147元的效益。
四、结论
本文研究了建筑安全投资效益的量化评估方法,并通过具体实例计算了建筑安全投资效益的大小。研究表明,建筑安全投资并非通常所认为的是一种没有产出的消耗,而具有非常巨大的投资效益,其效益包括减损效益和增值效益,其中经济增值效益和非经济减损效益均要大于经济减损效益,若考虑目前暂时还无法量化的社会效益,则安全投资的效益将更为可观,因此建筑企业增加安全投资是非常有必要的。
参考文献:
1、国家统计局.中华人民共和国年鉴[M].中华人民共和国年鉴出版社,2009.
2、李云献,杜金山等.建筑安全生产重在合理投入[J].建筑安全,2006.
3、罗云.安全经济学[M].化学工业出版社,2008.
4、王直民.对生产安全统计指标体系的思考[J].北方经贸,2009(6).
关键词:消费品安全 政府监管 风险评估 诺模图法 风险矩阵法 RAPEX法
中图分类号:F76 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)11(c)-0155-04
欧盟委员会(EC)的2004 RAPEX方法[1]是首个得到政府监管机构广泛应用的消费品安全官方风险评估方法。非政府学术组织EuroSafe在2005年设立风险评估工作组(EuroSafe WGRA),EC在其研究成果基础上形成了2010 RAPEX方法[2],该方法是目前欧盟各成员国政府的正式官方评估方法[3]。受EC健康与消费者保护总司(DG-SANCO)资助的EMARS项目(它提出了著名的锤子案例[4])、英国RPA[5]等风险研究机构都致力于不断发展消费品安全风险评估方法。在正式评估方法中,除了RAPEX方法,诺模图法、风险矩阵法也得到广泛应用[3-5]。而欧盟REACH法规的技术指南文件(TGD)、国际化学品安全规划署(IPCS)的“Risk Assessment Terminology”(2004年),联合国粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)的“Food Safety Risk Analysis”(2006年)、国际风险管理理事会(IRGC)的“White Paper”(2006年)提供的化学危害风险评估方法主要适用于消费品生产过程[3-5]。美国消费品安全委员会(CPSC)主要应用定性风险评估方法对消费品安全进行A、B、C三级管理,CPSC也使用“安全饮用水法案”(SDWA,1996年)中的评估规则[6],CPSC在化学危害定量评估方法上遵循美国国家科学委员会的NAS指南(1994年)[7]。国际标准化组织的消费者政策委员会(ISO COPOLCO)的指南文件“Consumer product safety a practical guide for suppliers”(2006年)及其标准则主要适用于消费品的设计及生产阶段[3-5]。中国的消费品安全风险评估通则(GB/T22760,2008年)与RAPEX方法基本一致[8]。
该文以政府监管视角选择最广泛使用的2004 RAPEX、2010 RAPEX方法、诺模图法和风险矩阵法应用案例进行比较分析[3-5],并分析消费品安全风险评估方法的进一步发展方向。
1 消费品安全风险评估基本流程
风险和风险评估在各个领域的定义和方法有所不同。在产品安全评价理论中,风险通常表示为伤害事件的发生概率及严重程度的函数,各种消费品安全风险评估方法的基本评估流程是大同小异的,均是在识别消费品危险的基础上,估计各风险要素的程度(至少包括两个基本风险要素:伤害的严重程度和伤害的发生概率),然后用模型将各风险要素合成风险水平/等级(批量评估应先确定单体风险水平)。各个方法的主要区别在于将其他风险要素(例如消费者属性、危险可获得性和危险暴露参数等)的考虑置于哪个阶段,是置于危险识别阶段,还是置于严重程度估计、发生概率估计阶段,抑或直接作为独立风险要素与两个基本要素进行合成(图1)。
在消费品供应链的不同阶段实施安全风险评估应选择与该阶段相适应的风险评估方法,相关评估方法按适用范围分类如图2所示(参考了参考文献[3],但做了补充和修改)。对于政府监管机构而言,更关心的是准备上市和上市后的消费品安全风险,即:消费品在上市时应符合安全的一般要求,而在上市后只要发现产品存在严重安全风险就应及时隔离(risk averse)。因此,以政府监管视角研究上市阶段和上市后消费品安全风险评估方法的有效应用具有必要性。
4 讨论
(1)从应用案例可看出,2010 RAPEX
法与2004 RAPEX法的主要区别在于:2010 RAPEX法将消费人群区分、风险缓减要素区分从后置改为前置,严重程度和发生概率的分等进行了扩充,消费人群区分、风险缓减要素区分仍由主观判定。两个方法中风险要素的打分主观性强,要求评估人员具备足够的专业知识和足够准确的数据来源。未来的评估方法可能将消费人群作为独立风险要素进行识别和估计,在消费品化学危害日益受到重视的情况下,消费人群区分可能相应调整,例如孕妇可能作为弱势人群进行考虑。
(2)斯洛文尼亚诺模图法的输入参数比其他方法增加,各参数的分等扩充,其评估输出(风险等级)相应细化。与RAPEX法比较,它识别出火灾危险风险高于其他危险。危险事件发生时,火灾更容易造成群死群伤,因此该评估结果与事实也是相符的。
(3)比利时风险矩阵法引入了暴露程度这一参数扩充矩阵维度。对后果严重性的赋值中,该方法对导致“所有使用者和旁观者死亡”“所有使用者死亡”“数人死亡”和“一个死亡”的严重度分别区分,且从100分到15分赋值,区分度极大,但在政府监管角度,对“死亡”后果均应0容忍,评估时应加以注意。
(4)该文在参阅相关文献时,发现各个评估方法应用的术语高度不一致。如果对术语名称翻译和定义不加以界定明确,可能导致对同一危险信息,各评估方法的参数输入不一致,其输出大相径庭。
(5)目前的评估方法对化学危害风险的识别能力偏弱。例如对“长期药物接触和辐射暴露”伤害的严重程度从轻到重划分为“腹泻呕吐局部症候”“可逆的内脏损害”“神经系统损害、不可逆的内脏损害”“癌症(白血病)、影响生殖、影响后代、中枢神经系统抑郁症”四等的划分尚嫌粗。欧盟REACH法规的技术指南文件提供了一种化学危害风险评估的有价值的思路。
(6)目前对评估方法的发展研究主要集中在评估模型的改进,从定性向定量向模糊评价发展,但实证研究表明,作为简单、快速、经济、有效(risk averse)和有决断力(resolved)的方法,定性风险评估能对消费品安全风险进行有效评估[3-5]。在政府监管视角,最好把资源直接用于减小风险的努力,而不是尽量达到风险评估的绝对精确。实际上,定量风险评估的大部分输入数据是高度主观的,同时,要生成确切的输出,它要求有一个详尽和全面的时间链模型,这对范围极广的现代消费品领域是难度极大的。对定性风险评估方法而言,应减小评估的主观性,重点应研究伤害严重程度和发生概率的科学分等,其基础工作是尽早形成共享的消费品伤害数据库。
(7)从应用案例可看出,各个评估方法均基于各风险因子相对独立的假设,从而对各个风险因子独立进行评估。有学者研究认为,某些风险因子具有相互联系和影响关系,具有连通性(connectivity),并引入了连通性矩阵的概念,但这一理论在消费品领域尚未有成熟应用。
5 结论
(1)以政府监管视角来看,2004 RAPEX、2010 RAPEX方法和斯洛文尼亚诺模图法均能对消费品安全风险进行有效评估。
(2)未来消费品安全风险评估方法的发展,首先应统一规范术语使用以改善评估的一致性;其次应发展伤害严重程度和发生概率的科学分等体系以减小评估的主观性;另外应注重消费品化学危害风险评估方法的研究。
参考文献
[1] Guidelines for the management of the Community Rapid Information System(RAPEX)and for notifications presented in accordance with Artide 11 of Directive 2001/95/EC[R],Commission Decision 2004/418/EC of 29 April 2004.OJ L 151,2004.
[2] Commission Decision of 16 December 2009 laying down guidelines for the management of the Community Rapid Information System‘RAPEX’established under Artide 12 and of the notification procedure established under Artide 11 of Directive 2001/95/EC(the General Product Safety Directive) (notified under document C(2009) 9843)[R],Commission Decision 2010/15/EU of 26 January 2010. OJ L 22, 2010.
[3] Dirk van Aken.Related risk assessment activities[R].Hague: Voedsel en Waren Autoriteit, 2007.
[4] Enhancing Market Surveillance through Best Practices(EMARS)project.Product Safety-Best Practice Techniques in Market Surveillance[R].Amsterdam: EMARS,2013.
[5] Pete Floyd, Tobe A.Nwaogu,Rocio Salado,et al.RPA REPORTAssured Quality-Establishing a Comparative Inventory of Approaches and Methods Used by Enforcement Authorities for the Assessment of the Safety of Consumer Products Covered by Directive 2001/95/EC on General Product Safety and Identification of Best Practices [R].J497/GPSD Implementation, Norfolk:Risk & Policy Analysts Limited(RPA),2006.
[6] CPSC.Research & Statistics-consumer opinon surrveys[EB/OL].(2014-10-20)[2014-4-29].http://cpsc.gov/en/Research Statistics.
[7] National Research Council.Science and Judgment in Risk Assessment (1994)[M].Washington D.C.:National Academy Press,1994.
关键词:城市区域;火灾风险;评估
一、火灾风险评估的概念
过去,人们往往依靠经验和直观推断来做出决策。随着计算机容量不断扩大和模块技术的发展,风险评估(risk assessment)和风险管理(risk management)技术作为复杂或重大事项决策的必要辅助手段,在过去的二、三十年间,在决策分析、管理科学、运营研究和系统安全等领域得到了广泛的认知和应用 。
从系统分析的角度来看,风险具有系统特性和动态特性。风险实际上并非某一单一实体或事物的固有特性,而是属于一个系统的特性。若系统发生变化,很容易就会使事先对风险所做的估算随之发生变化。火灾风险评估模式包括:系统认定,即明确所要评估的具体系统并定义出风险抵御措施的过程;风险估算,即设定关于火灾的发生几率和严重后果及其伴随的不确定性的衡量标准或尺度,计算和量化系统中的指标的过程;风险评估,对该标准或尺度进行分析和估算,确定某一特定风险值的重要性或某一特定风险发生变化的权重。
二、城市区域火灾风险评估的意义及发展概况
在消防方面,随着人们安全意识的提高和建筑设计性能化的发展,对建筑工程的安全评估日益受到重视,比如美国消防协会制定的“NFPA101生命安全法规”是一部关注火灾中的人员安全的消防法规,与之同源的“NFPA101A确保生命安全的选择性方法指南”,分别针对医护场所、监禁场所、办公场所等,给出了一系列安全评估方法,多应用于建筑工程的安全性评估方面 。
目前,我国在火灾风险评价方面的研究,大部分是以某一企业,或某一特定建筑物为对象的小系统。例如,由武警学院承担的国家“九五”科技攻关项目“石化企业消防安全评价方法及软件开发研究”,以“石油化工企业防火设计规范”等消防规范和德尔菲专家调查法为基础,设计了石化企业消防安全评价的指标体系,利用层次分析法和道化指数法确定了各指标的权重,采用线性加权模型得出炼油厂的消防安全评价结果[7]。以某一特定建筑物为对象的火灾风险评价也比较多,如中国矿业大学周心权教授,在分析建筑火灾发生原因的基础上,建立了建筑火灾风险评估因素集,并运用模糊评价法对我国的高层民用建筑进行了消防安全评价 。
与上述的安全评估不同,城市区域的火灾风险评估的目的是根据不同的火灾风险级别,配置消防救援力量,指导城市消防系统改造,指导城市消防规划。对已建成的城市区域的火灾风险评估必须考虑许多因素,即城市火灾危险性评价指标体系,包括区域内所存在的对生命安全造成危险的情况、火灾频率、气候条件、人口统计等因素,进而评价社区的消防部署和消防能力等抵御风险的因素。除此之外,在评估过程中另一个重要的情况是要关注社区从财政及其他方面为消防规划中所要求的总体消防水平提供支持的能力和意愿。随着城市规模扩大、综合功能增强,在居住区商贸中心、医院、学校、和护理场所增多,评估方法还会相应的改变。现有的城市区域火灾风险评估方法主要出于以下两个目的:
(一)用于保险目的
在火灾保险方面的应用的典型事例为美国保险管理处ISO(Insurance Services Office, ISO)的城市火灾分级法,在美国已经被视为指导社区政府部门对其火灾抵御能力和实际情况进行分类和自我评估的良好方法。ISO方法把社区消防状况分为10个等级,10级最差,1级最好。
ISO是按照一套统一的指标来对每个社区的客观存在的灭火能力进行评估,确定该社区的公共消防级别,这套指标来自于由美国消防协会和美国自来水公司协会所制定的各种国家规范。ISO对城市消防的分级方法主要体现在它的“市政消防分级表(Commercial Fire Rating Schedule, CFRS)”上。CFRS把建筑结构、用途、防火间距与公共消防情况(用公共消防分级数目表达)相关联,再以统计数据加以调节后,来确定相应的火险费用。ISO级别仅被保险公司用作确定火险费用的一个成分。ISO分级系统虽然无法反映出消防组织的其他应急救援能力,但实际上也常用于各个区域的公共灭火力量的确定。
市政消防分级表从1974年开始使用,主要考察某城市区域的7个指标情况:供水、消防队、火灾报警、建筑法规、电气法规、消防法规、气候条件。随着技术进步,该表也不断改进。1980年版抽取了CFRS中对公共消防分级的方法,给出了修订后的灭火力量等级表,指标只包括前3项。被删除的指标或者确少区分度,或者在全市范围内进行评估时太过于主观,而且74表格中包含许多评估标准是具体的规定,如果某一社区的情况没有满足这些规定,则归属为差额分,规定降低了表格可使用的弹性范围,无法正确评估情况和技术的变化。故而ISO分级表被视为越来越“性能化”。
(二)用于消防力量的部署
当今的消防组织和地方政府要担负日益加重的安全责任,面对来自公众的对抵御各种风险的更多的期望,以及调整消防机构人员、设备及其他预算方面的压力,迫切需要确认某一给定辖区内的具体风险和危险的等级。
具体地说,城市区域风险评估在消防方面的目的就是:使公众和消防员的生命、财产的预期风险水平与消防安全设施以及火灾和其他应急救援力量的种类和部署达到最佳平衡。
关于火灾风险对于灭火救援力量的影响,美国消防界对此的关注可以说几经反复,其间美国消防学院、NFPA等都做了许多工作。直至20世纪90年代,国际消防局长协会成立了由150名专业人士组成的国际消防组织资质认定委员会(the Commission of Fire Accreditation International, CFAI),经过9年的广泛工作,制定了“消防应急救援自我评估方法”,和制定标准的社区消防安全系统。另外,NFPA最终还制定了NFPA1710和1720两个指导消防力量部署的标准,分别帮助职业消防队和志愿消防队和改进为社区提供的消防救援的水平。根据NFPA最近的调查,NFPA1710将在全美30500个消防机构中的3300~3600个得到正式的应用,也推广到加拿大有些地区。
英国对消防救援力量的部署标准是依据内政部批准的“风险指标”,把消防队的辖区划分为“A”、“B”、“C”、“D”四类区域,名为“风险分级”系统。其目的是对消防队的辖区进行风险评估,确定辖区内的各种风险区域,进而确定该风险区域发生火灾后应出动的消防车数量和消防响应时间。1995年,英国的审计委员会了一份题为“消防方针”的考察报告,认为这种方法没有充分考虑建筑设施的占用情况、社区的人口统计情况和社会经济因素,也没有把建筑物内的消防安全设施纳入考核范围。故而由审计委员会报告联合工作组与内政部的消防研究发展办公室一起,设立了一个研究项目。该项目的目的是开发一套供消防机构划分区域的风险等级,对包括灭火在内的所有应急救援力量进行部署,用于消防安全设施的规划并能解决上述问题的风险评估方法,再对开发出的方法进行测试。最后Entec公司开发出了计算软件,并于1999年4月以内政部的名义出台了“风险评估工具箱”测试版。
参考文献:
美国已完成性能目标和基本完成性能级别分级的确定,并于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。加拿大计划于2001年其性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。英国于1985年完成了建筑规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定"必须建造一座安全的建筑",但不详细规定应如何实现这一目标。澳大利亚于1989年成立了建筑规范审查工作组,起草性能化的《国家建筑防火安全系统规范》,并于1996年颁布了性能化《澳大利亚建筑-1996》(BCA96),并自1997年陆续被各州政府采用。新西兰1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法;1993~1998年,开展了"消防安全性能评估方法的研究",制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延5部分。
从国外性能化规范的研究过程看,大部分是首先或同时研究与性能设计有关的消防安全设计评估技术,只有少数国家是先修改规范,后开发设计指南。
三、消防安全工程
随着人们对火灾现象及其规律研究的不断深入,在一定程度上实现了对火灾过程的定量描述和分析,并由此产生了一门新兴工程学科--消防安全工程学。在发展以性能为基础的规范的同时,消防安全工程也在快速发展。消防安全工程学由于其潜力、复杂性以及应用性而在基础理论、方法学和实用工具领域得到较大的发展。当然人们仍然需要进一步研究建筑设计中完全量化的消防安全工程方法。
消防安全工程所涉及的内容包括工程原理与原则的应用,基于火灾现象、火灾影响,以及人的反应和行为的专家判断。由于现在仍然缺乏完全量化的建筑设计消防安全工程方法,因此要求采用由专家或工程分析判断而形成的比较保守的方法。不过,在很多国家,这些能够作出专家判断的经过认可或被接受的消防工程师为数不多。
四、性能化设计方法
性能化设计方法是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得出最优化的防火设计方案,为建筑物提供最合理的防火保护。
性能化设计利用火灾科学和消防安全工程去建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估去建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数如人在火灾中的行为和反应进行定义的工程过程。
五、性能化规范与性能化设计方法
性能化规范中,一般只确定能达到规范要求的可接受的方法,对建筑物内的要求通过政策性的总目标、功能目标和性能要求来表叙。例如澳大利亚于1996年12月由澳大利亚建筑规范委员会(ABCB)编制的第一个"性能化"的综合性的建筑规范《澳大利亚建筑规范(BCA96)》由四个层次的体系构成,即目标、功能描述、性能要求?quot;视为满足的条款"以及验证的方法。性能化设计是选用以性能为基础的替代办法,即描述能够达到某种规定性能水平的设计过程的术语,其设计方法是设计中的一种工程方法。
如果性能化设计方法同性能化规范一起使用,就必需有一套规范中要求的固定的总目标、功能目标和性能要求。如果不借能化规范,就由以下7个步骤来指导分析和设计,即1确定工程场址或工程的具体内容。2确定消防安全总体目标、功能(或损失)目标和性能要求。3建立性能指标和设计指标标准。4建立火灾场景。5建立设计火灾。6提出和评估设计方案。7写出最终报告。性能化设计必需考虑的因素至少包括以下因素:1起火和发展。2烟气蔓延和控制。3火灾蔓延和控制。4火灾探测和灭火。5通知使用者并疏散。6消防部门的接警和响应。
六、评估方法
建筑防火评估方法是性能化设计的关键技术,在世界范围内,对于这一方法及相关概念体系的逐步完善作出重要贡献的各类方法和模型主要包括:美国的建筑防火评估方法(BFSEM:TheBuildingFireSafetyEvaluationMethod)。评估特定场所内所用产品火灾风险的FRAMEworks方法,火灾致损评估方法(FIVE:Fire-InducedVulnerabilityEvaluation);澳大利亚的风险评估模型(RAM:RiskAssessmentModeling);日本的建筑物综合防火安全设计方法;加拿大的FIRECAM方法。
加拿大国家建筑研究院(NRC)正在研究并已开始应用的性能化设计工具:火灾风险与成本评估模型(FiRECAMTM--FireRiskEvaluationandCostAssessmentModel)),它通过分析所有可能发生的火灾场景来评估火灾对建筑物内居民造成的预期风险,同时还能评估消防费用(基建及维修)和预期火灾损失。FiRECAMTM依靠两个主要参数来评估火灾安全设计的火灾安全性能,即火灾对生命造成的预期风险(ERL)和预期火灾损失(FCE);运用统计数据来预测火灾场景发生的几率,比如可能发生的火灾类型或火灾探测器的可靠性,同时还运用数学模型来预测火灾随时间的变化,比如火的发展和蔓延及居民的撤离;FiRECAMTM利用火灾增长、火灾蔓延、烟气流动、居民反应和消防部门反应的动态变化(以时间为函数)来计算ERL和FCE的数值。它包括:火灾增长模型、烟气流动和居民逃生模型。FiRECAMTM对火灾蔓延的可能性及火灾后修复建筑物的费用采用的是保守的评估模型,所以对财产损失的评估结果比实际的偏高。
澳大利亚消防规范改革中心(FCRC)正在开发一个用以量化建筑消防安全系统性能的风险评价模型叫CESARE--Risk(注:它和FiRECAMTM同基于Beck的预测多层、多房间内火灾的影响的风险评价系统模型),它采用多种火灾场景,其中考虑了火灾及对火灾的反应的概率特性,采用确定性模型预测建筑内火灾环境随时间的变化。某些组成部分如下:事件树与预期值模型、火灾发展与烟气流动模型、人员行为模型、消防队模型和工作人员模型、分隔失效模型、经济模型。
七、消防工程指南
目前,为与消防安全工程相一致,必须为单个消防技术起草实施指南,1996年澳大利亚消防规范改革中心出版了"消防工程指南",为消防安全评估提供了指导。该指南提出设计过程的一个重要部分是制定一个设计大纲,对建筑整体方案进行分析,确定潜在火灾危害以便提出使项目组、消防安全工程师、消防部门和审批机关均认为满意的消防系统设计方案。消防安全系统分析可以分下列几极:
第一极--组件和子系统等效评估(SEE--SYSTEMEQUIVALENTEVALUATION),只考虑一个子系统的单独运行情况。
第二极--系统性能评估(SPE),考虑不同子系统和组件之间的互相影响,这一极分析可能只建立在一个简单的火灾场景和时间曲线分析基础上,也可能需要单独考虑一个以上的"最坏"火灾场景。
第三极--系统风险评估(SRE),适用于大型综合建筑或者高度创新的建筑,能大大降低建筑成本或者解决非常困难的设计问题。它属于概率风险评估,其量化非常复杂,需要消防工程师具有更高的技术水平,也要求有关审批部门掌握更高的评估技能。同时指南还为所考虑的消防安全子系统规定了必要的分析和输入数据。
八、我国的前景
我国1996年开始组织有关单位和人员系统地开展相关研究,也认识到开展大型公共建筑(包括地下和地上)、大空间建筑、高层民用建筑、高火灾危险工业建筑和储罐区、建筑内的烟气控制、人员安全疏散的性能化设计和评估技术研究的必要性和迫切性。
美国已完成性能目标和基本完成性能级别分级的确定,并于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。加拿大计划于2001年其性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。英国于1985年完成了建筑规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定"必须建造一座安全的建筑",但不详细规定应如何实现这一目标。澳大利亚于1989年成立了建筑规范审查工作组,起草性能化的《国家建筑防火安全系统规范》,并于1996年颁布了性能化《澳大利亚建筑-1996》(BCA96),并自1997年陆续被各州政府采用。新西兰1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法;1993~1998年,开展了"消防安全性能评估方法的研究",制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延5部分。
从国外性能化规范的研究过程看,大部分是首先或同时研究与性能设计有关的消防安全设计评估技术,只有少数国家是先修改规范,后开发设计指南。
三、消防安全工程
随着人们对火灾现象及其规律研究的不断深入,在一定程度上实现了对火灾过程的定量描述和分析,并由此产生了一门新兴工程学科--消防安全工程学。在发展以性能为基础的规范的同时,消防安全工程也在快速发展。消防安全工程学由于其潜力、复杂性以及应用性而在基础理论、方法学和实用工具领域得到较大的发展。当然人们仍然需要进一步研究建筑设计中完全量化的消防安全工程方法。
消防安全工程所涉及的内容包括工程原理与原则的应用,基于火灾现象、火灾影响,以及人的反应和行为的专家判断。由于现在仍然缺乏完全量化的建筑设计消防安全工程方法,因此要求采用由专家或工程分析判断而形成的比较保守的方法。不过,在很多国家,这些能够作出专家判断的经过认可或被接受的消防工程师为数不多。
四、性能化设计方法
性能化设计方法是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得出最优化的防火设计方案,为建筑物提供最合理的防火保护。
性能化设计利用火灾科学和消防安全工程去建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估去建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数如人在火灾中的行为和反应进行定义的工程过程。
五、性能化规范与性能化设计方法
性能化规范中,一般只确定能达到规范要求的可接受的方法,对建筑物内的要求通过政策性的总目标、功能目标和性能要求来表叙。例如澳大利亚于1996年12月由澳大利亚建筑规范委员会(ABCB)编制的第一个"性能化"的综合性的建筑规范《澳大利亚建筑规范(BCA96)》由四个层次的体系构成,即目标、功能描述、性能要求?quot;视为满足的条款"以及验证的方法。性能化设计是选用以性能为基础的替代办法,即描述能够达到某种规定性能水平的设计过程的术语,其设计方法是设计中的一种工程方法。
如果性能化设计方法同性能化规范一起使用,就必需有一套规范中要求的固定的总目标、功能目标和性能要求。如果不借能化规范,就由以下7个步骤来指导分析和设计,即1确定工程场址或工程的具体内容。2确定消防安全总体目标、功能(或损失)目标和性能要求。3建立性能指标和设计指标标准。4建立火灾场景。5建立设计火灾。6提出和评估设计方案。7写出最终报告。性能化设计必需考虑的因素至少包括以下因素:1起火和发展。2烟气蔓延和控制。3火灾蔓延和控制。4火灾探测和灭火。5通知使用者并疏散。6消防部门的接警和响应。六、评估方法
建筑防火评估方法是性能化设计的关键技术,在世界范围内,对于这一方法及相关概念体系的逐步完善作出重要贡献的各类方法和模型主要包括:美国的建筑防火评估方法(BFSEM:TheBuildingFireSafetyEvaluationMethod)。评估特定场所内所用产品火灾风险的FRAMEworks方法,火灾致损评估方法(FIVE:Fire-InducedVulnerabilityEvaluation);澳大利亚的风险评估模型(RAM:RiskAssessmentModeling);日本的建筑物综合防火安全设计方法;加拿大的FIRECAM方法。
加拿大国家建筑研究院(NRC)正在研究并已开始应用的性能化设计工具:火灾风险与成本评估模型(FiRECAMTM--FireRiskEvaluationandCostAssessmentModel)),它通过分析所有可能发生的火灾场景来评估火灾对建筑物内居民造成的预期风险,同时还能评估消防费用(基建及维修)和预期火灾损失。FiRECAMTM依靠两个主要参数来评估火灾安全设计的火灾安全性能,即火灾对生命造成的预期风险(ERL)和预期火灾损失(FCE);运用统计数据来预测火灾场景发生的几率,比如可能发生的火灾类型或火灾探测器的可靠性,同时还运用数学模型来预测火灾随时间的变化,比如火的发展和蔓延及居民的撤离;FiRECAMTM利用火灾增长、火灾蔓延、烟气流动、居民反应和消防部门反应的动态变化(以时间为函数)来计算ERL和FCE的数值。它包括:火灾增长模型、烟气流动和居民逃生模型。FiRECAMTM对火灾蔓延的可能性及火灾后修复建筑物的费用采用的是保守的评估模型,所以对财产损失的评估结果比实际的偏高。
澳大利亚消防规范改革中心(FCRC)正在开发一个用以量化建筑消防安全系统性能的风险评价模型叫CESARE--Risk(注:它和FiRECAMTM同基于Beck的预测多层、多房间内火灾的影响的风险评价系统模型),它采用多种火灾场景,其中考虑了火灾及对火灾的反应的概率特性,采用确定性模型预测建筑内火灾环境随时间的变化。某些组成部分如下:事件树与预期值模型、火灾发展与烟气流动模型、人员行为模型、消防队模型和工作人员模型、分隔失效模型、经济模型。
七、消防工程指南
目前,为与消防安全工程相一致,必须为单个消防技术起草实施指南,1996年澳大利亚消防规范改革中心出版了"消防工程指南",为消防安全评估提供了指导。该指南提出设计过程的一个重要部分是制定一个设计大纲,对建筑整体方案进行分析,确定潜在火灾危害以便提出使项目组、消防安全工程师、消防部门和审批机关均认为满意的消防系统设计方案。消防安全系统分析可以分下列几极:
第一极--组件和子系统等效评估(SEE--SYSTEMEQUIVALENTEVALUATION),只考虑一个子系统的单独运行情况。
第二极--系统性能评估(SPE),考虑不同子系统和组件之间的互相影响,这一极分析可能只建立在一个简单的火灾场景和时间曲线分析基础上,也可能需要单独考虑一个以上的"最坏"火灾场景。
第三极--系统风险评估(SRE),适用于大型综合建筑或者高度创新的建筑,能大大降低建筑成本或者解决非常困难的设计问题。它属于概率风险评估,其量化非常复杂,需要消防工程师具有更高的技术水平,也要求有关审批部门掌握更高的评估技能。同时指南还为所考虑的消防安全子系统规定了必要的分析和输入数据。
八、我国的前景
美国已完成性能目标和基本完成性能级别分级的确定,并于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。加拿大计划于2001年其性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。英国于1985年完成了建筑规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定“必须建造一座安全的建筑“,但不详细规定应如何实现这一目标。澳大利亚于1989年成立了建筑规范审查工作组,起草性能化的《国家建筑防火安全系统规范》,并于1996年颁布了性能化《澳大利亚建筑-1996》(BCA96),并自1997年陆续被各州政府采用。新西兰1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法;1993~1998年,开展了“消防安全性能评估方法的研究“,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延5部分。
从国外性能化规范的研究过程看,大部分是首先或同时研究与性能设计有关的消防安全设计评估技术,只有少数国家是先修改规范,后开发设计指南。
三、消防安全工程
随着人们对火灾现象及其规律研究的不断深入,在一定程度上实现了对火灾过程的定量描述和分析,并由此产生了一门新兴工程学科--消防安全工程学。在发展以性能为基础的规范的同时,消防安全工程也在快速发展。消防安全工程学由于其潜力、复杂性以及应用性而在基础理论、方法学和实用工具领域得到较大的发展。当然人们仍然需要进一步研究建筑设计中完全量化的消防安全工程方法。
消防安全工程所涉及的内容包括工程原理与原则的应用,基于火灾现象、火灾影响,以及人的反应和行为的专家判断。由于现在仍然缺乏完全量化的建筑设计消防安全工程方法,因此要求采用由专家或工程分析判断而形成的比较保守的方法。不过,在很多国家,这些能够作出专家判断的经过认可或被接受的消防工程师为数不多。
四、性能化设计方法
性能化设计方法是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得出最优化的防火设计方案,为建筑物提供最合理的防火保护。
性能化设计利用火灾科学和消防安全工程去建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估去建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数如人在火灾中的行为和反应进行定义的工程过程。
五、性能化规范与性能化设计方法
性能化规范中,一般只确定能达到规范要求的可接受的方法,对建筑物内的要求通过政策性的总目标、功能目标和性能要求来表叙。例如澳大利亚于1996年12月由澳大利亚建筑规范委员会(ABCB)编制的第一个“性能化“的综合性的建筑规范《澳大利亚建筑规范(BCA96)》由四个层次的体系构成,即目标、功能描述、性能要求?quot;视为满足的条款“以及验证的方法。性能化设计是选用以性能为基础的替代办法,即描述能够达到某种规定性能水平的设计过程的术语,其设计方法是设计中的一种工程方法。
如果性能化设计方法同性能化规范一起使用,就必需有一套规范中要求的固定的总目标、功能目标和性能要求。如果不借能化规范,就由以下7个步骤来指导分析和设计,即1确定工程场址或工程的具体内容。2确定消防安全总体目标、功能(或损失)目标和性能要求。3建立性能指标和设计指标标准。4建立火灾场景。5建立设计火灾。6提出和评估设计方案。7写出最终报告。性能化设计必需考虑的因素至少包括以下因素:1起火和发展。2烟气蔓延和控制。3火灾蔓延和控制。4火灾探测和灭火。5通知使用者并疏散。6消防部门的接警和响应。六、评估方法
建筑防火评估方法是性能化设计的关键技术,在世界范围内,对于这一方法及相关概念体系的逐步完善作出重要贡献的各类方法和模型主要包括:美国的建筑防火评估方法(BFSEM:TheBuildingFireSafetyEvaluationMethod)。评估特定场所内所用产品火灾风险的FRAMEworks方法,火灾致损评估方法(FIVE:Fire-InducedVulnerabilityEvaluation);澳大利亚的风险评估模型(RAM:RiskAssessmentModeling);日本的建筑物综合防火安全设计方法;加拿大的FIRECAM方法。
加拿大国家建筑研究院(NRC)正在研究并已开始应用的性能化设计工具:火灾风险与成本评估模型(FiRECAMTM--FireRiskEvaluationandCostAssessmentModel)),它通过分析所有可能发生的火灾场景来评估火灾对建筑物内居民造成的预期风险,同时还能评估消防费用(基建及维修)和预期火灾损失。FiRECAMTM依靠两个主要参数来评估火灾安全设计的火灾安全性能,即火灾对生命造成的预期风险(ERL)和预期火灾损失(FCE);运用统计数据来预测火灾场景发生的几率,比如可能发生的火灾类型或火灾探测器的可靠性,同时还运用数学模型来预测火灾随时间的变化,比如火的发展和蔓延及居民的撤离;FiRECAMTM利用火灾增长、火灾蔓延、烟气流动、居民反应和消防部门反应的动态变化(以时间为函数)来计算ERL和FCE的数值。它包括:火灾增长模型、烟气流动和居民逃生模型。FiRECAMTM对火灾蔓延的可能性及火灾后修复建筑物的费用采用的是保守的评估模型,所以对财产损失的评估结果比实际的偏高。
澳大利亚消防规范改革中心(FCRC)正在开发一个用以量化建筑消防安全系统性能的风险评价模型叫CESARE--Risk(注:它和FiRECAMTM同基于Beck的预测多层、多房间内火灾的影响的风险评价系统模型),它采用多种火灾场景,其中考虑了火灾及对火灾的反应的概率特性,采用确定性模型预测建筑内火灾环境随时间的变化。某些组成部分如下:事件树与预期值模型、火灾发展与烟气流动模型、人员行为模型、消防队模型和工作人员模型、分隔失效模型、经济模型。
七、消防工程指南
目前,为与消防安全工程相一致,必须为单个消防技术起草实施指南,1996年澳大利亚消防规范改革中心出版了“消防工程指南“,为消防安全评估提供了指导。该指南提出设计过程的一个重要部分是制定一个设计大纲,对建筑整体方案进行分析,确定潜在火灾危害以便提出使项目组、消防安全工程师、消防部门和审批机关均认为满意的消防系统设计方案。消防安全系统分析可以分下列几极:
第一极--组件和子系统等效评估(SEE--SYSTEMEQUIVALENTEVALUATION),只考虑一个子系统的单独运行情况。
第二极--系统性能评估(SPE),考虑不同子系统和组件之间的互相影响,这一极分析可能只建立在一个简单的火灾场景和时间曲线分析基础上,也可能需要单独考虑一个以上的“最坏“火灾场景。
第三极--系统风险评估(SRE),适用于大型综合建筑或者高度创新的建筑,能大大降低建筑成本或者解决非常困难的设计问题。它属于概率风险评估,其量化非常复杂,需要消防工程师具有更高的技术水平,也要求有关审批部门掌握更高的评估技能。同时指南还为所考虑的消防安全子系统规定了必要的分析和输入数据。
八、我国的前景
关键词:性能化设计;处方式设计;消防设计;火灾模型
1前言
如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃,那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。
消防设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式设计方法”,其基于场所类型进行设计考虑;另一种是“性能化设计方法”,它立足于危害分析及火灾假想,对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。
由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流,受到许多发达国家和发展中国家的高度重视,得到越来越广泛的应用。
2性能化消防设计的概念
性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后用已开发出的工程学方法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。
与“处方式”设计相比较,性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”,而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证,能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果,比较起来,性能化设计方案具有设计成本有效性,设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。
性能化消防设计的两个关键点,第一是确认危害,第二是明确设计目标。具体来说,它针对建筑物的特点,建筑物内人员特点,建筑物内部操作方式,建筑物外部特征,消防灭火组织特点等。从而针对每种危害或者每个设计区域选择设计方法及评估方法。这种设计方法突破了传统设计针对建筑物结构类型、相应的层高及面积的限制,同时提供了更加灵活而有效的设计选择性。
性能化消防设计包括确立消防安全目标,建立可量化的性能要求,分析建筑物及内部情况,设定性能设计指标,建立火灾场景和设计火灾,选择工程分析计算方法和工具,对设计方案进行安全评估,制定设计方案并编写设计报告等步骤。在设计过程中,需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析,并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算,因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大,往往需要采用计算机火灾模拟软件等分析和计算工具。
3性能化消防设计的流程
性能化设计利用火灾科学和消防安全工程建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数(如人在火灾中的行为和反应)进行定义的工程过程。
4建筑物性能化消防设计的内容
建筑物的性能化消防设计主要包括两个方面的设计内容:一是保证建筑内人员安全疏散的性能设计,二是保证建筑构件耐火的性能设计。
人员安全疏散的性能设计是从建筑内人员安全方面进行考虑的,通过综合考虑各种火灾因素对人员逃生的影响,采用性能化的设计方法来保证建筑物内人员的火灾安全性,从而防止人员伤亡。其性能化的设计准则是:烟层下降高度和烟气浓度达到人不能忍耐的时间大于人员安全疏散所需的时间。
构件耐火的性能化设计是从建筑物的稳定性方面进行考虑的,通过分析建筑构件在火灾中的反应,采用性能化的设计方法来保证建筑物结构的火灾稳定性,从而防止建筑物的倒塌。其性能化设计准则是:火灾持续时间小于构件的耐火时间。
5国内外性能化设计应用概况
自20世纪80年代英国提出了“以性能为基础的消防安全设计方法”(performance——basedfiresafety
design
method,以下简称性能化防火设计)的概念以来,日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防性能化设计技术和方法的研究,南非、埃及、巴西等发展中国家也都纷纷开展了这方面研究工作。世界各国都在积极推行性能化设计方法的应用,并取得了巨大成就。
英国于1985年颁布了第一部性能化防火规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定“必须建造一座安全的建筑”,但不详细确定应如何实现这一目标。
新西兰1991年的建筑法案对建筑监督立法体系进了彻底调整,于1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法,于1993年强制执行。1993~1998年,继续开展了“消防安全性能评估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延五部分。
瑞典于1994年了新的包含有性能化设计内容的建筑防火设计规范。
澳大利亚于1996年颁布了性能化防火设计规范的《澳大利亚建筑设计规范》(《BuildingCodeof
Australia》,简称"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陆续推行。
巴西于1999年颁布了新的《钢结构防火设计》和《对建筑构件耐火极限的要求》两部标准。这是南美首次制定的建筑标准,由SaoPaulo大学、Mi—nasGerais大学和OuroPreto大学编制。标准中引入了如时间计算方法与风险评估方法以及其他消防安全工程设计方法等性能化的新概念,允许建筑物的火灾安全根据其火灾荷载、建筑物高度、建筑总面积以及灭火设备的安装与否等条件确定,而对建筑物的耐火等级不做要求。
日本政府于1998年6月对《建筑基准法》进行了修订,引入了一些有关性能化设计的内容,并于2000年6月施行;另外,还于2003年8月开始对《消防法》进行修订,计划于2005年施行。
加拿大于2001年了性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。
美国也于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。
目前,已有不少于13个国家(澳大利亚、加拿大、芬兰、法国、英国、日本、荷兰、新西兰、挪威、波兰、西班牙、瑞典和美国)采用或积极发展性能化规范和基于规范结构形式下建筑防火设计方法,并取得了一定成果。中国也正在加紧性能化设计方法的研究和性能化设计规范的制定。公安部所属消防研究所承担了几项有关性能化设计的国家十五科技攻关课题,如公安部天津消防研究所承担的“建筑物性能化防火设计技术导则”的研究和制定,公安部四川消防研究所承担的“高层建筑性能化防火设计安全评估技术研究”等。
6推行性能化设计方法是一个逐步过程
尽管建筑物消防性能化设计方法有很多优点,作为性能化设计技术的基础一“火灾模型”在性能化设计中起着举足轻重的作用,但它们作为一种新生事物,还不为人们所理解和接受,特别是建筑设计师和建筑管理部门的人员都不太了解这种新的设计方法。
有人曾对美国、中国香港和澳大利亚的建筑管理人员在对待性能化设计和处方式设计在能否保证建筑消防安全,以及火灾模型是否足以支持性能化设计的态度进行了一个调查,并进行了比较。发现半数以上的管理人员认为性能化设计不能保证建筑的安全,三分之二以上的管理人员认为处方式设计能保证建筑的安全,以及三分之二以上的人认为火灾模型不足以支持性能化设计。调查结果参见表1。
世界各国几乎都存在着类似这样的情况。在很长一段时期内,建筑设计师和建筑管理人员对性能化设计技术还存在一个从初步认识、深入了解到最终肯定的意识转变过程。
另外,对于采用性能化方法设计的建筑,如何正确地评估其消防安全性方面也存在很多技术上的难题有待解决。
7展望
性能化消防设计已成为世界性建筑消防设计发展的必然趋势,它的发展将大大促进消防安全设计的科学化、合理化和成本效益的最优化,并将产生十分重大的社会效益和经济效益。尽管目前还有许多人不太理解和排斥使用它,但我们坚信随着时间的推移,将会有
越来越多的人加入到肯定性能化设计方法的行列中来。据日本方面的统计,采用性能化方法进行消防设计的建筑正在逐年增加。
我国也应该加快性能化规范及配套技术的研究步伐,充分发挥性能设计的优越性。今后应从以下几个方面人手,促进性能化设计技术的发展:
(1)加强各种火灾预测模型和火灾风险评估模型的研究,拓展性能化设计方法的应用空间。
(2)加强新材料、新技术研究,规范材料性能参数,建立和完善消防数据库,提供准确的性能化指标,为性能化应用积累基础性数据。
(3)深入研究火灾规律、火灾情况下建筑内人员逃生规律和构件变化规律,为各种火灾模型的建立提供坚实的理论依据,并拓展计算机技术在消防中的应用。
(4)积极向建筑设计师和建筑管理人员介绍性能化设计方法,使他们从认识、理解并自觉接受性能化设计方法。
(5)出台可操作性强的性能化设计指南,使建筑设计师能尽快地掌握性能化设计方法的使用。
(6)制定性能化消防设计规范,为性能化设计方法的应用提供法律依据。
参考文献:
[1]田玉敏.论“性能化”的建筑防火设计方法.消防技术与产品信息,2003,(7).
[2]肖学锋.发展性能化防火设计,迎接加入WTO的挑战.消防科学与技术,2002,(5).
[3]SFPE性能化消防分析和设计工程指南.
[4]倪照鹏.国外以性能为基础的建筑防火规范研究综述.消防技术与产品信息,2001,(10).
[5]国外建筑物性能化设计研究译文集.消防安全工程工作组编,2001.
[6]T.Tanaka.性能化消防案例设计标准和用于评估的FSE工具.国外建筑物性能化设计研究译文集.消防安全工程工作组编.
[7]卢兆明.香港性能化消防规范的应用情况.公安部四川消防研究所.2002.
近几年,我国的科研单位对地下公共建筑消防安全评估处于刚刚起步,但是由于地下公共建筑的消防开发持续增长,导致广大科研人员也要随之重视公共建筑的消防安全评估工作,安全评估的研究可以有效地提高这一特殊类型建筑的合理性,同时也可以在我国建立起更加规范的性能化的防火设计。
二、地下建筑消防安全评价指标体系的建立
通常是根据AHP理论来限制评价体系中各指标的权重,并采取消防安全评估方法对其进行评定,从而可以有效地建立完善好地下公共建筑消防安全评价指标体系,另外还需要结合以往的消防安全评估实例,进行验证计算出该方法对指导地下公共建筑防火设计是否是切实可行的。针对近几年安全事故的致因理论,一般情况下,事故发生主要是由管理失误引起的,管理失误有主要分为人的不安全行为和物的不安全状态,两者中的又以人为因素为主。因此,在分析地下公共建筑火灾危险性的影响因素过程中,应重点关注建筑的安全管理制度、人员状况以及建筑物本身安全防火状况。建筑物本身的状况需要结合地下公共建筑物发生火灾的实际情况,主要考虑以下几个方面:建筑物自身是否具备防火的功能;相关设施自身所具备的扑灭火的能力;建筑在发生火灾后具备的在进行安全疏散时的能力。
三、消防安全等级划分方法
1.扣分制扣分制是衡量消防安全特征重要的程度,地下建筑物如果将消防方面的供水能力作为实例,并且某些地区消防方面的供水能力远远多于消防队原有供水水平。相反,如果某些地区消防供水能力少于消防队原有供水,仅仅根据供水特征不能完全的反映出实例的准确性,其本身的作用也就失去了。2.以逻辑分析法逻辑分析法是一种在运筹学原理的基础上的逻辑分析的演绎分析法,是一种较为常见的事故树分析法,它是从发生事故开始一层一层的深入演绎,合理的利用布尔逻辑门将出现概率较大的事件组成一个逻辑系统和整体,在整个系统中事故之间是存在这联系,可以有效地揭示出基本事故之间的相互逻辑联系,并且可以快速准确地找出系统中失效的部分。
四、地下公共建筑层次分析综合评价法具体步骤
如果在每个指标层处于B到F的等级的情况下,此时地下公共建筑物可以采用专家打分的方式来确定总目标层和准则层的具体权重;如果指标层处于不同等级,确定各层次下权重改变之后的系数:确定在对该系统进行等级划分后的指标。这个过程可以通过使用计算机来模拟建筑物,然后确定其构造和安全疏散系统。采用计算机模拟确定建筑及其构造B和安全疏散系统。同时要确定两个准则层(包括建筑物本身以及它的构造、具体的电气设备、有关灭火的系统以及发生是事故后安全的疏散系统六个方面)各指标层的权重,另外如果指标层是处于不同等级的情况,此时权重系数也可以通过计算机来模拟确定。
五、结语