第二節(jié)火災(zāi)場景設(shè)計(jì)

　　本節(jié)介紹了什么是火災(zāi)場景，如何設(shè)定火災(zāi)場景，包括火源功率的設(shè)定，火災(zāi)增長分析等。

　　一、火災(zāi)場景

　　火災(zāi)場景是對一次火災(zāi)整個發(fā)展過程的定性描述，該描述確定了反映該次火災(zāi)特征并區(qū)別于其他可能火災(zāi)的關(guān)鍵事件�；馂�(zāi)場景通常要定義引燃、火災(zāi)增長階段、完全發(fā)展階段、衰退階段以及影響火災(zāi)發(fā)展過程的各種消防措施和環(huán)境條件。

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　　火災(zāi)、建筑和人員之間的相互作用會形成一種非常復(fù)雜的系統(tǒng)。因此，為了采用確定性評估大型復(fù)雜建筑的消防安全，需要做一些保守的簡化。根據(jù)這一理論，有一些因素會對火災(zāi)場景做出貢獻(xiàn)，而許多因素對火災(zāi)場景的貢獻(xiàn)并不顯著。通過仔細(xì)選擇對火災(zāi)場景設(shè)計(jì)影響較大的因素，然后運(yùn)用適當(dāng)?shù)挠?jì)算技術(shù)，可以較容易地得到等效安全解決方案�；馂�(zāi)場景的確定應(yīng)根據(jù)最不利的原則確定，選擇火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較大的火災(zāi)場景作為設(shè)定火災(zāi)場景，如：火災(zāi)發(fā)生在疏散出口附近并令該疏散出口不可利用、自動滅火系統(tǒng)或排煙系統(tǒng)由于某種原因失效等�；馂�(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較大的火災(zāi)場景一般應(yīng)包括發(fā)生概率高，但火災(zāi)危害不一定最大，或者火災(zāi)危害大，但發(fā)生概率低的火災(zāi)場景。

　　火災(zāi)場景必須能描述火災(zāi)引燃、增長和受控火災(zāi)的特征以及煙氣和火勢蔓延的可能途徑、設(shè)置在建筑室內(nèi)外的所有滅火設(shè)施的作用、每一個火災(zāi)場景的可能后果。在設(shè)計(jì)火災(zāi)場景時，應(yīng)確定設(shè)定火源在建筑物內(nèi)的位置及著火房間的空間幾何特征，例如火源是在房間中央、墻邊、墻角還是門邊等以及空間高度、開間面積和幾何形狀等。

　　確定可能火災(zāi)場景可采用下述方法：故障類型和影響分析、故障分析、如果-怎么辦分析、相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、工程核查表、危害指數(shù)、危害和操作性研究、初步危害分析、故障樹分析、事件樹分析、原因后果分析和可靠性分析等。

　　在進(jìn)行火災(zāi)場景設(shè)計(jì)時，應(yīng)該指定設(shè)定火源的位置及空間的幾何形狀，如有必要，還應(yīng)指定房間內(nèi)火源的位置，例如火是否在房間中央、墻邊、墻角或門邊。在消防隊(duì)員到達(dá)現(xiàn)場開始撲救之前，建筑物內(nèi)火災(zāi)的位置同樣會造成撲救延遲。例如，消防隊(duì)員撲救高層建筑中較高樓層的火災(zāi)的準(zhǔn)備時間要比比單層建筑火災(zāi)要。

　　二、設(shè)定火災(zāi)

　　在設(shè)定火災(zāi)時，一般不考慮火災(zāi)的引燃階段、衰退階段，而主要考慮火災(zāi)的增長階段及全面發(fā)展階段。但在評價火災(zāi)探測系統(tǒng)時，不應(yīng)忽略火災(zāi)的陰燃階段;在評價建筑構(gòu)件的耐火性能時，不應(yīng)忽略火災(zāi)的衰退階段。

　　在設(shè)定火災(zāi)時，可采用用熱釋放速率描述的火災(zāi)模型和用溫度描述的火災(zāi)模型。在計(jì)算煙氣溫度、濃度、煙氣毒性、能見度等火災(zāi)環(huán)境參數(shù)時，宜選用采用熱釋放速率描述的火災(zāi)模型，

　　在設(shè)定火災(zāi)時，需分析和確定建筑物的基本情況，包括：建筑物內(nèi)的可燃物、建筑結(jié)構(gòu)、平面布置、建筑物的自救能力與外部救援力量等。

　　在進(jìn)行建筑物內(nèi)可燃物的分析時，應(yīng)著重分析以下因素：

　�、贊撛诘囊�火源;

　�、诳扇嘉锏姆N類及其燃燒性能;

　　③可燃物的分布情況;

　�、芸扇嘉锏幕馂�(zāi)荷載密度。

　　在分析建筑的結(jié)構(gòu)和平面布置時，應(yīng)著重分析以下因素：

　�、倨鸹鸱块g的外形尺寸和內(nèi)部空間情況;

　�、谄鸹鸱块g的通風(fēng)口形狀及分布、開啟狀態(tài);

　�、鄯块g與相鄰房間、相鄰樓層及疏散通道的相互關(guān)系;

　�、芊块g的圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和材料的燃燒性能、力學(xué)性能、隔熱性能、毒性性能及發(fā)煙性能。

　　在分析和確定建筑物的自救能力與外部救援力量時，應(yīng)分析以下因素：

　�、俳ㄖ�物的消防供水情況和建筑物室內(nèi)外的消火栓滅火系統(tǒng);

　　②建筑內(nèi)部的自動噴水滅火系統(tǒng)和其他自動滅火系統(tǒng)(包括各種氣體滅火系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)等)的類型與設(shè)置場所;

　　③火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的類型與設(shè)置場所;

　�、芟�防隊(duì)的技術(shù)裝備、到達(dá)火場的時間和滅火控火能力;

　�、轃煔饪刂葡到y(tǒng)的設(shè)置情況。

　　在確定火災(zāi)發(fā)展模型時，應(yīng)至少分析下列因素：

　　①初始可燃物對相鄰可燃物的引燃特征值和蔓延過程;

　�、诙鄠�可燃物同時燃燒時熱釋放速率的疊加關(guān)系;

　　③火災(zāi)的發(fā)展時間和火災(zāi)達(dá)到轟燃所需時間;

　�、軠缁鹣到y(tǒng)和消防隊(duì)對火災(zāi)發(fā)展的控制能力;

　　⑤通風(fēng)情況對火災(zāi)發(fā)展的影響;

　�、逕煔饪刂葡到y(tǒng)對火災(zāi)發(fā)展蔓延的影響;

　�、呋馂�(zāi)發(fā)展對建筑構(gòu)件的熱作用。

　　對于建筑物內(nèi)的初期火災(zāi)增長，可根據(jù)建筑物內(nèi)的空間特征和可燃物特性采用下述方法之一確定：

　�、賹�(shí)驗(yàn)火災(zāi)模型;

　�、诨馂�(zāi)模型;

　　③MRFC火災(zāi)模型;

　�、馨疮B加原理確定火災(zāi)增長的模型。

　　在有條件時，應(yīng)盡量采用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�。但由于目前很多�?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是在大空間條件下采用大型錐形量熱計(jì)測量的結(jié)果，并沒有考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，因此在應(yīng)用中應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)邊界條件和通風(fēng)條件與應(yīng)用條件的差異。

　　對于面積較小的著火空間，判斷達(dá)到轟燃時的臨界熱釋放速率可采用公式5-4-1計(jì)算。對于面積較大的著火空間，可采用空間內(nèi)熱煙氣層的溫度達(dá)到500℃～600℃或單位地板面積接受的輻射熱流量達(dá)到20kW作為著火房間達(dá)到轟燃的標(biāo)志。

　　對于火災(zāi)從轟燃到最高熱釋放速率之間的增長階段，可以假設(shè)當(dāng)轟燃發(fā)生時，火災(zāi)的熱釋放速率同時增長到最大值，此時房間內(nèi)可燃物的燃燒方式多為通風(fēng)控制燃燒，熱釋放速率將保持最大值不變。

　　火災(zāi)的最大熱釋放速率可根據(jù)火災(zāi)發(fā)展模型結(jié)合滅火系統(tǒng)的滅火效果來計(jì)算確定。滅火系統(tǒng)的滅火效果可以考慮以下三種情況：

　�、僭跍缁鹣到y(tǒng)的作用下，火災(zāi)最終熄滅;

　�、诨馂�(zāi)被控制到恒穩(wěn)狀態(tài)。在滅火系統(tǒng)的作用下，熱釋放速率的不再增長，而是以一個恒定熱釋放速率燃燒;

　　③火災(zāi)未受限制。這代表了滅火系統(tǒng)失效的情況。

　　滅火系統(tǒng)的有效控火時間可按下述方式考慮：

　　①對于自動噴水滅火系統(tǒng)，可采用頂棚射流的方法確定噴頭的動作時間，再考慮一定安全系數(shù)(如1.5)后確定該系統(tǒng)的有效作用時間;

　�、趯τ谥悄芸刂扑�炮和自動定位滅火系統(tǒng)，水系統(tǒng)的有效作用時間可按火災(zāi)探測時間、水系統(tǒng)定位和動作時間之和乘以一定安全系數(shù)計(jì)算;

　�、蹖τ谙�防隊(duì)控火，可計(jì)算從火災(zāi)發(fā)生到消防隊(duì)有效地控制火勢的時間，一般按15min考慮。