办公大楼火灾事故风险评价方法与指标体系研究——以某综合办公大楼为例

作     者：崔洪旭 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈勇

授予年度：2020年

学科分类：03[法学] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 0838[工学-公安技术] 0306[法学-公安学] 

主      题：火灾数值模拟 人员疏散模拟 火灾安全疏散 火灾影响因素 

摘      要：近几年来,随着我国城市化建设迅猛发展,人员大量涌入城市,导致城市人员密集,同时,随着高新技术的应用,大体量、高密度的建筑特点成为城市规划的主要形式。这导致火灾事件数量逐年上涨,重大火灾事故时有发生,火灾事故的发生严重危害人们的经济财产及生命安全。如何在建筑物设计阶段做好建筑火灾防范措施已经成为建筑设计的首要问题。火灾的发生存在着一定的偶然性和复杂性,是多方面因素共同作用的结果,但也有其发生的规律性,通过对火灾因素及蔓延趋势分析研究,可以总结出火灾蔓延的规律性。研究火灾蔓延规律可以为建筑设计阶段的防火设计提出改进方案和预防措施,对维护社会稳定持续发展、人类生命财产安全、节能环保等方面具有重要意义。本文以性能化防火设计为研究背景,通过火灾数值模拟和人员疏散模拟,结合事故树-层次分析法的理论研究方法,初步开展基于某办公大楼火灾事故风险评价指标体系的研究。本文的主要研究内容如下:(1)首先从火灾的蔓延规律及人员疏散影响因素两方面出发,整理国内外相关方面的研究成果,研究火灾蔓延及人员疏散模拟的基本数学模型,基于大涡模拟法和经典社会力模型考量FDS的适用范围。(2)通过整理相关的数据资料和对火灾场景进行合理的简化及假设,以某办公大楼为例采用Pyrosim火灾数值模拟软件和Pathfinder人员疏散软件分别建立8个火灾数值模型和3个人员疏散模型。重点分析火灾发生时,办公大楼内火灾产生的烟气蔓延规律及烟气产生的有害气体变化,监测火灾蔓延过程中的温度变化、烟气中的有害气体(主要是CO)浓度和烟气的能见度;分析人员疏散过程中存在的问题,影响人员疏散的因素,对办公大楼防火设计及安全疏散能力做初步判断。(3)通过对办公大楼进行火灾数值模拟和人员疏散模拟,观察FDS数值模拟软件的内置软件Smokeview的3D动画演示过程,总结影响火势发展和人员安全疏散的有关因素,结合办公大楼自身结构属性,以火势扩大造成重大经济财产损失和人员疏散失败导致人员伤亡两个中间事件展开演绎推理,采用事故树法建立办公大楼火灾事故树模型。通过事故树模型的最小割集算法求出每个火灾影响因素在火灾事故中的结构重要度,对各个因素进行归纳总结。(4)最后,通过对每个火灾影响因素在火灾事故中的结构重要度进行归纳总结,建立办公大楼火灾事故风险评价指标体系,利用层次分析法求出各个因素在火灾中的权重并为建筑防火设计提出合理意见和有效的防控措施。