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摘 要建筑火灾损失预测是政府领导部门进行科学决策和科学管理，制定消防法规和防火对策的基础性资料。本文从多个方面对目前火灾损失预测方法进行了分析。
关键词建筑；火灾；损失；预测
中图分类号TU998.1文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0213-01
1研究该课题的重要意义
火灾损失评估是研究火灾发生、发展和变化规律，对火灾后果或火灾危害性进行评估。火灾损失评估在不同的情况下有不同的针对性，目的是确定在一定的条件下有可能发生的可预见性后果。火灾损失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火灾损失所做的估算随之发生变化。鉴于这个特性，国内的火灾损失预测的方法和模型的研究一直没有明显的进展。在阅读大量国外文献的基础上，本文对预测火灾损失的方法和模型进行了探讨。
2建筑火灾损失的预测方法
2.1火灾损失的灰色理论预测方法
采用灰色预测中的灾变预测理论来预测火灾损失，灾变预测是灰色预测理论中一个典型的预测模型主要用于预测对象波动比较大或易发生突变，预测所需要的数据不必很多，其预测过程是通过确定一个阈值，然后从原始数列中挑出大于或小于阈值的点认为是异常值，把这些值出现的时间作为新的原始数列，以预测下一个或几个异常值出现的时间。应用灾变预测，可以预测火灾损失比较大的年份，以利于消防部门提早做好预防准备。
利用灾变理论，建立还原模型：
利用上式的还原模型就可以进行灾变预测。
为了保证预测的准确性，还应对预测模型进行检验。灾变预测模型的精度检验方法通常有关联度检验、后验差检验和残差检验3种，为了更明确表明预测值和原始值的变化趋势接近，预测结果可靠，常采用灰色关联度检验。该模型精度比较高，预测结果比较可靠，能够应用于实际火灾损失预测之中。由于模型精度是根据近期数据建立的，因而其预测短期比长期更为精确，因此该模型一般适用于短期预测，长期预测还需对模型进行修正。
2.2特尔菲方法评估火灾预期损失
建筑火灾的发展过程可以分为火灾初期，火灾全面发展和火灾熄灭三个阶段。火灾预期损失与火灾发生的概率，达到火灾发展到各个阶段的概率，火灾通过各种途径蔓延的概率以及在各个阶段损失的大小有关。因此，火灾损失的预期值：火灾损失预期值= 发生火灾的概率×达到不同阶段的概率×不同阶段的预期损失。
特尔菲方法实际上是一种估计不确定参数的方法。这种方法的基本原理是当需要对一个模糊的事物或物理参数进行判别或确定其具体数值时，可选择一些这一领域的专家对这一问题进行判别。具体做法是，首先在这一组专家中选出一个组长，由他确定问题并分发给每一位专家，让这些专家以不计名的形式给出所提问题的答案，组长分析所有的答案，计算出答案的平均值和方差。然后把结果公布出来，让参与者再做答案，如此反复，直到每两次的结果比较接近为止。
应用特尔菲方法评估火灾预期损失时可按下述步骤进行：①根据火灾统计资料和专家的分析判断确定单、多层建筑发生火灾的概率、火灾不发生轰燃的概率、不蔓延的概率和构件在火灾中达到耐火极限而引起火灾蔓延的概率，以及对应于每种情况的火灾损失。②对每一事件的概率，根据建筑的种类和防火、消防措施对概率进行修正。
2.3建筑火災直接损失预估方法
建筑火灾直接损失预估是基于火灾动力学和概率统计理论的，是以火灾成长概率和火灾发生后的过火面积为评价指标，根据过火面积，从而计算出火灾对建筑造成直接经济损失。
这种方法依据火灾动力学和火灾发展过程中不同阶段的特点，将火灾由初期发展蔓延到整个防火分区的过程划分为四个阶段：阶段一是指火灾还处于初期阶段，可以被灭火器或自动水喷淋扑灭；阶段二是指人们可以使用室内消火栓将火灾扑灭的阶段；阶段三即盛期的阶段，火势发展较快，并有可能发生轰燃，只能依靠消防队扑救；阶段四是指火灾由起火室蔓延到整个防火分区。采用概率论和事件树的分析方法，得到了每个阶段的火灾成长概率。根据不同阶段火灾的特点，求得了各阶段火灾的临界时间，并以此为基础对火灾发生后建筑物平均过火面积进行了预估。本文主要从两个方面来探讨建筑的过火面积：
1）不考虑风速的影响。在阶段一，阶段二，阶段三，即从起火到旺盛燃烧阶段，由于火源的热释放速率随时间成t2 规律增长，故可以认为火焰是以着火点为圆心，以圆形向四周蔓延，并引燃其他可燃物。过火面积是指火焰蔓延达到的区域的面积。这样，对于前三个阶段的过火面积就可以通过下式 进行计算：
式中：Ai —火灾发展到阶段i时，建筑物的过火面积（m2）（i = 1 ，2 ，3）；
TFphi —阶段i的临界时间（s）；
v —火灾蔓延速度（m/s），其大小取决于火灾场景可燃物的特性。
对于阶段4，由于火灾已经蔓延至整个防火分区，此时的过火面积
A 4应为起火室所在防火分区的面积。
式中：PFphi —火灾发展超出阶段i的概率（i = 1 ，2 ，3）；
AFZ —起火室所在防火分区的平均过火面积（m2）。
2）考虑风速的影响。与前面不同的是，认为阶段一至阶段三火焰是以着火点为圆心，以椭圆形向四周蔓延，并引燃其他可燃物。各阶段的火灾蔓延面积计算方法同无风速情况下相同。所以可能火灾财产损失E就可以用下式计算：
Efire=ωeAF
ωe—建筑物单位面积的财产密度为（元/平方米）。
3结束语
通过上面的分析探讨，虽然目前应用一些方法能够定性或定量的预测火灾损失，但是火灾损失预测过程中火灾损失率、火灾荷载的确定还没很好的方法或模型。接下来亟待研究的问题就是对典型建筑物进行分类统计，以得到建筑物的综合损失。从而建立综合考虑火灾统计结果及建筑物的结构恃性的火灾损失综合评估技术。火灾损失评估是现代保险业应树立的一个重要观念，火灾损失与火灾保险的结合也将成为研究的热门课题。
参考文献
[1]公安部.2010年全国火灾情况.
[2]张泽江,兰彬,李风.建筑火灾风险及财产损失评估技术进展.中国安全科学学报,2006,16(5).
[3]周新刚.建筑火灾预期损失评估.消防科学与技术,2001,9(5).
[4]Arora,V.K. and G.J. Boer (2005) Fire as an interactive component of dynamic vegetation models,J. Geophys. Res. - Biogeosciences,110(G2),G02008,10.1029/2005JG000042.
[5]褚冠全,孙金华.基于火灾动力学和概率统计理论耦合的建筑火灾直接损失预估.中国工程科学,2004,6(8).
作者简介
杨娟娟（1983-），女，山东莱州人，烟台市消防支队防火处参谋，学士，主要从事火灾事故调查、消防法制工作。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词建筑；火灾；损失；预测
中图分类号TU998.1文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)071-0213-01
1研究该课题的重要意义
火灾损失评估是研究火灾发生、发展和变化规律，对火灾后果或火灾危害性进行评估。火灾损失评估在不同的情况下有不同的针对性，目的是确定在一定的条件下有可能发生的可预见性后果。火灾损失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火灾损失所做的估算随之发生变化。鉴于这个特性，国内的火灾损失预测的方法和模型的研究一直没有明显的进展。在阅读大量国外文献的基础上，本文对预测火灾损失的方法和模型进行了探讨。
2建筑火灾损失的预测方法
2.1火灾损失的灰色理论预测方法
采用灰色预测中的灾变预测理论来预测火灾损失，灾变预测是灰色预测理论中一个典型的预测模型主要用于预测对象波动比较大或易发生突变，预测所需要的数据不必很多，其预测过程是通过确定一个阈值，然后从原始数列中挑出大于或小于阈值的点认为是异常值，把这些值出现的时间作为新的原始数列，以预测下一个或几个异常值出现的时间。应用灾变预测，可以预测火灾损失比较大的年份，以利于消防部门提早做好预防准备。
利用灾变理论，建立还原模型：
利用上式的还原模型就可以进行灾变预测。
为了保证预测的准确性，还应对预测模型进行检验。灾变预测模型的精度检验方法通常有关联度检验、后验差检验和残差检验3种，为了更明确表明预测值和原始值的变化趋势接近，预测结果可靠，常采用灰色关联度检验。该模型精度比较高，预测结果比较可靠，能够应用于实际火灾损失预测之中。由于模型精度是根据近期数据建立的，因而其预测短期比长期更为精确，因此该模型一般适用于短期预测，长期预测还需对模型进行修正。
2.2特尔菲方法评估火灾预期损失
建筑火灾的发展过程可以分为火灾初期，火灾全面发展和火灾熄灭三个阶段。火灾预期损失与火灾发生的概率，达到火灾发展到各个阶段的概率，火灾通过各种途径蔓延的概率以及在各个阶段损失的大小有关。因此，火灾损失的预期值：火灾损失预期值= 发生火灾的概率×达到不同阶段的概率×不同阶段的预期损失。
特尔菲方法实际上是一种估计不确定参数的方法。这种方法的基本原理是当需要对一个模糊的事物或物理参数进行判别或确定其具体数值时，可选择一些这一领域的专家对这一问题进行判别。具体做法是，首先在这一组专家中选出一个组长，由他确定问题并分发给每一位专家，让这些专家以不计名的形式给出所提问题的答案，组长分析所有的答案，计算出答案的平均值和方差。然后把结果公布出来，让参与者再做答案，如此反复，直到每两次的结果比较接近为止。
应用特尔菲方法评估火灾预期损失时可按下述步骤进行：①根据火灾统计资料和专家的分析判断确定单、多层建筑发生火灾的概率、火灾不发生轰燃的概率、不蔓延的概率和构件在火灾中达到耐火极限而引起火灾蔓延的概率，以及对应于每种情况的火灾损失。②对每一事件的概率，根据建筑的种类和防火、消防措施对概率进行修正。
2.3建筑火災直接损失预估方法
建筑火灾直接损失预估是基于火灾动力学和概率统计理论的，是以火灾成长概率和火灾发生后的过火面积为评价指标，根据过火面积，从而计算出火灾对建筑造成直接经济损失。
这种方法依据火灾动力学和火灾发展过程中不同阶段的特点，将火灾由初期发展蔓延到整个防火分区的过程划分为四个阶段：阶段一是指火灾还处于初期阶段，可以被灭火器或自动水喷淋扑灭；阶段二是指人们可以使用室内消火栓将火灾扑灭的阶段；阶段三即盛期的阶段，火势发展较快，并有可能发生轰燃，只能依靠消防队扑救；阶段四是指火灾由起火室蔓延到整个防火分区。采用概率论和事件树的分析方法，得到了每个阶段的火灾成长概率。根据不同阶段火灾的特点，求得了各阶段火灾的临界时间，并以此为基础对火灾发生后建筑物平均过火面积进行了预估。本文主要从两个方面来探讨建筑的过火面积：
1）不考虑风速的影响。在阶段一，阶段二，阶段三，即从起火到旺盛燃烧阶段，由于火源的热释放速率随时间成t2 规律增长，故可以认为火焰是以着火点为圆心，以圆形向四周蔓延，并引燃其他可燃物。过火面积是指火焰蔓延达到的区域的面积。这样，对于前三个阶段的过火面积就可以通过下式 进行计算：
式中：Ai —火灾发展到阶段i时，建筑物的过火面积（m2）（i = 1 ，2 ，3）；
TFphi —阶段i的临界时间（s）；
v —火灾蔓延速度（m/s），其大小取决于火灾场景可燃物的特性。
对于阶段4，由于火灾已经蔓延至整个防火分区，此时的过火面积
A 4应为起火室所在防火分区的面积。
式中：PFphi —火灾发展超出阶段i的概率（i = 1 ，2 ，3）；
AFZ —起火室所在防火分区的平均过火面积（m2）。
2）考虑风速的影响。与前面不同的是，认为阶段一至阶段三火焰是以着火点为圆心，以椭圆形向四周蔓延，并引燃其他可燃物。各阶段的火灾蔓延面积计算方法同无风速情况下相同。所以可能火灾财产损失E就可以用下式计算：
Efire=ωeAF
ωe—建筑物单位面积的财产密度为（元/平方米）。
3结束语
通过上面的分析探讨，虽然目前应用一些方法能够定性或定量的预测火灾损失，但是火灾损失预测过程中火灾损失率、火灾荷载的确定还没很好的方法或模型。接下来亟待研究的问题就是对典型建筑物进行分类统计，以得到建筑物的综合损失。从而建立综合考虑火灾统计结果及建筑物的结构恃性的火灾损失综合评估技术。火灾损失评估是现代保险业应树立的一个重要观念，火灾损失与火灾保险的结合也将成为研究的热门课题。
参考文献
[1]公安部.2010年全国火灾情况.
[2]张泽江,兰彬,李风.建筑火灾风险及财产损失评估技术进展.中国安全科学学报,2006,16(5).
[3]周新刚.建筑火灾预期损失评估.消防科学与技术,2001,9(5).
[4]Arora,V.K. and G.J. Boer (2005) Fire as an interactive component of dynamic vegetation models,J. Geophys. Res. - Biogeosciences,110(G2),G02008,10.1029/2005JG000042.
[5]褚冠全,孙金华.基于火灾动力学和概率统计理论耦合的建筑火灾直接损失预估.中国工程科学,2004,6(8).
作者简介
杨娟娟（1983-），女，山东莱州人，烟台市消防支队防火处参谋，学士，主要从事火灾事故调查、消防法制工作。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文