روش مهندسی ارزیابی ریسک آتش سوزی FRAME

روش مهندسی ارزیابی ریسک آتش سوزی FRAME

در اوایل دهه شصت میلادی یک مهندس سوئیسی  به نام M. Gretener روشی را برای ارزیابی ریسک حریق در ساختمان ها ارائه کرد. FRAME روش توسعه یافته ی روشی است که آن مهندس سوئیسی برای اولین بار پیشنهاد کرد.  این روش با روش های DIN18230 آلمان، TRBV100 استرالیا، سیستم های ارزیابی بیمه ای و روش ERIC  متداول در فرانسه شباهت های دارد.

در سال  ۱۹۷۵ یک مهندس طراح به نامErik De Smet   روش GRETENER را برای مقاصد طراحی به کار گرفت و به طور کامل روی آن کار کرد و در آن کاستی هایی مشاهده کرد که قابل بهبود بود.

اصلی ترین عیب  روش GRETENER استفاده از جداول برای پارامترهای متعدد بود. در ابتدا او به جداول کامل دسترسی نداشت و بعد از انجام تست های متعدد  او به این نتیجه رسید که جداول قابلیت  مناسب  را به عنوان یک روش مهندسی ندارند. بعضی مواقع مراحل انجام ارزیابی بسیار طولانی بود و نتایج مختلفی را برای ارزیابی یک موقعیت توسط افراد مختلف  نشان می داد. بنابراین آقای Erik De Smet   شروع به اصلاح روش نمود. بسیاری از جداول توسط فرمول هایی  برای محاسبه پارامتر ها جایگزین گردید و فاکتور هایی که باعث ایجاد اختلاف در بررسی های مختلف می شدند باز بینی شد. استفاده از فرمول ها به جای جداول امکان انجام کار را با یک ماشین حساب قابل برنامه ریزی فراهم می کرد و به این صورت انجام کار بسیار آسانتر شد.

در اواخر دهه هفتاد میلادی،MM. SARAT و CLUZEL در فرانسه نوع متفاوتی از روش GRETENER را برای ایمنی جانی ارائه دادند. روش آنها E.R.I.C ( Evaluation du Risqué d Incendie par le Calcule ) نام داشت. کار آنها کمک بزرگی به توسعه و ارائه دومین قسمت از روش FRAME کرد.

در سال ۱۹۸۰، دومین  مدل از روش GRETENER توسط  سازمان سوئیسی  KF-SIA-BVD منتشر شد. در این روش به دو جنبه ریسک حریق برای دارایی ها و افراد پرداخته شده بود.

در سال ۱۹۸۳ Erik De Smet   جنبه سومی برای  خسارات  ناشی از حریق در نظر گرفت که آن وقفه کاری یا اقتصادی ناشی از حریق بود. بنابراین او سومین قسمت از روش FRAME را در ادامه قسمت های ایمنی دارایی و افراد ارائه نمود. این اولین مدل از روش FRAME  بود که به سه جنبه ایمنی حریق می پرداخت. در سال های بعد برنامه نرم افزاری BASIC نیز برای آسانی کاربرد این روش طراحی شد.

 ده سال پس از استفاده از روش FRAME تنها مقدار کمی تغیرات لازم بود تا FRAME را برابر دانش سال ۲۰۰۰ بهبود ببخشند. در طول سال های گذشته مشخص شد که روش FRAME می تواند به عنوان یک روش اثبات شده در طراحی های قابل اجرای سیستم حفاظتی حریق، به کار رود. نظر به این که تعادل بین فاکتورهای اثر گذار، یک عملکرد معتبر برای الزامات قانونی و تجارب مهندسی می باشد، روش FRAME می تواند تعادل کلی بین سطح حفاظتی قوانین وضع شده و راه حل های مهندسی را بررسی کند.

در نسخه ابتدایی FRAME در سطح زمان لازم برای تخلیه، یک عدم سازگاری با الزامات قانونی وجود داشت. نسخه 1985FRAME ، الزامات خروجی های چند گانه را نکرده است و تنها به طور غیر مستقیم  با زمان سپری شده در پله کان بیان می شود. زمان تخلیه هم برای بسیاری از مکان های خیلی شلوغ  ناچیز در نظر گرفته شده، به طوری که اثر تراکم جمعیت به طور مناسب ارزیابی نمی شود. علاوه بر این در طول دهه نود الزامات قانونی ارائه شده برای مسیر های نجات، بعد از کشف اتفاقی حریق، حد اکثر ۳۰۰ ثانیه زمان برای رسیدن به یک منطقه ایمن در نظر می گیرند. از این گذشته باید در نظر گرفته شود که اگر افراد در مراحل ابتدایی حریق آگاه نمی شدند و ممکن بود به منظور ایمن بودن از خطر، عملیات تخلیه را خیلی دیر انجام دهند. این مشکل در خانه ها برای افراد مسن ، در هتل ها و سایر مکان های مسکونی مشابه می توانست تشدید شود. تمامی این نکات باعث شد تا در نسخه ۲۰۰۰ FRAME فرمول جدیدی برای محاثبه فاکتور t ( فاکتور زمان تخلیه)    ارائه شود.

برای وقفه کاری ناشی از حریق، به نظر می رسید که مراکز تولید چند گانه تمایل دارند که مشخص نباشند و بنابر این  فرمول محاسبه فاکتور حفظ کالا(سالم بیرون آوردن کالا) ساده شد. فرمول محاسبه فاکتور ارزش (Value factor) نیز برای مطابقت با ارزش پولی سال ۲۰۰۰ اندکی تغییر کرد.

 روش GRETENER در ابتدا برای ارزیابی ریسک مالی  حریق طرح شد. برخی گزارش ها در رابطه با حریق هایی که خسارت های مالی کم اما تلفات جانی زیاد داشتند، نیاز به رویکردی مشابه را برای ایمنی جانی در برابر حریق، مشخص نمود. زمینه استنباطی یا وقفه کاری  جنبه سوم ریسک حریق است که پیرو همان استدلال گفته شده برای ایمنی مالی و جانی، در FRAME مورد بررسی قرار می گیرد.

FRAME جامع ترین، شفاف ترین و عملی ترین روش محاسباتی برای ارزیابی ریسک حریق در ساختمان ها است. این روش ابزاری برای کمک به مهندس حفاظت حریق جهت تعریف مفهومی  مناسب و مقرون به صرفه برای ساختمان های جدید  یا موجود می باشد. در ساختمان هایی که الزام حصول اطمینان از یک فرار یا نجات ایمن برای ساکنان وجود دارد، FRAME به حفاظت ساختمان، محتویات و فعالیت های آن کمک می کند. این روش را می توان به آسانی برای ارزیابی ریسک های حریق در وضعیت های موجود و درک اینکه آیا طراحی های مختلف دارای کار آیی لازم می باشند یا نه، استفاده نمود.

روش FRAME ریسک حریق در ساختمان ها را برای دارایی ها و محتویات ساختمان و نیز برای افراد و فعالیت های داخل ساختمان محاسبه می کند. یک ارزیابی سیستماتیک از فاکتور های تأثیر گذار عمده داده می شود و نتیجه نهایی  مجموعه ای با توصیف مفصل از جنبه های مثبت و منفی مرتبط با ریسک حریق خواهد بود. لازم به یاد آوری است که این روش برای ارزیابی ریسک در تأسیسات هوای باز مناسب نیست.

اصول اساسی FRAME

 ۱) در ساختمان هایی که به طور مناسب حفاظت شده اند، یک تعادل بین ریسک و حفاظت برقرار است. اگر ریسک و حفاظت به صورت عددی بیان شوند می توان گفت که مقدار هر دو برابر است، یا اینکه خارج قسمت تقسیم ریسک بر حفاظت کوچکتر یا مساوی یک است. خارج قسمت بزرگ تر نشان دهنده کمبود حفاظت در مقایسه با ریسک است و  مقدار کوچکتر وضعیت بهتری را نشان می دهد.

۲) شدت و فرکانس احتمالی می تواند به عنوان نتیجه ای از چند فاکتور تأثیر گذار بیان شود. این فاکتور ها دو دسته می باشند. دسته اول از فاکتور های تأثیر گذار، مقادیر عددی را برای بدترین حالت بیان می کنند. این مقادیر به عنوان ریسک های بالقوه نامگذاری می شوند که منعکس کننده شدت می باشند. دسته دوم، مقادیر عددی هستند که قابلیت پذیرش یک حریق را می سنجند. فاکتور اصلی احتمال آتش سوزی می باشد اما مقدار محتویات/ شرایط تخلیه و اهمیت اقتصادی نیز برای تعریف اینکه چگونه ریسک یک حریق می تواند قابل تحمل گردد، استفاده می شوند. موارد مذکور در مقادیر سطوح پذیرش تأثیر دارند.

۳) سطح حفاظت در برابر حریق می تواند به صورت ترکیبی از مقادیر برای تکنیک های  حفاظتی مختلف نیز بیان شود. این مقادیر عناصر ذیل را نشان خواهند داد:

• عمومی ترین عامل خاموش کننده
• طراحی مسیر های فرار
• ضد حریق کردن ساختمان (سازه)
• وسایل دستی اطفاء حریق
• روش های کشف و اخطار حریق
• سیسم های خودکار خاموش کننده حریق
• گروه های اختصاصی و عمومی آتش نشان
• جدا سازی فیزیکی ریسک ها
• سازمان دهی فرار و نجات

۴) ارزیابی ریسک در یک ساختمان به طور جداگانه برای دارایی ها( ساختمان و محتویات آن)، ساکنین و فعالیت های داخل ساختمان انجام می شود. به این ترتیب سه محاسبه جداگانه لازم می باشد و این به این دلیل است که بدترین حالت ناشی از حریق برای ساختمان ها، افراد و فعالیت ها با هم متفاوت می باشد. در مورد اثر بخشی حفاظت نیز چنین تفاوتی به چشم می خورد.

• بدترین حالت برای ساختمان و محتویات آن “ویرانی کامل” می باشد.
• برای ساکنین ” آغاز هر حریق ” یک تهدید است و بنابر این به عنوان بدترین حالت فرض می شود.
• برای فعالیت ها، حریقی که به هر چیزی خسارت می زند، حتی بدون انهدام کامل آن، به عنوان ” زیان آور ترین حالت ” در نظر گرفته می شود.

۵) یک محاسبه جداگانه ریسک و حفاظت باید برای هر قسمت انجام شود. هر قسمت حریق باید به عنوان واحد پایه برای انجام محاسبات مورد استفاده قرار گیرد. در ساختمان های با بیش از یک بخش حریق، هر قسمت باید به طور جداگانه مورد بازنگری و بررسی قرار گیرد.

توازن بین ریسک و حفاظت

 اولین ایده اصلی FRAME این است که در ساختمان هایی که به طور کافی حفاظت شده اند، یک تعادل بین ریسک و حفاظت وجود دارد. وقتی که هر دو کمیت به صورت یک عدد بیان شوند، می توان گفت که مقدار هر دو باید در حالت توازن برابر باشد یا این که خارج قسمت ریسک به حفاظت برابر یک باشد. مقدار بیشتر از یک نشان دهنده  کم بودن تدابیر حفاظتی می باشد و مقدار کوچکتر نشان دهنده شرایط بهتری می باشد. در جایی می توان گفت که توازن بین ریسک و حفاظت ایجاد شده است که هزینه ناشی از خسارت برابر با هزینه لازم برای انجام تدابیر حفاظتی باشد. خسارت های ناشی از حریق تنها شامل هزینه های ناشی از خسارت به مواد و تجهیزات نمی باشد بلکه کلیه هزینه های مرتبط به حادثه را شامل خواهد شد. از قبیل: هزینه های اقتصادی ناشی از وقفه کاری و بی کاری افراد، هزینه های فرهنگی ناشی از دست دادن وسایل و کالاهای منحصر به فرد، هزینه های معنوی ناشی از مرگ و از دست دادن زندگی، هزینه های ناشی از تحمل پیامدهای یک حریق، هزینه های ناشی از خسارت های محیطی، هزینه دادخواهی و پیگرد قانونی، خسارات از دست دادن بازار فروش محصولات، خسارات از دست دادن وجه اجتماعی. تمامی این هزینه ها باعث نیاز به مقدار زیادی سرمایه و نیروی انسانی می شود که تنها در زمان وقوع حریق و بعد از آتش سوزی مشخص می باشد.

 هزینه های لازم برای حفاظت نیز تنها شامل هزینه های اضافی بیمه و یا تجهیزات آتش نشانی نمی باشد بلکه شامل مواردی است از قبیل:  هزینه های آموزش افراد، هزینه های نگهداری سیستم ها، بررسی و تست کردن تجهیزات، طراحی طرح های اضطراری، انتخاب مواد و تجهیزات ایمن و به همین صورت هزینه های تهیه نیاز مالی آتش  نشان های عمومی، بیمارستان، پلیس و هزینه های تجهیزات آب رسانی.

تعادل بین ریسک حریق و حفاظت که در روش  FRAME انتظار می رود، مطابق است با آنچه که در ساختمان های مسکونی شهری ساخته شده از مواد غیر اشتعال پذیر یافت می شود. در این قبیل مکان ها می توان انتظار داشت که  حریق در مراحل ابتدایی گسترش تشخیص داده شود. حریق به کندی گسترش می یابد و آتش نشان ها به سرعت حاضر می شوند تا خطرات ناشی از حادثه را برای قسمتی از ساختمان که حریق اتفاق افتاده است، محدود کنند. ساکنین می توانند قبل از رسیدن مأموران آتش نشانی از ساختمان خارج شده و زمان کوتاهی بعد از حادثه و بعد از انجام نظافت و تعمیرات موقت به محل باز گردند.

ریسک بالقوه  و سطح پذیرش

دومین ایده اصلی FRAME این است که شدت ممکن و فرکانس ریسک می تواند به عنوان نتیجه ای تحت عنوان فاکتور اثر بیان شود. اولین گروه از فاکتور اثر، یک کمیت عددی برای بدترین حالت ممکن مشخص می کند و این عدد که نشان دهنده شدت اثر است، ریسک بالقوه نامیده می شود. دومین گروه از مقادیر، مقادیر عددی را معین می کند که مقدار قابلیت پذیرش حریق نشان می دهد. فاکتور اصلی احتمال وقوع حریق می باشد، اما محتویات بنا، شرایط تخلیه و اهمیت اقتصادی  در نظر گرفته می شود تا ریسک قابل تحمل حریق را مشخص کند. این مقدار سطح پذیرش ریسک را مشخص می کند.

سطح حفاظت

سومین ایده این است که سطح حفاظت در برابر حریق می تواند به عنوان یک  مقدار حاصل از ترکیب تکنیک های مختلف حفاظت، بیان شود. این موارد کمیت و کیفیت حفاظت موجود برای یک موقعیت مشخص را بیان می کنند. مقدار عددی حفاظت، سطح حفاظت می باشد. در داخل یک ساختمان چندین قسمت یا بخش ممکن است وجود داشته باشد. به این دلیل روش FRAME یک بخش یک طبقه ای را به عنوان واحد مورد ارزیابی در  محاسبات در نظر می گیرد. برای ساختمان های چند طبقه، هر سطحی باید به طور جداگانه در نظر گرفته شود. برای ساختمان هایی با بیش از یک بخش،  برای ارزیابی  ریسک، هر بخش باید به طور جداگانه در نظر گرفته شود.

حریق های فرضی

با توجه به اصول ذکر شده، برای هر بخش از فضای مورد بررسی سه محاسبه باید انجام شود. اولی ریسک را برای ساختمان و محتویات آن ارزیابی می کند، دومی ریسک را برای ساکنین محاسبه می کند و سومین محاسبه، ریسک حریق را از نظر اقتصادی و فعالیت ها بررسی می کند. این سه محاسبه جداگانه ضروری و لازم است، چون همان طور که قبلاً گفته شد بدترین وضعیت برای سه حالت مختلف ساختمان و محتویات آن، افراد و فعالیت ها متفاوت می باشد. مطابق گفته های قبلی، برای ساختمان و محتویات آن خرابی و ویرانی کامل به عنوان بدترین حالت در نظر گرفته می شود. تمام فاکتور های تأثیر گذار روی اندازه حریق، در محاسبه ریسک بالقوه لحاظ می شوند و به طور مشابه تمام ابزارهایی که در مهار حریق به کار می روند، در محاسبه سطح پذیرش اعمال می شوند. سطح پذیرش وابسته است به منابع حریق، ارزش ساختمان و محتویات آن و تأخیر در مهار حریق که باعث لزوم تخلیه ساکنین می شود. برای ساکنین شروع هر آتش سوزی در ابتدا هم به عنوان یک تهدید و بدترین حالت می باشد. تمامی فاکتورها که در گسترش حریق اثر دارند در ریسک بالقوه در نظر گرفته می شوند. سطح پذیرش وابسته است به منابع حریق، زمان تخلیه و تمام فاکتور هایی که باعث می شود حریق سریعتر از عملیات نجات و گریز افراد از خطر، گسترش یابد. سطح حفاظت با توجه به تمامی عناصری که سرعت تخلیه را افزایش و گسترش حریق را کاهش می دهند، محاسبه می شود. برای فعالیت ها، حریقی که هر چیزی را در خطر قرار می دهد، حتی بدون خرابی کامل به عنوان بدترین حالت قلمداد می شود. بنابراین ریسک بالقوه شامل همان فاکتور های ذکر شده برای ساختمان به غیر از بار حریق می باشد. سطح پذیرش وابسته به منابع حریق، مقدار سود و اعتبار و میزان وابستگی فعالیت ها به محل وقوع حریق می باشد. سطح حفاظت از روی وسایل و تجهیزات حفاظتی و تدابیر سازمان که به شروع دوباره کار بعد از حریق کمک می کند، محاسبه و مشخص می باشد.

تعاریف و فرمول های اصلی

روش FRAME سه محاسبه را به طور جداگانه برای هر بخش بررسی حریق، در هر سطح ساختمان پیش بینی کرده است. برای این کار فرمول ها و تعاریف زیر استفاده می شوند.

• برای ساختمان و محتویات آن

ریسک حریقR  به عنوان خارج قسمت ریسک بالقوه P بر سطح پذیرش A و سطح حفاظت D تعریف می شود.

ریسک بالقوه P حاصلضرب  فاکتور بار حریق q در فاکتور گسترش i در فاکتور سطح g در فاکتور ترازe  در فاکتور تهویه v  و فاکتور دسترسیZ  است:

سطح پذیرش A به صورت حداکثر مقدار ۱.۶ منهای فاکتور فعالیتa، منهای فاکتور زمان تخلیه t منهای فاکتور ارزش c تعریف می شود:

سطح حفاظت D به صورت حاصلظرب فاکتور تهیه آب W در فاکتور حفاظت نرمالN در فاکتور حفاظت ویژه S در فاکتور پایداری حریقF تعریف می شود:

• برای ساکنین

ریسک حریقR_۱  به عنوان خارج قسمت ریسک بالقوه P_۱ بر سطح پذیرش A_۱ و سطح حفاظت D_۱ تعریف می شود.

ریسک بالقوه P_۱ حاصلضرب فاکتور بار حریقq­  در فاکتور گسترش I در فاکتور ترازe در فاکتو تهویهv در فاکتور دسترسیz، می باشد.

سطح پذیرشA_۱ به صورت حداکثر مقدار ۱.۶ منهای فاکتور فعالیتa  منهای فاکتور زمان تخلیه t منهای فاکتور فراگیریr  تعریف می شود.

سطح حفاظت D_۱  به صورت حاصلضرب فاکتور حفاظت نرمال N در فاکتور رهایی U  بیان می شود.

• برای فعالیت ها

ریسک حریق R_۲  به عنوان خارج قسمت ریسک بالقوه  P_۲ برسطح پذیرش A_۲ و سطح حفاظت D_۲­  تعریف می شود.

ریسک بالقوه P_۲ حاصلضرب فاکتور گسترش i   در فاکتور مساحت g در فاکتور تراز i   در فاکتورتهویه v  در فاکتور دسترسی می باشد.

سطح پذیرش A_۲ به صورت حد اکثر مقدار ۱.۶ منهای فاکتور فعالیت a  منهای فاکتور ارزش c منهای فاکتور وابستگی تعریف می شود.

سطح حفاظت D_۲ به صورت حاصلضرب  فاکتور تأمین آب W در فاکتور حفاظت نرمال N در فاکتور حفاظت ویژه S در فاکتور نجات Y می باشد.

WHAT IS F.R.A.M.E.?

“FRAME” is probably THE MOST COMPREHENSIVE , TRANSPARANT and PRACTICAL calculation method for fire risks in buildings. It is a tool to help a fire protection engineer to define a sufficient and cost effective fire safety concept for new or existing buildings. Unlike building codes that are mostly meant to assure a safe escape or rescue for the occupants, “FRAME” also aims at protecting the building, its content and the activities in it. This method can easily be used to evaluate fire risks in existing situations, and to find out whether alternative designs have also comparable efficiencies.

The “FRAME” method calculates the fire risk in buildings for the property and the content, for the occupants and for the activities in it. A systematic evaluation of all major influence factors is given, and the final result is a set of values which express in numbers, what otherwise has to be said by a long description of positive and negative aspects. The method is not suitable for open-air installations.

THE STORY OF “FRAME”

“FRAME” is developed from a method proposed by the Swiss engineer M. GRETENER in the early sixties, and from various other similar approaches such as: ERIC (Évaluation du Risque d’Incendie par le Calcul), a method developed in France by SARAT and CLUZEL; the German DIN 18230, the Austrian TRBV100, insurance rating systems, etc…

The GRETENER-method was originally made for the property fire risk. Some reports of fires with minor property damage but with fatalities indicated a need for a similar but distinct approach for human fire safety. Consequential loss or business interruption is a third aspect of fire risk that is considered in “FRAME”, following the same reasoning as for the property and life safety.

The method is based on empirical formulas and a large professional experience of several persons. Although it is not possible to proof the method by actual fire tests, “FRAME” has been frequently checked on real case studies in the following ways:

• a) For a series of buildings that are considered by experts to be well protected, the calculated values indicate also well protected buildings.

• b) For a series of real building fires, which have been described in detail in the professional press, the calculated values indicate the same weak points that became evident by the real fires.

• c) The balance of influence factors that is used in “FRAME” is comparable to what is found in most international fire codes.

After more than twenty years of application of the method, the author has hundreds of practical calculations to illustrate the use and effectiveness of the “FRAME”-method.

WHERE CAN “FRAME” BE USED?

• Designing good fire protection concepts

The first aim of “FRAME” is to guide a fire protection engineer to a balanced and well design fire protection concept. The experienced professional will “feel” the weak points as they show up during the calculation. Looking through the details will reveal the areas of possible improvement, and a new calculation can be made to get as final result: a well designed fire protection system.

• Checking existing situations

“FRAME” is used to check an existing situation without any attempt to design improvements: the calculation will balance the weak points and the strong points and indicate how far the real situation is away from a good one.

“FRAME” can be used to demonstrate that fire protection that complies only with legal requirements for life safety can still result in inadequate protection for the building or the activities.

• Loss estimates

Experience has shown that there is a relationship between the calculated Risk R and the amount of damage that can be expected after a serious fire situation. “FRAME” can thus be used to define “normal” loss expectancy. In some cases of abnormal high damage, it may trigger the quest for arson. In fact, where the difference between what can be expected under “normal” conditions and the real damage is high, some “help from the outside” is the most likely explanation.

• Comparing the method with the building fire codes.

“FRAME” differs in some way from the approach of building codes. The method is conceived in such a way that the designer looks first for an adequate protection for the property before verifying life safety. In this way, he will check if additional protection is required for the occupants of an already well protected building. Codes and regulations limit often the theoretical possible choices to those construction methods that have built-in safety. Fire proofing for low hazard buildings can therefore be preferred to sprinklers, and is in most cases less expensive. However, “FRAME” make the balance between risk factors and protection in the same way as it is done in most fire codes.

• Trade-offs.

Because of the careful built-in balance, “FRAME” can be used to check alternative designs or trade-offs in cases where older buildings are to be adapted to new requirements, but where the explicit rules ask for costly modifications. A first calculation shall be made for the building according to the rules to define the required level of protection, and a second calculation with the proposed trade-off will find out if the same or a lower risk level is obtained.

• Quality control for the fire protection engineer

One of “FRAME”‘s best applications is for self-control of the fire protection engineer: as the method requires a systematic review of most of the influence factors of a fire risk, it obliges the engineer to think in a professional way and it helps him to reduce the influence of subjective appreciation.

BASIC PRINCIPLES OF “FRAME”

There are five basic ideas for the method:

• ۱.In an adequately protected building there is an equilibrium between the risk and the protection.

When both are expressed in numbers, one can say that the value of both must be equal, or that the quotient ” risk divided by protection ” is equal or smaller than 1. A higher value will indicate some lack of protection compared to the risk; a lower value represents a better situation.

The equilibrium between the fire risk and the fire protection that can be expected by “FRAME” is similar to what we may find “at home” in a modern non combustible house in an urban area: Property damage can be limited to the room of origin of a fire, there are no deaths, and life can be “back to normal” after a short period of time, necessary for clean-up and (temporary) repairs.

• ۲. The possible severity and the frequency of the risk can be expressed as the result of a number of influence factors.

A first set of influence factors will define numerical values for the worst cases, and these values will be named the Potential Risks, reflecting the severity.

A second set of values will define numerical values that measure the acceptability of a fire. The major factor is the probability of the fire, but the value of the contents, the circumstances of an evacuation; the economic importance will also be used to define how well the risk of a fire situation can be tolerated. These points will give the values of the Acceptance Levels.

• ۳. The level of fire protection can also be expressed as a combination of values for the different protection techniques. These values will represent the following elements:

• -The most universal extinguishing agent: water
• -The design of escapes routes
• -The fire proofing of the construction
• -The methods of detection and notification
• -The manual fire fighting means
• -The automatic fire extinguishing systems
• -The public and private fire brigades
• -The physical separation of risks
• -The organisation for rescue and salvaging

• ۴. The risk assessment in a building is made separately for the property (building and content), for the occupants and for the activities in it.

These three calculations are necessary because the worst case will be different for buildings, persons or activities, as well as there are differences in the effectiveness of the protection.- For the building and its content, total destruction is assumed to be the worst case.
– For the occupants, any beginning fire is already a threat and is therefore “the worst case”.
– For the activities, a fire that damages everything, even without complete destruction is considered to be the most harmful.

• ۵. A separate calculation of the risk and the protection shall be made for each compartment.

Within one building several different situations can exist: For this reason, “FRAME” uses a one level fire compartment as the basic unit for the calculations. For multi-storey buildings, each level has to be considered separately. For buildings with more than one fire compartment, each compartment shall be reviewed on its own.

DEFINITIONS AND BASIC FORMULAS.

۱. Building and content:

The Fire Risk R is defined as the quotient of the P

Potential Risk P by the Acceptance Level A and the Protection Level D

R = P / (A * D)

The Potential Risk P is defined as the product of the fire load factor q, the spread factor i, the area factor g, the level factor e, the venting factor v, and the access factor z.

P = q * i * g * e * v * z

The Acceptance Level A is defined as the maximum value 1.6 minus the activation factor a, the evacuation time factor t, and the value factor c.

A = 1.6 – a – t – c

The Protection Level D is defined as the product of the water supply factor W, the normal protection factor N, the special protection factor S and the fire resistance factor F.

D = W * N * S * F

۲. Occupants:

The Fire Risk R1 is defined as the quotient of the Potential Risk P1 by the Acceptance Level A1 and the Protection Level D1

R1 = P1/ (A1 * D1)

The Potential Risk P1 is defined as the product of the fire load factor q, the spread factor i, the level factor e, the venting factor v, and the access factor z.

P1 = q * i * e * v * z

The Acceptance Level A1 is defined as the maximum value 1.6 minus the activation factor a, the evacuation time factor t, and the environment factor r.

A1 = 1.6 – a – t – r

The Protection Level D1 is defined as the product of the normal protection factor N and the escape factor U.

D1 = N * U

۳. Activities:

The Fire Risk R2 is defined as the quotient of the Potential Risk P2 by the Acceptance Level A2 and the Protection Level D2

R2 = P2 / ( A2 * D2)

The Potential Risk P2 is defined as the product of the spread factor i, the area factor g, the level factor e, the venting factor v, and the access factor z.

P2 = i * g * e * v * z

The Acceptance Level A2 is defined as the maximum value 1.6 minus the activation factor a, the value factor c, the dependency factor d.

A2 = 1.6 – a – c – d

The Protection Level D2 is defined as the product of the water supply factor W, the normal protection factor N, the special protection factor S and the salvage factor Y.

D2 = W * N * S * Y

These formulas show the similarity between the three parts of each calculation

CALCULATING THE POTENTIAL RISKS

The Potential Risks P, P1 and P2 are defined as products of the fire load factor q, the spread factor i, the area factor g, the level factor e, the venting factor v, and the access factor z.

The fire load factor q indicates how much can burn per area unit (m²). In practice, “FRAME” provides t tables with reasonable estimates of the values of Qi (fire load immobile) and Qm ( fire load mobile) based on building construction types and occupancy classification.

The fire spread factor i indicates how easy a fire can spread through a building. It is calculated from the average dimension of the content m, the flame propagation class M, and the destruction temperature T. “FRAME” gives guidelines how to define these parameters.

The area factor g indicates the horizontal influence of the fire. The factor g is calculated with the values of l, the theoretical length of the compartment, and of b, the equivalent width, expressed in meter. The length “l” of a compartment is the longest distance between the centres of two sides of the compartments’ perimeter. The equivalent width “b” is the quotient of the total area of the compartment by the theoretical length.

The level factor e indicates the vertical influence of the fire and will be calculated from the level number E. The main access level has number E = 0. Levels above the access are numbered 1, 2, 3, etc. Levels below the access level are numbered -1, -2, -3, etc.

The venting factor v indicates the influence of smoke and heat inside the building. It compares the venting capacity of the compartment with the sources of smoke

The access factor z indicates how difficult it is for outside help to get into the fire area.

CALCULATING THE ACCEPTANCE LEVELS

The acceptance level reflects the fact that people can live with the threat of fire up to a certain level, as long as fire is an unlikely event, and as long as the consequences are not too irreversible.

The Acceptance Levels are calculated with the activation factor a, the evacuation time factor t, the environment factor r and the dependency factor d.

The only way to define the activation factor a is to go through a review of possible fire sources, and to sum all relevant values, referring to the following types of fire sources: Main activities, secondary activities, process and room heating systems, electrical Installations, presence of flammable gases, liquids and dusts.

The evacuation time factor t is calculated with the dimensions of the compartment, the number of people, exit units and exit paths, and the mobility factor.

Content factor c will evaluate the possibility to replace the building and its content, and the monetary value.

Environment factor r will reflect the running speed of fire, and the dependency factor d will measure how much a business can be touched by fire.

“FRAME” calculates the Initial Risk Ro that indicates which level of protection can already be obtained from the built-in safety measures, such as compartimentation, risk separation, smoke venting, fire proofing, and give will a good guideline to choose an adequate fire protection system.

CALCULATING THE PROTECTION LEVELS

The protection levels are calculated with W, the water supply factor; N, the normal protection factor; S, the special protection factor; F, the fire resistance factor; U, the escape factor and Y, the salvage factor.

Water supply factor W considers the type and capacity of water storage and distribution network.

Normal protection factor N considers guard services, manual fire fighting, time delay of fire brigade intervention, personnel training.

Special Protection factor S considers automatic detection, reliability of water supplies, automatic protection, and fire brigade force.

Fire resistance factor F considers of the structural elements, outside walls, ceiling or roof and inner walls

Escape factor U considers every measure that speeds up the evacuation or slows down the early development of fire.

Salvage factor Y considers protection of critical items, and contingency planning.

این پست در حال آماده سازی کامل می باشد…