砖木结构古建筑群火灾风险预测的时空信息模型化方法研究

Scientific fire risk assessment for the ancient building groups is an important job for its’ fire disaster prevention and reduction. There are many hazard factors and uncertainties in the ancient brick-wood building groups.The disaster environment and the disaster bearing bodies form a complicated dynamic process. It is difficult to make a comprehensive fire risk assessment with reasonable quantification and expression because of these uncertainty. In order to make a scientific assessment for this system, BIM and GIS integration technology are introduced to reconstruct a regional information model for the ancient brick-wood buildings. Based on the information model, the fire risk assessment research is developped. In the research, coupling formation mechanism of the fire risk system is considered.Based on fuzzy information granulation method, a considerate evaluation model with three soft hierarchical levels is put forward. In this model, it can give a comprehensive evaluation with considering the hazard formative factors, the fragile of the disaster bearing body and the loss evaluation of the fire risk system. The results will be a theoretical and technical basis in the field of fire risk assessment research for China's ancient brick-wood buildings safety management.

对砖木结构古建筑群进行科学的火灾风险评估是有效降低火灾威胁的前提。通过综合考虑砖木结构古建筑群历史建筑属性信息缺失，区域防火规划设计欠缺，单体建筑结构材料耐火性差，火灾荷载密度大等不利因素影响，项目研究引入BIM和GIS技术并进行信息融合，构建砖木古建筑群时空信息模型，研究砖木古建筑群火灾致灾因子、孕灾环境与承灾体间的动态关系，建立能够合理量化表达系统不确定性的火灾风险预测模型，开展砖木古建筑群系统致灾因子危险性、承灾体脆弱性和损失的综合评估研究，揭示砖木古建筑群系统内火灾形成机制及耦合灾害风险的形成机理。通过模糊信息粒化法方法研究火灾综合风险评估系统各因子的信息模型化及耦合关系表达，并构建基于时空尺度信息模型平台下的火灾风险三个层次评估的软层次模型，实现火灾风险的综合评估，提高砖木古建筑群火灾风险评估的精度和可靠度，为我国砖木古建筑群火灾风险管理研究提供理论依据和技术基础。

火灾是砖木结构古建筑群安全重要原因。项目研究围绕砖木古建筑群火灾致灾因子、孕灾环境与承灾体间的动态关系，构建量化表达系统不确定性的火灾风险预测模型，分别就砖木古建筑群系统致灾因子危险性、承灾体脆弱性和损失进行量化分析，并给出不确定性的火灾风险预测模型，揭示出砖木古建筑群系统内火灾形成机制。针对古建木结构的结构特点、热传导和热应力，分析不同参数对木构件炭化速度的影响、抬梁式木构架温度场分布及榫卯节点的炭化规律，不同影响因素对受拉木构件耐火极限的影响，给出木结构构件的抗火性能。根据对古建筑群落韩城党家村内的火灾危险源识别、建筑信息的统计测量、木材材性的鉴别及火灾荷载确定，结合建筑信息模型和火灾动力学基本原理，建立三种不同火灾场景模型，分析建筑及区域内温度场、一氧化碳浓度、能见度及测点的风速等变化，探究砖木结构体系的古建筑火灾发生机理；模拟最大热释放速率下的烟气状况、热辐射机理等下不同火灾场景，并由各个监控传感测点的数据反馈得到结论。基于古建筑（群）信息数据，系统梳理分析砖木结构体系古建筑火灾危险特性、脆弱性等致灾因子和演变规律，构建砖木结构古建筑（群）火灾风险评估层次模型，完成砖木古建筑群性能化防火评估。