消防系统的运行可靠性估计
MST大厦火灾研究实验室高级工程师理查德·W·布考斯基，P.E.
美国马里兰州盖瑟斯堡20899-8642
爱德华K.Budnick，PE，和ChristopherF.计划1
副总裁化学工程师休斯联营公司
巴尔的摩，MD21227-1652美国马里兰州巴尔的摩市1227年至1652年
简介
背景
消防保护策略的设计和安装，以执行特定的功能。例如，自动喷水灭火系统有望控制或扑灭火灾：要做到这一点，必须打开系统的喷头，必须知道火的位置和所需量的水分，从而达到控制或清除。火警探测系统的目的是提供足够的预警，以便于火警通知房客逃生，防火服务通知，以及在某些情况下，会激活其他防火功能（例如，特殊的灭火系统，排烟系统）。这两个系统的激活（检测）和通知（报警）必须实现早期预警，建设区域化一般要设计成仅限于一些特定的时间内逃生路线。为了实现这一目标，建筑功能就必须评为“火”（根据标准测试），并保持其功能的完整性。
个别防火策略，如检测，自动抑制的可靠性，本研究的范围是有限的运行可靠性评估，这主要是由于在文献中报道的数据的形式。除了操作和性能的可靠性之间的区别，适用范围，集中在无条件估计故障危险的结果的可靠性和故障估计，这些条款的讨论会在后面提到。本文提供了一个审查报告的运行可靠性和性能估计（1）火灾探测，（2）在有限的程度自动抑制，（3）施工区域化。在一般情况下，防火检测报告估计在很大程度上是烟雾检测/火灾报警系统，自动洒水包括大部分自动抑制的数据，及隔室耐火和外壳的完整性。应该指出的是，在某些情况下，该文献并未描述“火灾探测”或“自动抑制”，需要假设对于特定类型的防火系统，超越了一般的类别。
本文针对可靠性的因素，因为它们涉及到消防安全系统。进行这种分析的文献检索，审查和重要的成果和数据汇总。在文献中查到的数据，适用于喷淋和烟雾探测系统的可靠性进行了分析，这些报道用描述性估计的平均值和95％置信区间为原位系统的运行可靠性。
可靠性分析的要素
在文献中报道的可靠性数据的合理变化和相关的分析报道，从根本上说，可靠性是系统或组件的概率，将作为设计某段时间的估计值。在有用的或预期的生活的一个组成部分，这个时间段每次测试“复位”，都会发现一个组件处于工作状态。因此，更频繁地测试和维护的系统和部件，它们会更可靠，这种形式的可靠性是指为无其他条件。
无条件可靠性是一种概率的估计，一种条件可靠性估计是跟两个事件有关的，也就是说，发生火灾消防安全系统，成功地在相同的时间运行。可靠性不考虑火灾事件概率的估计是无条件的估计。
另外两个重要的概念应用到运行可靠性的安全失败和危险性失败。消防安全系统出现故障安全时，无火灾事件时它运行时有发生。一个常见的例子就是虚假的烟雾探测器报警，消防安全系统失败的危险，当它在火灾事件中不起作用。在这项研究中，失败的危险事件定义操作失败的概率（1-可靠性估计）。在火灾事件或一个操作系统，不控制或扑灭火灾自动喷水灭火系统不工作是这种类型的故障的例子。
系统的整体可靠性取决于各个组件和其对应的故障率，组成系统的各组成部分之间的相互依赖性，一旦安装，元件和系统的维护和测试要验证可操作性。所有这些因素都是关系到操作可靠性的估计。
消防安全系统的性能在处理整体概念可靠性也是值得关注的，系统的性能被定义为一个特定的系统来完成它的设计和安装的任务的能力。例如，建筑组件的能力保持完好，并在火灾防火分隔的防火分离性能的基础上，这些组件在何种程度上防止火势蔓延在其拟定的界限，定义系统的性能。
性能可靠性估计需要的数据以及系统是如何完成他们的设计任务是建立在实际火灾事件或满量程测试之上，性能的可靠性上的信息不能被直接从许多评论的形式存在的数据分辨，因此，由于这种努力的一部分的数据源，它不是作为一个单独的效果处理。
任何类型的系统失败的原因通常是分为几类：安装错误，设计错误，制造/设备缺陷，缺少维护，超过设计极限，和环境因素。有几种方法可以被用来尽量减少出现故障的可能性。这样的方法包括：（1）设计冗余，（2）主动监测是否有故障，（3）提供最简单的系统（即，数最少的组件），以解决危害，（4）一个精心设计的检查，测试，还有维修方案。
当可靠性评估在文献中被报道的时候，这些可靠性工程的概念是重要的。根据在一个给定的分析中所使用的数据，可能涉及到上述概念中的一个或多个估计的可靠性。这种努力的范围下进行文献回顾，在适当的情况下解决这些概念。支持本文从文献获得的信息大部分都是无条件运行的可靠性，即防火战略不会失败危险的概率。
文献回顾
进行文献检索是有效收集各类有关保护的策略：自动抑制，自动检测，及隔消防安全系统的可靠性数据。文献检索的目的是获得特定系统的可靠性估计为每种类型的消防安全系统作为通用占用类型函数（如住宅，商业和机构）的表现。
信息来源包括国家消防事故数据库的报告，美国国防部国防安全记录，行业和占用的具体研究，保险业的历史记录和检验报告在公开的文献记载，和实验数据。已动用，只有当火灾探测，自动抑制，或区域化战略，明确评价试点工作和防火测试结果的报告。还审查资格，批准，或上市用于系统测试故障模式的信息，英国，日本，澳大利亚和新西兰公布的数据都包括在内。
一般研究
几个普涨的研究，查明了火灾探测和灭火系统的可靠性估计以及建设区域化。这些措施包括（1）英国沃灵顿消防科学的研究[1996]（2）中国消防工程指引[消防规范改革中心，1996]，（3）一个东京火灾统计汇编，[日本东京消防厅，1997]，（4）日本研究在原位防火系统的性能结果[渡边1979]。
灵顿消防研究研究解决消防安全系统的可靠性和其组件的交互。一个Delphi的方法是用来开发离散估计的可靠性探测和报警系统，灭火系统，自动烟雾控制系统，被动防火（例如，区域化）。
中国消防工程开发支持新的基于性能的澳大利亚建筑规范工程实务守则指引。按照本指南中的方法，建立消防安全性能评估，为阴燃，燃烧不闪络，闪络火灾和燃烧。预测的消防安全系统的性能（即，检测，灭火或控制火灾事件的概率），明确占该特定系统的运行可靠性。可靠性估计从一个专家小组，而不是从实际数据中提供了用于此目的的指引。
最后，两个独立的研究报告，在日本运行的可靠性数据。一项研究涉及的评估期间，从1990年至1997年东京市的火灾事故报告[东京消防厅1997]。另一项研究涉及日本各地火灾事故报告的审查过程中一个较早的时间期间，在1978年结束[1979年渡边]。
表1提供了可靠性估计在这些研究的总结。存在显着差异，在个人的可靠性取决于用来开发这些估计的参数估计。根据所要求的精度，防火系统，估计从这些研究的范围依赖在预测未来的经营业绩可能会显着改变的结果。此外，与一个单一的可靠性估计相关的不确定性或存在潜在的重要偏见所使用的方法得出这些估算值可能会限制他们的直接用防火系统处理作业或性能的可靠性。