JP4678934B2 - Building fire risk evaluation apparatus, building fire risk evaluation method, and storage medium - Google Patents

Description

【００１５】
ここで、
t_s ：フェーズ２の限界時間（sec）
ρ ：煙りの密度（=0.7 kg/m³）
ｋ ：プリュームの巻き込み係数（= 0.069 kg/sec/m^(5/3)/kw^(1/3)）
Aroom ：居室の面積（m²）
α ：火災成長パラメータ
Hroom ：居室の天井高さ（m）
である。
【００１６】
３）フェーズ３の限界時間
フェーズ３の限界時間は、出火室が盛期火災になる時点をもって設定している。 盛期火災になる煙層温度は次のように設定している。
内装が不燃・準不燃材の場合：600℃内装
内装が可燃材の場合 ：300℃
【００１７】
４）煙層温度の予測式
Quintiereらはフラッシュオーバー以前における火災初期の煙層温度として、下式を提案しており、盛期火災以前の煙層温度の予測には下記式（２）を使用している。
【００１８】
【数２】

【００１９】
ここで、
Thi ：煙層温度（℃）
Q ：発熱速度（kw）
h_k ：周壁の熱特性（kw/m²/k）
A_T ：周壁の面積（m²）
H ：開口部の高さ（m）
Ｔ_∞ ：雰囲気温度（k）
Ｔ₀ ：出火室の平常時の温度（℃）
である。また、周壁の熱伝達係数h_kは、次式（３）を使用している。
【００２０】
【数３】

【００２１】
ここで、
k ：壁体の熱伝達率（kw/m/k）
ρ ：壁体の密度（kg/m³）
c ：壁体の比熱（kJ/kg/k）
t_c ：火災の特性時間（sec）（=600secに固定）
である。
【００２２】
５）開口条件
Quintiereの出火室温度の簡易予測式には、開口条件が必要であるが、ここでは、室内温度上昇によりガラスの破壊を考慮して以下のような扱いとしている。
・煙層温度 ＜ 170℃のとき、実際に開いている窓部分の面積を開口部面積とする。
・煙層温度 ＞ 170℃のとき、Max（窓部分の総面積＊0.2，実際に開いている窓部分の面積）を開口部面積とする。
【００２３】
６）フェーズ４以降の延焼計算
(1)延焼モデル
延焼計算は、以下の仮定を設定してモデリングしている。
仮定１：着火セルのフラッシュオーバー時間までは、他のセルへの延焼はしない。
仮定２：着火セルがフラッシュオーバーし、そのセルは全面火災となり、隣接ブロックは着火するが、延焼抵抗がある場合は、その大きさにより着火が遅れるものとしている。着火遅れは、セル区画の耐火性能を考慮してフェーズの進展を考え限界時間として使用している。
(2)延焼セルのフラッシュオーバー時間（τ）
・延焼抵抗のないセル間同士において、フラッシュオーバーした延焼セルは、火元セルの熱エネルギーが延焼セルのフラッシュオーバーを加速させると考え、延焼セルの内装材の種類により決まるフラッシュオーバー時間（τ0）の1/2とする場合（τ1）
・下記７）に述べる上階への延焼条件を満足した場合（τ2）
の最小値、すなわち、
τ = Min(τ1,τ2) （４）
で決定している。
【００２４】
７）外壁開口部からの上階延焼判定
(1)出火室内の温度上昇の求め方
盛期火災時における火災室内上昇温度は、次式（５），（６），（７）を用いて算出している。
【００２５】
【数４】

【００２６】
である。
(2)噴出気流の熱量の求め方
噴出気流熱量は、噴出気流のエンタルピー量と未燃焼ガスの発熱量を合計した熱量と考え、次式（８），（９），（１０）により計算される。
【００２７】
【数５】

【００２８】
(3)直上階の開口部下端までの距離から無次元温度の求め方
開口噴出気流の温度性状は、横井により実験的に調べられており、この実験結果を使用することとし、以下の３つの範囲に分けて、
【００２９】
【数６】

【００３０】
である。
【００３１】
８）スパンドレル高さ、庇の効果
無次元温度を求める際には、噴出気流軸上に沿った長さzを与える必要がある。ここでは、スパンドレル、庇のある場合を考慮して次のように設定している。
【００３２】
・庇がない場合
z = h1 （１８）
・庇のみがある場合
z = h1 + h4 （１９）
・庇、手摺がある場合
z = h2 + h3 + h4 （２０）
但し、h1,h2はいずれも噴出気流の気流中心軸の原点からの距離をとっている。
【００３３】
９）噴出気流上昇温度の求め方
噴出気流の上昇温度は、次式（２１），（２２）で求められる。
【００３４】
【数７】

【００３５】
１０）上階延焼の判定
上階延焼の判定は、上階の開口部下端における温度上昇と、開口部下端における輻射の２つの観点から判定している。また、上端延焼は、フェーズ４に進展した後、以下の条件を同時に満足した時点に発生するものと考えている。
【００３６】
【数８】

【００３７】
である。
【００３８】
１．６ 焼損面積予測値の求め方
１）フェーズ１からフェーズ３まで
フェーズ１からフェーズ３までは、出火室内の火災初期段階における焼損面積である。ここでは同心円状の延焼拡大モデルを考え次式（２６）で計算している。
【００３９】
【数９】

【００４０】
２）フェーズ４以降の延焼拡大
フェーズ４における火災の状態は、盛期火災後出火室の耐火時間で決まる。盛期火災になっているため、室単位で焼損面積を計上し次式（２７）で算出している。
【００４１】
【数１０】

【００４２】
１．７ 上下階への延焼のモデル
東京消防庁モデルでは、外気に接している部屋の窓からスパンドル、庇の効果を考慮して、上階への延焼のみを取り扱う。
【００４３】
１．８ 完全密閉の部屋の取り扱い
燃料支配型の煙層温度を求めるため使用しているQuintiereらの簡易式は、開口部面積が分母に用いられているため、開口部面積が０の完全密閉の部屋には使用できない。
完全密封型の部屋に対しては、部屋空間の気体と発熱量を考慮した一点近似の熱伝導方程式（２８），（２９）を解くことにより空間の温度を計算することとしている。
【００４４】
【数１１】

【００４５】
２．火災の延焼確率の評価手法
火災の延焼挙動から、火災発生時点からの経過時間と火災による延焼面積の関係が求まる。
【００４６】
一方、火災が延焼する時間内に、消火設備および消防活動の成否するかを確率論で計算することによって、一定の延焼面積を超える確率（以下、年間超過確率という。）を算出できる。建物を対象に、火災の延焼挙動に消火設備および消防活動の成否を組み合わせて、火災の延焼面積と年間超過確率の関係を算出するモデルとして、従来、東京消防庁モデルが公表されていた。以下にその手法を説明する。
【００４７】
２．１ 火災フェーズの分類
火災の延焼段階を、その規模と特徴に応じて、フェーズ１〜フェーズ８に分割して、その各フェーズに対して、火災がそのフェーズを超える確率、すなわち超過確率を算出する。なお、火災フェーズの定義は、１．４項に記載した通りである。
【００４８】
２．２ フェーズの超過確率の算出方法
１）フェーズ１の超過確率
消火器不奏功かつスプリンクラー不奏功によって、フェーズ２に進展するとして、フェーズ１の超過確率を算出する。消火器については、自火報の作動、消火器従事、消火器による消火が間に合うかどうか、消火器作動、および消火器による消火の奏功の構成要素のそれぞれに対して、経験データを当てはめることによって、不奏功確率を算出する。スプリンクラーについては、非常電源作動およびスプリンクラー作動の構成要素に対して、同様に経験データを当てはめることによって、不奏功確率を算出する。
【００４９】
なお、例えば「消火器による消火が間に合うかどうか」のように、構成要素によっては、余裕時間との関係によってその成否の確率が変動する場合があり、このような構成要素に対しては、火災のフェーズ１を超える迄の時間（すなわち、フェーズ１の限界時間）を時間余裕として、成功確率を算出する。
【００５０】
２）フェーズ２の超過確率
屋内消火栓不奏功かつ排煙起動不奏功によって、フェーズ３に進展するとして、フェーズ２の超過確率を算出する。屋内消火栓については、自火報の作動、非常電源作動、屋内消火栓従事、屋内消火栓が間に合うかどうか、屋内消火栓作動および屋内消火栓奏功の構成要素のそれぞれに対して、経験データを当てはめることによって、不奏功確率を算出する。排煙設備については、自火報作動、非常電源作動、排煙設備従事、排煙設備の起動が間に合うかどうか、および排煙設備作動の構成要素のそれぞれに対して、同様に経験データを当てはめることによって、不奏功確率を算出する。
【００５１】
なお、構成要素によっては、余裕時間との関係によってその成否の確率が変動する場合があり、このような構成要素に対しては、フェーズ２の限界時間を時間余裕として、不奏功確率を算出する。
【００５２】
３）フェーズ３の超過確率
空調停止不奏功かつ防火戸閉鎖不奏功によって、フェーズ４に進展するとして、フェーズ３の超過確率を算出する。空調停止については、自火報の作動、非常電源作動、空調停止従事、空調停止が間に合うかどうか、および空調設備ダンパ連動設備作動の構成要素のそれぞれに対して、経験データを当てはめることによって、不奏功確率を算出する。防火戸閉鎖については、例えば、自火報作動、扉閉鎖従事、および扉閉鎖が間に合わうかどうかの構成要素のそれぞれに対して、経験データを当てはめることによって、不奏功確率を算出する。防火戸が複数枚あるときは、１枚でも閉鎖できない場合は「閉鎖失敗」とする。
【００５３】
【数１２】

【００５４】
なお、構成要素によっては、余裕時間との関係によってその成否の確率が変動する場合があり、このような構成要素に対しては、フェーズ３の限界時間を時間余裕として、不奏功確率を算出する。
【００５５】
４）フェーズ４以降の超過確率
フェーズｉの限界時間に対して、放水開始遅れ（消防隊による放水が間に合わない）が発生すると、フェーズｉ＋１に進展する。この放水開始遅れの発生確率が超過確率になる。
【００５６】
【数１３】

【００５７】
フェーズｉの限界時間は、区画構成材の耐火時間から求めることができ、例えば次の通りである。
【００５８】
【表１】

【００５９】
２．３ 平均焼損面積予測値の算出方法
火災現象挙動の解析から、既に記載の通り、
【００６０】
【数１４】

【００６１】
が算出される。
これに、火災フェーズ毎の生起確率で重み付けすることにより、次の通り、平均焼損面積予測値が算出される。
【００６２】
【表２】

【００６３】
これでは、建物の構造およびリスクに応じた適正な火災保険の算定ができないという問題があった。
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の解析手法として、建物火災解析に関して、相関式を用いた簡易な手法しか開示されておらず、実際の建物のような複雑な構造物について火災保険料を算定する上での適用にまでは至らず、このため、人による経験的手法、あるいは概算でしか建物の火災保険料の算定ができず、個々の建物の構造およびリスクに応じた適正な火災保険料の算定および被保険者に対するアドバイスができないという問題点があった。
【００６４】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、建物の火災保険料を個々の建物の構造およびリスクに応じて算定することができ、また、建物に対して火災保険をかけようとする被保険者に対しより安全な火災防止・低減対策についてのコンサルテーションを行うことのできる建物火災リスク評価装置、建物火災リスク評価方法および記憶媒体を提供することを目的としている。
【００６５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の建物火災リスク評価装置は、建物内部を壁および扉によって分割されて仕切られる１乃至複数の基本計算単位空間であるセルから構成される区画の三次元空間座標および前記セルの耐火時間を含む構成情報、各前記セルに収容されている設備機器の単位面積当りの資産価値を含む建物火災環境情報と、前記建物内の消火機器および／または消火設備の設置状況を示すデータ、出火セル毎の火災発生頻度、防災設備の不奏功確率、消火活動の時間的余裕度と消火が奏功する累積確率との関係を示す火災リスク評価用データとが格納された格納手段と、前記格納手段に格納されている前記建物火災環境情報を基に、火災発生後の初期段階における経過時間と延焼面積の拡大の関係を予め求められた同心円状の延焼拡大モデルで示す火災の延焼面積とこの延焼面積に出火セルの前記単位面積当りの資産価値を乗じた焼損額、前記初期段階を経過した経過時間が前記構成情報に含まれる前記出火セルの耐火時間を超えた場合の延焼セルの面積とこの延焼セルの面積に当該セルの前記単位面積当りの資産価値を乗じた焼損額、および前記延焼セルの耐火時間を超えた場合の前記延焼セルに隣接し延焼するセルの面積とこの延焼セルの面積に当該セルの前記単位面積当りの資産価値を乗じた焼損額を示す火災の延焼面積と焼損額を計算する計算手段と、前記各区画の扉の開閉状況のパラメータを指定する手段と、指定された前記パラメータの組み合わせからなる各パターンの設定に基づき、前記計算手段により計算された前記火災の延焼面積あるいは焼損額と経過時間との関係を示すデータと、防災設備の不奏功確率、および消火活動の時間的余裕度と消火が奏功する累積確率との関係から前記焼損額または前記延焼面積まで延焼が進展する以前の消火活動の不奏功確率を求め、これらの確率から前記焼損額または前記延焼面積を超えてしまう確率である超過確率を求め、この超過確率に前記出火セルの火災発生頻度をかけることによって年間超過確率を計算する手段と、前記各パターン毎の前記焼損額または前記延焼面積を超えてしまう確率である超過確率、および前記年間超過確率を平均化して特定のセルを出火セルとした火災に起因する一つの階の火災リスクを計算し、この火災リスクの計算を、前記出火セルを変え、また前記階を変えて繰り返し行って求めた各火災リスクを合計することで、建物全体の火災リスクを計算する手段とを具備したことを特徴としている。
【００６８】
請求項２記載の発明の建物火災リスク評価装置は、請求項１記載の建物火災リスク評価装置において、前記計算手段により計算された火災の延焼面積および焼損額を保存する保存手段と、前記建物に対して防災対策を施した場合のデータに変更して前記計算手段に再計算させた火災の延焼面積および焼損額と、前記保存手段に保存された火災の延焼面積および焼損額とを数値的あるいは視覚的に比較可能な形態で出力する手段とを具備したことを特徴を具備したことを特徴としている。
【００６９】
請求項３記載の発明の建物火災リスク評価装置は、請求項１記載の建物火災リスク評価装置において、前記計算手段は、前記建物内のある区画に発生した火災が、隣接する区画へ延焼する過程、上下の区画へ延焼する過程の中の少なくとも一つの過程を火災現象として計算する手段を有することを特徴としている。
【００７０】
請求項４記載の発明の建物火災リスク評価装置は、請求項１記載の建物火災リスク評価装置において、前記格納手段に入力する建物火災環境情報、建物火災に関するリスクの情報、各種パラメータのデフォルト値設定手段と、前記格納手段に格納するデータを入力する際に、前記デフォルト値設定手段のデフォルト値を示してデータの入力を促す手段と、前記デフォルト値あるいは前記データの入力を促す手段により入力されたデータを、建物固有の入力データセットとして前記格納手段に格納するデータ管理手段と
を具備したことを特徴としている。
【００７３】
請求項５記載の発明の建物火災リスク評価装置は、請求項１記載の建物火災リスク評価装置において、建物内の外気に接していない区画が盛期火災になった時点から前記区画周囲の壁が崩壊するまでの耐火時間を入力する入力手段と、前記入力手段により入力された耐火時間を前記計算手段により計算される建物火災環境情報の前記セルの耐火時間として前記格納手段に格納する手段とを具備したことを特徴としている。
【００７５】
請求項６記載の発明の建物火災リスク評価方法は、コンピュータが、建物内部を壁および扉によって分割されて仕切られる１乃至複数の基本計算単位空間であるセルから構成される区画の三次元空間座標および前記セルの耐火時間を含む構成情報、各前記セルに収容されている設備機器の単位面積当りの資産価値を含む建物火災環境情報と、前記建物内の消火機器および／または消火設備の設置状況を示すデータ、出火セル毎の火災発生頻度、防災設備の不奏功確率、消火活動の時間的余裕度と消火が奏功する累積確率との関係を示す火災リスク評価用データとが格納された格納手段から前記建物火災環境情報を読み出す段階と、前記コンピュータが、読み出した前記建物火災環境情報を基に、火災発生後の初期段階における経過時間と延焼面積の拡大の関係を予め求められた同心円状の延焼拡大モデルで示す火災の延焼面積とこの延焼面積に出火セルの前記単位面積当りの資産価値を乗じた焼損額、前記初期段階を経過した経過時間が前記構成情報に含まれる前記出火セルの耐火時間を超えた場合の延焼セルの面積とこの延焼セルの面積に当該セルの前記単位面積当りの資産価値を乗じた焼損額、および前記延焼セルの耐火時間を超えた場合の前記延焼セルに隣接し延焼するセルの面積とこの延焼セルの面積に当該セルの前記単位面積当りの資産価値を乗じた焼損額を示す火災の延焼面積と焼損額を計算する段階と、前記各区画の扉の開閉状況のパラメータが指定された場合、前記コンピュータが、指定された前記パラメータの組み合わせからなる各パターンの設定に基づき、計算された前記火災の延焼面積あるいは焼損額と経過時間との関係を示すデータと、防災設備の不奏功確率、および消火活動の時間的余裕度と消火が奏功する累積確率との関係から前記焼損額または前記延焼面積まで延焼が進展する以前の消火活動の不奏功確率を求め、これらの確率から前記焼損額または前記延焼面積を超えてしまう確率である超過確率を求め、この超過確率に前記出火セルの火災発生頻度をかけることによって年間超過確率を計算する段階と、前記コンピュータが、前記各パターン毎の前記焼損額または前記延焼面積を超えてしまう確率である超過確率、および前記年間超過確率を平均化して特定のセルを出火セルとした火災に起因する一つの階の火災リスクを計算し、この火災リスクの計算を、前記出火セルを変え、また前記階を変えて繰り返し行って求めた各火災リスクを合計することで、建物全体の火災リスクを計算する段階とを有することを特徴としている。
【００７６】
請求項７記載の発明の記憶媒体は、コンピュータに処理を実行させるプログラムを記憶した記憶媒体において、前記コンピュータに、建物内部を壁および扉によって分割されて仕切られる１乃至複数の基本計算単位空間であるセルから構成される区画の三次元空間座標および前記セルの耐火時間を含む構成情報、各前記セルに収容されている設備機器の単位面積当りの資産価値を含む建物火災環境情報と、前記建物内の消火機器および／または消火設備の設置状況を示すデータ、出火セル毎の火災発生頻度、防災設備の不奏功確率、消火活動の時間的余裕度と消火が奏功する累積確率との関係を示す火災リスク評価用データとが格納された格納手段から前記建物火災環境情報を読み出させ、前記建物火災環境情報を基に、火災発生後の初期段階における経過時間と延焼面積の拡大の関係を予め求められた同心円状の延焼拡大モデルで示す火災の延焼面積とこの延焼面積に出火セルの前記単位面積当りの資産価値を乗じた焼損額、前記初期段階を経過した経過時間が前記構成情報に含まれる前記出火セルの耐火時間を超えた場合の延焼セルの面積とこの延焼セルの面積に当該セルの前記単位面積当りの資産価値を乗じた焼損額、および前記延焼セルの耐火時間を超えた場合の前記延焼セルに隣接し延焼するセルの面積とこの延焼セルの面積に当該セルの前記単位面積当りの資産価値を乗じた焼損額を示す火災の延焼面積と焼損額を計算させ、前記各区画の扉の開閉状況のパラメータが指定された場合、指定された前記パラメータの組み合わせからなる各パターンの設定に基づき、計算された前記火災の延焼面積あるいは焼損額と経過時間との関係を示すデータと、防災設備の不奏功確率、および消火活動の時間的余裕度と消火が奏功する累積確率との関係から前記焼損額または前記延焼面積まで延焼が進展する以前の消火活動の不奏功確率を求めさせ、これらの確率から前記焼損額または前記延焼面積を超えてしまう確率である超過確率を求めさせ、この超過確率に前記出火セルの火災発生頻度をかけることによって年間超過確率を計算させ、前記各パターン毎の前記焼損額または前記延焼面積を超えてしまう確率である超過確率、および前記年間超過確率を平均化して特定のセルを出火セルとした火災に起因する一つの階の火災リスクを計算させ、この火災リスクの計算を、前記出火セルを変え、また前記階を変えて繰り返し行って求めた各火災リスクを合計することで、建物全体の火災リスクを計算させるプログラムを前記コンピュータが読み取り可能に記憶したことを特徴としている。
【００７７】
すなわち、本発明は、建物火災に関連する多数の重要パラメータを奏功確率分布／発生確率分布として表現し、重要パラメータのとり得る確率的分布を考慮して、重要パラメータの組み合わせにより発生する数千ケース以上に渡るパラメータ組み合わせ条件に対して、火災解析およびリスク解析を一度に実施し、かつ建物内の室あるいは区画に装備された諸機器または、財物の価値を考慮し、室毎、区画毎の資産価値情報をも考慮し、そのそれぞれの解析結果から出てくる火災の被害損傷金額（損害額）を基に、フォールトツリー解析手法やイベントツリー解析手法等の確率的リスク評価手法を組み合わせて、建物火災に関わるリスクコストを定量的に評価する。
【００７８】
なお、資産価値情報とは、各部屋に設置された設備、機器等の価値により定まる資産価値分布を意味するものである。例えば、その部屋には廃棄物保管場所であるならば、焼損による資産価値は低いが、資産価値の高い（現金、宝石、高級機器等）重要物質を格納している部屋が焼損すると焼損による被害は、単に部屋の価値のみに留まらず、部屋に保管されていた全ての重要物質の損害を考慮に入れる必要がある。この様に、部屋および部屋に含まれている資産価値の分布状況を考慮するための指標を資産価値分布と定義する。資産価値分布の単位は、単位面積当たりの価値（絶対値としての円、あるいは相対値を単位とする）として入力する。
【００７９】
これにより、建物火災による被害損傷金額を算定し、あるいは、建物火災に対しより安全な火災防止対策を被保険者等に提示し、火災保険料に関し従来の経験を基にした火災保険料を設定する手法に代わり、より科学的な火災シミュレーション／リスク評価解析に基づいた確率的な手法による火災保険料算定の判断基準を提供し、かつ建物火災損失を低減するためのコンサルテーションを、数値的、かつ具体的に行うことができる。
【００８０】
建物火災の延焼が拡大するかどうかは、スプリンクラー設備、消火器、屋内外消火栓および自衛消火ポンプが間に合って、消火に奏功（＝成功）するかどうかや、近くの消防署からの消防車が間に合って、消火に奏功するかに依存する。
【００８１】
こうした防災設備や消防車の成否といった建物火災に関連する重要パラメータのうち、人的操作に関連する重要パラメータは、操作に利用できる時間余裕に依存する。
【００８２】
例えば、消火器による初期消火の場合には、消火器による消火が可能な火災に規模になるまでの時間余裕に依存して、消火器による消火活動の成否の確率が変わってくる。また、一定の焼損面積にて火災が収束するかは、その焼損面積に至るまでの時間がどの程度かが、消防車による消火が間に合う確率に関係する。
このため、建物火災に関連する重要パラメータを時間余裕に応じた確率として、すなわち確率分布として、与えることがある。
【００８３】
火災解析および火災リスク解析のそれぞれは、上述した東京消防庁火災予防審議会報告等にて開示されている一般的な手法を利用しつつも、建物火災に際し、各室または仕切り区域に対し、室、仕切り区域そのものの資産価値やそこに設置されている設備等の資産価値を考慮することにより、火災解析で表現したセルに資産価値分布を追加することにより、火災による損害額を評価し、かつその結果を基にして、リスク評価を実施することにより、対象とする建物の火災リスクコストを算出する。
【００８４】
建物火災に際し、各室または防火壁／間仕切壁にて仕切られた区画に対し、部屋、区画そのものの資産価値やそこに設置されている設備等の資産価値を考慮する。つまり火災解析で表現したセルに資産価値分布を追加することにより、火災による損害額を評価し、かつその結果を基にしてリスク評価を実施することにより、対象とする建物火災によるリスクコストを算出する。
【００８５】
消防火設備および消防火活動を構成する重要パラメータの奏功確率分布を算出する手段にフォールトツリー解析手法を使用し、また火災延焼進展の確率を算出する手段にイベントツリー解析手法を使用し、挙動解析と確率評価を連成させて、建物火災リスクを評価する。
【００８６】
一般に、建物火災に関連するパラメータは、特定の建物に限定した場合にも、例えば、火災の発生場所は、建物内の多数の火災区画に一定の火災発生頻度で分布することから、特定することはできない。
【００８７】
一方、火災挙動解析では、特定の火災区画での発生を仮定して、これに対して、その後の延焼挙動を評価する。
従って、特定の建物に限定した場合にも、火災リスクを算出するには、重要パラメータの一つである火災の発生場所を様々に仮定した上で、そのそれぞれに対して、火災挙動解析を行い、その結果である火災発生後の経過時間と延焼面積の関係を入力として、延焼面積と超過確率の関係を算出する必要がある。
同様に、特定の建物の特定の火災区画での火災発生と限定した場合にも、建物内の様々な火災区画を仕切っている防火戸や間仕切扉の火災時の閉鎖は、一定の確率で失敗する。これを考慮するには、重要パラメータの一つである防火戸や間仕切扉の開閉状況を様々に仮定した上で、そのそれぞれに対して、火災挙動解析を行い、その結果である火災発生後の経過時間と延焼面積の関係を入力として、延焼面積と年間超過確率の関係を算出する必要がある。
【００８８】
これらを、火災シナリオ毎に平均化することによって、「延焼面積と年間超過確率の関係」を示す曲線を作成する。また、この曲線に、資産の配分状況に応じた重み付けを行うことによって、「損害額と年間超過確率の関係」を示す曲線、すなわちリスク曲線を作成する。
【００８９】
このように本発明では、建物の各室に資産価値分布を考慮し、かつ、防災設備、消火活動の奏功確率を導入し、かつ、モデルに含まれるパラメータのとりうる範囲を確率変数として表現し、それらを自動的に変化させるアルゴリズムを導入し、火災現象解析と確率論とを連成することにより火災リスクを評価する。
【００９０】
つまり、本発明では、建物火災解析評価手法に、確率的な手法を取り入れ、火災現象解析をリスク評価手法と連成し、膨大な計算ケースを一度に実施し、リスクコスト、累積損傷確率を解析し、これにより、火災保険および火災に起因する損害を担保する各種損害保険等の保険料算定のための相対的定量的評価、並びに火災リスクコンサルテーションを実施することができる。
【００９１】
すなわち、建物の火災保険料を個々の建物の構造およびリスクに応じて算定することができる。また、建物に対して火災保険をかけようとする被保険者に対しより安全な火災防止・低減対策についてのコンサルテーションを行うことができる。
【００９２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係わる一つの実施の形態の建物火災リスク評価装置のソフトウェア構成を示す図である。
【００９３】
図１に示すように、この建物火災リスク評価装置は、建物火災リスク評価制御部１と、入力データ格納手段としてデータベース２と、建物火災リスク解析部３とを有している。これら各構成は、プログラムとしてコンピュータ（ＰＣ）のハードディスク装置等にインストールされて、所定のオペレーティングシステム（ＯＳ）の環境下で実行される。所定のＯＳとは、例えばWindows、ＵＮＩＸ、ＬＩＮＵＸ等である。
【００９４】
建築物火災リスク解析部３は、建物火災評価モジュール３１と火災リスク評価モジュール３２とを有している。
【００９５】
建物火災評価モジュール３１は、データベース２に格納されている建物火災評価用データ（建物火災環境情報）を基に、建物内部に火災が発生してから延焼する火災現象を時系列的に解析するプログラムである。
【００９６】
火災リスク評価モジュール３２は、建物火災評価モジュール３１により解析された火災現象とデータベース２に格納されている火災リスク評価用データ（リスクに関する情報）とを基に、建物火災のリスクを確率的に評価するプログラムである。この火災リスク評価モジュール３２には、確率的なリスク評価を行う上での一つの手段として、例えばフォールトツリー解析機能やイベントツリー解析機能といった信頼性解析機能が備えられている。このようなフォールトツリー解析機能やイベントツリー解析機能は、汎用ソフトウェアをこのモジュールにプラグインする（組み込む）ことでも使用可能である。
【００９７】
建物火災リスク評価制御部１は、入力作成機能１１、入力ファイル管理機能１２、解析作動機能１３、解析結果の作図機能１４、並びに解析結果の管理機能１５等を有している。入力作成機能１１は、データベース２へ入力するデータを作成するための各種画面を表示する。入力ファイル管理機能１２は、入力されたデータをデータベース２にファイルとして管理する。解析作動機能１３は、建物火災リスク解析部３に解析動作を実行させる。解析結果の作図機能１４は、建物火災リスク解析部３から建物火災リスク解析結果として出力されたデジタルデータを基に作図（グラフ化）する。解析結果の管理機能１５は、建物火災リスク解析部３から出力された建物火災リスク解析結果のデジタルデータをファイルとして管理する。
【００９８】
データベース２には、建物火災リスク評価制御部１により作成された建物火災評価用データと火災リスク評価用データがそれぞれ入力され、データファイルとして格納される。
【００９９】
建物火災評価用データは、火災の設定（火災成長パラメータ、可燃物密度データ、出火時の雰囲気温度等）、出火室の設定（出火室の面積や天井高さ、開口部の形状等）、区画の種類（耐火壁／間仕切壁や防火戸／間仕切扉の耐火性能等）、内装の種類（可燃性、不燃性、周囲壁の熱伝達率等に関わるデータ）である。
【０１００】
火災成長パラメータは、発生した火災の進展挙動を評価するために必要なデータであり、建物が木造か、鉄筋コンクリート製か、出火室に燃え易いものが存在するか否かにより、燃焼スピードが変わるが、これらを表現するパラメータである。可燃物密度データは、例えば室内に存在する家財道具、紙、可燃物液体等が単位面積当たりどの程度の重さで存在するかを示すデータ、その他、単位面積当たりの資産の配分状況等のデータである。
【０１０１】
すなわち、建物火災評価用データとは、火災成長パラメータ、可燃物密度、出火時の雰囲気温度、等の火災の設定に関わるセル毎のデータ、面積、天井高さ、開口部、周壁の熱伝達係数等の出火室の設定に関わるセル毎のデータ、耐火壁／間仕切壁、防火戸／間仕切扉の耐火性能等の区画の種類に関わるデータ、内装が可燃性か不燃性か等の内装の種類に関わるデータ、その他である。
【０１０２】
ここで、火災成長パラメータについて説明する。
火災の発熱速度Ｑ（ｋＷ）は、次式で計算される。
【０１０３】
Ｑ＝α×ｔ²
ｔ：火災発生後の経過時間（ｓｅｃ）
α：火災成長パラメータ
αの値として、例えば事務所は、α＝０．０３〜０．０７、病院は０．００９〜０．０２等である。
【０１０４】
ビルや工場等の建物は、１構内に複数設置されている場合がある。このとき、１建物に対するリスク曲線をユニットのリスク曲線という。また、１構内にある複数ユニットのリスク曲線を合計（積分）して得られたリスク曲線を構内のリスク曲線という。さらに、地理的に離れた複数構内に対して構内のリスク曲線を合計して得られたリスク曲線を複数構内のリスク曲線という。
【０１０５】
ここで、ユニットのリスク曲線を例に説明する。
ユニットは、防火壁や防火戸、間仕切壁や間仕切扉によって仕切られた（火災）区画から構成される。いずれの区画においても火災発生が想定される。このとき、特定の区画での火災発生を想定して、建物火災評価モジュール３１で、火災発生後の経過時間と延焼面積（の拡大）の関係を求める。この関係は、例えば消火設備による消火活動や消防隊が間に合うかどうかの確率を算出するために使用する。こうして、特定の区画での火災発生に対して、延焼面積（の拡大）とその発生確率の関係が算出される。延焼面積の変わりに、延焼面積にその単価（単位面積当たりの資産価値）で重み付けした値を使用すれば、焼損資産（の拡大）とその発生確率の関係が算出される。これらの計算をユニットの全ての区画に対して実行して、最後にこれらを合計（積分）することによって、ユニットのリスク曲線が得られる。なお、ここでは、延焼面積と年間超過確率の関係や焼損資産と年間超過確率の関係をリスク曲線と総称した。
【０１０６】
火災リスク評価用データとは、建物全体やセル毎の火災発生頻度、自火報、スプリンクラー設備、消火器、屋内外消火栓、排煙設備、空調設備、自衛消防ポンプ等の防災設備に関わるデータ、初期対応者の数や習熟度等の初期消火活動従事者に関わるデータ、出火箇所と防災センターとの距離等の初期消火活動開始までの時間に関わるデータ、設備特性データ（設備の維持管理の良否等）、近くの消防署までの距離等消防署による消火活動に関わるデータ、防災設備や消防署による消火活動の成否に関わる信頼性データ、等のデータである。
【０１０７】
すなわち、火災リスク評価用データは、火災の進展挙動に対して、消火活動を加味したときに、どの程度の可能性、すなわち確率で火災の延焼面積が拡大していくかの評価、すなわち火災のリスク評価に必要なデータである。
【０１０８】
具体的には、建物の火災発生頻度や区画毎に火災発生頻度を配分するためのデータ、自火報、スプリンクラー設備、消火器、屋内／外消火栓、排煙設備、空調設備および自衛の消防ポンプ等の防災設備に関わるデータ、初期対応者の人数や習熟度、初期消火活動のための移動距離および近くの消防署までの距離等消火活動に関わるデータ、防災設備の信頼性に関わる管理特性等のデータである。
【０１０９】
以下、この建物火災リスク評価装置の動作を説明する。
この建物火災リスク評価装置の場合、ＰＣ上で建物火災リスク評価制御部１を起動すると、図２に示すようなメインメニュー画面が表示される。
【０１１０】
このメインメニュー画面には、既に作成されているデータの一覧が表示されており、リストボックスに登録された建物番号および建物名称により、入力データおよび解析結果が一緒に管理されている。
【０１１１】
また、このメインメニュー画面内の右側部分には、データ作成ボタン、計算の実行ボタン、計算結果のグラフ表示ボタンが表示されており、それぞれのボタンをクリック操作することによって、入力データの作成、計算の実行、計算結果のグラフ表示の機能を呼び出してその機能を実行することができる。
【０１１２】
また、このメインメニュー画面下部には、新規、修正、削除、インポート、コピーおよび終了等の各ボタンが表示される。これらのボタンは、データの作成を行う上で、新規データの作成、旧データの修正、旧データの削除、他形式のデータをインポート、旧データをコピーするためのボタンである。特に、コピーボタンは、旧データをコピーして、それを基に、新規データを作成するためのものである。
【０１１３】
このメインメニュー画面の、例えばデータ作成ボタンをクリック操作すると、図３に示すような入力データ作成画面が表示される。この入力データ作成画面には、解析対象となり得る建物に関する多数のパラメータ設定ボタン、つまりデータチェックボックスが設けられている。
【０１１４】
入力変数は、グループ分けされており、各グループのデータが正しいことが確認できた場合にデータチェックボックスをクリックすることによりチェックマークが表示され、データが確認済みであることが一目で判る。
【０１１５】
これらデータチェックボックスのうち、例えば建築物特性データのデータチェックボックスがクリックされると、図４に示すような建築物特性データ設定画面が表示される。
【０１１６】
この建築物特性データ設定画面は、このグループに属する変数名と変数の意味と値を入力するための画面であり、建築物特性に関する詳細なデータ入力ボックスが多数設けられている。各データ入力ボックスには、予め設定されているデフォルト値が表示される。
【０１１７】
従って、使用者は、デフォルトの値をそのまま利用し、デフォルトから変更したい変数の値のみを入力するだけでそのグループのデータ入力を済ませることができる。こうして得られるデフォルト値あるいはデフォルトから変更入力により得られたデータを、建物固有の入力データセットとして作成することができる。
【０１１８】
なお、上記メインメニュー画面の、コピーボタンをクリック操作すると、ファイルのコピーにより、既に作成されているデータの複製を作ることができる。また、メインメニュー画面の、インポートボタンをクリック操作すると、例えばＣＳＶ形式等のデータ（テキスト形式のデータ）をこのソフトウェアのデータ形式に変換して用いることもできる。
【０１１９】
こうして、ある建物に対して建物火災リスク評価に必要なデータが１セット入力されると、この１セットのデータは入力ファイル管理機能１２によりデータベース２に格納されて管理される。
【０１２０】
図１に示したメインメニュー画面の計算の実行ボタンがクリックされると、解析作動機能１３が起動し、データベース２に管理されている入力データ（入力ファイル）を用いた建物火災リスク解析処理を建物火災リスク解析部３に実行させる。
【０１２１】
建物は、耐火壁／間仕切壁や防火戸／間仕切壁によって区画に分割され、この区画は１乃至複数のセルから構成される。
【０１２２】
建物火災リスク解析部３では、建物火災評価モジュール３１が、こうしたセルを計算単位として火災の延焼進展挙動を解析する。
【０１２３】
具体的に、建物火災評価モジュール３１は、特定セルでの火災発生を前提に、その後の火災進展、すなわち火災フェーズ１〜８までの延焼挙動を解析する。
【０１２４】
この延焼挙動の解析結果として、火災発生後の経過時間と延焼面積の拡大、厳密には、いずれのセルが延焼していくかが計算される。この火災の延焼進展挙動のディジタルデータは、ファイルとしてデータベース２に格納される。
【０１２５】
また、建物内では、資産の配分状況がセルによって相違する。このことから、建物火災評価モジュール３１では、単に、延焼面積が時間の経過とともにどのように拡大していくかだけではなく、延焼していくセルの特定も行うことで、火災発生後の経過時間と焼損額の拡大の様相も計算される。
【０１２６】
この計算結果として、建物火災評価モジュール３１からは、火災発生後の経過時間と延焼面積の関係のディジタルデータと、火災発生後の経過時間と焼損額の関係のディジタルデータとが火災リスク評価モジュール３２に出力される。
【０１２７】
火災リスク評価モジュール３２では、建物火災評価モジュール３１から入力された２つのディジタルデータを用いて、セルでの火災発生の可能性、すなわち火災発生頻度を前提にした建物のリスクが計算される。なお、リスクとは、火災による焼損額と年間超過確率の関係を意味する。また、火災による焼損面積と年間超過確率の関係も含めて（便宜上のため）リスクということにする。
【０１２８】
なお、年間超過確率とは、一般に、パラメータｘ（焼損額や焼損面積）に対して、ｘ＝ａを超える火災の１年当たりの発生確率をいう。
【０１２９】
従って、火災リスクの計算とは、ある焼損額または焼損面積に対して、対応する年間超過確率を計算することと同一である。
【０１３０】
火災がある焼損面積（または焼損額）にて収まる確率は、火災発生頻度、防災設備の成否、消火活動の成否等に依存する。これらの成否のデータ、すなわち設備の信頼性等のデータに加えて、消火活動等、人の操作による消火の成否は時間余裕がどの程度あるかに依存する。このため、建物火災評価モジュール３１にて計算した火災発生後の経過時間と延焼面積の関係を使用してこうした成否の確率を算出する。これらの確率を加味することによって火災による焼損面積と年間超過確率の関係が計算される。
【０１３１】
建物火災評価モジュール３１により得られた火災発生後の経過時間と延焼面積との関係、および火災発生後の経過時間と焼損額との関係、並びに火災リスク評価モジュール３２により得られた火災による焼損面積と年間超過確率の関係、および火災による焼損額と年間超過確率の関係との関係の各ディジタルデータ（ディジタル値）がデータベース２に出力ファイルとして格納される。
【０１３２】
ここで、図２のメインメニュー画面の計算結果のグラフ表示ボタンがクリック操作されると、解析結果の作図機能１４が起動する。
【０１３３】
解析結果の作図機能１４は、データベース２のディジタルデータを読み出し作図処理を実行する。これにより、例えば建物火災評価モジュール３１により計算された火災の延焼進展挙動のディジタルデータか
ら、図５〜図８に示すように、建物の各階の時系列的な延焼面の燃え広がり具合がグラフィカルに表示される。
【０１３４】
図５は４階建のビルの１階のある区画、例えばセルＰから出火した際のtime＝０の時点の焼損各階の焼損状況を示している。「セル」とは、解析対象である建物の火災解析を実施するため分割した基本計算単位空間を意味し、通常は、建物中の１部屋（または間仕切りされた１空間）を１セルに設定して計算するが、部屋または空間を複数のセルに分割して表現しても良い。また、図中、▲１▼はフェーズ１、▲２▼はフェーズ2、▲３▼はフェーズ３、▲４▼はフェース４、▲５▼はフェーズ５、▲６▼はフェーズ６、▲７▼はフェーズ７、▲８▼はフェース８を示す。
【０１３５】
この図５のように、time＝０の時点では、１階の出火元のセルＰのみがフェーズ１で焼損し始めたことが解る。
【０１３６】
図６はtime＝１０００ｓｅｃの時点の焼損状況を示しており、出火元のセルＰはフェーズ８に達し、このセルＰの左右のセルもフェーズ４，５に至り、さらに１階だけでなく、セルＰの真上の２階のセルもフェーズ４で延焼していることが解る。
【０１３７】
図７はtime＝５０００ｓｅｃの時点の焼損状況を示しており、１階，２階の多くのセルが既にフェーズ４以上に達し、３階の一部のセルもフェーズ４となり、延焼範囲が上階へ着実に広がっていることが解る。
【０１３８】
図８はtime＝１００００ｓｅｃの時点の焼損状況を示しており、１階の全域でフェーズ４以上、２階のほぼ全域でフェーズ４以上、３階の一部のセルもフェーズ８に至り、４階もフェーズ４以上の区域が多くなってきたことが解る。
【０１３９】
なお、上記グラフィック表示の例では、特許出願の制限事項から各セルにフェーズ番号を付して延焼状況を示したが、この他、各セルをフェーズに応じて色分けしたり棒グラフ等にすることで、より延焼状況が視認し易くなる。
【０１４０】
また、延焼状況を時系列的に順時表示、つまりアニメーション表示したり、これらの表示の仕方を組み合わせ、例えば部屋の温度と火災のレベルを同時に表現する等、複数の異なる情報を同時表示することによって、火災現象を、ユーザに、より理解し易い形態で表現することも可能である。
【０１４１】
また、本実施の形態では、予め建物火災リスク評価制御部１に解析結果の作図機能１４を組み込んでおいたが、建物火災リスク評価制御部１とは別に、汎用ソフトを使用し、ファイルに格納したディジタルデータを汎用ソフトに読み込ませて図式化（グラフィック表示）しても良い。
【０１４２】
これらの解析結果の図面やデータは、解析結果の管理機能１５により、データベース２に、入力ファイルと対応させる形で管理される。
【０１４３】
ここで、図９を参照して建物火災の解析処理と確率論的リスク評価処理について説明する。
【０１４４】
建物火災評価モジュール３１および火災リスク評価モジュール３２は、まず、データベース２から解析および評価に使用するデータ（建物構造、配置、防火設備、消火活動等のデータ）を読み込む（Ｓ１）。
【０１４５】
建物火災評価モジュール３１は、まず、出火セルパラメータの指定を促す。
例えばＮ階建ての建物の場合、出火階ｋと（Ｓ２）、各フロアを基本計算単位に分割した複数個のセルの中の出火セル（ｍ，ｎ）とを指定する（Ｓ３）。一つの建物には、多数（ｍ×ｎ×ｋ）のセルの集まりとし、それぞれのセルから出火することを想定して解析を行う。
【０１４６】
出火セルパラメータが指定されると、続いて、建物火災評価モジュール３１は、各セルに設置されている扉の開閉状況等のパラメータの指定を促す。火災の延焼挙動は、出火セルを特定した場合にも、防火戸／間仕切扉の開閉状況によって大きく依存するため、このパラメータを指定する。
【０１４７】
扉の開閉状況等のパラメータが指定されると（Ｓ４）、続いて、建物火災評価モジュール３１は、建物火災が発生してからいつまで解析するかの時間設定を促す。なお、この時間は予め固定値で設定しておくことで解析処理時のデータ入力を省くこともできる。
【０１４８】
そして、時間設定が行われたことで、建物火災評価モジュール３１は、読み込んだデータを基に建物火災解析処理（ＦＩＲＥ：ルーチン名）を実行する（Ｓ５）。
【０１４９】
この建物火災解析処理（ＦＩＲＥ）では、上記セル毎の最小単位の計算によって、特定の出火セル、各セルに設置されている扉の開閉状況等の特定のパターンに対する火災の延焼挙動、すなわち、火災発生後の経過時間と延焼面積の拡大の関係、並びに火災発生後の経過時間と延焼セルの拡大の関係とが求められ、建物火災評価モジュール３１から火災リスク評価モジュール３２へ計算結果のディジタルデータが出力される。具体的には、経過時間対延焼面積、経過時間対延焼セルの各データが出力される。
【０１５０】
防火戸／間仕切扉は、ある確率で開状態であり、残りの確率で閉状態になっているため、火災の延焼挙動の解析を行った後に、火災フェーズが１、２、３と変わっていくタイミング（火災発生後の経過時間、秒）にこうした確率による重み付けを行う必要がある。
【０１５１】
そこで、火災リスク評価モジュール３２では、データベース２から読み込んだデータと建物火災評価モジュール３１から入力された計算結果のディジタルデータとを基に特定の出火セル、特定のパターンに対する延焼面積と年間超過確率を計算する（Ｓ６）。つまり出火階ｋ、出火セル（ｍ、ｎ）の場合の延焼面積と年間超過確率の関係を求める。この確率計算に使用する主なデータとしては、出火セル毎の火災発生頻度、防災設備の不奏効確率、消火活動の時間的余裕度等である。
【０１５２】
続いて、火災リスク評価モジュール３２では、計算した延焼面積と年間超過確率を基に特定の出火セル、特定のパターンに対する火災リスクを計算する（Ｓ７）。つまり出火階ｋ、出火セル（ｍ，ｎ）の場合の損害額と年間超過確率との関係を求める。
【０１５３】
これにより、火災リスク評価モジュール３２からは、火災による延焼面積と年間超過確率の関係、および火災による焼損額と年間超過確率の関係がディジタルデータとして出力される。
【０１５４】
このような特定の出火セルに対する全てのパターンの解析を終了すると、続いて、火災リスク評価モジュール３２では、これら全てのパターンの火災リスクを合計する（数値積分する）ことによって、特定のセルを出火セルとしたときの火災リスクが求められる。
【０１５５】
これを繰り返し、この階（フロア）の全てのセルに渡って計算を終えると、これらを合計することによって、その階を出火階としたときの火災リスク（火災による焼損額と年間超過確率の関係）が計算される（Ｓ８）。
【０１５６】
全ての階に渡って、計算が終了すると、これら全てを合計して、建物（ユニット）の火災リスク（火災による焼損額と年間超過確率の関係）が計算され（Ｓ９）、計算が終了する。
【０１５７】
以下、上記実施の形態以外で、各請求項に記載された構成をサポートする実施例を説明する。実施例として、例えば仮想的にテレビ工場（以下、仮想テレビ工場と称す）を想定し、まず、図１０に示す実施例を説明する。
【０１５８】
図１０に示すように、仮想テレビ工場は、１１区画から構成される。各区画間には１０枚の扉があり、また区画を構成する間仕切壁や防火戸の耐火時間は図１に示す通りである。解析に際して、仮想テレビ工場を２８セル（７×４）に分割する。
【０１５９】
図１０には、各セルの床面積（ｍ²）を表示している。なお、セル間をどう延焼していくかを示すために各セルの位置関係の情報は使用するが、幾何学的形状は使用しないため、区画の面積を保存するように、各セルの面積を設定している。
【０１６０】
この仮想テレビ工場に対して火災の延焼挙動および火災フェーズの超過確率を算出する際に必要になる入力条件を図１１に示す。
【０１６１】
解析には、火災の設定、出火室の設定、設備関連、区画関連、消火活動、火災の発生頻度、建屋の財産額等の入力データが必要であり、図１１の通り設定する。なお、東京消防庁モデルでは、屋外消火栓および消防ポンプ（消防自動車）は考慮されていないが、この例では、装備されているものとして想定した。
【０１６２】
仮想テレビ工場について、火災挙動とリスク評価を統合した一連の計算例を説明する。
【０１６３】
この場合、セル数は２８であり、扉数は全部で１０枚であるため、どのセルで出火するか、２８通り×（扉全閉鎖１通り＋扉１枚開放１０通り＋扉２枚開放＝４５通り）から１５６８ケースの火災延焼シナリオがある。
【０１６４】
それぞれの１ケースに対して、火災挙動が計算され、そこから得られた「延焼面積と火災発生後の経過時間の関係」を使用して、「延焼面積と年間超過確率の関係」が計算される。これらの計算が１５６８回実施され、得られた１５６８本の「延焼面積と年間超過確率の関係」のリスク曲線を重ね合わせることによって、仮想テレビ工場の「延焼面積と年間超過確率の関係」が求められる。これらは、自動的に計算される。
【０１６５】
例えば、セル（５，３，１）で出火したとき、扉１０個が全て閉鎖している場合に、火災挙動が計算され、延焼面積の広がりは、図１２に示すようになる。
【０１６６】
すなわち、出火セル（５，３，１）において、火災フェーズが１、２、３と変わっていくタイミング（火災発生後の経過時間、秒）、そのときの延焼面積、並びにそれ以外のセルへの延焼のタイミング（秒）が計算される。
【０１６７】
図１３には、火災発生後の時間経過に伴い、各セルの火災フェーズがどのように進展していくかの出力（一部抜粋）を示す。
【０１６８】
このようにして、１５６８ケースのうちの１ケースに対して、延焼面積（厳密には延焼セルも特定されている）と火災発生後の経過時間の関係が計算される。
【０１６９】
次に、上記１ケースに対する確率計算が行われる。
火災の消火は、自動火災報知設備（自火報）が作動して、余裕時間内に対応行動が開始され、例えば消火器等の防災設備が作動して（壊れていなくて）、かつ消火に奏功したとき、火災が消火される。こうした評価要素は、まとめると次の通りである。
【０１７０】
▲１▼防災設備の作動確率（スプリンクラー、自火報、消火器、消火栓、排煙設備、非常電源、防火戸）
▲２▼自火報鳴動から火災成長開始までの時間
▲３▼行動開始までの所要時間（消火器、消火栓、防火戸、排煙設備、空調、１１９通報）
▲４▼対応行動開始の遅れ時間（人員数や習熟度の影響）
▲５▼初期対応行動の実施確率
▲６▼消火器、屋内消火栓の奏功確率
【０１７１】
消火器を例にとると、その作動確率は、〜０．９９である。また、消火器による消火行動を行うには相応の時間が必要であり、図１４に示すように、初期対応行動の時間が長ければ、消火器使用行動が間に合う確率が大きくなる。
【０１７２】
火災挙動解析から算出した「延焼面積と火災発生後の経過時間の関係」から、ある延焼面積に対して、その延焼面積に対応する経過時間が解り、この経過時間を図１４の横軸に当てはめて、消火器による消火行動の累積確率が解る。
【０１７３】
こうして、消火器が作動でき、かつ消火器による消火行動が間に合った場合に、さらに消火器による消火がある奏功（奏功確率〜０．８）すると、消火に成功することになる。こうしてある延焼面積に対して、消火器による消火成功／失敗確率が計算される。
【０１７４】
また、公設消防隊（消防署）による放水開始時間は、自火報発報後、出火室の確認、１１９番通報、近くの消防署までの距離等を基に、仮想テレビ工場の場合には、図１５に示すような累積確率で与えられる。
【０１７５】
消火器の例と同様に、火災挙動解析から算出した「延焼面積と火災発生後の経過時間の関係」から、ある延焼面積に対して、その延焼面積に対応する経過時間が解り、この経過時間を図１５の横軸に当てはめて、消防隊による放水開始時間に対応する累積確率が解る。
【０１７６】
こうした計算を消火器以外の防災設備等に対しても行うことによって、延焼面積と消火失敗確率が計算される。あるいは、延焼面積と火災がこの面積を超えてしまう確率（超過確率）の関係が計算される。
【０１７７】
この超過確率に、出火セルの火災の発生頻度（〜年間の火災発生確率）をかけると、年間超過確率を求めることができる。
【０１７８】
このようにして１５６８ケースのうちの１ケースに対して、「延焼面積と年間超過確率の関係」が求められる。
【０１７９】
こうした一連の計算を、仮想テレビ工場の場合には、１５６８ケース計算することによって、１５６８本の「延焼面積と年間超過確率の関係」が計算される。
【０１８０】
最後にこれら１５６８本の曲線を重ね合わせることによって、図１６に示すように、仮想テレビ工場に対する「延焼面積と年間超過確率の関係」が算出される。
【０１８１】
このようにして仮想テレビ工場に対して、「延焼面積と（年間）超過確率の関係」（リスク曲線）が得られる。
【０１８２】
防災設備の構成、区画・間仕切りの耐火時間、可燃物の密度や内装の種類といったパラメータを変動させたときに、図１６のリスク曲線がどのように変動するかを調べることによって、消防に使用するコストを最適化することができる。
【０１８３】
また、例えば、単位面積当たりの資産価値（円／ｍ²）が一様であると近似すると、図１６の横軸は火災による焼損額（円）に比例することになる。
【０１８４】
従って、このリスク曲線を積分することによって、火災による損害額の年間の期待値を計算でき、これが火災保険の料率算定に有用な情報となる。
【０１８５】
続いて、次の実施例について説明する。ここでは、図１０の実施例の仮想テレビ工場の例に情報を追加する形で実施例を説明する。
【０１８６】
図１７に示すように、この例の仮想テレビ工場は、１１区画から構成され、各区画間に１０枚の扉、区画を構成する間仕切壁や防火戸の耐火時間が設定されており、一つのフロアを２８セル（７×４）に分割している。
【０１８７】
この例では、新たに、単位面積当たりの資産価値（万円／ｍ²）が用途に応じて相違するものとしている。
【０１８８】
工場の全域に渡って資産価値が一様とする粗い近似も考えられるが、実用上は、工場内の用途に応じて火災の延焼による損害は相違すると考えるのが現実的である。
そこで、この実施例では、こうした資産価値の分布を反映した上で、「火災による焼損額と（年間）超過確率の関係」（リスク曲線）を計算する。
【０１８９】
火災の延焼挙動および火災フェーズの超過確率を算出するための入力条件は、図１０の実施例で説明した場合と同様である。
【０１９０】
つまり、セル数は２８であり、扉数は全部で１０枚であるため、出火区画と扉の開放枚数２枚までのケースで計１５６８ケースのシナリオがある。
【０１９１】
例えば、セル（５，３，１）で出火したとき、扉１０個が全て閉鎖している場合に、図１２に示したように、火災挙動が計算され、火災フェーズが１、２、３と変わっていくタイミング（火災発生後の経過時間、秒）、そのときの延焼面積、並びにそれ以外のセルへの延焼のタイミング（秒）が計算される。
【０１９２】
この時点で、火災発生後の時間経過に伴い、どのセル（複数）が延焼しているかが計算されており、一方、個々のセルに対する資産価値（円／ｍ²）が判っている。
【０１９３】
従って、これら２つの情報を重ね合わせることによって、図１８に示すように、火災発生後の経過時間と火災による焼損金額の関係が計算される。
【０１９４】
次に、この１ケースに対して確率計算が行われる。ここでの手続きは、図１０の実施例の場合と同様であるが、この実施例では、「延焼面積と火災発生後の経過時間の関係」に代えて、「焼損金額と火災発生後の経過時間の関係」を使用する点が相違する。
【０１９５】
例えば、図１４に示した消火器使用行動が間に合う確率を計算するには、火災挙動解析から算出した「焼損金額と火災発生後の経過時間の関係」から、ある焼損金額に対して、その焼損金額に対応する経過時間が解り、この経過時間を図１４の横軸に当てはめることで、消火器による消火行動の累積確率が解る。
【０１９６】
こうして、消火器が作動でき、かつ消火器による消火行動が間に合った場合に、さらに消火器による消火が奏功（奏功確率〜０．８）すると、消火に成功することになる。こうしてある焼損金額に対して、消火器による消火成功／失敗確率が計算される。
【０１９７】
消火器以外の防災設備等に対しても同様に計算して、焼損金額と消火失敗確率が計算される。あるいは、焼損金額と火災がこの焼損金額を超えてしまう確率（超過確率）の関係が計算される。
【０１９８】
この実施例では、図１０の実施例と同様に、この超過確率に、出火セルの火災の発生頻度（〜年間の火災発生確率）をかけることで、年間超過確率を求める。
【０１９９】
このようにして１５６８ケースのうちの１ケースに対して、「焼損金額と年間超過確率の関係」を計算する。一連の計算を、１５６８ケース分計算して、これらを重ね合わせることによって、図１９に示すような仮想テレビ工場に対する「焼損金額と年間超過確率の関係」が求められる。
【０２００】
このようにして、この実施例においても仮想テレビ工場に対して、「焼損金額と（年間）超過確率の関係」（リスク曲線）が得られる。
【０２０１】
防災設備の構成、区画・間仕切りの耐火時間、可燃物の密度や内装の種類といったパラメータを変動させたときに、リスク曲線がどのように変動するかを調べることによって、防災に使用するコストを最適化することが可能である。
【０２０２】
また、このリスク曲線を積分することによって、火災による損害額の年間の期待値を計算でき、これが火災保険の料率算定に有用な情報になる。
【０２０３】
さらに、火災保険の料率算定における免責限度額や支払限度額の設定、火災の点からのリスクマネジメント方針の策定に利用することができる。
【０２０４】
図２０に出力ファイルの例を示す。
同図に示すように、出力ファイルには、例えば、建物面積に対する焼損面積の割合、建物総額に対する焼損額の割合（建物全体の財産額に対する焼損した財産額の割合）、出火を前提とした焼損面積、出火を前提とした焼損財産額（円）、超過確率、年間超過確率、累積超過確率、累積超過頻度等のデータが出力される。
【０２０５】
次に、次の実施例を説明する。上記実施の形態の建物火災評価モジュール３１は、「火災発生後の経過時間と焼損額の関係」を求めて、ディジタルデータとして出力し、ファイルに格納、あるいはグラフ表示するものであるが、この実施例では、一旦求めた「火災発生後の経過時間と焼損額の関係」に対して、例えば壁面を強化する等して建物に防災対策を施した場合に、建物構造のデータを変更し、再計算して得られたディジタルデータをあわせて表示する。
【０２０６】
つまり、図２１に示すように、壁を強化した場合の再評価データ（対策後のデータ）と現状の仮想テレビ工場の場合のデータ（対策前のデータ）とを同一画面上にグラフ表示する。
【０２０７】
これにより、防災対策を行うか否かによって異なる火災保険の料率、免責限度額や支払限度額等を、例えば保険会社から建物の所有者に提示し、投資対効果を定量的に明示でき、適切な改善策を提案する等、リスクコンサルテーションに利用することができる。
【０２０８】
続いて、次の実施例について説明する。この実施例は、仮想ビルを想定した実施例である。この実施例の仮想ビルは、４階建であり、１階〜４階の各階は、図２２に示すように、正方形で示した１０区画とやや大きめの１区画の計１１区画から構成さ
れている。なお、図２２に記した各セル座標は、代表的に１階のセルについて示したものである。
【０２０９】
区画間には８枚の扉があり、また区画を構成する間仕切壁や扉の位置は、図のマーク○、△に示す位置である。マーク△は開口８ｍ²、マーク○は開口５ｍ²の扉を示す。
【０２１０】
解析に際して、この仮想ビルを１２０セル（５×６×４）に分割する。各セルの面積は、図２３に示す値であるものと仮定する。
【０２１１】
この実施例の場合も、図１０の実施例と同様に、火災の延焼挙動および火災フェーズの超過確率を算出する際に必要になるデータとして、火災の設定、出火室の設定、設備関連、区画関連、消火活動、火災の発生頻度、建屋の財産額等のデータを入力する。
【０２１２】
既に上記実施の形態で説明したように、この建物火災リスク評価装置には、外壁への開口部や階段室、また、天井や床を介して上階や下階に火災が延焼していくモデルが組み込まれている。
【０２１３】
セル数は１２０であり、扉はこの計算では閉鎖していると仮定した。なお、扉の開放を考える場合も同様である。
【０２１４】
従って、この場合には、１２０ケースに対して、建物火災リスク解析部３にて火災挙動が計算され、この計算によって得られた「延焼面積と火災発生後の経過時間の関係」を使用して、「延焼面積と年間超過確率の関係」が計算される。
【０２１５】
例えば図２４に示すように、２階のセル（３，３，２）で出火したとき、火災挙動が計算され、火災発生後の経過時間に伴い、火災が同一階の他セル、上階や下階のセルへの延焼が計算される。
【０２１６】
すなわち、出火セル（３，３，２）において、火災フェーズが１、２、３と変わっていくタイミング（火災発生後の経過時間、秒）、そのときの延焼面積、並びにそれ以外のセルへの延焼のタイミング（秒）が計算される。
【０２１７】
このようにして１２０ケースのうちの１ケースに対して、延焼面積（厳密には延焼セルも特定されている）と火災発生後の経過時間の関係が計算される。
【０２１８】
次に、この１ケースに対する確率計算が行われる。この部分の計算は、図１０の実施例に記載の内容と同様である。
【０２１９】
こうして、延焼面積と火災がこの面積を超えてしまう確率（超過確率）の関係が計算される。また、この超過確率に、出火セルの火災発生頻度（〜年間の火災発生確率）をかけることで、年間超過確率が求められる。
【０２２０】
このようにして１２０ケースのうちの１ケースに対して、「延焼面積と年間超過確率の関係」が求められる。
【０２２１】
こうした一連の計算を、仮想ビルの場合には、１２０ケース分計算することによって、１２０本の「延焼面積と年間超過確率の関係」が計算される。
【０２２２】
これら１２０本の曲線を、階（フロア）毎に、この場合には３０本（＝ｘ方向５×ｙ方向６）を重ね合わせることによって、図２５に示すように、特定の階（フロア）での出火を想定したときの「延焼面積と（年間）超過確率の関係」を求めることができる。
【０２２３】
さらに、仮想ビル全てに渡って、この場合には１２０本（＝３０本／階×４階）を重ね合わせることによって、図２６に示すように、仮想ビルに対する「延焼面積と年間超過確率の関係」が求められる。
【０２２４】
このように仮想ビルに対して、「延焼面積と（年間）超過確率の関係」が得られる。また、図１７に示した実施例との組み合わせによって、「火災による焼損額と（年間）超過確率の関係」も同様に得られる。
【０２２５】
防災設備の構成、区画・間仕切りの耐火時間、可燃物の密度や内装の種類といったパラメータを変動させたときに、こうしたリスク曲線がどのように変動するかを調べることによって、高層ビルに対して、消防に使用するコストを最適化することができる。このリスク曲線を積分することによって、火災による損害額の年間の期待値を計算でき、この計算結果が高層ビルに対する火災保険の料率算定に有用な情報となる。
【０２２６】
続いて、次の実施例について説明する。この実施例は、仮想テレビ工場の例であり、図１７に示した実施例に準じて実施例を説明する。
【０２２７】
仮想テレビ工場を対象に、図１７の実施例では、単位面積当たりの資産価値（円／ｍ²）が工場内の事務所や倉庫といった用途に応じて相違するとものした。
【０２２８】
図１７の実施例はこうした資産価値の分布（円／ｍ²）を反映した上で、「火災による焼損額と（年間）超過確率の関係」（リスク曲線）を求めたものである。
【０２２９】
この実施例では、こうしたセル内に収納されている設備・機器等の資産価値の分布（円／ｍ²）に加えて、建物自体の資産価値（円／ｍ² または円／セル）を考慮する。なお、火災の延焼挙動および火災フェーズの超過確率を算出するための入力、並びに火災の延焼挙動の計算手続き等は、図１７に示した実施例と同様である。
【０２３０】
火災発生後の時間経過に伴い、どのセル（複数）が延焼しているかが計算され、一方、個々のセル内にある資産価値（円／ｍ²）、並びに個々のセルの建物としての資産価値（円／ｍ²または円／セル）が判っている。
【０２３１】
従って、これら２つの情報を重ね合わせることによって、火災発生後の経過時間と火災による焼損金額の関係が求められる。
【０２３２】
以下は、図１７に示した実施例と同様に、セル内の資産とセル自体の資産を併せた資産価値を対象に、仮想テレビ工場に対する「焼損金額と年間超過確率の関係」が求められる。
【０２３３】
こうして得られたリスク情報、すなわち、焼損金額と年間超過確率の関係の曲線には、建物内にある資産と建物自体の資産価値の両方が考慮されていることから、防災に使用するコストの最適化、火災保険の料率算定、免責限度額や支払限度額の設定、並びに火災の点からのリスクマネジメント方針の策定に一層効果的に利用できる。また、建物内にある資産が流動的であり、建物自体の資産価値を対象に火災による資産損失リスクを見たい場合や建物内にある資産の流動性の影響を感度解析によって調べる、等の保険業務を行う上で効率的である。
【０２３４】
以下、次の実施例について説明する。この実施例においては、上述した図１７の実施例において、建物内の外気に接していない区画が成果火災になった時点から、この区画の周囲の壁が崩壊するまでの耐火時間を、図示しない入力手段によって入力する。例えば、耐火変数を表す変数として、上記従来の技術の項の１．３節において説明した一般的な耐火時間設定により規定される変数[igrade]を導入することとする。すなわち、セル（ｍ、ｎ、ｋ）における方向ｌに存在する壁（あるいは床や天井）に対しての耐火時間を表す変数igrade(m、n、k、l)の値を、その壁などが有する耐火性能に応じて、以下のように定める。
igrade(m、n、k、l)＝０ 耐火構造の壁（＋甲種防火戸）の場合
＝１ 防火構造の壁（＋乙種防火戸以上）の場合
＝２ 不燃間仕切り壁（＋不燃扉以上）の場合
＝３ 上記以外の間仕切り壁（＋扉）の場合
＝４ 扉開放状態の場合
ここで、方向ｌは、ｌ＝１が東、２が西、３が北、４が南、５が天井、６が床を表すものとする。こうして定められた igrade(m、n、k、l) の値に応じて、＝０のときtime＝３６００ｓｅｃ、１のときtime＝１２００ｓｅｃ、２のときtime＝６００ｓｅｃ、３のときtime＝３００ｓｅｃ、４のときtime＝０ｓｅｃを、それぞれの耐火時間とする。こうしてigrade(m、n、k、l) の値の指定によって入力される、各セル毎各方位毎に決まる耐火時間を、データベース２の建物火災評価用データのひとつのパラメータとして格納し、このパラメータに基く詳細な耐火時間設定を考慮した解析を、上述した図１７の実施例に基づいて行う。
【０２３５】
続いて、他の実施例について説明する。この実施例は、仮想テレビ工場を例にした実施例である。この実施例の仮想テレビ工場は、図１７に示したように、１１区画から構成されている。各区画間には１０枚の扉があり、また区画を構成する間仕切壁や防火戸の耐火時間は、図中の壁位置に示した各（ ）内の数値である。解析に際して、仮想テレビ工場を２８セル（７×４）に分割する。
【０２３６】
図１７には、各セルの床面積（ｍ²）が表示されている。なお、セル間をどう延焼していくかを示すために各セルの位置関係の情報は使用するが、幾何学的形状は使用しないため、区画の面積を保存するように、各セルの面積を設定している。また、単位面積当たりの資産価値（万円／ｍ²）が併せて表示されている。
【０２３７】
火災の延焼挙動および火災フェーズの超過確率を算出する際に必要になる入力は、図１０の実施例に記載の通りであり、例えば火災の設定、出火室の設定、設備関連、区画関連、消火活動、火災の発生頻度、建屋の財産額等のデータである。
【０２３８】
セル数は２８であり、扉数は全部で１０枚であるため、出火区画と扉の開放枚数２枚までのケースで計１５６８ケースのシナリオがある。
【０２３９】
建物火災リスク解析部３では、個々のケースに対して、火災挙動が計算され、そこから得られた「延焼面積と火災発生後の経過時間の関係」を使用して、「延焼面積と年間超過確率の関係」が計算される。
【０２４０】
これらの計算が１５６８回実施され、得られた１５６８本の「延焼面積と年間超過確率の関係」の曲線を重ね合わせることによって、仮想テレビ工場の「延焼面積と年間超過確率の関係」が求められる。これらの計算は、自動的に実行される。
【０２４１】
例えばセル（５，３，１）で出火したとき、扉１０個が全て閉鎖している場合に、火災挙動が計算され、図２７に示すような延焼面積の広がりとなる。
【０２４２】
すなわち、出火セル（５，３，１）において、火災フェーズが１、２、３と変わっていくタイミング（火災発生後の経過時間、秒）、そのときの延焼面積、並びにそれ以外のセルへの延焼のタイミング（秒）が計算される。
【０２４３】
このようにして１５６８ケースのうちの１ケースに対して、延焼面積（厳密には延焼セルも特定されている）と火災発生後の経過時間の関係が計算される。
【０２４４】
次に、この１ケースに対する確率計算が行われる。図１７に示した実施例に説明した通り、火災の消火は、防災設備や初期対応行動、公設消防車等の作動確率や実施確率、奏功確率等から決まる。火災消火に成功か失敗か、言い換えれば、火災フェーズが進展していくか（消火され）収束するかの確率を計算するために、この実施例では、信頼性工学の分野で広く使用されているフォールトツリー解析手法およびイベントツリー解析手法を使用する。
【０２４５】
以下に、フォールトツリー解析手法およびイベントツリー解析手法の使用例を説明する。
まず、火災フェーズのモデル化について説明する。
イベントツリー解析は、途中の防災活動や緩和活動が成功した場合と失敗した場合のシナリオをイベントツリーで表現し、それぞれのシナリオの発生確率（または発生頻度）を評価する手法である。
【０２４６】
火災リスク評価では、火災が各フェーズでとどまるかそれ以上のフェーズに進展するかを評価するため、イベントツリー解析を使用できる。
【０２４７】
ここでは、仮想テレビ工場の電気室〔セル(4,4)〕から出火した場合についてフェーズ６に至るまでの事象進展を図２７のイベントツリーでモデル化して、火災が発生した場合の１〜６までの各フェーズに至る確率を定量評価する例について説明する。なお、説明を簡単にするために扉は全て閉鎖しているものとする。
【０２４８】
イベントツリーの各分岐は、それぞれの事象での収束に失敗する確率、この場合には各フェーズの超過確率に相当する。
【０２４９】
各フェーズの失敗確率は、各フェーズにおける防災活動の失敗の組み合わせであるため、フォールトツリー解析によって評価する。このため、フェーズ１〜５のそれぞれについて、各フェーズでの防災活動の失敗を組み合わせた以下のフォールトツリーでモデル化した。
【０２５０】
・ フェーズ１超過に対するフォールトツリー（図２８〜図２９）
・ フェーズ２超過に対するフォールトツリー（図３０〜図３２）
・ フェーズ３超過に対するフォールトツリー（図３３〜図３５）
・ フェーズ４超過に対するフォールトツリー（図３６〜図３７）
・ フェーズ５超過に対するフォールトツリー（図３８〜図３９）
【０２５１】
次に、火災フェーズ発生確率の定量評価について説明する。
図２８〜３９のフォールトツリーを定量評価して、各火災フェーズの超過確率を評価するとともに、この評価結果を図２７のイベントツリーの分岐確率とすることにより、火災が発生した場合に各火災フェーズが発生する確率を評価する。
【０２５２】
なお、汎用の信頼性評価支援システムでも、これらの計算を実施させることができる。
【０２５３】
以下に、各フェースに対するフォールトツリー手法による確率計算結果（火災フェーズ超過確率）と、イベントツリー手法による確率計算結果（火災フェーズ発生確率）を示す。
【０２５４】
【表３】

【０２５５】
以上説明したように本実施の形態の建物火災リスク評価装置によれば、建物解析評価を行うにあたり、火災解析と防災設備の奏功確率を連成して解き、資産価値の室内分布を考慮して、対象とする建物の火災解析／確率論的リスク解析を数百回から数万回の計算を行うことにより、リスクコスト、累積損傷確率が求められるので、火災保険料決定のための相対的な指標を与えることができ、かつ、建物自体の改良、防災設備強化とその効果を相対的に比較できることから、投資対効果を定量的に明示でき、適切な改善提案を策定できる手段としてリスクコンサルテーション等に利用することができる。
【０２５６】
この結果、保険会社の利益として、定量的リスク評価の信頼性が向上し、火災保険統計データ上で取り扱えない火災リスクに対し、一層適切な火災保険料の算出が可能となり、火災保険の引き受けに関して安定化を図ることができる。
【０２５７】
また、この実施の形態の建物火災リスク評価装置によれば、建物火災に付随して発生する利益喪失等の間接損害および建物内の人員に対する死亡・負傷による人的損害に対するリスク評価も可能となり、これらのリスクも含めた投資対効果を定量的に明示できる。
【０２５８】
さらに、この実施の形態の建物火災リスク評価装置によれば、評価された火災リスクコストを基に、建物、およびそれに附随する施設に対し、施設を改善するために必要な投資費用と改善をしない場合の火災損失額を被保険者に提示（アドバイス）でき、合理的な改善策を提案することができる。
【０２５９】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではない。
上述した実施の形態において記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして記憶媒体に記憶し、各装置に応用したり、通信媒体により伝送して各種装置に適用することも可能である。
【０２６０】
この場合、記憶媒体に記憶されたソフトウェア（プログラム）をコンピュータが読み出すことにより、各実施の形態における処理が可能になる。
なお、本発明における記憶媒体としては、磁気ディスク、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリ等、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式はいずれの形態であっても良い。
【０２６１】
また、記憶媒体からコンピュータにインストールされたプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワークソフト等のＭＷ（ミドルウェア）等が本実施の形態を実現するための各処理の一部を実行しても良い。
【０２６２】
さらに、本発明における記憶媒体は、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶または一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【０２６３】
また、記憶媒体は一つに限らず、複数の媒体から本実施の形態における処理が実行される場合も本発明における記録媒体に含まれ、媒体構成はいずれの構成であっても良い。
【０２６４】
なお、本発明におけるコンピュータは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、本実施の形態における各処理を実行するものであって、パソコン等の一つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等のいずれの構成であっても良い。
【０２６５】
また、本発明におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
【０２６６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、建物の構造、仕様に関する条件と火災が発生する条件とを含む建物火災環境情報と、建物に火災が発生する際のリスクに関する情報とが格納された格納手段から建物火災環境情報を読み出し、火災が発生してから延焼する火災現象を時系列的に解析し、格納手段からリスクに関する情報を読み出し、読み出したリスクに関する情報と、解析された火災現象とを基に建物火災のリスクを確率的に評価するので、建物の火災保険料を個々の建物の構造およびリスクに応じて算定することができる。
また、建物に対して火災保険をかけようとする被保険者に対しより安全な火災防止・低減対策についてのコンサルテーションを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一つの実施の形態の建物火災リスク評価装置の構成を示す図である。
【図２】この建物火災リスク評価装置におけるメインメニュー画面を示す図である。
【図３】この建物火災リスク評価装置における入力データ作成画面を示す図である。
【図４】この建物火災リスク評価装置における建築物特性データ設定画面を示す図である。
【図５】建物の各階の時系列的な延焼面の燃え広がり具合をグラフィカルに表示した例（time＝０の時点）を示す図である。
【図６】建物の各階の時系列的な延焼面の燃え広がり具合をグラフィカルに表示した例（time＝1000の時点）を示す図である。
【図７】建物の各階の時系列的な延焼面の燃え広がり具合をグラフィカルに表示した例（time＝5000の時点）を示す図である。
【図８】建物の各階の時系列的な延焼面の燃え広がり具合をグラフィカルに表示した例（time＝10000の時点）を示す図である。
【図９】この建物火災リスク評価装置における建物火災の解析処理と確率的リスク評価処理を示すフローチャートである。
【図１０】サンプル計算のために想定した仮想テレビ工場の建屋形状とフロア構成（実施例）を示す図である。
【図１１】仮想テレビ工場の解析のための入力条件を示す図である。
【図１２】延焼面積と火災発生後の経過時間の関係（仮想テレビ工場、出火室限定）を示す図である。
【図１３】セル（５，３，１）から出火したことを想定した場合の火災挙動の計算結果の一例（出力データ抜粋）を示す図である。
【図１４】初期対応行動（消火器使用行動が間に合う）確率を示す図である。
【図１５】消防隊による放水開始時間の分布を示す図である。
【図１６】焼損面積と（年間）超過確率の関係（仮想テレビ工場の場合）を示す図である。
【図１７】サンプル計算のために想定した仮想テレビ工場の建屋形状とフロア構成（資産価値分布を追加した実施例）を示す図である。
【図１８】火災発生後の経過時間と火災による焼損金額の関係を示す図である。
【図１９】損害額と年間超過確率の関係を示す図である。
【図２０】出力ファイルの一例を示す図である。
【図２１】壁を強化した場合と現状の仮想テレビ工場の場合を同一画面上に表示したグラフの一例を示す図である。
【図２２】仮想ビルの建屋形状とセル単位に分割されたフロアを示す図である。
【図２３】仮想ビルの各セルの面積を示す図である。
【図２４】２階のあるセルで出火したときの火災挙動を示す図である。
【図２５】特定のフロアから出火したときの仮想ビルに対する延焼面積と（年間）超過確率の関係（階毎）を示す図である。
【図２６】特定のフロアから出火したときの仮想ビルに対する延焼面積と（年間）超過確率の計算結果（ビル全体）を示す図である。
【図２７】電気室からの火災（全扉閉鎖）をイベントツリーでモデル化した一例を示す図である。
【図２８】フェーズ１超過に対するフォールトツリー（１／２）を示す図である。
【図２９】フェーズ１超過に対するフォールトツリー（２／２）を示す図である。
【図３０】フェーズ２超過に対するフォールトツリー（１／３）を示す図である。
【図３１】フェーズ２超過に対するフォールトツリー（２／３）を示す図である。
【図３２】フェーズ２超過に対するフォールトツリー（３／３）を示す図である。
【図３３】フェーズ３超過に対するフォールトツリー（１／３）を示す図である。
【図３４】フェーズ３超過に対するフォールトツリー（２／３）を示す図である。
【図３５】フェーズ３超過に対するフォールトツリー（３／３）を示す図である。
【図３６】フェーズ４超過に対するフォールトツリー（１／２）を示す図である。
【図３７】フェーズ４超過に対するフォールトツリー（２／２）を示す図である。
【図３８】フェーズ５超過に対するフォールトツリー（１／２）を示す図である。
【図３９】フェーズ５超過に対するフォールトツリー（２／２）を示す図である。
【符号の説明】
１…建物火災リスク評価制御部、２…データベース、３…建物火災リスク解析部、３１…建物火災評価モジュール、３２…火災リスク評価モジュール。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a building fire risk evaluation apparatus, a building fire risk evaluation method, and a storage medium for calculating fire insurance premiums, for example.
[Prior art]
Traditionally, fire analysis of buildings has been studied such as Quintiere's formula and 2-zone model.
For example, the fire prevention council report of the Tokyo Fire Department (“Evaluation of fire safety according to the disaster prevention characteristics of buildings (evaluation of fire spread expansion)-Report of the fire prevention council”), March 1999, Tokyo Fire Department The following fire analysis method (Tokyo Fire Department model) is shown in the (Office Fire Prevention Council).
[0002]
1. Evaluation method of fire spread behavior
1.1 Evaluation factors
1) Fire environment
The purpose of the fire chamber is mainly assumed to be a general office, and the fire location in the fire chamber is assumed to be in the center of the room. Moreover, the following are adopted as evaluation elements.
(1) Fire chamber area, etc .: The fire chamber area and window area affect the smoke layer temperature in the fire chamber, and the fire load, spandrel height, etc., affect the time to spread the fire from the outer wall window to the upper floor. Therefore, each is an evaluation factor.
(2) Interior material: The difference in interior material is an evaluation factor because it affects the fire temperature that leads to a high-rise fire.
(3) Fire growth parameter (α): In this model, the heat generation rate is Q = αt²Modeled with. Since the growth of fire varies greatly depending on the difference of α, it is an evaluation factor.
2) Building space characteristics
Spatial characteristics of buildings are evaluated by the fire performance and configuration of the fire compartment (from the fire compartment to the partition wall level).
[0003]
1.2 Examination of parameters
1) Fire environment
On the other hand, the interior material has a parameter whether or not it has been made non-combustible, and has a difference in the situation (smoke layer temperature) where the fire room becomes a high-rise fire.
About the fire growth parameter and the fire load, the upper and lower ranks can be set on the basis of the recommended value in the comprehensive fire prevention design method as an average value.
[0004]
2) Fire room area, etc.
Regarding the fire load, flammable density is graded for each application based on past flammable quantity surveys, and the amount of flammable substances is calculated from the area of the fire chamber. Fire loads are due to differences in building contents, and are set in three stages: μ + σ, μ, and μ−σ, using the average value μ and standard deviation σ of the survey results.
[0005]
3) Interior material
Here, it is assumed that the interior material is 600 ° C. when the interior material is non-combustible or semi-incombustible material, and 300 ° C. when the interior material is combustible material.
[0006]
Fire growth parameters
Fire growth parameters that affect the rate of heat generated by fire are classified into three levels: higher and lower, with standard values for each application used by NFPA and Ministry of Construction professionals.
[0007]
1.3 Building space characteristics
From the analysis of past fire cases, etc., the fire-resistant time (from the disaster prevention zone to the partition level) that affects the fire spread is set as follows.
[0008]
(1) For fireproof construction walls (+ class fire doors), the fireproof time required by law: 60 minutes
(2) For fire-proof walls (+ Otsu fire doors and above), fire-proof time: 20 minutes
(3) For non-combustible partition walls (plus non-combustible doors), fireproof time: 10 minutes
(4) For partition walls (+ doors) other than the above, fireproof time: 5 minutes
In addition, when the door which comprises a division is open | released, or when it is judged that a division is incomplete, it is set as 0 minutes.
[0009]
1.4 Examination of fire spread pattern
In this evaluation method, the concept of the fire phase is adopted based on the idea of zoning the building space and expanding it in stages.
[0010]
1) Definition of fire phase
The fire phases from the initial fire to the upper floor spread are classified into the following 8 phases.
(1) Phase 1: Fire stage that can be extinguished with a fire extinguisher or sprinkler equipment
(2) Phase 2: Fire stage where the initial response action of indoor fire hydrant and smoke start-up is possible
(3) Phase 3: Fire stage that can prevent the inflow of air by closing the doors of the fire chamber and stopping air conditioning
(4) Phase 4: The stage of the fire when the fire broke out and the fire stopped in the fire room due to the fire-resistant time of the fire room compartment
(5) Phase 5: The stage where the fire broke through the fire chamber and the fire has spread to the adjacent space in the same fire protection area
(6) Phase 6: The stage where the fire breaks through the fire compartment and the fire spreads to other fire compartments
(7) Phase 7: Stage where fire is spreading in the pit
(8) Phase 8: Stage where fire is spreading on the upper floor
[0011]
2) Phase development concept
Since fire is considered as a model that spreads and spreads spatially, the spread of fire spread is different depending on the layout of the building room.
The progress of the fire is
(1) When fire prevention equipment corresponding to each phase functions before the phase limit time
(2) When the fire brigade starts discharging before the phase limit time
However, it is assumed that the fire will stop and will not progress to the subsequent phases.
[0012]
1.5 Calculation model for each phase limit time
1) Phase 1 time limit
The limit time T1 of the phase 1 is determined by the following formula.
T1 = Min (Time when heat generation rate becomes 950kw, limit time by smoke layer descent prediction)
In the above equation, 950kw is calculated as half of 1900kw from the combustion data of the test crib (A-2 model). The smoke layer descent prediction formula is the formula used in Phase 2 described later.
[0013]
2) Phase 2 limit time
The time limit for Phase 2 is considered as the time limit when the smoke layer descends to the overhead (1.6 + 0.1 * (ceiling height)) of the refugee or initial fire fighting worker in the fire room. 1) is used.
[0014]
[Expression 1]

[0015]
here,
t_s    : Phase 2 limit time (sec)
ρ: smoke density (= 0.7 kg / m^Three)
k: Plume entrainment factor (= 0.069 kg / sec / m^(5/3)/ kw^(1/3))
Aroom: Area of the room (m²)
α: Fire growth parameter
Hroom: Ceiling height of the room (m)
It is.
[0016]
3) Phase 3 time limit
The time limit for Phase 3 is set at the time when the fire chamber becomes a high season fire. The temperature of the smoke layer that causes a high fire is set as follows.
If the interior is incombustible or semi-incombustible: 600 ° C interior
When the interior is combustible: 300 ° C
[0017]
4) Prediction formula for smoke layer temperature
Quintiere et al. Proposed the following equation as the smoke layer temperature at the beginning of the fire before the flashover, and uses the following equation (2) to predict the smoke layer temperature before the high-rise fire.
[0018]
[Expression 2]

[0019]
here,
Thi: Smoke layer temperature (℃)
Q: Heat generation rate (kw)
h_k   : Thermal properties of the peripheral wall (kw / m²/ k)
A_T   : Perimeter wall area (m²)
H: Height of opening (m)
T_∞  : Ambient temperature (k)
T₀   : Normal temperature of the fire chamber (℃)
It is. In addition, the heat transfer coefficient h of the peripheral wall_kUses the following equation (3).
[0020]
[Equation 3]

[0021]
here,
k: Wall heat transfer coefficient (kw / m / k)
ρ: Density of wall (kg / m^Three)
c: Specific heat of the wall (kJ / kg / k)
t_c   : Fire characteristic time (sec) (= fixed to 600 sec)
It is.
[0022]
5) Opening conditions
Quintiere's simple prediction formula for the temperature in the fire chamber requires an opening condition, but here it is handled as follows, taking into account the destruction of the glass due to the rise in the room temperature.
・ When the smoke layer temperature is <170 ° C, the area of the window that is actually open is the opening area.
・ When smoke layer temperature> 170 ° C, Max (total area of window part * 0.2, area of window part actually opened) is the opening area.
[0023]
6) Fire spread calculation after Phase 4
(1) Fire spread model
The fire spread calculation is modeled by setting the following assumptions.
Assumption 1: The fire is not spread to other cells until the flashover time of the ignition cell.
Assumption 2: The ignition cell is flashed over, and the entire cell fires, and the adjacent block ignites, but if there is a fire spread resistance, the ignition is delayed due to its size. The ignition delay is used as the limit time considering the progress of the phase in consideration of the fire resistance of the cell compartment.
(2) Flashover time of fire spread cell (τ)
・ The flashover cell that has flashed over between cells without flame spread resistance is considered to accelerate the flashover of the fire cell by the thermal energy of the fire source cell, and the flashover time determined by the type of the interior material of the fire cell (τ0) 1/2 (τ1)
・ When the fire spread condition to the upper floor described in 7) below is satisfied (τ2)
The minimum value of
τ = Min (τ1, τ2) (4)
It is decided by.
[0024]
7) Fire spreading on upper floor from outer wall opening
(1) How to determine the temperature rise in the fire chamber
The rising temperature in the fire room during the high season fire is calculated using the following formulas (5), (6), and (7).
[0025]
[Expression 4]

[0026]
It is.
(2) How to determine the amount of heat of the jet stream
The jet airflow heat quantity is calculated by the following equations (8), (9), and (10), considering the total heat quantity of the jet airflow and the calorific value of the unburned gas.
[0027]
[Equation 5]

[0028]
(3) Determining the dimensionless temperature from the distance to the lower end of the opening on the upper floor
The temperature characteristics of the opening jet airflow have been experimentally investigated by Yokoi, and this experimental result will be used and divided into the following three ranges:
[0029]
[Formula 6]

[0030]
It is.
[0031]
8) Spandrel height, wrinkle effect
When obtaining the dimensionless temperature, it is necessary to give a length z along the jet air flow axis. Here, it is set as follows in consideration of the case where there are spandrel and wrinkles.
[0032]
・ When there is no wrinkle
z = h1 (18)
・ When there is only a bag
z = h1 + h4 (19)
・ When there is a kite or handrail
z = h2 + h3 + h4 (20)
However, h1 and h2 both take the distance from the origin of the central axis of the jet stream.
[0033]
9) How to find the rising temperature
The rising temperature of the ejected airflow is obtained by the following equations (21) and (22).
[0034]
[Expression 7]

[0035]
10) Determination of fire spread on the upper floor
The determination of the fire spread on the upper floor is made from the two viewpoints of temperature rise at the lower end of the opening of the upper floor and radiation at the lower end of the opening. Further, it is considered that the upper end fire spread occurs at the time when the following conditions are satisfied simultaneously after progressing to Phase 4.
[0036]
[Equation 8]

[0037]
It is.
[0038]
1.6 How to calculate the predicted burnout area
1) From phase 1 to phase 3
Phases 1 to 3 are burnout areas at the initial stage of fire in the fire chamber. Here concentric circlesConditionIs calculated by the following formula (26).
[0039]
[Equation 9]

[0040]
2) Expanding fire spread after Phase 4
The state of the fire in Phase 4 is determined by the fireproof time of the fire chamber after the high season fire. Because it is a high season fire, the burnout area is calculated for each room and calculated by the following formula (27).
[0041]
[Expression 10]

[0042]
1.7 Model of spreading fire to upper and lower floors
In the Tokyo Fire Department model, only the spread of fire to the upper floor is handled in consideration of the effects of spandles and firewood from the windows of rooms that are in contact with the open air.
[0043]
1.8 Handling of completely sealed rooms
The simple equation of Quintiere et al., Which is used to determine the fuel-dominated smoke layer temperature, cannot be used in a completely sealed room with an opening area of 0 because the opening area is used as the denominator.
For a completely sealed room, the temperature of the space is calculated by solving one-point approximate heat conduction equations (28) and (29) that take into account the gas in the room space and the amount of heat generated.
[0044]
## EQU11 ##

[0045]
2. Evaluation method of fire spread probability
From the fire spread behavior, the relationship between the elapsed time from the time of the fire and the fire spread area is obtained.
[0046]
On the other hand, the probability of exceeding a certain fire spread area (hereinafter referred to as the annual excess probability) can be calculated by calculating with probability theory whether or not the fire extinguishing equipment and fire fighting activities are successful within the time when the fire spreads. The Tokyo Fire Department model has been published as a model for calculating the relationship between the fire spread area and the annual excess probability by combining the fire spread behavior of fires and the success or failure of fire fighting activities for buildings. The method will be described below.
[0047]
2.1 Classification of fire phases
The fire spread stage is divided into phase 1 to phase 8 according to the scale and characteristics, and the probability that the fire exceeds that phase, that is, the excess probability is calculated for each phase. The definition of fire phase is as described in Section 1.4.
[0048]
2.2 Calculation method of phase excess probability
1) Phase 1 excess probability
The probability of excess in phase 1 is calculated on the assumption that the process proceeds to phase 2 due to the failure of the fire extinguisher and the failure of the sprinkler. For fire extinguishers, by applying empirical data to each of the components of self-report operation, fire extinguisher engagement, whether fire extinguishers are in time, fire extinguisher activation, and successful extinguishing fire extinguishers. , Calculate the failure probability. For sprinklers, the probability of failure is calculated by applying empirical data to the components of emergency power supply operation and sprinkler operation.
[0049]
Depending on the component, the probability of success or failure may vary depending on the relationship with the spare time, such as “whether the fire extinguisher is in time” or not. The success probability is calculated by taking the time until exceeding Phase 1 (that is, the limit time of Phase 1) as a time margin.
[0050]
2) Phase 2 excess probability
The probability of excess in phase 2 is calculated on the assumption that the process proceeds to phase 3 due to the failure of the indoor fire hydrant and the failure to start the smoke exhaust. For indoor fire hydrants, by applying experience data to each component of fire hydrant activation, emergency power supply activation, indoor fire hydrant engagement, indoor fire hydrant availability, indoor fire hydrant activation and indoor fire hydrant success, Calculate response probability. For flue gas equipment, apply empirical data in the same way for each of the self-reporting operation, emergency power supply operation, working of the flue gas equipment, whether the flue gas equipment starts up in time, and the components of the flue gas equipment operation. Thus, the failure probability is calculated.
[0051]
Depending on the component, the probability of success or failure may vary depending on the relationship with the margin time. For such a component, the probability of failure is calculated using the phase 2 limit time as the margin. .
[0052]
3) Phase 3 excess probability
The probability of excess in phase 3 is calculated on the assumption that the process proceeds to phase 4 due to the failure to stop air conditioning and the failure to close the fire door. For air conditioning stop, it is not possible to apply empirical data to each of the components of self-report operation, emergency power supply operation, air conditioning stop engagement, whether the air conditioning stop is in time, and air conditioning equipment damper interlocking equipment operation. Calculate response probability. For fire door closure, for example, the failure response probability is calculated by applying experience data to each of the constituent elements of self-report operation, door closing engagement, and whether door closing is in time. If there is more than one fire door, if even one of them cannot be closed, “close failure”.
[0053]
[Expression 12]

[0054]
Depending on the component, the probability of success or failure may vary depending on the relationship with the surplus time. For such a component, the probability of failure is calculated using the time limit of Phase 3 as the time margin. .
[0055]
4) Excess probability after phase 4
If a delay in the start of water discharge occurs (the water discharge by the fire brigade is not in time) with respect to the limit time of phase i, the process proceeds to phase i + 1. The occurrence probability of this water discharge start delay becomes the excess probability.
[0056]
[Formula 13]

[0057]
The limit time of phase i can be obtained from the fire resistance time of the compartment constituent material, and is as follows, for example.
[0058]
[Table 1]

[0059]
2.3 Calculation method of predicted average burnout area
From the analysis of fire behavior, as already described,
[0060]
[Expression 14]

[0061]
Is calculated.
By weighting this with the occurrence probability for each fire phase, an average burnout area prediction value is calculated as follows.
[0062]
[Table 2]

[0063]
In this case, there is a problem that it is impossible to calculate an appropriate fire insurance according to the structure and risk of the building.
[Problems to be solved by the invention]
Thus, as a conventional analysis method, only a simple method using a correlation formula is disclosed for building fire analysis, and it is applied to calculate fire insurance premiums for complex structures such as actual buildings. For this reason, building fire insurance premiums can only be calculated based on human empirical methods or rough estimates, and appropriate fire insurance premiums and insurance in accordance with the structure and risk of individual buildings. There was a problem that no advice was possible.
[0064]
The present invention has been made to solve such problems, and it is possible to calculate the fire insurance premium of a building according to the structure and risk of the individual building, and to insure the building with fire insurance. It is an object of the present invention to provide a building fire risk assessment apparatus, a building fire risk assessment method, and a storage medium that can provide consultation on safer fire prevention / reduction measures to the insured.
[0065]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a building fire risk evaluation apparatus according to claim 1 is a section composed of cells that are one or more basic calculation unit spaces that are partitioned and partitioned by walls and doors. Configuration information including the three-dimensional spatial coordinates of the cell and the fireproof time of the cell, building fire environment information including the asset value per unit area of the equipment accommodated in each cell, fire extinguishing equipment in the building, and / or Fire risk assessment data showing the installation status of fire extinguishing equipment, the frequency of fire occurrence for each fire cell, the probability of failure of disaster prevention equipment, the time margin of fire fighting activities and the cumulative probability of success of fire fighting Based on the stored storage means and the building fire environment information stored in the storage means, the relationship between the elapsed time and the expansion of the fire spread area in the initial stage after the occurrence of a fire can be obtained in advance. The fire spread area including the fire spread area shown in the concentric fire spread model, the burnout amount obtained by multiplying the fire spread area by the asset value per unit area of the fire cell, and the elapsed time after the initial stage is included in the configuration information The area of the fire spread cell when the fire resistance time of the cell is exceeded, the amount of burnout obtained by multiplying the area of this fire spread cell by the asset value per unit area of the cell, and the fire spread when the fire resistance time of the fire spread cell is exceeded A calculation means for calculating a fire spread area and a burnout amount indicating a burnout amount obtained by multiplying an area of a cell adjacent to the cell and the area of the fire spread cell by the asset value per unit area of the cell; The fire spread area calculated by the calculating means based on the setting of each pattern consisting of a means for specifying the door opening / closing status parameter and the specified combination of the parameters. Or the data indicating the relationship between the amount of burnout and the elapsed time, the probability of failure of the disaster prevention equipment, and the relationship between the time margin of fire fighting activity and the cumulative probability of success of fire extinguishing, to the amount of burnout or the fire spread area The probability of failure of fire extinguishing before the progress of the fire is obtained, the excess probability that is the probability of exceeding the burnout amount or the fire spread area is obtained from these probabilities, and the fire occurrence frequency of the fire cell is multiplied by this excess probability Means for calculating the annual excess probability, and the burnout amount for each pattern or theIt is the probability of exceeding the fire spread areaThe average probability of excess and the annual probability of excess are calculated to calculate the fire risk of one floor caused by a fire with a specific cell as a fire cell, and this fire risk calculation is performed by changing the fire cell and the floor. It is characterized by having a means for calculating the fire risk of the entire building by summing up each fire risk obtained by repeatedly performing the above.
[0068]
Claim2The building fire risk evaluation apparatus according to the invention described in claim1In the building fire risk assessment device described,SaidFire spread area calculated by calculation meansAnd burnout amountStorage means for storage and protection against the buildingDisasterWhen measures are takenChange the data toFire spread area and burnout amount recalculated by calculation means, and fire spread area saved in the storage meansAnd burnoutAnd a means for outputting in numerically or visually comparable form.
[0069]
Claim3The building fire risk evaluation apparatus according to the invention described in claim1In the building fire risk assessment device described above,RecordThe calculation means is a process in which a fire that has occurred in a certain section of the building spreads to the adjacent sections, and the fire spreads to the upper and lower sections.AboutIt has a means for calculating at least one of the processes as a fire phenomenon.
[0070]
Claim4The building fire risk evaluation apparatus according to the invention described in claim1In the building fire risk evaluation apparatus described above, when the building fire environment information to be input to the storage means, the risk information regarding the building fire, the default value setting means for various parameters, and the data to be stored in the storage means are input, Data that stores the default value or the data input by the means for prompting the input of data by indicating the default value of the default value setting means and the means for prompting the input of the data as a building-specific input data set in the storage means Management means and
It is characterized by comprising.
[0073]
Claim5The building fire risk evaluation apparatus according to the invention described in claim1In the building fire risk evaluation apparatus described in the above, the input means for inputting the fireproof time from the time when the section that is not in contact with the outside air in the building becomes a high-rise fire until the wall around the section collapses, and the input means Before the entered fireproof timeRecordMeans for storing in the storage means the fireproof time of the cell of the building fire environment information calculated by the calculation means.
[0075]
  The building fire risk evaluation method according to the invention of claim 6 is a three-dimensional spatial coordinate of a section composed of cells that are one or more basic calculation unit spaces in which the computer is divided and partitioned by walls and doors. And the configuration information including the fireproof time of the cell, the building fire environment information including the asset value per unit area of the equipment accommodated in each cell, and the installation status of the fire extinguishing equipment and / or fire fighting equipment in the building Storage means for storing fire risk data for each fire cell, fire failure frequency of disaster prevention equipment, probability of failure of disaster prevention equipment, time margin of fire fighting activity and cumulative risk of success of fire fighting Reading out the building fire environment information from the computer, and based on the building fire environment information read out by the computer, the elapsed time and fire spread in the initial stage after the occurrence of the fire The fire spread area showing the relationship of the product expansion in the concentric fire spread model obtained in advance, the fire spread amount by multiplying this fire spread area by the asset value per unit area of the fire cell, the progress after the initial stage The area of the fire spread cell when the time exceeds the fire resistance time of the fire cell included in the configuration information, the burnout amount obtained by multiplying the area of the fire spread cell by the asset value per unit area of the cell, and the fire spread cell The fire spread area and the amount of burnout indicating the burnout amount obtained by multiplying the area of the fire spread cell adjacent to the fire spread cell and the area of the fire spread cell by the asset value per unit area of the cell when the fire resistance time of the fire is exceeded And when the parameters of the door opening / closing status of each section are designated, the computer calculates based on the setting of each pattern consisting of the designated combination of parameters. From the relationship between the data indicating the relationship between the fire spread area or the amount of burned fire and the elapsed time, the probability of failure of the disaster prevention equipment, and the time margin of fire fighting activity and the cumulative probability of successful fire fighting Or determine the probability of failure of fire extinguishing activity before the spread of fire to the fire spread area, and from these probabilities the amount of burnout or theFire spread areaCalculating an annual probability of excess by multiplying the excess probability by the frequency of occurrence of the fire in the fire cell, and calculating the burnout amount for each pattern or theIt is the probability of exceeding the fire spread areaThe average probability of excess and the annual probability of excess are calculated to calculate the fire risk of one floor caused by a fire with a specific cell as a fire cell, and this fire risk calculation is performed by changing the fire cell and the floor. And calculating the fire risk of the entire building by summing up the fire risks obtained by repeatedly performing the above steps.
[0076]
  According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a storage medium storing a program for causing a computer to execute processing. The storage medium includes one or more basic calculation unit spaces partitioned by the computer by dividing the interior of the building by walls and doors. Configuration information including three-dimensional spatial coordinates of a section composed of a certain cell and the fire resistance time of the cell, building fire environment information including an asset value per unit area of the equipment accommodated in each cell, and the building Data showing the installation status of fire extinguishing equipment and / or fire extinguishing equipment, fire occurrence frequency for each fire cell, probability of failure of disaster prevention equipment, time margin of fire fighting activity and cumulative probability of successful fire fighting The building fire environment information is read from storage means storing fire risk evaluation data, and the initial stage after the fire has occurred is based on the building fire environment information. The relationship between the elapsed time and the expansion of the fire spread area in the fire is shown in a concentric fire spread model obtained in advance, and the fire loss by multiplying this fire spread area by the asset value per unit area of the fire cell, the initial The elapsed time after passing the stage exceeds the fireproof time of the fire cell included in the configuration information, and the burnout amount obtained by multiplying the area of the fire cell by the asset value per unit area of the cell And the area of the cell adjacent to the fire spreading cell when the fire resistance time of the fire spreading cell is exceeded, and the amount of fire that indicates the amount of burnout by multiplying the area of the fire spreading cell by the asset value per unit area of the cell When the fire spread area and burnout amount are calculated and the parameters for the door opening / closing status of each section are specified, the calculation is based on the setting of each pattern consisting of the specified combination of parameters. From the relationship between the data indicating the relationship between the fire spread area or the amount of burned fire and the elapsed time, the probability of failure of the disaster prevention equipment, and the time margin of fire fighting activities and the cumulative probability of successful fire fighting Alternatively, the probability of failure of fire extinguishing activities before the spread of fire to the fire spread area is obtained, and the burnout amount or theFire spread areaThe excess probability, which is the probability of exceeding, and calculating the annual excess probability by multiplying the excess probability by the fire occurrence frequency of the fire cell, the burnout amount for each pattern or theIt is the probability of exceeding the fire spread areaThe average probability of excess and the annual probability of excess are calculated to calculate the fire risk of one floor caused by a fire with a specific cell as a fire cell, and this fire risk is calculated by changing the fire cell and the floor. The computer stores a program for calculating the fire risk of the entire building by summing up the fire risks obtained by repeatedly performing the above operations.
[0077]
That is, the present invention expresses a number of important parameters related to a building fire as a success probability / occurrence probability distribution, and considers the probabilistic distribution that can be taken by the important parameters, resulting in several thousand cases generated by combinations of important parameters. For each of the above parameter combination conditions, fire analysis and risk analysis are performed at once, and the assets of each room and section are considered in consideration of the value of various equipment or property installed in the room or section in the building. Considering the value information, the building is combined with probabilistic risk assessment methods such as fault tree analysis method and event tree analysis method based on the damage amount of damage (damage amount) of fire that comes out from each analysis result. Quantitatively assess the risk cost of fire.
[0078]
The asset value information means an asset value distribution determined by the value of equipment, equipment, etc. installed in each room. For example, if the room is a waste storage place, the asset value due to burning is low, but if a room storing important substances with high asset values (cash, jewelry, luxury equipment, etc.) burns out, the damage caused by burning Needs to take into account not only the value of the room, but also the damage of all important substances stored in the room. In this way, an index for considering the distribution status of the room and the asset value included in the room is defined as the asset value distribution. The unit of the asset value distribution is input as a value per unit area (a circle as an absolute value, or a relative value as a unit).
[0079]
In this way, the damage damage due to building fires is calculated, or safer fire prevention measures against building fires are presented to the insured, etc., and fire insurance premiums based on conventional experience regarding fire insurance premiums are set Provide a basis for determining fire insurance premiums using a probabilistic approach based on a more scientific fire simulation / risk assessment analysis, and provide consultation to reduce building fire losses numerically and This can be done specifically.
[0080]
Whether or not the spread of building fires will spread will depend on whether sprinkler facilities, fire extinguishers, indoor and outdoor fire hydrants, and self-defense fire pumps are in time, fire fighting success (= success), and fire engines from nearby fire stations. Depends on whether you succeed in extinguishing the fire.
[0081]
Of the important parameters related to building fires such as the success or failure of disaster prevention equipment and fire engines, the important parameters related to human operation depend on the time margin available for operation.
[0082]
For example, in the case of initial fire extinguishing with a fire extinguisher, the probability of success or failure of fire extinguishing activities with a fire extinguisher varies depending on the time margin until the fire reaches a scale that can be extinguished with a fire extinguisher. In addition, whether a fire converges at a certain burnout area is related to the probability that fire extinguishing with a fire truck is in time for how long it takes to reach the burnout area.
For this reason, an important parameter related to a building fire may be given as a probability corresponding to a time margin, that is, as a probability distribution.
[0083]
Each of the fire analysis and fire risk analysis uses the general methods disclosed in the above-mentioned Tokyo Fire Department Fire Prevention Council Report, etc., but in the event of a building fire, By considering the asset value of the partition area itself and the asset value of the equipment installed in it, the asset value distribution is added to the cell expressed by the fire analysis, and the amount of damage caused by the fire is evaluated, and Based on the results, risk assessment is performed to calculate the fire risk cost of the target building.
[0084]
In the event of a building fire, consider the asset value of the room, the partition itself, and the equipment installed in each room or compartment partitioned by a fire wall / partition wall. In other words, by adding the asset value distribution to the cell expressed by fire analysis, the amount of damage due to fire is evaluated, and the risk assessment based on the result is performed to calculate the risk cost due to the target building fire To do.
[0085]
Using the fault tree analysis method as a means to calculate the success probability distribution of the important parameters that make up fire fighting equipment and fire fighting activities, and using the event tree analysis method as a means to calculate the probability of fire spread, behavior analysis To assess building fire risk.
[0086]
In general, parameters related to building fires should be specified even when they are limited to a specific building, for example, because the location of the fire is distributed at a certain frequency of fire occurrence in a number of fire compartments within the building. I can't.
[0087]
On the other hand, in the fire behavior analysis, it is assumed that it occurs in a specific fire section, and the subsequent fire spread behavior is evaluated.
Therefore, in order to calculate the fire risk even when it is limited to a specific building, fire behavior analysis is performed for each of them assuming various fire occurrence locations, which are one of the important parameters. It is necessary to calculate the relationship between the fire spread area and the excess probability using the relationship between the elapsed time after the fire and the fire spread area as the input.
Similarly, even when a fire is limited to a specific fire compartment in a specific building, the fire doors and partition doors that partition the various fire compartments in the building fail to close with a certain probability. To do. In order to take this into consideration, fire behavior analysis was performed for each of the important parameters, assuming that the fire doors and partition doors were opened and closed in various ways. It is necessary to calculate the relationship between the spread area and the annual excess probability using the relationship between the elapsed time and the spread area as an input.
[0088]
By averaging these for each fire scenario, a curve indicating the “relationship between the spread area and the annual excess probability” is created. In addition, a curve indicating a “relation between the amount of damage and the annual excess probability”, that is, a risk curve is created by weighting the curve according to the asset allocation situation.
[0089]
As described above, the present invention considers the asset value distribution in each room of the building, introduces the probability of success of disaster prevention equipment and fire fighting activities, and expresses the range of parameters included in the model as a random variable. Introduce algorithms to change them automatically, and evaluate fire risk by coupling fire phenomenon analysis and probability theory.
[0090]
In other words, in the present invention, a stochastic method is incorporated into the building fire analysis evaluation method, the fire phenomenon analysis is coupled with the risk evaluation method, a huge number of calculation cases are performed at once, and the risk cost and cumulative damage probability are analyzed. As a result, it is possible to carry out relative quantitative evaluation for calculating insurance premiums for fire insurance and various non-life insurance that guarantees damage caused by fire, and fire risk consultation.
[0091]
That is, building fire insurance premiums can be calculated according to the structure and risk of individual buildings. In addition, it is possible to provide consultation on safer fire prevention / reduction measures for insured persons who intend to provide fire insurance for buildings.
[0092]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a software configuration of a building fire risk evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0093]
As shown in FIG. 1, the building fire risk evaluation apparatus includes a building fire risk evaluation control unit 1, a database 2 as input data storage means, and a building fire risk analysis unit 3. Each of these components is installed as a program in a hard disk device of a computer (PC) or the like, and is executed under a predetermined operating system (OS) environment. The predetermined OS is, for example, Windows, UNIX, LINUX, or the like.
[0094]
The building fire risk analysis unit 3 includes a building fire evaluation module 31 and a fire risk evaluation module 32.
[0095]
Building fire evaluation module 31 is a program for analyzing, in a time series, fire phenomena that spread after a fire has occurred inside a building based on building fire evaluation data (building fire environment information) stored in database 2 It is.
[0096]
The fire risk evaluation module 32 probabilistically evaluates the risk of building fire based on the fire phenomenon analyzed by the building fire evaluation module 31 and the fire risk evaluation data (risk information) stored in the database 2. It is a program to do. The fire risk evaluation module 32 is provided with a reliability analysis function such as a fault tree analysis function and an event tree analysis function as one means for performing probabilistic risk evaluation. Such a fault tree analysis function and event tree analysis function can also be used by plugging in (incorporating) general-purpose software into this module.
[0097]
The building fire risk evaluation control unit 1 has an input creation function 11, an input file management function 12, an analysis operation function 13, an analysis result drawing function 14, an analysis result management function 15, and the like. The input creation function 11 displays various screens for creating data to be input to the database 2. The input file management function 12 manages the input data as a file in the database 2. The analysis operation function 13 causes the building fire risk analysis unit 3 to execute an analysis operation. The analysis result drawing function 14 draws (graphs) based on the digital data output from the building fire risk analysis unit 3 as the building fire risk analysis result. The analysis result management function 15 manages the digital data of the building fire risk analysis result output from the building fire risk analysis unit 3 as a file.
[0098]
In the database 2, building fire evaluation data and fire risk evaluation data created by the building fire risk evaluation control unit 1 are input and stored as data files.
[0099]
Data for building fire assessment includes fire settings (fire growth parameters, combustible density data, ambient temperature at the time of fire, etc.), fire room settings (fire room area, ceiling height, opening shape, etc.), compartment Type (fireproof walls / partition walls and fireproof performance of fire doors / partition doors, etc.) and interior types (combustible, noncombustible, heat transfer coefficient of surrounding walls, etc.).
[0100]
The fire growth parameter is data necessary to evaluate the progress behavior of the fire that has occurred, and the burning speed varies depending on whether the building is made of wood, reinforced concrete, or there is something easily flammable in the fire chamber. These are parameters that express these. Combustible density data includes, for example, data indicating how much household goods, paper, flammable liquid, etc. exist in the room, and other data such as the allocation status of assets per unit area. It is.
[0101]
In other words, building fire evaluation data refers to data for each cell related to fire settings, such as fire growth parameters, combustible density, ambient temperature at the time of fire, area, ceiling height, opening, and heat transfer coefficient of the surrounding wall. Data for each cell related to the setting of the fire chamber, etc., data related to the type of compartment such as fireproof wall / partition wall, fireproof performance of fire door / partition door, interior type such as whether the interior is flammable or non-combustible Related data, etc.
[0102]
Here, the fire growth parameters will be described.
The heat generation rate Q (kW) of the fire is calculated by the following equation.
[0103]
Q = α × t²
t: Elapsed time after the fire (sec)
α: Fire growth parameter
As the value of α, for example, α = 0.03 to 0.07 for an office and 0.009 to 0.02 for a hospital.
[0104]
A plurality of buildings such as buildings and factories may be installed in one premises. At this time, the risk curve for one building is called a unit risk curve. A risk curve obtained by summing (integrating) risk curves of a plurality of units on one premises is called a premises risk curve. Furthermore, a risk curve obtained by adding up the risk curves on the campuses to a plurality of geographically separated campuses is called a risk curve on the multiple campuses.
[0105]
Here, a unit risk curve will be described as an example.
The unit is composed of a fire wall, a fire door, a (fire) section partitioned by a partition wall and a partition door. A fire outbreak is assumed in any of the sections. At this time, assuming the occurrence of a fire in a specific section, the building fire evaluation module 31 obtains the relationship between the elapsed time after the fire and the fire spread area (expansion). This relationship is used, for example, to calculate the probability of fire fighting activities by fire extinguishing equipment and whether the fire brigade is in time. Thus, the relationship between the fire spread area (expansion) and the occurrence probability is calculated for the occurrence of a fire in a specific section. If a value obtained by weighting the fire spread area by its unit price (asset value per unit area) is used instead of the fire spread area, the relationship between the burnout asset (expansion) and its occurrence probability is calculated. By performing these calculations on all compartments of the unit and finally summing (integrating) them, a unit risk curve is obtained. In addition, here, the relationship between the fire spread area and the annual excess probability and the relationship between the burned asset and the annual excess probability are collectively referred to as a risk curve.
[0106]
Data for fire risk assessment includes data on the frequency of fire occurrence for each building and cell, self-reports, sprinkler equipment, fire extinguishers, indoor and outdoor fire hydrants, smoke evacuation equipment, air conditioning equipment, self-defense fire fighting pumps, Data related to workers for initial fire fighting activities such as the number of initial responders and proficiency levels, data related to the time until the start of initial fire fighting activities such as the distance between the fire location and the disaster prevention center, and equipment characteristic data (goodness of equipment maintenance and management) Etc.), data on fire fighting activities by the fire station, such as the distance to the nearby fire station, reliability data on the success or failure of fire fighting activities by the disaster prevention equipment and the fire station, etc.
[0107]
In other words, the data for fire risk evaluation is an evaluation of the degree of possibility, that is, the probability that the fire spread area will increase with probability, that is, the probability of a fire Data necessary for risk assessment.
[0108]
Specifically, data to allocate the frequency of fire occurrence in each building and fire frequency, self-fire reports, sprinkler equipment, fire extinguishers, indoor / outdoor fire hydrants, smoke evacuation equipment, air conditioning equipment, and self-defense fire pumps Data related to disaster prevention equipment, etc., the number and proficiency level of initial responders, data related to fire fighting activities such as the distance to the initial fire fighting activities and the distance to the nearby fire department, management characteristics related to the reliability of disaster prevention equipment, etc. It is data.
[0109]
The operation of this building fire risk evaluation apparatus will be described below.
In the case of this building fire risk evaluation apparatus, when the building fire risk evaluation control unit 1 is activated on the PC, a main menu screen as shown in FIG. 2 is displayed.
[0110]
On this main menu screen, a list of already created data is displayed, and input data and analysis results are managed together by the building number and building name registered in the list box.
[0111]
In addition, on the right side of the main menu screen, a data creation button, a calculation execution button, and a graph display button for calculation results are displayed. By clicking each button, input data creation and calculation are performed. Can be executed by calling the function of executing the graph and displaying the graph of the calculation result.
[0112]
In addition, buttons such as new, modify, delete, import, copy and end are displayed at the bottom of the main menu screen. These buttons are buttons for creating new data, modifying old data, deleting old data, importing data in other formats, and copying old data when creating data. In particular, the copy button is for copying old data and creating new data based on the old data.
[0113]
When, for example, a data creation button is clicked on the main menu screen, an input data creation screen as shown in FIG. 3 is displayed. This input data creation screen is provided with a large number of parameter setting buttons relating to buildings that can be analyzed, that is, data check boxes.
[0114]
The input variables are grouped. When it is confirmed that the data of each group is correct, a check mark is displayed by clicking the data check box, so that it can be seen at a glance that the data has been confirmed.
[0115]
Of these data check boxes, for example, when a data check box for building characteristic data is clicked, a building characteristic data setting screen as shown in FIG. 4 is displayed.
[0116]
This building characteristic data setting screen is a screen for inputting variable names belonging to this group, meanings and values of variables, and is provided with a number of detailed data input boxes relating to building characteristics. Each data entry box displays a preset default value.
[0117]
Therefore, the user can use the default value as it is, and can input the data of the group only by inputting the value of the variable to be changed from the default. The default value obtained in this way or the data obtained by changing the default can be created as a building-specific input data set.The
[0118]
If the copy button on the main menu screen is clicked, a copy of the already created data can be made by copying the file. In addition, when an import button is clicked on the main menu screen, for example, data such as CSV format (text format data) can be converted into the data format of this software and used.
[0119]
Thus, when one set of data necessary for building fire risk evaluation is input to a certain building, this one set of data is stored and managed in the database 2 by the input file management function 12.
[0120]
When the calculation execution button on the main menu screen shown in FIG. 1 is clicked, the analysis operation function 13 is activated, and the building fire risk analysis process using the input data (input file) managed in the database 2 is performed. Let the fire risk analysis unit 3 execute it.
[0121]
The building is divided into sections by fire walls / partition walls and fire doors / partition walls, and each section is composed of one or more cells.
[0122]
In the building fire risk analysis unit 3, the building fire evaluation module 31 analyzes the fire spread propagation behavior using these cells as a calculation unit.
[0123]
Specifically, the building fire evaluation module 31 analyzes the subsequent fire progress, that is, the fire spread behavior from the fire phase 1 to 8 on the assumption that a fire occurs in a specific cell.
[0124]
As an analysis result of this fire spread behavior, the elapsed time after the occurrence of the fire and the expansion of the fire spread area, strictly speaking, which cell will spread is calculated. The digital data of the fire spread behavior is stored in the database 2 as a file.
[0125]
In addition, in the building, the asset allocation status varies from cell to cell. For this reason, the building fire evaluation module 31 not only determines how the fire spread area expands over time, but also identifies the cells that will spread the fire so that the elapsed time after the fire has occurred. And the aspect of expansion of burnout amount is also calculated.
[0126]
As a result of this calculation, the building fire evaluation module 31 includes the digital data on the relationship between the elapsed time after the fire and the fire spread area, and the digital data on the relationship between the elapsed time after the fire and the amount of burnout. Is output.
[0127]
The fire risk evaluation module 32 uses the two digital data input from the building fire evaluation module 31 to calculate the risk of fire in the cell, that is, the risk of the building on the assumption of the frequency of fire occurrence. “Risk” means the relationship between the amount of burnout due to fire and the annual excess probability. In addition, the risk includes the relationship between the area burned by fire and the annual excess probability (for convenience).
[0128]
The annual excess probability generally means the probability of fire per year exceeding x = a with respect to the parameter x (burnout amount or burnout area).
[0129]
Therefore, calculating the fire risk is the same as calculating the corresponding annual excess probability for a certain burnout amount or burnout area.
[0130]
The probability that the fire will fall within the burned area (or the amount of burnout) depends on the frequency of fire occurrence, the success or failure of disaster prevention equipment, the success or failure of fire fighting activities, and so on. In addition to these success / failure data, that is, data such as facility reliability, the success or failure of fire extinguishing by human operation, such as fire fighting activities, depends on how much time is available. For this reason, the probability of such success or failure is calculated using the relationship between the elapsed time after the occurrence of fire and the fire spread area calculated by the building fire evaluation module 31. By taking these probabilities into account, the relationship between the area burned by fire and the annual excess probability is calculated.
[0131]
The relationship between the elapsed time after the fire and the fire spread area obtained by the building fire evaluation module 31, the relationship between the elapsed time after the fire and the burnout amount, and the fire burn area obtained by the fire risk evaluation module 32 Each data (digital value) of the relationship between the annual excess probability and the relationship between the amount of burnout due to fire and the annual excess probability is stored in the database 2 as an output file.
[0132]
Here, when the graph display button of the calculation result on the main menu screen in FIG. 2 is clicked, the analysis result plotting function 14 is activated.
[0133]
The analysis result drawing function 14 reads the digital data in the database 2 and executes the drawing process. As a result, for example, digital data of the fire spread propagation behavior calculated by the building fire evaluation module 31
As shown in FIGS. 5 to 8, the spread of the fire spread on the floor of each floor in a time series is displayed graphically.The
[0134]
FIG. 5 shows a burnout state of each floor at a time of time = 0 when a fire breaks out from a certain floor of a four-story building, for example, cell P. “Cell” means a basic calculation unit space that is divided in order to perform a fire analysis of a building to be analyzed. Usually, one room (or one partitioned space) in a building is set as one cell. However, the room or space may be divided into a plurality of cells. In the figure, (1) is phase 1, (2) is phase 2, (3) is phase 3, (4) is face 4, (5) is phase 5, (6) is phase 6, and (7). Indicates phase 7 and (8) indicates face 8.
[0135]
As shown in FIG. 5, at time = 0, it can be seen that only the first-floor source cell P starts to burn out in phase 1.
[0136]
FIG. 6 shows the burnout situation at time = 1000 sec. The source cell P of the fire reaches phase 8, the left and right cells of this cell P also reach phase 4 and 5, and not only the first floor but also the cell. It can be seen that the cell on the second floor just above P also spread in Phase 4.
[0137]
Fig. 7 shows the burnout situation at the time of time = 5000 sec. Many cells on the 1st and 2nd floors have already reached phase 4 or higher, and some cells on the 3rd floor have also entered phase 4 and the fire spread range is on the upper floor. You can see that it is steadily spreading.
[0138]
Fig. 8 shows the state of burning at time = 10000 sec. Phase 4 or higher in the entire area of the first floor, Phase 4 or higher in almost the entire area of the second floor, and some cells on the third floor also reached Phase 8, and the fourth floor It can be seen that there are more areas in Phase 4 and above.
[0139]
In the above graphic display example, each cell was given a phase number due to the limitations of the patent application, indicating the spread of fire, but in addition to this, each cell could be color-coded according to the phase, or a bar graph, etc. It becomes easier to visually recognize the spread of fire.
[0140]
In addition, display multiple different information at the same time, such as displaying the fire spread status in chronological order, that is, displaying an animation, or combining these display methods, for example, simultaneously expressing the room temperature and the fire level. Thus, it is also possible to express the fire phenomenon in a form that is easier for the user to understand.
[0141]
In the present embodiment, the analysis result plotting function 14 is incorporated in the building fire risk evaluation control unit 1 in advance, but separately from the building fire risk evaluation control unit 1, general-purpose software is used and stored in a file. The obtained digital data may be read into general-purpose software and graphically displayed (graphic display).
[0142]
The drawings and data of these analysis results are managed by the analysis result management function 15 in the form corresponding to the input file in the database 2.
[0143]
Here, building fire analysis processing and probabilistic risk evaluation processing will be described with reference to FIG.
[0144]
First, the building fire evaluation module 31 and the fire risk evaluation module 32 read data (building structure, layout, fire prevention equipment, fire fighting activity, etc.) used for analysis and evaluation from the database 2 (S1).
[0145]
The building fire evaluation module 31 first prompts specification of a fire cell parameter.
For example, in the case of an N-story building, fire floor k and (S2) and fire cells (m, n) among a plurality of cells obtained by dividing each floor into basic calculation units are designated (S3). One building is a collection of many (m × n × k) cells, and analysis is performed on the assumption that a fire breaks out from each cell.
[0146]
When the fire cell parameter is specified, the building fire evaluation module 31 prompts the user to specify a parameter such as the opening / closing status of a door installed in each cell. This parameter is specified because the fire spread behavior greatly depends on the open / close state of the fire door / partition door even when the fire cell is specified.
[0147]
When parameters such as the door opening / closing status are designated (S4), the building fire evaluation module 31 then prompts the user to set the time for analysis after the building fire occurs. Note that this time can be set as a fixed value in advance, so that data input at the time of analysis processing can be omitted.
[0148]
When the time is set, the building fire evaluation module 31 executes a building fire analysis process (FIRE: routine name) based on the read data (S5).
[0149]
In this building fire analysis process (FIRE), a specific fire cell,Open / close status of doors installed in each cellThe fire spread behavior of a specific pattern, that is, the relationship between the elapsed time after the fire occurrence and the expansion of the fire spread area, and the relationship between the elapsed time after the fire occurrence and the expansion of the fire spread cell are required. The calculation result digital data is output to the fire risk evaluation module 32. Specifically, each data of elapsed time vs. fire spread area and elapsed time vs. fire spread cell is output.
[0150]
The fire door / partition door is open with some probability and closed with the remaining probability, so after analyzing the fire spread behavior,At the timing when the fire phase changes to 1, 2, and 3 (elapsed time after fire, seconds)It is necessary to perform weighting based on such probability.
[0151]
Therefore, the fire risk evaluation module 32 calculates the specific fire cell, the fire spread area and the annual excess probability based on the data read from the database 2 and the digital data of the calculation result input from the building fire evaluation module 31. Calculate (S6). That is, the relationship between the fire spread area and the annual excess probability in the case of the fire floor k and the fire cell (m, n) is obtained. The main data used for this probability calculation is the frequency of fire occurrence for each fire cell and the failure of disaster prevention equipment.ResponseProbability, time margin for fire fighting, etc.
[0152]
Subsequently, the fire risk evaluation module 32 calculates a fire risk for a specific fire cell and a specific pattern based on the calculated fire spread area and the annual excess probability (S7). That is, the relationship between the damage amount and the annual excess probability in the case of the fire floor k and the fire cell (m, n) is obtained.
[0153]
Thereby, the fire risk evaluation module 32 outputs the relationship between the fire spread area due to fire and the annual excess probability, and the relationship between the amount of burnout due to fire and the annual excess probability as digital data.
[0154]
When the analysis of all the patterns for such a specific fire cell is completed, the fire risk evaluation module 32 then sums up the fire risks of all these patterns (numerical integration) to fire the specific cell. Fire risk when used as a cell is required.
[0155]
By repeating this and completing the calculation for all cells on this floor (floor), the total is calculated to calculate the fire risk when the floor is set as the fire floor (relationship between the amount of fire burnout and the annual excess probability). ) Is calculated (S8).
[0156]
When the calculation is completed for all the floors, all of them are summed up to calculate the fire risk of the building (unit) (relationship between the amount of burnout due to fire and the annual excess probability) (S9), and the calculation ends.
[0157]
Hereinafter, examples that support the configuration described in each claim will be described in addition to the above embodiment. As an embodiment, for example, a virtual TV factory (hereinafter referred to as a virtual TV factory) is assumed,As shown in FIG.Examples will be described.
[0158]
As shown in FIG. 10, the virtual TV factory is composed of 11 sections. There are 10 doors between each compartment, and the fireproof time of the partition walls and fire doors constituting the compartment is as shown in FIG. In the analysis, the virtual television factory is divided into 28 cells (7 × 4).
[0159]
FIG. 10 shows the floor area (m²) Is displayed. Note that the information on the positional relationship of each cell is used to show how to spread between cells, but the geometric shape is not used. It is set.
[0160]
FIG. 11 shows input conditions necessary for calculating the fire spread behavior and the fire phase excess probability for this virtual television factory.
[0161]
The analysis requires input data such as fire settings, fire room settings, equipment related, section related, fire extinguishing activities, fire occurrence frequency, building property value, etc., which are set as shown in FIG. The Tokyo Fire Department model does not consider outdoor fire hydrants and fire pumps (fire engines), but in this example, it is assumed that they are equipped.
[0162]
For virtual TV factories, a series of integrated fire behavior and risk assessmentCalculation exampleWill be explained.
[0163]
In this case, since the number of cells is 28 and the number of doors is 10 in total, which cell fires, 28 ways × (1 door fully closed + 1 door open 10 ways + 2 doors open = 45) to 1568 fire spread scenarios.
[0164]
For each case, the fire behavior is calculated, and the “Relationship between the fire spread area and the elapsed time after the fire” is used to calculate the “Relationship between the fire spread area and the annual excess probability”. The These calculations were performed 1568 times, and by superposing the obtained 1568 risk curves of “relationship between fire spread area and annual excess probability”, the “relationship between fire spread area and annual excess probability” of the virtual TV factory was obtained. It is done. These are calculated automatically.
[0165]
For example, when a fire breaks out in the cell (5, 3, 1), when all 10 doors are closed, the fire behavior is calculated, and the spread of the fire spread area is as shown in FIG.
[0166]
That is, in the fire cell (5, 3, 1), the timing at which the fire phase changes to 1, 2, 3 (elapsed time after the fire, seconds), the fire spread area at that time, and other cells The fire spread timing (seconds) is calculated.
[0167]
FIG. 13 shows the output (partial excerpt) of how the fire phase of each cell progresses with the passage of time after the fire.
[0168]
In this way, for one of the 1568 cases, the relationship between the fire spread area (strictly, the fire spread cell is also specified) and the elapsed time after the occurrence of the fire is calculated.
[0169]
Next, probability calculation for the one case is performed.
For fire extinguishing, the automatic fire alarm system (self-fire alarm) is activated, and the response action is started within the spare time. For example, fire extinguishers and other disaster prevention facilities are activated (not broken) and fire extinguishes. When successful, the fire is extinguished. These evaluation factors are summarized as follows.
[0170]
(1) Probability of operation of disaster prevention equipment (sprinkler, self-report, fire extinguisher, fire hydrant, smoke exhaust equipment, emergency power supply, fire door)
(2) Time from the self-report alert to the start of fire growth
(3) Time required to start action (fire extinguisher, fire hydrant, fire door, smoke exhaust system, air conditioning, 119 report)
(4) Delay time of response action start (Effects of personnel and proficiency)
(5) Implementation probability of initial response action
(6) Success rate of fire extinguisher and indoor fire hydrant
[0171]
Taking a fire extinguisher as an example, its operating probability is ~ 0.99. In addition, an appropriate time is required to perform a fire extinguishing action by the fire extinguisher. As shown in FIG. 14, if the time of the initial response action is long, the probability that the action using the fire extinguisher is in time increases.
[0172]
From the “relationship between the fire spread area and the elapsed time after the fire” calculated from the fire behavior analysis, the elapsed time corresponding to the fire spread area is obtained for a certain fire spread area, and this elapsed time is applied to the horizontal axis of FIG. Thus, the cumulative probability of fire extinguishing action by the fire extinguisher is understood.
[0173]
In this way, when the fire extinguisher can be operated and the fire extinguishing action by the fire extinguisher is in time, if the fire extinguishment by the fire extinguisher is successful (success probability ~ 0.8), the fire extinguishing succeeds. Thus, the fire extinguishing success / failure probability by the fire extinguisher is calculated for a certain fire spread area.
[0174]
In addition, the water discharge start time by the public fire brigade (fire department) is shown in the case of a virtual TV factory based on the confirmation of the fire room, the 119 call, the distance to the nearby fire department, etc. The cumulative probability as shown in FIG.
[0175]
Similar to the example of a fire extinguisher, the `` relation between the fire spread area and the elapsed time after the fire '' calculated from the fire behavior analysis reveals the elapsed time corresponding to the fire spread area for a given fire spread area. Is applied to the horizontal axis in FIG. 15, and the cumulative probability corresponding to the water discharge start time by the fire brigade is found.
[0176]
By performing such calculation for disaster prevention equipment other than the fire extinguisher, the fire spread area and the fire failure probability are calculated. Alternatively, the relationship between the fire spread area and the probability that the fire will exceed this area (excess probability) is calculated.
[0177]
Multiplying this excess probability by the frequency of fire occurrence in the fire cell (~ annual fire occurrence probability), the annual excess probability can be determined.
[0178]
In this way, “relation between the fire spread area and the annual excess probability” is obtained for one of the 1568 cases.
[0179]
In the case of a virtual television factory, such a series of calculations is calculated by 1568 cases, whereby 1568 “relationship between the area of fire spread and the annual excess probability” is calculated.
[0180]
Finally, by superimposing these 1568 curves, as shown in FIG. 16, the “relationship between the fire spread area and the annual excess probability” for the virtual television factory is calculated.
[0181]
In this way, the “relationship between the fire spread area and the (annual) excess probability” (risk curve) is obtained for the virtual television factory.
[0182]
It is used for fire fighting by examining how the risk curve in Fig. 16 changes when parameters such as the structure of disaster prevention equipment, fire resistance time of compartments / partitions, density of combustibles and interior types are changed. Cost can be optimized.
[0183]
Also, for example, assets per unit areavalue(Yen / m²) Is approximated to be uniform, the horizontal axis in FIG. 16 is proportional to the amount of fire burnout (yen).
[0184]
Therefore, by integrating this risk curve, it is possible to calculate the annual expected value of damage due to fire, which is useful information for calculating the rate of fire insurance.
[0185]
continue,nextExamples will be described. here,Of the embodiment of FIG.The embodiment will be described by adding information to the example of the virtual television factory.
[0186]
As shown in FIG. 17, the virtual television factory of this example is composed of 11 sections, and 10 doors are set between the sections, and the fireproof time of the partition walls and fire doors that configure the sections is set. The floor is divided into 28 cells (7 × 4).
[0187]
In this example, a new asset value per unit area (10,000 yen / m²) Differ depending on the application.
[0188]
Although a rough approximation can be considered in which the asset value is uniform across the entire factory, it is practically considered that the damage due to the spread of fire varies depending on the use in the factory.
Therefore, in this embodiment, after reflecting the distribution of such asset values, the “relation between the amount of burnout due to fire and the (annual) excess probability” (risk curve) is calculated.
[0189]
The input conditions for calculating the fire spread behavior and the fire phase excess probability are:Of FIG.This is the same as described in the embodiment.
[0190]
In other words, since the number of cells is 28 and the number of doors is 10 in total, there are a total of 1568 scenarios in the case of up to 2 fires and open doors.
[0191]
For example, when a fire breaks out in the cell (5, 3, 1), when all 10 doors are closed, the fire behavior is calculated as shown in FIG. The changing timing (elapsed time after the fire, seconds), the fire spread area at that time, and the timing (seconds) of the fire spread to other cells are calculated.
[0192]
At this point, it has been calculated which cell (s) have spread over time after the fire has occurred, while the asset value for each cell (yen / m²) Is known.
[0193]
Therefore, by superimposing these two pieces of information, as shown in FIG. 18, the relationship between the elapsed time after the occurrence of the fire and the amount of burnout due to the fire is calculated.
[0194]
Next, probability calculation is performed for this one case. The procedure here isOf FIG.The same as in the case of the example, but in this example, instead of the “relationship between the fire spread area and the elapsed time after the fire”, the “relationship between the amount of burning and the elapsed time after the fire” is used. Is different.
[0195]
For example, in order to calculate the probability that the fire extinguisher use behavior shown in FIG. 14 is in time, the “burning amount and the elapsed time after the occurrence of the fire” calculated from the fire behavior analysis are calculated for a certain burning amount. The elapsed time corresponding to the amount of money is known, and by applying this elapsed time to the horizontal axis of FIG. 14, the cumulative probability of fire extinguishing action by the fire extinguisher is known.
[0196]
Thus, when the fire extinguisher can be operated and the fire extinguishing action by the fire extinguisher is in time, if the fire extinguishing by the fire extinguisher succeeds (success probability ~ 0.8), the fire extinguishing succeeds. Thus, the fire fighting success / failure probability by the fire extinguisher is calculated for a certain burnout amount.
[0197]
The same calculation is made for disaster prevention facilities other than fire extinguishers, and the amount of burnout and the probability of fire failure are calculated. Alternatively, the relationship between the burnout amount and the probability that the fire exceeds the burnout amount (excess probability) is calculated.
[0198]
In this example,Of FIG.Similarly to the embodiment, the annual excess probability is obtained by multiplying the excess probability by the occurrence frequency of the fire in the fire cell (up to the annual fire occurrence probability).
[0199]
In this way, “relation between burnout amount and annual excess probability” is calculated for one of the 1568 cases. By calculating a series of calculations for 1568 cases and superimposing these, the “relation between burnout amount and annual excess probability” for the virtual television factory as shown in FIG. 19 is obtained.
[0200]
Thus, also in this embodiment, “relation between burnout amount and (annual) excess probability” (risk curve) is obtained for the virtual television factory.
[0201]
Optimizing costs for disaster prevention by examining how the risk curve changes when parameters such as the structure of disaster prevention equipment, fire resistance time of compartments / partitions, density of combustibles and interior types are changed It is possible to
[0202]
Also, by integrating this risk curve, it is possible to calculate the annual expected value of damage due to fire, which is useful information for calculating the rate of fire insurance.
[0203]
Furthermore, it can be used to set the exemption limit and payment limit for calculating the rate of fire insurance, and to formulate risk management policies in terms of fire.
[0204]
FIG. 20 shows an example of the output file.
As shown in the figure, the output file contains, for example, the ratio of the burned area to the building area, the ratio of the burnout amount to the total building (ratio of the burned property value to the total building property value), and the burnout premised on fire. Data such as area, amount of burned property (yen), excess probability, annual excess probability, cumulative excess probability, cumulative excess frequency, etc., premised on fire are output.
[0205]
next,nextExamples will be described. The building fire evaluation module 31 of the above embodiment calculates the “relation between the elapsed time after the fire and the burnout amount”, outputs it as digital data, stores it in a file, or displays it in a graph. In the example, once the “relationship between the elapsed time after the fire and the amount of burnout” was obtained, the building structure data was changed and re-established, for example, when the building was subjected to disaster prevention measures such as by strengthening the wall. The digital data obtained by calculation is also displayed together.
[0206]
That is, as shown in FIG. 21, re-evaluation data (data after countermeasures) when the wall is strengthened and data (data before countermeasures) in the current virtual television factory are displayed in a graph on the same screen.
[0207]
This makes it possible to present the fire insurance rate, exemption limit, payment limit, etc., which differ depending on whether disaster prevention measures are taken, to the owner of the building, for example, from the insurance company, and to clearly show the return on investment quantitatively. It can be used for risk consultation, such as proposing appropriate improvement measures.
[0208]
continue,nextExamples will be described. In this embodiment, a virtual building is assumed. The virtual building of this embodiment is 4 stories, and each floor from the 1st floor to the 4th floor is composed of a total of 11 sections, 10 sections indicated by squares and a slightly larger section as shown in FIG.
It is. Each cell coordinate shown in FIG.TypicalShows the cell on the first floor.
[0209]
There are eight doors between the sections, and the positions of the partition walls and the doors constituting the sections are the positions indicated by marks ◯ and Δ in the figure. Mark △ is the opening 8m², Mark ○ is opening 5m²Show the door.
[0210]
At the time of analysis, this virtual building is divided into 120 cells (5 × 6 × 4). It is assumed that the area of each cell is the value shown in FIG.
[0211]
Also in this example,Of FIG.As in the examples, the data required to calculate the fire spread behavior and the fire phase excess probability are as follows: fire setting, fire room setting, equipment related, section related, fire fighting activity, fire occurrence frequency, Enter data such as the property value of the building.
[0212]
As already explained in the above embodiment, this building fire risk assessment device has a model in which a fire spreads to the upper and lower floors through openings to the outer walls, staircases, and ceilings and floors. Is incorporated.
[0213]
The number of cells was 120, and the door was assumed closed in this calculation. The same applies to the case of opening the door.
[0214]
Therefore, in this case, the fire behavior is calculated by the building fire risk analysis unit 3 for 120 cases, and the “relationship between the fire spread area and the elapsed time after the fire” obtained by this calculation is used. , “Relationship between fire spread area and annual excess probability” is calculated.
[0215]
For example, as shown in FIG. 24, when a fire breaks out in the cell (3, 3, 2) on the second floor, the fire behavior is calculated, and with the elapsed time after the occurrence of the fire, The fire spread to the lower cell is calculated.
[0216]
That is, in the fire cell (3, 3, 2), the timing when the fire phase changes to 1, 2, 3 (elapsed time after the fire, seconds), the fire spread area at that time, and other cells The fire spread timing (seconds) is calculated.
[0217]
In this way, for one of the 120 cases, the relationship between the fire spread area (strictly speaking, the fire spread cell is specified) and the elapsed time after the occurrence of the fire is calculated.
[0218]
Next, probability calculation for this one case is performed. This part of the calculation isOf FIG.The contents are the same as those described in the examples.
[0219]
Thus, the relationship between the fire spread area and the probability that the fire will exceed this area (excess probability) is calculated. Moreover, an annual excess probability is calculated | required by multiplying this excess probability by the fire occurrence frequency (-year fire occurrence probability) of a fire cell.
[0220]
In this way, “relation between the fire spread area and the annual excess probability” is obtained for one of the 120 cases.
[0221]
In the case of a virtual building, such a series of calculations is calculated for 120 cases, whereby 120 “relationships between the fire spread area and the annual excess probability” are calculated.
[0222]
By superimposing these 120 curves for each floor (in this case, 30 lines (= x direction 5 × y direction 6), as shown in FIG. 25, on a specific floor (floor). It is possible to obtain the “relationship between the spread area and the (annual) excess probability” when a fire is assumed.
[0223]
Furthermore, in this case, by superimposing 120 (= 30 / floor × 4th floor) over the entire virtual building, as shown in FIG. 26, “relationship between fire spread area and annual excess probability” Is required.
[0224]
In this way, the relationship between the fire spread area and the (annual) excess probability is obtained for the virtual building. Also,Shown in FIG.The “relation between the amount of burnout due to fire and the (annual) excess probability” can be obtained in the same manner by combining with the embodiment.
[0225]
By examining how these risk curves change when changing parameters such as the structure of disaster prevention equipment, the fire resistance time of compartments and partitions, the density of combustibles and the type of interior, for high-rise buildings, Costs used for fire fighting can be optimized. By integrating this risk curve, the annual expected value of fire damage can be calculated, and the calculation result is useful information for calculating the fire insurance rate for high-rise buildings.
[0226]
continue,nextExamples will be described. This example is an example of a virtual TV factory,Shown in FIG.An Example is described according to an Example.
[0227]
For virtual TV factories,Of FIG.In the embodiment, the asset value per unit area (yen / m²) Differed depending on the purpose of the office or warehouse in the factory.
[0228]
Of FIG.The example shows the distribution of such asset values (yen / m²), The “relation between the amount of burnout due to fire and the (annual) excess probability” (risk curve).
[0229]
ThisThe fruitIn the example, the distribution of asset values of facilities and equipment stored in these cells (yen / m²) Plus the asset value of the building itself (yen / m² Or circle / cell). In addition, the input to calculate the fire spread behavior and the excess probability of the fire phase, the calculation procedure of the fire spread behavior, etc.Shown in FIG.It is the same as that of an Example.
[0230]
It is calculated which cell (s) are spread over time after the fire has occurred, while the asset value in each cell (yen / m²), And the asset value of each cell as a building (yen / m²Or circle / cell).
[0231]
Therefore, by superimposing these two pieces of information, the relationship between the elapsed time after the occurrence of the fire and the amount of burnout due to the fire is obtained.
[0232]
The followingShown in FIG.Similar to the embodiment, the “relation between burnout amount and annual excess probability” for the virtual TV factory is calculated for the asset value that combines the assets in the cell and the assets of the cell itself.
[0233]
Since the risk information obtained in this way, that is, the curve of the relationship between the amount of burnout and the annual excess probability, considers both the assets in the building and the asset value of the building itself, the optimal cost for disaster prevention , Calculation of fire insurance rate, setting of immunity limit and payment limit, and development of risk management policy from the point of fire. In addition, if the assets in the building are fluid and you want to see the asset loss risk due to fire for the asset value of the building itself, or check the impact of the liquidity of the assets in the building by sensitivity analysis, etc. It is efficient in doing business.
[0234]
Less than,nextExamples will be described. In this embodiment, as described above.FIG.In this embodiment, the fireproof time from when a section in the building that is not in contact with the outside air becomes a result fire until the surrounding wall of the section collapses is input by an input means (not shown). For example, as a variable representing a fire resistance variable, a variable [igrade] defined by the general fire resistance time setting described in the section 1.3 of the related art is introduced. That is, the wall or the like has a value of a variable igrade (m, n, k, l) representing a fireproof time for a wall (or floor or ceiling) existing in the direction l in the cell (m, n, k). It is determined as follows according to fire resistance.
igrade (m, n, k, l) = 0 In the case of a fire-resistant wall (+ class fire door)
              = 1 In the case of a fire-proof wall (+ B-type fire door or higher)
              = 2 For non-combustible partition walls (+ non-combustible doors)
              = 3 For partition walls (+ doors) other than the above
              = 4 When the door is open
  Here, in the direction l, l = 1 represents east, 2 represents west, 3 represents north, 4 represents south, 5 represents ceiling, and 6 represents floor. Depending on the value of igrade (m, n, k, l) determined in this way, when time = 0, time = 3600 seconds, when time = 1, 1200 seconds, when time = 2, time = 600 seconds, when time = 300 seconds, In this case, time = 0 sec is set as each fireproof time. Thus, the fire resistance time determined for each direction for each cell, which is input by specifying the value of igrade (m, n, k, l), is stored as one parameter of the building fire evaluation data in the database 2, and this parameter is stored. The analysis considering detailed fireproof time setting based onOf FIG.Based on the examples.
[0235]
continue,otherExamples will be described. In this embodiment, a virtual television factory is taken as an example. The virtual television factory of this embodiment is composed of 11 sections as shown in FIG. There are 10 doors between each compartment, and the fireproof time of the partition walls and fire doors constituting the compartment is a numerical value in () shown in the wall position in the figure. In the analysis, the virtual television factory is divided into 28 cells (7 × 4).
[0236]
FIG. 17 shows the floor area (m²) Is displayed. Note that the information on the positional relationship of each cell is used to show how to spread between cells, but the geometric shape is not used. It is set. Also, the asset value per unit area (10,000 yen / m²) Is also displayed.
[0237]
The inputs required to calculate the fire spread behavior and the fire phase excess probability are:Of FIG.Examples are data such as fire settings, fire room settings, equipment related, section related, fire extinguishing activities, fire occurrence frequency, building property value, and the like.
[0238]
Since the number of cells is 28 and the number of doors is 10 in total, there are a total of 1568 scenarios in the case of up to 2 fires and open doors.
[0239]
The building fire risk analysis unit 3 calculates the fire behavior for each case and uses the relationship between the fire spread area and the elapsed time after the fire. A probability relationship is calculated.
[0240]
These calculations are performed 1568 times, and by superimposing the obtained 1568 “relationship between fire spread area and annual excess probability” curves, the “relationship between fire spread area and annual excess probability” of the virtual TV factory is obtained. . These calculations are performed automatically.
[0241]
For example, when a fire breaks out in the cell (5, 3, 1), when all 10 doors are closed, the fire behavior is calculated and the fire spread area is expanded as shown in FIG.
[0242]
That is, in the fire cell (5, 3, 1), the timing at which the fire phase changes to 1, 2, 3 (elapsed time after the fire, seconds), the fire spread area at that time, and other cells The fire spread timing (seconds) is calculated.
[0243]
In this way, for one of the 1568 cases, the relationship between the fire spread area (strictly speaking, the fire spread cell is specified) and the elapsed time after the occurrence of the fire is calculated.
[0244]
Next, probability calculation for this one case is performed.Shown in FIG.As described in the embodiments, fire extinguishing is determined by disaster prevention equipment, initial response behavior, operation probability, implementation probability, success probability, etc. of public fire engines. This example is widely used in the field of reliability engineering to calculate the probability of success or failure of fire extinguishing, in other words, whether the fire phase will progress (extinguish) or converge Use fault tree analysis methods and event tree analysis methods.
[0245]
Hereinafter, usage examples of the fault tree analysis method and the event tree analysis method will be described.
First, the modeling of the fire phase will be described.
Event tree analysis is a method for expressing the scenarios when disaster prevention and mitigation activities along the way are successful and failing with an event tree and evaluating the probability (or frequency of occurrence) of each scenario.
[0246]
In fire risk assessment, event tree analysis can be used to assess whether a fire stays in each phase or progresses to higher phases.
[0247]
Here, in the case where a fire breaks out from the electrical room [cell (4, 4)] of the virtual TV factory, the event progress up to phase 6 is modeled by the event tree of FIG. An example of quantitative evaluation of the probability of reaching each phase will be described. In order to simplify the explanation, it is assumed that all doors are closed.
[0248]
Each branch of the event tree corresponds to the probability of failing to converge at each event, in this case, the excess probability of each phase.
[0249]
Since the failure probability of each phase is a combination of failure of disaster prevention activities in each phase, it is evaluated by fault tree analysis. For this reason, each of the phases 1 to 5 was modeled with the following fault tree that combines failure of disaster prevention activities in each phase.
[0250]
-Fault tree for exceeding Phase 1 (Figures 28-29)
・ Fault tree for exceeding Phase 2 (Figures 30 to 32)
・ Fault tree for exceeding Phase 3 (Figures 33-35)
-Fault tree for exceeding Phase 4 (Figures 36-37)
-Fault tree for exceeding Phase 5 (Figures 38-39)
[0251]
Next, the quantitative evaluation of the fire phase occurrence probability will be described.
28 to 39 are quantitatively evaluated to evaluate the excess probability of each fire phase, and the evaluation result is used as the branch probability of the event tree of FIG. Evaluate the probability of occurrence.
[0252]
Note that these calculations can also be performed by a general-purpose reliability evaluation support system.
[0253]
The following shows the probability calculation result (fire phase excess probability) by the fault tree method and the probability calculation result (fire phase occurrence probability) by the event tree method for each face.
[0254]
[Table 3]

[0255]
As described above, according to the building fire risk evaluation apparatus of the present embodiment, when performing building analysis evaluation, the fire analysis and the success probability of the disaster prevention equipment are coupled and solved, and the indoor distribution of asset values is taken into account. The risk cost and cumulative damage probability can be calculated by calculating the fire analysis / probabilistic risk analysis of the target building from hundreds to tens of thousands of times. Since the indicators can be given and the effects of building improvements and disaster prevention facilities can be compared relatively, risk consultation can be used as a means to quantitatively demonstrate the return on investment and formulate appropriate improvement proposals. Can be used.
[0256]
As a result, as an insurance company's profit, the reliability of quantitative risk assessment has improved, making it possible to calculate more appropriate fire insurance premiums for fire risks that cannot be handled in the fire insurance statistical data. Stabilization can be achieved.
[0257]
In addition, the building fire risk assessment device of this embodiment also enables risk assessment for indirect damages such as loss of profits that accompany building fires and human damage due to death or injury to personnel in the building. The return on investment including these risks can be quantified.
[0258]
Furthermore, according to the building fire risk evaluation apparatus of this embodiment, the investment cost and improvement required for improving the building and the facilities attached thereto are not improved based on the evaluated fire risk cost. The amount of fire loss in the case can be presented (advice) to the insured, and rational improvement measures can be proposed.
[0259]
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment.
The methods described in the above-described embodiments can be stored in a storage medium as a program that can be executed by a computer, and can be applied to each device, or can be transmitted through a communication medium and applied to various devices.
[0260]
In this case, the processing in each embodiment becomes possible by the computer reading out the software (program) stored in the storage medium.
The storage medium in the present invention can store programs such as a magnetic disk, floppy disk, hard disk, optical disk (CD-ROM, CD-R, DVD, etc.), magneto-optical disk (MO, etc.), semiconductor memory, etc. As long as it is a computer-readable storage medium, the storage format may be any form.
[0261]
In addition, based on instructions from a program installed on a computer from a storage medium, an OS (operating system) running on the computer, database management software, MW (middleware) such as network software, and the like implement this embodiment. A part of each process for performing the processing may be executed.
[0262]
Further, the storage medium in the present invention is not limited to a medium independent of a computer, but also includes a storage medium in which a program transmitted via a LAN, the Internet, or the like is downloaded and stored or temporarily stored.
[0263]
Further, the number of storage media is not limited to one, and the case where the processing in the present embodiment is executed from a plurality of media is also included in the recording medium of the present invention, and the media configuration may be any configuration.
[0264]
The computer according to the present invention executes each process according to the present embodiment based on a program stored in a storage medium, and a single device such as a personal computer or a plurality of devices are connected to a network. Any configuration such as a system may be used.
[0265]
In addition, the computer in the present invention is not limited to a personal computer, but includes an arithmetic processing device, a microcomputer, and the like included in an information processing device, and is a generic term for devices and devices that can realize the functions of the present invention by a program. .
[0266]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the storage storing the building fire environment information including the conditions related to the structure and specifications of the building and the conditions for causing the fire, and the information relating to the risk when the fire occurs in the building is stored. The building fire environment information is read from the means, the fire phenomenon that spreads after the fire occurs is analyzed in time series, the information about the risk is read from the storage means, and the read risk information and the analyzed fire phenomenon Since the risk of building fire is probabilistically evaluated based on this, building fire insurance premiums can be calculated according to the structure and risk of individual buildings.
In addition, it is possible to provide consultation on safer fire prevention / reduction measures for insured persons who intend to provide fire insurance for buildings.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a building fire risk evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a main menu screen in the building fire risk evaluation apparatus.
FIG. 3 is a diagram showing an input data creation screen in the building fire risk evaluation apparatus.
FIG. 4 is a diagram showing a building characteristic data setting screen in the building fire risk evaluation apparatus.
FIG. 5 is a diagram showing an example (time = 0) of graphically displaying a time-series spread of fire spread on each floor of a building.
FIG. 6 is a diagram showing an example (time = 1000) of graphically displaying the time-series spread of fire spread on each floor of a building.
FIG. 7 is a diagram showing an example (time = 5000) of graphically displaying a time-series spread of fire spread on each floor of a building.
FIG. 8 is a diagram showing an example (time = 10000 time point) of graphically displaying a time-series spread of fire spread on each floor of a building.
FIG. 9 is a flowchart showing building fire analysis processing and probabilistic risk evaluation processing in the building fire risk evaluation apparatus;
FIG. 10 is a diagram illustrating a building shape and a floor configuration (example) of a virtual television factory assumed for sample calculation.
FIG. 11 is a diagram showing input conditions for analysis of a virtual television factory.
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the fire spread area and the elapsed time after the occurrence of a fire (virtual TV factory, fire room only)
FIG. 13 is a diagram showing an example (output data excerpt) of a calculation result of fire behavior when it is assumed that a fire has occurred from a cell (5, 3, 1).
FIG. 14 is a diagram showing the probability of initial response action (fire extinguisher use action is in time).
FIG. 15 is a diagram showing a distribution of water discharge start times by the fire brigade.
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the burnout area and the (annual) excess probability (in the case of a virtual TV factory).
FIG. 17 is a diagram showing a building shape and a floor configuration of a virtual television factory assumed for sample calculation (an example in which an asset value distribution is added).
FIG. 18 is a diagram showing the relationship between the elapsed time after the occurrence of a fire and the amount of burnout due to the fire.
FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the amount of damage and the annual excess probability.
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of an output file.
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a graph in which a case where a wall is strengthened and a case of a current virtual television factory are displayed on the same screen.
FIG. 22 is a diagram showing a building shape of a virtual building and a floor divided into cell units.
FIG. 23 is a diagram illustrating the area of each cell of a virtual building.
FIG. 24 is a diagram showing fire behavior when a fire breaks out in a cell on the second floor.
FIG. 25 is a diagram showing a relationship (for each floor) between a fire spread area and (annual) excess probability for a virtual building when a fire breaks out from a specific floor;
FIG. 26 is a diagram showing a calculation result (entire building) of a fire spread area and (annual) excess probability for a virtual building when a fire breaks out from a specific floor.
FIG. 27 is a diagram showing an example in which a fire from an electric room (all doors closed) is modeled by an event tree.
FIG. 28 is a diagram showing a fault tree (1/2) for exceeding phase 1;
FIG. 29 is a diagram showing a fault tree (2/2) for exceeding phase 1;
FIG. 30 is a diagram illustrating a fault tree (1/3) for exceeding phase 2;
FIG. 31 is a diagram showing a fault tree (2/3) for exceeding phase 2;
FIG. 32 is a diagram showing a fault tree (3/3) for exceeding phase 2;
FIG. 33 is a diagram showing a fault tree (1/3) for exceeding phase 3;
FIG. 34 is a diagram showing a fault tree (2/3) for exceeding phase 3;
FIG. 35 is a diagram showing a fault tree (3/3) for exceeding phase 3;
FIG. 36 is a diagram showing a fault tree (1/2) for exceeding phase 4;
FIG. 37 is a diagram showing a fault tree (2/2) for exceeding phase 4;
FIG. 38 is a diagram showing a fault tree (1/2) for exceeding phase 5;
FIG. 39 is a diagram showing a fault tree (2/2) for exceeding phase 5;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Building fire risk evaluation control part, 2 ... Database, 3 ... Building fire risk analysis part, 31 ... Building fire evaluation module, 32 ... Fire risk evaluation module.

Claims (7)

Three-dimensional spatial coordinates of a section composed of cells, which are one or more basic calculation unit spaces divided and partitioned by walls and doors inside the building, and configuration information including the fireproof time of the cells, accommodated in each of the cells Building fire environment information including asset value per unit area of installed equipment, data showing the installation status of fire extinguishing equipment and / or fire fighting equipment in the building, frequency of fire occurrence for each fire cell, failure of disaster prevention equipment Storage means for storing probability, fire safety activity time margin, and fire risk assessment data indicating the relationship between cumulative probability of successful fire extinguishing,
Based on the building fire environment information stored in the storage means, the fire spread area showing the relationship between the elapsed time and the expansion of the fire spread area in the initial stage after the fire occurred in a concentric fire spread model obtained in advance And a burnout amount obtained by multiplying the fire spread area by the asset value per unit area of the fire cell, and the elapsed time after the initial stage exceeds the fire resistance time of the fire cell included in the configuration information. A burnout amount obtained by multiplying the area and the area of the fire spread cell by the asset value per unit area of the cell, and the area of the cell to be spread adjacent to the fire spread cell and the fire spread when the fire resistance time of the fire spread cell is exceeded. A calculation means for calculating a fire spread area and a burnout amount indicating a burnout amount obtained by multiplying the cell area by the asset value per unit area of the cell;
Means for designating parameters of the open / close status of the doors of each section;
Based on the setting of each pattern composed of the specified combination of parameters, the data indicating the relationship between the fire spread area or the amount of burnout and the elapsed time calculated by the calculation means, the failure rate of the disaster prevention equipment, and From the relationship between the time margin of fire fighting activity and the cumulative probability that fire extinguishes succeed, the burnout amount or the failure response probability of fire extinguishing activity before the spread of fire to the fire spread area is obtained, and the burnout amount or the Means for calculating an excess probability, which is the probability of exceeding the fire spread area, and calculating the annual excess probability by multiplying the excess probability by the frequency of fire occurrence of the fire cell;
Fire probability of one floor caused by a fire with a specific cell as a fire cell by averaging the probability of exceeding the burnout amount or the fire spread area for each pattern and averaging the annual excess probability And a means for calculating the fire risk of the entire building by summing up the fire risks calculated by repeatedly calculating the fire risk by changing the fire cell and changing the floor. Building fire risk evaluation device characterized by. In the building fire risk evaluation apparatus according to claim 1,
Storage means for storing the fire spread area and burnout amount calculated by the calculation means;
The fire spread area and burnout amount of the fire changed to data when disaster prevention measures were taken for the building and recalculated by the calculation means, and the fire spread area and burnout amount of the fire stored in the storage means A building fire risk evaluation apparatus comprising: means for outputting in numerically or visually comparable form. In the building fire risk evaluation apparatus according to claim 1,
The calculating means includes
A building fire comprising means for calculating, as a fire phenomenon, at least one of a process in which a fire that has occurred in a certain section of the building spreads to adjacent sections and a process that spreads to upper and lower sections Risk assessment device. In the building fire risk evaluation apparatus according to claim 1,
Building fire environment information to be input to the storage means, information on risks related to building fire, default value setting means for various parameters,
Means for prompting the input of data indicating the default value of the default value setting means when inputting data to be stored in the storage means;
A building fire risk evaluation apparatus, comprising: data management means for storing the default value or the data input by the means for prompting the input of data in the storage means as a building-specific input data set. In the building fire risk evaluation apparatus according to claim 1,
An input means for inputting a fireproof time from the time when a section that is not in contact with outside air in the building becomes a high-rise fire until the wall around the section collapses;
A building fire risk evaluation apparatus comprising: means for storing the fireproof time input by the input means in the storage means as the fireproof time of the cell of the building fire environment information calculated by the calculating means. Configuration information including three-dimensional spatial coordinates of a section composed of one or a plurality of basic calculation unit spaces partitioned by a computer and divided by walls and doors, and the cell's fire resistance time, each of the cells Building fire environment information including the asset value per unit area of equipment and equipment housed in the building, data indicating the installation status of fire extinguishing equipment and / or fire fighting equipment in the building, frequency of fire occurrence for each fire cell, disaster prevention equipment Reading the building fire environment information from storage means storing fire risk evaluation data indicating the relationship between the probability of non-response, the time margin of fire fighting activity and the cumulative probability of success of fire fighting,
Based on the building fire environment information read out by the computer, the fire spread area and the fire spread area shown in a concentric fire spread model obtained in advance, the relationship between the elapsed time and the spread of fire spread in the initial stage after the fire occurred, and this Burnout amount obtained by multiplying the fire spread area by the asset value per unit area of the fire cell, the area of the fire spread cell when the elapsed time after the initial stage exceeds the fire resistance time of the fire cell included in the configuration information, and The burnout amount obtained by multiplying the area of the fire spread cell by the asset value per unit area of the cell, and the area of the cell to be spread adjacent to the fire spread cell when the fire resistance time of the fire spread cell is exceeded, and the Calculating a fire spread area and a burnout amount indicating a burnout amount by multiplying the area by the asset value per unit area of the cell; and
When the parameters of the door opening / closing status of each section are designated, the computer calculates the fire spread area or burnout amount and elapsed time of the fire based on the setting of each pattern composed of the designated combination of parameters. Fire fighting activity before the spread of fire to the amount of burnout or the fire spread area from the relationship between the data indicating the relationship between the fire and the failure probability of the disaster prevention equipment, and the time margin of fire fighting activity and the cumulative probability of successful fire fighting The probability of failure of the fire is calculated, the excess probability that is the probability of exceeding the burnout amount or the fire spread area is calculated from these probabilities, and the annual excess probability is calculated by multiplying the excess probability by the fire occurrence frequency of the fire cell. And the stage of
One floor resulting from a fire in which the computer averages the burnout amount or the spread of fire area for each pattern and the probability of exceeding the burnout area and averages the annual excess probability as a fire cell. Calculating the fire risk of the entire building by calculating the fire risk of the entire building by totalizing the fire risks obtained by changing the fire cell and changing the floor repeatedly. A building fire risk evaluation method characterized by comprising: In a storage medium storing a program for causing a computer to execute processing,
In the computer,
Three-dimensional spatial coordinates of a section composed of cells that are one or more basic calculation unit spaces divided and partitioned by walls and doors inside the building, and configuration information including the fire-resistant time of the cells, accommodated in each of the cells Building fire environment information including asset value per unit area of installed equipment, data showing the installation status of fire extinguishing equipment and / or fire fighting equipment in the building, frequency of fire occurrence for each fire cell, failure of disaster prevention equipment The building fire environment information is read out from the storage means storing the probability, the time margin of the fire fighting activity and the fire risk evaluation data indicating the relationship between the cumulative probability that the fire fighting succeeds,
Based on the building fire environment information, the relationship between the elapsed time and the expansion of the fire spread area in the initial stage after the fire occurred is shown in a concentric fire spread model obtained in advance, and the fire spread area of the fire cell The amount of burnout multiplied by the asset value per unit area, the area of the fire spread cell and the area of this fire spread cell when the elapsed time after the initial stage exceeds the fire resistance time of the fire cell included in the configuration information The amount of burnout multiplied by the asset value per unit area of the cell, and the area of the cell to spread adjacent to the fire spread cell and the area of the fire spread cell when the fireproof time of the fire spread cell is exceeded Calculate the fire spread area and burnout amount, which indicates the amount of burnout multiplied by the asset value per unit area,
When the parameters of the door opening / closing status of each section are designated, based on the setting of each pattern consisting of the designated combination of the parameters, the calculated fire spread area or burnout amount and the relationship between the elapsed time and The failure rate of fire extinguishing activity before the spread of fire to the amount of burning or the fire spread area from the relationship between the data shown, the probability of failure of disaster prevention equipment, and the time margin of fire fighting activity and the cumulative probability of success of fire extinguishing And determining the excess probability that is the probability of exceeding the burnout amount or the fire spread area from these probabilities, and calculating the annual excess probability by multiplying the excess probability by the fire occurrence frequency of the fire cell,
Fire probability of one floor caused by a fire with a specific cell as a fire cell by averaging the probability of exceeding the burnout amount or the fire spread area for each pattern and averaging the annual excess probability is calculated, the calculation of the fire risk, changing the fire cell and by summing the respective fire risk determined performed repeatedly by changing the floor, said program for calculating the fire risk across the building computer A storage medium characterized by being readable.

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