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高大空间钢结构建筑越来越被广泛运用于新型建筑中,如超级商场、会展中心、体育馆、高铁站等。其存在规模大、面积广、空间高、结构特殊、人员密等特性,这对火灾预防和扑救提出了新的要求。本文通过可用安全疏散时间(ASET)和必需安全疏散时间(RSET)衡量火灾风险。可用安全疏散时间是火灾发生后建筑内环境达到人员无法生存的时间,生存威胁主要包括高温热损伤、烟气的生理毒性和建筑坍塌造成的机械伤。必需安全疏散时间是指从火灾发生开始,人员逃离至安全区域的时间,主要包括火灾报警时间、人员预动作时间和疏散行动时间三部分。基于火灾过程中的物质交换与热量交换,本文建立起烟气填充模型、烟气温升模型和钢结构温升模型。然后通过全尺寸实验、钢结构传热实验和FDS、Matlab与Fluent软件耦合模拟的方式验证理论的可靠性。6次实验与9次模拟显示烟气温升理论值和实验值的平均误差为14.51%,烟气填充的平均误差为12.55%,钢构件升温的平均误差为18.67%。基于火灾中人员疏散的行为特征和建筑特性建立必需安全疏散时间模型,具体为火灾报警时间模型、人员预动作时间模型和疏散行动时间模型。然后通过Pathfinder软件模拟疏散行动过程,理论值与模拟值平均误差为9.59%。这表明可以使用上述模型评估火灾风险,但是火灾的发生、发展和人员疏散过程同时具备确定性和随机性。一方面,其遵循火灾理论和统计规律,另一方面,其受到许多不确定参数的影响。本文将火灾增长系数和过火面积作为随机性参数,输入至火灾风险评估模型并通过Maltab软件经过拉丁超立方抽样运算,建立起火灾中单风险和多风险因素影响下的概率模型。抽样结果显示:仅考虑单风险影响,烟气填充导致建筑存在伤亡的可能性为17.75%,高温导致建筑存在伤亡的可能性为12.04%,结构坍塌导致建筑存在伤亡的可能性为2.54%。若考虑多风险影响,该建筑存在伤亡概率为18.13%。把建筑中每一个体疏散过程独立分析,建筑中所有人员伤亡概率为3.97%,最终依据抽样结果建立起随机性风险的分布函数。