建筑電氣畢業(yè)設(shè)計外文翻譯及譯文

1、附錄一：中文譯文消防系統(tǒng)運行可靠性的估計在過去的三年中，美國國家標準技術(shù)研究所（NIST）已經(jīng)在研究開發(fā)一種新的加密標準，以確保政府的信息安全。該組織目前正處于為新的先進加密標準（AES）選擇一個或幾個算法或數(shù)據(jù)打亂公式的開放過程的最后階段，并計劃在夏末或秋初作出決定。此標準內(nèi)定明年實施。Richard W. Bukowski：體育，高級工程師，瑟斯堡建筑及消防研究實驗室的MST，美國醫(yī)學博士20899-8642；Edward K. Budnick：體育，巴爾的摩休斯聯(lián)合公司副總裁 ，美國醫(yī)學博士21227-1652；Christopher F. Scheme1，克里斯托弗計劃1，巴爾的摩休斯

2、聯(lián)合公司化學工程師、美國醫(yī)學博士21227-1652； 前言 背景資料：為執(zhí)行特定功能而設(shè)計和安裝的美國消防計劃。例如，自動噴水滅火系統(tǒng)目的在于控制或撲滅火災(zāi)。為此： 自動滅火系統(tǒng)必須長開，即能滿足火災(zāi)地所需水量達到控制或消滅火災(zāi)，火災(zāi)探測系統(tǒng)是為了盡早提供火災(zāi)預(yù)警通報來通知樓內(nèi)人員安全逃生，并提供消防通知，使其他的消防組成部分開啟(例如，特殊滅火系統(tǒng)、排煙系統(tǒng))。兩種消防系統(tǒng)啟動(檢測)和(警報)必須達到盡早報警。建筑防火墻的一般設(shè)計目的為：限制火災(zāi)蔓延的程度和保持建筑物的結(jié)構(gòu)的完整，以及在火災(zāi)發(fā)生時保護逃生路線的安全性。為了做到這一點，特殊的消防系統(tǒng)必須按標準測試及保持特殊消防系統(tǒng)完整性的

3、特點.。消防系統(tǒng)的組成部分如探測系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、防火墻的可靠性，在于提高基于設(shè)計基礎(chǔ)上的聯(lián)合演習的細節(jié)分析的投入。在安全系統(tǒng)方面，有幾個可靠性要素包括有效和能使用的可靠性，運行可靠性能提供一定程度的概率，即消防系統(tǒng)在需要時運行。運行可靠性能在特定的火災(zāi)情況下利用起特點成功完成起任務(wù)的一種檢測手段。前者是系統(tǒng)組成和可靠性的評估，而后者是系統(tǒng)設(shè)計適宜性的評估。這項研究的范圍僅限于運行可靠性的評估，其主要原因是在于來自文獻資料內(nèi)容的可靠性。除了這項業(yè)務(wù)區(qū)分可靠性和性能，無條件評估的可靠性和故障估計的研究范圍也會在失控的火災(zāi)中列出。在該文件的后面將會提供這些條款的討論。 研究范圍：這份文件中提供了

4、關(guān)于(1)火災(zāi)探測(2)有限范圍內(nèi)的自動滅火(3)防火墻的運行可靠性和執(zhí)行可靠性的一些觀點。一般而言，火災(zāi)檢測的可靠性大都在于煙氣檢測或火災(zāi)報警系統(tǒng)。自動噴頭構(gòu)成了大部分的自動滅火的數(shù)據(jù)，防火墻包括分區(qū)防火和圍墻的完整性。應(yīng)當指出，在某些情況下，該文獻不會超出一般"火災(zāi)探測" 或"自動滅火"的范疇和要求假設(shè)具體類型消防系統(tǒng). 幾項研究報告估計了火災(zāi)探測的可靠性和自動滅火系統(tǒng)計劃。然而，對被動防火系統(tǒng)如防火分區(qū)的詳細評估很少被發(fā)現(xiàn)，如根據(jù)有限的統(tǒng)計資料經(jīng)分析后，被用來歸納包括評估和不確定的關(guān)聯(lián)性等信息。后者的作用僅限于文獻資料在檢測和滅火時的評估。防火分區(qū)

5、的可靠性也包括與之關(guān)聯(lián)的不可靠數(shù)據(jù)。這份報告列出了與放火系統(tǒng)相關(guān)的可靠性原理。為了回顧分析和重要發(fā)展以及數(shù)據(jù)概括，在文獻檢索時被完成。該文獻中適用于噴頭、煙霧偵測系統(tǒng)可靠性的數(shù)據(jù)已經(jīng)被分析篩選。這些數(shù)據(jù)是描述防火系統(tǒng)運行可靠性在均值和95%的置信區(qū)間時的可靠性?？煽啃苑治龅脑碓谖墨I中的數(shù)據(jù)可靠性和相關(guān)分析上有很大的變化?；旧?，可靠性是一種概率的估計，即一個系統(tǒng)或其組成部分在一定時間內(nèi)按照設(shè)計正常運行，其組成部分在正常運行或預(yù)期壽命的時間中。這一時期是“改寫”的一個組成部分，是每次測試都發(fā)現(xiàn)是運行正常的一個時。因此，系統(tǒng)及其組成部件越經(jīng)常測試和維修保養(yǎng)，他們就越為可靠。這種形式的可靠性就叫做

6、無條件。 系統(tǒng)正常運行的可靠性是無條件的概率的估計。有條件的可靠性是對所提及的兩件事情的估計，即發(fā)生火災(zāi)和消防系統(tǒng)成功運行在同一個時間內(nèi)發(fā)生?？煽啃怨烙嫴⒉徽J為火災(zāi)發(fā)生的幾率是無條件的估計。涉及到運行可靠性的其他兩個重要概念是安全故障和危險故障。無火災(zāi)發(fā)生時，消防系統(tǒng)卻運行叫做安全故障。一個常見的例子就是一個煙霧探測器的假報警現(xiàn)象。發(fā)生火災(zāi)時而消防系統(tǒng)卻不起作用，這叫做危險故障。在這項研究中不能有效使用的概率(1-可靠性估計)稱為危險故障?；馂?zāi)期間自噴系統(tǒng)不能運行或者運行系統(tǒng)不能控制或撲滅火災(zāi)都是這種類型的失誤。整個系統(tǒng)的可靠性取決于各個組成部分的可靠性及其相應(yīng)的失敗率，系統(tǒng)組成部分的相互依存

7、性，安裝后系統(tǒng)及其組成部分在維修和測試時所出拒的評估。考慮到關(guān)鍵的可靠性時也涉及到消防系統(tǒng)的性能。系統(tǒng)性能被定義為某一特定系統(tǒng)的能力，為完成其設(shè)計安裝的任務(wù)。例如：被評估為性能分離的系統(tǒng)，是基于在火災(zāi)期間各個組成部分在保持建筑物的構(gòu)造和防止火災(zāi)蔓延時的作用。系統(tǒng)性能根據(jù)其各個組件控制火災(zāi)蔓延的程度來界定。性能可靠性評估所需要的數(shù)據(jù)在于，消防系統(tǒng)在一般和大規(guī)模火災(zāi)情況下完成設(shè)計目的的程度，性能可靠性的數(shù)據(jù)通過復檢這些數(shù)據(jù)的來源。因為這些作用取決于顯示數(shù)據(jù)的內(nèi)容，因此，這不是某單方面的作用。各種類型系統(tǒng)失敗的原因通常分為幾大類：安裝錯誤，設(shè)計錯誤，制造/設(shè)備缺陷，缺乏保養(yǎng)，超過設(shè)計限額和環(huán)境因素，

8、有幾種方法可以利用以減少失敗的概率，這些方法包括：(1)冗余設(shè)計，(2)積極監(jiān)測故障，(3)提供最簡單的系統(tǒng)(即最少的部件)為解決危險，以及(4)一個設(shè)計檢驗、測試、維修計劃。這些運行可靠性的概念都是重要的，當運行可靠性評估在溫憲忠報道時，因為在某一分析中用到的資料，可靠性評估可能用到一個或多個上述概念，在這一范圍內(nèi)閱讀這一文獻時可酌情處理，大部分數(shù)據(jù)是從支持這份論文的文獻中獲取得，這些文獻卻符合在無條件運行可靠性！文獻檢索文獻檢索是搜集各種類型消防系統(tǒng)可能性的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被認為與安全計劃有關(guān)：自動滅火，自動檢測，和消防隔離。文獻檢索的目的是獲得特殊系統(tǒng)的運行可靠性評估，這些特殊系統(tǒng)中每一種

9、類型的消防系統(tǒng)都為一般的居住物（如住宅，商業(yè)建筑和公用建筑）。信息來源包括全國火災(zāi)事故的數(shù)據(jù)資料，美國國防部安全記錄工業(yè)和住房的特殊研究，工業(yè)保險歷史記錄和檢查報告的公開文獻和試驗數(shù)據(jù)。試點工作和火災(zāi)測試結(jié)果的報告只有在火災(zāi)探測、自動滅火或者防火隔離計劃時被明確評價是被利用，測試系統(tǒng)用于資格核準或列表，并且用于審查失效方式的資料，英國公布的數(shù)據(jù)也包括日本、澳大利亞和新西蘭在內(nèi)。常識多個基礎(chǔ)廣泛的研究報告指出，這份調(diào)查是關(guān)于火災(zāi)探測和滅火系統(tǒng)還有防火分區(qū)的可靠性。這些包括(1)火災(zāi)研究1996托比在英國 (2)澳大利亞消防工程索引消防法改革中心、1996 (3)日本東京火災(zāi)統(tǒng)計匯編 東京消防處、

10、1997 (四)日本研究消防系統(tǒng)根源的成果渡邊1979。托比消防研究所致力于解決消防系統(tǒng)的可靠性和各組成部分的相互作用。德爾菲方法是一種用來揭示各個組成部分單獨使用時的可靠性估計。組成部分包括：火災(zāi)探測、報警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、自動排煙系統(tǒng)和被動防火（如防火隔離）。澳大利亞消防工程指導守則提出了工程法規(guī)依據(jù)了新的工作標準，即澳大利亞消防工程法規(guī)。在這個方法的指導下，為燃煙、燃燒但無火花的火焰、和燃燒又有火焰建立防火安全性能評估。消防系統(tǒng)的工作情況（即探測概率、滅火或控制火災(zāi)）完全根據(jù)各個特殊系統(tǒng)運行可靠性來預(yù)測。在這份指導手冊中可靠性評估來自一個專家小組而不是來自實際數(shù)據(jù)。最后，運行可靠性的數(shù)據(jù)分

11、別在日本被兩個不同的研究小組公布，一個研究小組涉及東京從1990-1997年間的火災(zāi)事故評估東京消防處1997。另一個研究小組涉及日本全國從早期到 1978年為止的火災(zāi)事故報告評估研究渡邊 1979。表1概述了這些研究提供了可靠的估計。單獨的可靠性估計存在個別差異取決于這些估計所用的參數(shù)。因為消防系統(tǒng)需要準確預(yù)測未來的運行性能，從這些研究上導致的可靠性變化，將引起結(jié)果的顯著改變。此外，不確定性伴隨著一種單一的可靠性評估或者在這些推導可靠性的方法中存在某種潛在的偏見，可能限制它們在消防系統(tǒng)中研究運行可靠性或可靠性性能的指導作用。表1：消防系統(tǒng)運行可靠性評估的公告（成功率）由于在一般的文獻中可靠性

12、估計的使用性有限，審查文獻是擴展了它的作用在(1)建立一個完善的原理，該原理是關(guān)于被認為能影響可靠性的三種策略，并且(二)確定并評價關(guān)系到單獨系統(tǒng)可操作性和故障率的一定數(shù)據(jù)。自動滅火系統(tǒng)(即 灑水系統(tǒng))表2概述了一些研究報告估計，評價實際火災(zāi)事故中自動灑水系統(tǒng)滅火的運行可靠性。作為一個群體，這些研究報告差異很大，在時間周期、房屋類型和詳細程度關(guān)系到火災(zāi)的類型和灑水系統(tǒng)設(shè)計。表2所顯示的自噴系統(tǒng)的運行可靠性估計一般相對較高，而一些研究提出把火災(zāi)控制或火災(zāi)失效，作為可靠性評估的一部分，但該報告的數(shù)據(jù)卻并不一致。因此，運行可靠性假定為限噴灑操作。評估也應(yīng)顯示價值范圍，暗示不宜使用一個自噴系統(tǒng)可靠性而

13、不注意數(shù)據(jù)的偏差和一般的從不同數(shù)據(jù)庫不確定性數(shù)據(jù)源相結(jié)合。原預(yù)算表2由可靠性估計范圍由81.13%到99.5%泰勒maybee，marryat。81%的偏低價值與泰勒的研究中和一些被kook估計過高的（即87.6%）的報告，這些出現(xiàn)重大偏差的數(shù)據(jù)在這些研究中使用。在這兩種研究中，發(fā)生火災(zāi)的次數(shù)十分少，并且在數(shù)據(jù)庫中不區(qū)分自動滅火系統(tǒng)和其他的滅火系統(tǒng)。最終maybee和marryat報告中的99.5%高估計反映了自噴系統(tǒng)在檢查、檢測和維修是嚴謹?shù)暮陀邪缚苫摹Ｔ谧試娤到y(tǒng)可取得的數(shù)據(jù)中，另一個重要的限制是大部分的自噴系統(tǒng)包括記載噴水的事故。在這些研究中，很有限的事故數(shù)據(jù)也參考了快速反應(yīng)或適宜的噴水

14、技術(shù)。在評估適宜噴水系統(tǒng)的可靠性時應(yīng)特別關(guān)注幾個因素，包括(1)允許復蓋范圍內(nèi)(2)供水能力較低(3)在火災(zāi)中無遙控或警報系統(tǒng)的潛力很大。基于此，還有與這些技術(shù)（如維修水平）相關(guān)的其他因素可以直接影響這些類型的自噴系統(tǒng)的運行可靠性。另外，還需要解決這些問題時的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，但基于后來的觀察和一般住宅一般不太可能保持正常，一些旨在保證住宅自噴系統(tǒng)運行可靠性的東西可能被降低。火災(zāi)探測或警報系統(tǒng)表3提供了一份關(guān)于用于住宅系統(tǒng)運行可靠性分析的概述，評估包括平均可能性和95%的置信區(qū)間都是基于HALL1955提供的數(shù)據(jù)所預(yù)估的。平均可靠性估計的范圍從68%至88%不等。這些標準同托比德爾菲研究所所提供的可靠

15、性數(shù)字相一致。然而，95%的置信區(qū)間的一般范圍為66%至90%。表3：煙霧探測器的可靠性分析HALL，1955防火分區(qū)依靠各種類型器材的功能例如：門（包括固定器材）、墻壁、地板/天花板、滲透孔、玻璃窗、防火卷簾、防煙材料和建筑物。當防火分區(qū)被認為是防火計劃中的重點時，在文獻中有很少的數(shù)據(jù)認為單個組成部分的運行作用于防火分區(qū)。單個為建筑的評估和運行可靠性在WARRIGTON的研究中和澳大利亞消防工程索引中被提到。但這些評估是完全基于專家的判斷。因此不會提供更加深入的分析。統(tǒng)計數(shù)據(jù)和不可靠估計文獻資料概括了先前部分提供的描述自動噴水系統(tǒng)和火災(zāi)探測可靠性評估的信息和數(shù)據(jù)。自動噴水系統(tǒng)可靠性的數(shù)據(jù)有幾

16、個出處，火災(zāi)探測的可靠性評估僅來自一個會議，HALL1944。這個會議包括十年（1983-1992）的可靠性評估和列出了在文獻中搜到的綜合可靠性研究。這份文件的最初一個目標是提供一個關(guān)于所研究的系統(tǒng)運行可靠性評估的預(yù)覽。 為自噴系統(tǒng)和火災(zāi)探測，它基于現(xiàn)實數(shù)據(jù)做了一個統(tǒng)計分析。自動噴水系統(tǒng)分析表2中關(guān)于自動噴水系統(tǒng)可靠性分析，是根據(jù)每一種居住類型來分析的。應(yīng)當指出，只有一個出處MILNE，1959提供了關(guān)于公共建筑和居住房屋的可靠性估計，并且這些早期數(shù)據(jù)沒有提供現(xiàn)代住宅噴頭技術(shù)的可靠性數(shù)據(jù)。圖1的分布直方圖列出了每一個住宅類型的可靠性估計。平均值和95%的置信區(qū)間的限制是適合一般住宅（在研究中不

17、區(qū)分商業(yè)建筑、住宅建筑和公共建筑的類別）和商業(yè)建筑，并且適用于綜合樓（商業(yè)、公共建筑、住宅類）的可靠性評估。這些結(jié)果列在表4。圖1：自動噴水系統(tǒng)對各種住宅類型的可靠性評估關(guān)于商業(yè)建筑和公共建筑可靠性評估的平均值控制在其他住宅類型的95%置信區(qū)間內(nèi)。適宜居住和公共建筑的單個點估計，增加了一些與運行可靠性有用的東西，也增加了數(shù)據(jù)庫的容量。用18估計四個獨立的門類。然而，關(guān)于住宅和公共建筑的點估計不應(yīng)單獨使用而作出任何結(jié)論。關(guān)于商業(yè)建筑、住宅和綜合建筑的可靠性估計提供了一些有用的信息?；趯娏芟到y(tǒng)分析的可利用數(shù)據(jù)是運行的可靠性估計超過88%，如果不考慮商業(yè)建筑，噴淋系統(tǒng)的可靠性可達到92%以上。然

18、而，判斷這種特殊的噴淋系統(tǒng)與那些評估中提到系統(tǒng)是否相似是十分重要的。商業(yè)建筑的的可靠性范圍在80%至98%，而一般建筑的為94%至98%?；馂?zāi)探測系統(tǒng)分析關(guān)于火災(zāi)探測系統(tǒng)可靠性估計的數(shù)據(jù)是全面的。這份數(shù)據(jù)跨越了十年，并且每年都做可靠性評估報告（反映在表3），它為了各種不同用途的房屋而完成。這里的分析根據(jù)房屋的用途把它們分為幾個建筑等級。每種用途的房屋得出數(shù)據(jù)后，然后計算每種房屋的可靠性估計。圖2顯示了所有煙霧探測器關(guān)于全部住宅類型的可靠性估計。圖2：煙霧探測器對各種住宅類型的可靠性估計如直方圖中所示，數(shù)據(jù)有一個雙態(tài)分布。因此，為了進一步研究兩個平均值完全不同的數(shù)據(jù)庫，進行了一個方差（變異數(shù)）分

19、析。變異數(shù)檢測了可靠性估計的平均值和對一個給定建筑類型的可靠性影響。圖形代表性的變異數(shù)以最小二乘法的形式在圖3中體現(xiàn)。變異數(shù)影響最終結(jié)果。如圖3所示，三種住宅分類分別有不同的關(guān)于煙霧探測起的平均可靠性估計。圖4中包含的直方圖分別描述了每種住宅類型的可靠性估計。圖3：煙霧探測系統(tǒng)對各種住宅類型的可靠性分析時變異數(shù)的影響這些住宅類型分別在平均可靠性估計和95%的置信區(qū)間估計內(nèi)進行單獨分析。結(jié)果列于表5，每種類型的結(jié)果明顯不同。各種住宅類型的置信區(qū)間與自噴系統(tǒng)的可靠性估計時的置信區(qū)間不重疊。這就可能使有更多的數(shù)據(jù)用于煙霧探測器的分析，列于表5中各個住宅類型的煙霧探測器的可靠性估計完全不同，判斷非相關(guān)

20、數(shù)據(jù)差異的原因超出了這個分析的范圍。分析中所用到的數(shù)據(jù)是在研究中描述為典型系統(tǒng)的，在公開文獻中關(guān)于噴淋系統(tǒng)和煙霧探測器可靠性的最好數(shù)據(jù)。典型數(shù)據(jù)是一種重要的依據(jù)，它用來判斷某種類型的信息是否達到這種類型的統(tǒng)計學分析。分析的結(jié)果應(yīng)該被用來做出推論，但必須在研究相關(guān)資料和測驗它們對分析系統(tǒng)中使用的特殊安全計劃的適應(yīng)性以后。然而，總體的接近代表著在解決不同消防系統(tǒng)類別的可靠性時更高的標準，包括注意報告數(shù)據(jù)中的不確定性和偏差。圖4：煙霧探測器對各種住宅類型的可靠性分析分配概要和結(jié)論一份詳細的文獻摘要和運行可靠性分析被用來關(guān)注幾個消防計劃的運行可靠性，消防計劃包括：火災(zāi)探測、自動噴水和防火分區(qū)。在這項研

21、究中，運行可靠性被定義為消防系統(tǒng)在需要時運行的可靠性估計。這些出版物的標準不直接在評估中敘述不確定性或偏差。關(guān)于防火分區(qū)，在表1中的運行可靠性概述是它的唯一信息。在試圖解決評估中的不確定性過程中，幾個火災(zāi)的實際細節(jié)研究，煙霧探測器和自動噴水系統(tǒng)的運行性能被重新分析，并且報告數(shù)據(jù)被提取為一個更加條理的評價。沒有發(fā)現(xiàn)防火分區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)，這個評價包括利用常規(guī)統(tǒng)計方法來評價可靠性數(shù)據(jù)和運行可靠性的平均估計，還有運行可靠性達到95%的置信區(qū)間范圍。表4和表5概括了這個分析的結(jié)果。測試結(jié)果顯示，使用單一標準來評估一個消防系統(tǒng)的運行可靠性是不恰當?shù)摹＠?，在?中對噴淋系統(tǒng)的運行可靠性評估，在商業(yè)建筑中范圍

22、從88%至98%，同時平均估計為93%，人口數(shù)量太少（單值）為計算平均價值和住宅或公共建筑的置信區(qū)間的限制，但綜合樓計算的平均可靠性估計為95%，同時95%的置信區(qū)間為92%至97%，平均價值應(yīng)用到可靠性上，基于這個認識即價值代表95%置信區(qū)間的平均范圍，它是比較合理的與用來任意衍生的價值相比。另外，整個置信區(qū)間的使用和不是最可能的平均值相比，當比較系統(tǒng)時有更加明顯詳實的信息，因為所有的相似系統(tǒng)的可靠性評估包括比較。這是當拿一個系統(tǒng)同其他許多系統(tǒng)相比較時一個公認的統(tǒng)計方法。煙霧探測器在表5中的運行可靠性值有一個與95%置信區(qū)間相關(guān)聯(lián)的更為緊湊的范圍。這可能是數(shù)據(jù)庫的大小和質(zhì)量以及通過HALL1

23、995來保持結(jié)果的最初說明的一致性所導致的直接后果?；诒?中所體現(xiàn)的結(jié)果，煙霧探測器的平均值為，對商業(yè)建筑為72.5%（下界70.2%，上界為73.7%），對住宅為77.8%（下界75.1%，上界為80.6%），對公共建筑為83.5%（下界82.3%，上界為84.6%）。煙霧探測器可靠性的變異結(jié)果進一步表明可靠性估計由為數(shù)據(jù)分析的住宅類型決定（見圖3），煙霧探測器的最高可靠性與公共建筑有關(guān)。這可能是許多的公共建筑需要更多的維護和日常系統(tǒng)需求保證的直接后果。這一分析方法能很容易的應(yīng)用到其他消防系統(tǒng)的運行可靠性評估。但是，應(yīng)當指出文獻中數(shù)據(jù)的可靠性是一個重要的因素。值得注意的是數(shù)據(jù)在內(nèi)容和形式上

24、的巨大變化，在學習報告和研究時這是努力的一部分。這項研究提供了一個十分廣泛的初步嘗試去描述消防系統(tǒng)的運行可靠性。調(diào)查報告需要大量的數(shù)據(jù)來改變數(shù)據(jù)庫。這種努力的重心在取得更加具體的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的廣泛人口能為消防系統(tǒng)運行可靠性的巨大改善提供基礎(chǔ)，從而引起設(shè)計工程師的興趣，另外這項技術(shù)對工程師基于高速發(fā)展的設(shè)計理念的性能分析也是必要的。外文出處：http：附錄二：外文資料原文Estimates of the Operational Reliability of Fire Protection SystemsFor the past three years，the National Institute

25、of Standards and Technology (NIST) has been working to develop a new encryption standard to keep government information secureThe organization is in the final stages of an open process of selecting one or more algorithms，or data-scrambling formulas，for the new Advanced Encryption Standard (AES) and

26、plans to make adecision by late summer or early fallThe standard is slated to go into effect next year Richard W. Bukowski，P.E. Senior Engineer MST Building and Fire Research Laboratory Gaithersburg，MD 20899-8642 USA Edward K. Budnick，P.E.，and Christopher F. Scheme1 Vice President Chemical Engineer

27、Hughes Associates，Inc Hughes Associates，Inc. Baltimore，MD 21227-1652USA Baltimore，MD 2 1227-1652USA INTRODUCTION BackgroundFire protection strategies are designed and installed to perform specific functions. For example，a fire sprinkler system is expected to control or extinguish fires： To accomplis

28、h this，the system sprinklers must open，and the required amount of water to achieve control or extinguishment must be delivered to the fire location. A fire detection system is intended to provide sufficient early warning of a fire to permit occupant notification and escape，fire service notification，

29、and in some cases activation of other fire protection features (e.g.，special extinguishing systems，smoke management systems). Both system activation (detection) and notification (alarm) must occur to achieve early warning. Construction compartmentation is generally designed to limit the extent of fi

30、re spread as well as to maintain the buildings structural integrity as well as tenability along escape routes for some specified period of time. In order to accomplish this，the construction features must be fire “rated” (based on standard tests) and the integrity of the features maintained. The reli

31、ability of individual fire protection strategies such as detection，automatic suppression，and construction compartmentation is important input to detailed engineering analyses associated with performance based design. In the context of safety systems，there are several elements of reliability，includin

32、g both operational and perfornzzsance reliability. Operational reliability provides a measure of the probability that a fire protection system will operate as intended when needed. Performance reliability is a measure of the adequacy of the feature to successfully perform its intended hnction under

33、specific fire exposure conditions. The former is a measure of component or system operability while the latter is a measure of the adequacy of the system design. The scope of this study was limited to evaluation of operational reliability due primarily to the form of the reported data in the literat

34、ure. In addition to this distinction between operational and performance reliability，the scope focused on unconditional estimates of reliability and failure estimates in terms offail-dangerous outcomes. A discussion of these terms is provided later in the paper. Scope This paper provides a review of

35、 reported operational reliability and performance estimates for (1) fire detection，(2) automatic suppression，and to a limited extent (3) construction compartmentation. In general，the reported estimates for fire detection are largely for smoke detectiodfire alarm systems; automatic sprinklers compris

36、e most of the data for automatic suppression，and compartmentation includes compartment fire resistance and enclosure integrity. It should be noted that in some cases the literature did not delineate beyond the general categories of “fire detection” or “automatic suppression，” requiring assumptions r

37、egarding the specific type of fire protection system. Several studies reported estimates of reliability for both fire detection and automatic sprinkler system strategies. However，very little information was found detailing reliability estimates for passive fire protection strategies such as compartm

38、entation. A limited statistical based analysis was performed to provide generalized information on the ranges of such estimates and related uncertainties. This latter effort was limited to evaluation of reported data on detection and suppression. Insufficient data were identified on compartmentation

39、 reliability to be included. This paper addresses elements of reliability as they relate to fire safety systems. The literature search that was performed for this analysis is reviewed and important findings and data summarized. The data found in the literature that were applicable to sprinkler and s

40、moke detection systems reliability were analyzed，with descriptive estimates of the mean values and 95 percent confidence intervals for the operational reliability of these in situ systems reported. ELEMENTS OF RELIABILITY ANALYSIS There is considerable variation in reliability data and associated an

41、alyses reported in the literature. Basically，reliability is an estimate of the probability that a system or component will operate as designed over some time period. During the useful or expected life of a component，this time period is “reset” each time a component is tested and found to be in worki

42、ng order. Therefore，the more often systems and components are tested and maintained，the more reliable they are. This form of reliability is referred to as unconditional. Unconditional reliability is an estimate of the probability that a system will operate “on demand.” A conditional reliability is a

43、n estimate that two events of concern，i.e.，a fire and successful operation of a fire safety system occur at the same time. Reliability estimates that do not consider a fire event probability are unconditional estimates. Two other important concepts applied to operational reliability are fuiled-safe

44、and failed- dangerous. when a fire safety system fails safe，it operates when no fire event has occurred. A common example is the false alarming of a smoke detector. A fire safety system fails dangerous when it does not function during a fire event. In this study，the failed-dangerous event defines th

45、e Operational probability of failure (1-reliability estimate). A sprinkler system not operating during a fire event or an operating system that does not control or extinguish a fire are examples of this type of failure. The overall reliability of a system depends on the reliability of individual com

46、ponents and their corresponding failure rates，the interdependencies of the individual components that compose the system，and the maintenance and testing of components and systems once installed to veri operability. All of these factors are of concern in estimating operationaz reliability. Fire safet

47、y system performance is also of concern when dealing with the overall concept of reliability. System performance is defined as the ability of a particular system to accomplish the task for which it was designed and installed. For example，the performance of a fire rated separation is based on the con

48、struction components ability to remain intact and provide fire separation during a fire. The degree to which these components prevent fire spread across their intended boundaries defines system performance. Performance reliability estimates require data on how well systems accomplish their design ta

49、sk under actual fire events or full scale tests. Information on performance reliability could not be discerned directly from many of the data sources reviewed as part of this effort due to the form of the presented data，and therefore，it is not addressed as a separate effect. The cause of failure for

50、 any type of system is typically classified into several general categories： installation errors，design mistakes，manufacturing/equipment defects，lack of maintenance，exceeding design limits，and environmental factors. There are several approaches that can be utilized to minimize the probability of fai

51、lure. Such methods include (1) design redundancy，(2) active monitoring for faults，(3) providing the simplest system (i.e.，the least number of components) to address the hazard，and (4) a well designed inspection，testing，and maintenance program. These reliability engineering concepts are important whe

52、n evaluating reliability estimates reported in the literature. Depending on the data used in a given analysis，the reliability estimate may relate to one or more of the concepts presented above. The literature review conducted under the scope of this effort addresses these concepts where appropriate.

53、 Most of the information that was obtained from the literature in support of this paper were reported in terms of unconditional operationaZ reliability，i.e.，in terms of the probability that a fire protection strategy will not faiZ dangerous. LITERATURE REVIEW A literature search was conducted to gat

54、her reliability data of all types for fire safety systems relevant to the protection strategies considered： automatic suppression，automatic detection，and compartmentation. The objective of the literature search was to obtain system-specific reliability estimates for the performance of each type of f

55、ire safety system as a function of generic occupancy type (e.g.，residential，commercial，and institutional). Sources of information included national fire incident database reports，US Department of Defense safety records，industry and occupancy specific studies，insurance industry historical records and

56、 inspection reports documented in the open literature，and experimental data Reports on experimental work and fire testing results were utilized only when fire detection，automatic suppression，or compartmentation strategies were explicitly evaluated. Tests of systems used for qualification，approval，or

57、 listing were also reviewed for information on failure modes. Published data from the United Kingdom，Japan，Australia，and New Zealand were included. General Studies Several broad based studies were identified that reported reliability estimates for fire detection and fire suppression systems as well

58、as construction compartmentation. These included (1) the Warrington Fire Research study 1996 in the United Kingdom，(2) the Australian Fire Engineering Guidelines Fire Code Reform Center，19961，(3) a compilation of fire statistics for Tokyo，Japan Tokyo Fire Department，19971，and(4)results from a study of in situ performance of fire protection systems in Japan Watanabe，19791.The Warrington Fire Research study addressed the reliability of fire safety systems and the interaction of their components. A Delphi methodolo