地下綜合體建筑的火災(zāi)風(fēng)險評估研究

劉承東　張舉兵　魏立新　隋軍　牟在根

摘 要：隨著人類科學(xué)技術(shù)的進步，地下綜合體建筑的體量越來越大，埋深也越來越深，為保證工程建設(shè)的成功，工程師必須認識和避免工程在其生命周期中潛在可能的失敗，所以風(fēng)險管控是非常重要的。該文對地下綜合體建筑的火災(zāi)風(fēng)險評估進行了探討性的研究，以減少事故發(fā)生時的損失。

關(guān)鍵詞：地下綜合體 火災(zāi)風(fēng)險 風(fēng)險評估

中圖分類號：TU9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（b）-0102-02

隨著人類科學(xué)技術(shù)的進步，工程建設(shè)的規(guī)模越來越大，工程技術(shù)也越來越復(fù)雜。在地下綜合體建筑工程中，地下綜合體建筑的體量越來越大，埋深也越來越深，為保證工程建設(shè)的成功，工程師必須認識和避免工程在其生命周期中潛在可能的失敗。風(fēng)險分析就是研究處理復(fù)雜的工程系統(tǒng)，辨識其中存在的各種風(fēng)險，分析這些風(fēng)險出現(xiàn)的可能性，及其造成損失的大小，提出控制風(fēng)險的相關(guān)措施，以減少事故發(fā)生時的損失。

根據(jù)工程風(fēng)險的定義，若存在與預(yù)期利益相悖的損失或不利后果（即潛在損失），或由各種不確定性造成對工程建設(shè)參與各方的損失，均稱為工程風(fēng)險。一般而言，在地下綜合體建筑工程建設(shè)、運營過程中，工程風(fēng)險R可表示為在工程設(shè)計和施工期間發(fā)生經(jīng)濟損失、人員傷亡、環(huán)境破壞或工期延誤等潛在不利事件的概率p與可能后果c的集合，表達式為：R=f（p，c）。具體到地下綜合體建筑的火災(zāi)風(fēng)險，則風(fēng)險定義中的不利事件即火災(zāi)事故，不利事件的概率即火災(zāi)事件的概率，可能的后果，即火災(zāi)事件可能造成的生命與財產(chǎn)損失。

1 地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險評估的基本原則

地下綜合體建筑根據(jù)自身工程特性的不同，及所面臨風(fēng)險問題的不同，其風(fēng)險分析過程與方法也存在很大差異，因此在進行地下綜合體火災(zāi)風(fēng)險評估時，需要針對地下綜合體建筑的建筑與裝修材料、設(shè)計方案、使用目的、消防設(shè)計方案、人員疏散方案等，確定工程不同防火分區(qū)的火災(zāi)風(fēng)險評估對象、目的及方法。另外根據(jù)我國基本建設(shè)程序，地下綜合體建筑工程一般需要經(jīng)過初步設(shè)計和施工圖設(shè)計兩個設(shè)計階段，在建成并投入使用后，即進入運營階段。隨著工程階段的發(fā)展，火災(zāi)風(fēng)險也在動態(tài)變化，相應(yīng)各項風(fēng)險的發(fā)生概率、損失以及對于整個工程風(fēng)險的權(quán)重都在不斷變化，因此開展地下綜合體火災(zāi)風(fēng)險評估工作應(yīng)與相應(yīng)的建設(shè)階段緊密結(jié)合，分階段開展風(fēng)險評估。

因此，地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險評估的基本原則為如下。

（1）根據(jù)工程性質(zhì)與特點，確定火災(zāi)風(fēng)險評估的依據(jù)，保證評估的合理性。

（2）根據(jù)評估階段的不同，應(yīng)明確評估對象與目的，選擇合理的評價方法，以實現(xiàn)評估的科學(xué)性。

（3）對評估對象要有全面認識，同時對重點風(fēng)險源應(yīng)有針對性重點評估，確保評估的針對性。

2 地下綜合體火災(zāi)風(fēng)險評估與控制基本流程

城市地下綜合體建筑火災(zāi)安全風(fēng)險評估與工程的初步設(shè)計階段相結(jié)合，本工程目前正處于初步設(shè)計階段，應(yīng)根據(jù)初步設(shè)計階段的特點、任務(wù)和目的，開展風(fēng)險評估與控制工作。

城市地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險評估，包括火災(zāi)風(fēng)險的辨識，風(fēng)險分析和風(fēng)險評價，是對城市地下綜合體建筑設(shè)計方案中存在的各種火災(zāi)風(fēng)險及其影響程度進行綜合分析、對比排序的過程。而風(fēng)險辨識主要包括風(fēng)險識別和風(fēng)險篩選。風(fēng)險識別是指調(diào)查和了解潛在的以及客觀存在的各種風(fēng)險；風(fēng)險篩選是對評估對象已識別的所有風(fēng)險因素進行二次分析，并根據(jù)其發(fā)生概率及可能造成的后果，對不構(gòu)成系統(tǒng)安全風(fēng)險影響的因素予以剔除。

火災(zāi)風(fēng)險辨識過程可分為6個步驟：火災(zāi)風(fēng)險定義、確定參與者、收集相關(guān)資料、風(fēng)險識別、風(fēng)險篩選、做出火災(zāi)風(fēng)險識別報告。

在工程風(fēng)險識別過程中，常用的風(fēng)險識別方法有：專家調(diào)查法（德爾菲法）、檢查表法、頭腦風(fēng)暴法、情景分析法、風(fēng)險討論會等。對一般城市地下綜合體建筑工程的火災(zāi)風(fēng)險宜采用檢查表法，對建筑面積特別龐大的或有其它特殊情況的的宜采用專家調(diào)查法。

3 城市地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險分析方法

城市地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險分析方法可分為三大類：定性分析、定量分析和半定性半定量分析。

定性的風(fēng)險分析是借助于對火災(zāi)事件的經(jīng)驗、知識和觀察，以及對事物發(fā)展變化規(guī)律的了解，科學(xué)地進行分析、判斷的一類方法，運用這類方法，可以找出工程中存在的危險和有害的因素，進一步根據(jù)這些因素，從技術(shù)、管理、教育上提出對策措施，加以控制，達到安全的目的。定性的風(fēng)險分析不對風(fēng)險進行量化的處理，只用于對事故的可能性等級和后果的嚴重程度等級進行相對的比較。定性分析方法的優(yōu)點是簡單直觀，容易掌握，缺點是分析結(jié)果難以量化，很大程度上取決于評價人員的經(jīng)驗，帶有很強的主觀性，往往需要憑借直覺，或者業(yè)界的標準和慣例，為風(fēng)險管理諸要素（風(fēng)險事故發(fā)生的可能性，現(xiàn)有應(yīng)對策略的效力等）的大小或者高低程度定性分級，例如“高”“中”“低”三級。主要回答“有沒有”“是不是”方面的問題，具體采取的方法有小組討論、檢查列表、問卷法、人員訪談法、專家調(diào)查法等，該方法實際操作相對容易，但也可能因為操作者的經(jīng)驗和直覺的偏差而使分析結(jié)果失準。

定量分析方法的思想是對構(gòu)成火災(zāi)風(fēng)險的各個要素和潛在損失的水平賦予數(shù)值或貨幣金額，當度量風(fēng)險的所有要素都被賦值，風(fēng)險評估的整個過程和結(jié)果就都可以被量化了。定量的風(fēng)險分析方法主要包括層次分析法（Analytic Hierarchy Process， AHP）、蒙特卡羅法（Monte-Carlo）、聚類分析法（Clustering method）和等風(fēng)險圖法。

定量分析方法有兩個指標最為關(guān)鍵，一個是事件發(fā)生的可能性，一個是威脅事件可能引起的損失。理論上講，通過定量分析可以對安全風(fēng)險進行準確分級，但這有個前提，那就是可供參考的數(shù)據(jù)指標是準確的，可事實上，在工程實際中，定量分析所依據(jù)的數(shù)據(jù)的可靠性是很難保證的，再加上數(shù)據(jù)統(tǒng)計缺乏長期性，計算過程又極易出錯，這就給分析的細化帶來了很大困難，所以，目前工程實際應(yīng)用中風(fēng)險分析，采用定量分析或者純定量分析的方法還是有較大的難度，通常采用一些半定量的方法進行分析。

半定量的分析方法通常包括事故樹法，事件樹法和風(fēng)險評價矩陣法。事故樹法（Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA）能對導(dǎo)致災(zāi)害事故的各種因素及邏輯關(guān)系能做出全面、簡潔和形象的描述，便于查明系統(tǒng)內(nèi)固有的或潛在的各種危險因素，為設(shè)計、施工和管理提供科學(xué)依據(jù)，還便于進行邏輯運算，進行定性、定量分析和評價。事件樹法（Event Tree Analysis，ETA）是一種圖解形式，層次清楚、階段明顯，可進行多階段、多因素復(fù)雜事件動態(tài)發(fā)展過程的分析，預(yù)測事故發(fā)展趨勢。事件樹分析法可以定性、定量的辨識初始事件發(fā)展為事故的各種過程及后果，并分析其嚴重程度。根據(jù)事件樹圖可在各發(fā)展階段采取有效措施，使之向成功方向發(fā)展。

根據(jù)以上對風(fēng)險評估方法種類的分析，城市地下綜合體建筑工程火災(zāi)風(fēng)險的分析過程與工程建設(shè)的階段有關(guān)，在可行性研究階段和初步設(shè)計階段，可用的數(shù)據(jù)有限，通?？刹捎貌捎脤＜艺{(diào)查法（Delphi法）和檢查表法，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和專家評判，運用定性、定量相結(jié)合的方法，對風(fēng)險事件進行識別、排序、量化、分析和評估。

4 城市地下綜合體建筑工程火災(zāi)風(fēng)險評估步驟

城市地下綜合體建筑工程火災(zāi)風(fēng)險評估可以采取如下技術(shù)路線。

（1）充分了解所需要研究的工程情況，收集資料，包括項目背景、設(shè)計資料、氣象資料、地質(zhì)資料、工程已有的研究報告等。

（2）研究資料，查看現(xiàn)場，并分別評價層次單元和研究專題。

（3）各評價單元的可能發(fā)生的火災(zāi)風(fēng)險事故進行分類識別。

（4）對各火災(zāi)風(fēng)險事故的原因、發(fā)生工況、損失后果進行分析。

（5）用定性與部分定量的評價方法對火災(zāi)風(fēng)險事故進行評價。

（6）各火災(zāi)風(fēng)險事件的風(fēng)險水平進行評價。

（7）匯總城市地下綜合體建筑工程的總體火災(zāi)風(fēng)險評價。

（8）結(jié)論和建議。

城市地下綜合體建筑工程火災(zāi)風(fēng)險分析和控制方案研究的基本流程見圖1。

5 灰色聚類法在城市地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險評估中的應(yīng)用探討

火災(zāi)風(fēng)險的評估過程需要用到大量具體的信息和數(shù)據(jù)，如城市地下綜合體建筑的面積，出入口的設(shè)置，正常通風(fēng)及火災(zāi)條件下排煙方案的設(shè)計，噴淋設(shè)施方案設(shè)計、建筑與裝修材料的使用、地下綜合體建筑的使用類型，人流量大小、中控系統(tǒng)的可靠性等?？刹捎没疑垲愒u價法對地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險概率和火災(zāi)風(fēng)險損失水平進行評估。由于城市地下綜合體建筑一般都分成若干個防火分區(qū)，對其中的每個分區(qū)，以該分區(qū)發(fā)生火災(zāi)的幾個主要風(fēng)險因素為聚類指標。

根據(jù)對城市地下綜合體建筑火災(zāi)風(fēng)險事件特征的分析，可確定火災(zāi)風(fēng)險的主要影響因素包括地下綜合體建筑的使用功能、人流量大小、建筑與裝修材料、火災(zāi)人員疏散方案、火災(zāi)條件下通風(fēng)方案等主要因素有關(guān)。

根據(jù)各地下綜合體建筑火災(zāi)防控設(shè)計方案實際情況，對其各項風(fēng)險指標進行量化并無量綱化，并根據(jù)各指標不同灰類的白化權(quán)函數(shù)值，計算出各加權(quán)聚類系數(shù)，即得不同隸屬關(guān)系的聚類行向量，按照最大隸屬關(guān)系可確定特定城市地下綜合體火災(zāi)的分區(qū)的火災(zāi)風(fēng)險概率等級。

地下綜合體火災(zāi)風(fēng)險損失等級亦可通過聚類分析法得到，也可通過專家決策法（Delphi法）確定其火災(zāi)損失等級，據(jù)此查取風(fēng)險矩陣表，即可確定某特定分區(qū)的火災(zāi)風(fēng)險等級。

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