基于層次分析法的高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)模糊評(píng)價(jià)

郝 蕾

（河北省公安消防總隊(duì)，河北石家莊 050035）

高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)易發(fā)，撲救困難，其火災(zāi)防控工作是消防領(lǐng)域的一個(gè)難題。開(kāi)展高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究，可以幫助我們識(shí)別潛在火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，科學(xué)制定防范措施，有效實(shí)施火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理。

1 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

1.1 層次分析法的原理

層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）將問(wèn)題按照層次進(jìn)行劃分，用一定標(biāo)度對(duì)人的主觀判斷進(jìn)行客觀量化，從而對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定性與定量分析。該方法把多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的復(fù)雜問(wèn)題化為多層次單目標(biāo)的兩兩對(duì)比，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算就能解決問(wèn)題，是一種行之有效的決策方法［1］。

1.2 指標(biāo)體系的建立

高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的影響因素很多，對(duì)各影響因素進(jìn)行分層綜合評(píng)價(jià)，才能全面反映高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)狀況。通過(guò)對(duì)各因素相互關(guān)系的分析，本研究認(rèn)為影響高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的因素可分為3 層［2］，分別為準(zhǔn)則層、子準(zhǔn)則層和方案層。指標(biāo)體系的構(gòu)建如圖1所示。

圖1 高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.1 Fire risk assessment index system of high－rise construction site

1.3 指標(biāo)體系權(quán)重的確定

要想得到高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)結(jié)果，除了需要建立科學(xué)的指標(biāo)體系外，還需要合理確定各因素的權(quán)重。通常，建立層次分析模型后，一般常用1－9標(biāo)度方法，通過(guò)同一層元素進(jìn)行兩兩比較得出相對(duì)重要性對(duì)比關(guān)系，構(gòu)造出比較判斷矩陣［3］。

對(duì)判斷矩陣進(jìn)行層次單排序計(jì)算和層次總排序計(jì)算。判斷矩陣A的特征根問(wèn)題AW＝λmaxW的解W，經(jīng)歸一化后即為同一層次相應(yīng)因素對(duì)于上一層次因素相對(duì)重要性的排序權(quán)值，這一過(guò)程稱為層次單排序［4］。為進(jìn)行判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)，需要計(jì)算一致性指標(biāo)［5］：

判斷矩陣標(biāo)度及其含義如表1所示。

表1 判斷矩陣標(biāo)度及其含義Tab.1 Sign and meaning of judgment matrix

對(duì)于1—9階判斷矩陣，RI的值如表2所示［6］。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)Tab.2 Average random consistency index

當(dāng)隨機(jī)一致性比率CR＝CI／RI＜0.10 時(shí)，則層次單排序結(jié)構(gòu)的一致性滿意［7］。由上至下按照層次結(jié)構(gòu)逐層計(jì)算，可計(jì)算出最低層因素對(duì)于最高層的相對(duì)重要性或者優(yōu)劣排序，可得到層次總排序［8］。

根據(jù)對(duì)高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的分析和已建立的指標(biāo)體系，作者設(shè)計(jì)了調(diào)查問(wèn)卷。邀請(qǐng)多位從事防火工作的專家，采用1—9標(biāo)度對(duì)指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，利用已編制的層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)判斷矩陣進(jìn)行層次單排序計(jì)算和層次總排序計(jì)算，得出指標(biāo)權(quán)重。然后對(duì)專家們的權(quán)重值進(jìn)行加總，求平均，確定各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的最終權(quán)重。如表3－表5所示。

表3 目標(biāo)層各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重Tab.3 Weight of each index of target layer

表4 準(zhǔn)則層各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重Tab.4 Weight of each index criterion layer

表5 子準(zhǔn)則層各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重Tab.5 Weight of each index sub criterion layer

1.4 指標(biāo)量化準(zhǔn)則

對(duì)高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，需要一定的指標(biāo)量化準(zhǔn)則［9］，指標(biāo)量化依據(jù)是《建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)消防安全技術(shù)規(guī)范》（GB 50720—2011）［10］所規(guī)定的定量指標(biāo)和借助專家的經(jīng)驗(yàn)確定的安全水平值。指標(biāo)量化準(zhǔn)則如表6所示。

表6 指標(biāo)量化準(zhǔn)則Tab.6 A quantitative criterion index

指標(biāo)量化準(zhǔn)則與評(píng)價(jià)對(duì)象的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)相對(duì)應(yīng)。指標(biāo)量化值為90～100分，表示評(píng)價(jià)對(duì)象的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)低，系統(tǒng)處于安全狀態(tài)；75～89 分之間，表示評(píng)價(jià)對(duì)象的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)比較低，系統(tǒng)處于比較安全狀態(tài)；60～74分之間，表示評(píng)價(jià)對(duì)象存在一定的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)安全性一般；45～59分之間，表示評(píng)價(jià)對(duì)象的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較高，系統(tǒng)處于危險(xiǎn)狀態(tài)；0～45分之間，表示評(píng)價(jià)對(duì)象的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)極高，系統(tǒng)處于非常危險(xiǎn)狀態(tài)。

2 火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)模糊綜合評(píng)價(jià)

2.1 模糊綜合評(píng)價(jià)法的原理

模糊綜合評(píng)價(jià)法的基本原理是：首先確定被評(píng)判對(duì)象的因素（指標(biāo)）集U和評(píng)價(jià)（等級(jí)）集V；再分別確定各個(gè)因素的權(quán)重及隸屬度向量A，獲得模糊評(píng)判矩陣R；最后把模糊評(píng)判矩陣與因素的權(quán)向量進(jìn)行模糊運(yùn)算B＝A＊R（＊為算子符號(hào)），進(jìn)行歸一化，得到模糊評(píng)價(jià)綜合結(jié)果［11］。

2.2 工程實(shí)例

以某高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)為例。該工程為高層住宅小區(qū)施工現(xiàn)場(chǎng)，共有5棟高層建筑。1號(hào)、2號(hào)樓為26層建筑高度為91.3m，3號(hào)樓27層建筑高度為78.6m，4號(hào)和5號(hào)樓31層建筑高度為94.9m。規(guī)劃建筑面積為279 020.72m2。施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)設(shè)有辦公區(qū)、生產(chǎn)加工區(qū)和工人住宿區(qū)。辦公區(qū)有項(xiàng)目管理人員的辦公樓1棟、住宿樓1棟。項(xiàng)目物料倉(cāng)庫(kù)1座。項(xiàng)目總配電室1座。生產(chǎn)加工區(qū)有鋼筋加工棚2座，準(zhǔn)備搭設(shè)木工加工棚1座，鋼筋堆放場(chǎng)地2處。工人生活區(qū)有工人宿舍樓3棟，公用大廚房1處，男女衛(wèi)生間1處，吃飯休息場(chǎng)地1處。

2.3 評(píng)價(jià)過(guò)程

根據(jù)本文建立的高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，結(jié)合該施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，組織10位專家進(jìn)行打分，根據(jù)其打分情況確定所對(duì)應(yīng)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)值，進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。

2.3.1 確定因素集及評(píng)價(jià)集因素集為前文建立的高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，即表7中的各項(xiàng)指標(biāo)。

評(píng)價(jià)集：10 位專家對(duì)該施工現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行打分。以“防火間距”指標(biāo)為例，9位專家評(píng)價(jià)為“好”，1位專家評(píng)價(jià)為“較好”，沒(méi)有專家評(píng)價(jià)為“一般”、“較差”或者“差”，那么該指標(biāo)的評(píng)價(jià)集則為｛0.9，0.1，0.0，0.0，0.0｝［12］。同理，可得出單因素評(píng)價(jià)值匯總表7。

表7 單因素評(píng)價(jià)值Tab.7 Single factor evaluation value

2.3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)

2.3.2.1 一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

總平面布局C11

耐火性能C12

施工現(xiàn)場(chǎng)自身滅火能力C21

消防隊(duì)滅火能力C22

臨時(shí)疏散通道C31

疏散設(shè)施C32

管理制度落實(shí)C41

日常管理C42

2.3.2.2 二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

防火能力B1

滅火能力B2

疏散逃生能力B3

消防安全管理B4

2.3.2.3 三級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)最大隸屬度原則，可以得出該施工現(xiàn)場(chǎng)處于“較好”狀態(tài)，其火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為比較安全。

3 改進(jìn)建議

3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)疏散逃生能力需要加強(qiáng)

疏散逃生能力模糊綜合評(píng)估結(jié)果為（0.107 4，0.466 9，0.425 7，0，0）。也就是說(shuō)，認(rèn)為該施工現(xiàn)場(chǎng)疏散逃生能力“好”的比例為10.74%，認(rèn)為“較好”的比例為46.69%，認(rèn)為“一般”的比例為42.57%。根據(jù)最大隸屬度原則［13］，雖然可以評(píng)價(jià)為“較好”，但是屬于偏低水平。

3.2 施工現(xiàn)場(chǎng)消防安全管理亟待改進(jìn)

該工程消防安全管理的模糊綜合評(píng)估結(jié)果為（0，0.634 8，0.351 2，0.014 0，0），雖然可以評(píng)價(jià)為“較好”，但是水平偏低。分析可以發(fā)現(xiàn)，其影響因素“日常管理”的模糊綜合評(píng)估結(jié)果為（0，0.563 2，0.408 6，0.028 2，0），也就是說(shuō)，認(rèn)為日常管理水平“比較好”的占56.32%，認(rèn)為“一般”的占40.86%。雖然根據(jù)最大隸屬度原則，可以認(rèn)為日常管理水平屬于“比較好”，但它的比例僅僅略高于“一般”，二者不相上下，說(shuō)明日常管理水平還需改進(jìn)。

結(jié)合該工程的實(shí)際情況，綜合分析各個(gè)指標(biāo)的模糊綜合評(píng)估結(jié)果，建議采取以下改進(jìn)措施。

1）健全完善疏散設(shè)施，提高疏散逃生能力。為確保施工現(xiàn)場(chǎng)的消防安全，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)立即更換損壞的疏散指示標(biāo)志，并在作業(yè)場(chǎng)所設(shè)置指向最近的臨時(shí)疏散通道入口的疏散指示標(biāo)志，確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠提供引導(dǎo)路線和信號(hào)指示，保證人員安全疏散。該施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)道路管理，防止施工材料在場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸時(shí)堵塞消防車通道，確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)消防車能夠順利通行。要合理確定施工現(xiàn)場(chǎng)的疏散路線，不得隨意遮擋、挪動(dòng)疏散指示標(biāo)志，應(yīng)在作業(yè)層的醒目位置設(shè)置安全疏散示意圖。

2）加強(qiáng)用火用電用氣管理，提高消防安全管理水平。施工現(xiàn)場(chǎng)需加強(qiáng)對(duì)施工人員的消防安全教育培訓(xùn)，強(qiáng)化電焊、氣焊的操作管理。電氣焊操作工須持證上崗［14］。要教育施工人員將周圍可燃物清理干凈后再進(jìn)行電氣焊操作。操作時(shí)，按照規(guī)范要求配備滅火器，保證專人看守。操作結(jié)束后，認(rèn)真檢查現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)熄滅殘余火種，防止陰燃和飛火。要加強(qiáng)電氣設(shè)備管理。立即更換已經(jīng)老化破損的電線，更換燒焦的插頭。電線一旦發(fā)生打火、短路、發(fā)熱或者絕緣損壞等情況，立即由專業(yè)電工進(jìn)行維修。

3）強(qiáng)化消防安全制度落實(shí)，保證施工現(xiàn)場(chǎng)消防安全。為確保施工現(xiàn)場(chǎng)的消防安全，需要進(jìn)一步完善施工現(xiàn)場(chǎng)消防安全管理制度，按照規(guī)定組織開(kāi)展防火巡查，定期進(jìn)行消防安全檢查，確保消防設(shè)施完整好用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除火災(zāi)隱患，彌補(bǔ)消防管理漏洞。落實(shí)施工人員消防安全培訓(xùn)，組織滅火疏散演練，使其懂得火災(zāi)撲救方法及火場(chǎng)逃生的技能，提高自防自救能力［15］。

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