基于模糊綜合評價的高層住宅建筑火災危險性分析

孫 輝

(煙臺市公安消防支隊，山東 煙臺 261400)

●消防安全評價

基于模糊綜合評價的高層住宅建筑火災危險性分析

孫 輝

(煙臺市公安消防支隊，山東 煙臺 261400)

高層住宅人員密度大、消防設施相對薄弱、火災隱患較多，對高層住宅建筑進行火災危險性評價，對于了解建筑的危險狀態(tài)、提高建筑的消防安全水平具有重要意義。提出了高層住宅建筑火災危險評價指標體系，并針對高層住宅建筑的特點確定了各指標權(quán)重值，采用模糊綜合評價的方法對某高層住宅樓的火災風險進行了分析，研究結(jié)果可為高層住宅建筑防火監(jiān)督審核提供參考。

住宅樓；模糊綜合評價；火災危險性；防火監(jiān)督

0 引言

近年來，隨著我國城市化進程的不斷加快，城市的規(guī)模和數(shù)量快速增長，各種高層建筑、大型聚集場所、地下建筑等不斷涌現(xiàn)，特別是高層住宅樓人員密度大、消防設施相對薄弱、火災隱患較多，導致火災頻發(fā)，給人們的生命財產(chǎn)安全帶來極大危害。通過對高層住宅建筑進行火災危險性評價，可以明確建筑所處危險狀態(tài)，有針對性地采取防治措施并制定相應的管理體系，從而最大限度地防止火災事故的發(fā)生，降低火災事故造成的損失。本文采用模糊綜合評價方法對高層住宅樓的火災風險進行分析，為高層住宅建筑防火監(jiān)督審核提供參考。

1 基于模糊綜合評價的高層住宅建筑火災風險評估方法

1.1 火災風險模糊綜合評價方法

建筑火災風險的模糊綜合評價是定量評價方法，需要針對被評價對象的特點建立指標體系和量化方法，并利用模糊數(shù)學和信息擴散理論等對風險評價統(tǒng)計模型進行分析，得到量化結(jié)果，從而評價建筑的火災風險水平[1]。模糊綜合評價方法的基本步驟為：(1)評判因素域U，代表綜合評判中各評判因素所組成的集合。(2)評語等級域V，代表綜合評判中評語所組成的集合，它實質(zhì)是對被評價對象變化區(qū)間的一個劃分，如很好、好、中、差、極差等評語。(3)模糊關系矩陣R，是單因素評價的結(jié)果，即單因素評價矩陣。模糊綜合評價所綜合的對象正是R。(4)評判因素權(quán)向量A，代表評價因素在被評對象中的重要程度，對R做加權(quán)處理。(5)模糊算子，是指合成A與R所用的計算方法。(6)計算評判結(jié)果向量B。

1.2 高層住宅建筑火災危險性評價指標體系

火災危險性指火災發(fā)生的可能性以及火災所產(chǎn)生的預期災害程度的總體反映。對于一座高層住宅建筑，火災危險性綜合評價由以下幾個主要因素組成：火災荷載狀態(tài)、自動報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、安全疏散設施、阻燃與防火結(jié)構(gòu)和建筑構(gòu)造、消防施救設施、電氣設備、管理及其他。根據(jù)前人研究成果和住宅建筑特點，提出高層住宅建筑火災危險評價指標體系，如表1所示。在確定了指標體系的權(quán)值之后，還要根據(jù)指標體系的特點確定各指標的合成方法，即將下層指標權(quán)值復合成上層指標權(quán)值的計算方法。

1.3 指標權(quán)重的確定

應針對實際高層住宅的特點對建筑物的基本評價指標進行賦值，取值的大小代表該參數(shù)的火災危險程度。將指標層因素的每一項作為基本評價單元，每個單元對被評價場所的消防安全水平都會產(chǎn)生影響。因此，需要通過實際考察被評價場所的火災風險因素來衡量基本評價單元風險指數(shù)的大小。對于某個基本評價單元，其風險指數(shù)的大小取決于該單元下設的各個風險因素的實際發(fā)生情況，實際風險越多，評價單元的火災風險指數(shù)值越大。

對指標層中每個評價單元的賦值方法為：(1)按照指標層因素中所列出的各項火災風險對被評價場所進行檢查，記錄存在的風險。(2)每個基本評價單元Ui對應的n個火災風險因素中，根據(jù)檢查結(jié)果，實際存在的風險因素數(shù)量為m，將實際存在風險因素數(shù)量與火災風險因素總數(shù)的比值定義為ri，即ri=m/n。(3)通過ri的大小，可以得到量化的基本評價單元的火災風險指數(shù)[2]。

對基本評價單元賦值后，便可計算上一層因素的權(quán)重：設某層有n個因素，X=(x1,x2,…,xn)，要比較它們對上一層的影響程度，確定在該層中相對于某一準則所占的比重(即把n個因素對上層某一目標的影響程度排序)。上述比較是兩兩因素之間進行的比較，用rij表示第i個因素相對于第j個因素的比較結(jié)果，rij=1/rji，則模糊關系矩陣R為：

通過對指標層因素所構(gòu)成的模糊關系矩陣進行歸一化處理，便可計算出系統(tǒng)層因素的權(quán)重值，從而得到建筑物的火災風險等級。

2 應用實例

2.1 某高層住宅建筑基本情況

選取某高層住宅樓作為評估對象，該建筑為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，耐火等級為二級，地上22層，地下2層，其中1～22層為居民住宅，地下一層為儲物室，地下二層常年上鎖。周圍建筑密度大，與兩個小區(qū)相鄰，交通比較擁擠，防火分區(qū)不明顯，未設置自動報警系統(tǒng)。

根據(jù)上文高層住宅建筑火災危險性評價指標體系的主要因素，對該住宅樓實際情況分析如下：(1)火災荷載狀態(tài)，該建筑為居民住宅樓，沒有統(tǒng)一進行裝修，都是居民自己進行的裝修。(2)自動報警系統(tǒng)，該建筑設置了手動火災報警裝置和火災警報裝置。(3)自動滅火系統(tǒng)，該建筑設置了室內(nèi)外消火栓，沒有設置自動噴水滅火系統(tǒng)。(4)安全疏散設施，該建筑設置了兩個安全出口，在一層樓內(nèi)設置了10個疏散指示標志。(5)阻燃、防火結(jié)構(gòu)及建筑構(gòu)造，該建筑沒有設置防火墻和防火卷簾，防火分區(qū)不明顯。(6)消防施救設施，該建筑只設置了一個通風井，沒有設置排煙系統(tǒng)，設置了消防車通道，但是部分通道被汽車、自行車堵住。(7)電氣設備，該建筑沒有設置消防控制室，部分設置了火災事故照明。(8)管理及其他，該建筑位于交通擁擠的地方，鄰近兩個居民小區(qū)，部分人員進行過消防培訓。

2.2 火災危險性評價指標隸屬度確定

為了能科學、合理地進行火災危險性評價，針對上述高層住宅建筑特點，編制了與建筑物防火安全評價指標體系對應的防火安全隸屬度調(diào)查表，如表1所示，并根據(jù)實際情況對其打分賦值。

2.3 火災危險性模糊綜合計算

建筑內(nèi)部火災荷載狀態(tài)的評估矩陣為：

指標權(quán)重A1=(0.33,0.10,0.49,0.74,1.00)，則B1=A1×R1=(0,0.519,1.361,0.78)。

自動報警系統(tǒng)的評估矩陣為：

指標權(quán)重A2=(0.55,0.46,1.00,0.91,0.10,0.28)，則B2=A2×R2=(0.268,0.333,0.961,1.738)。

表1 某住宅樓火災危險性評價指標體系及防火安全隸屬度

自動滅火系統(tǒng)的評估矩陣為：

指標權(quán)重A3=(0.10,0.10,1.00)，則B3=A3×R3=(0.07,0.03,0,1.1)。

安全疏散設施的評估矩陣為：

指標權(quán)重A4=(0.40,0.10,1.00,1.00,1.00)，則B4=A4×R4=(0.99,0.84,1.17,0.5)。

阻燃、防火結(jié)構(gòu)及建筑構(gòu)造的評估矩陣為：

指標權(quán)重A5=(0.10,0.70,0.40,1.00)，則B5=A5×R5=(0.1,0.28,0.6,1.22)。

消防施救設施的評估矩陣為：

指標權(quán)重A6=(0.10,0.55,1.00,0.55)，則B6=A6×R6=(0.22,0.285,1.19,0.505)。

電氣設備的評估矩陣為：

指標權(quán)重A7=(1.00,0.60,0.10,0.70)，則B7=A7×R7=(0.86,0.54,0.16,0.84)。

管理及其他的評估矩陣為：

指標權(quán)重A8=(0.55,0.10,1.00)，則B8=A8×R8=(0.23,0.45,0.66,0.31)。

系統(tǒng)總評估矩陣為：

總指標權(quán)重A=(0.095,0.10,0.10,0.38,0.76,0.76,1.00,0.81)，綜合因素評估結(jié)果為：B=A×R=(1.6995,1.738705,2.724995,2.95)。通過對結(jié)果進行規(guī)一化處理得出：B°=(0.186,0.191,0.299,0.324)。結(jié)果顯示，該住宅樓評價18.6%為很好，19.1%為較好，29.9%為一般，32.4%為差，根據(jù)最大隸屬度原則，該高層住宅樓的防火安全評價結(jié)果為差。

上述綜合評價結(jié)果表明，該住宅樓的防火安全水平為差，存在較大火災危險性。根據(jù)計算得出的權(quán)重進一步分析，得出影響建筑物火災風險等級的原因主要體現(xiàn)在以下幾個方面：建筑自動報警系統(tǒng)、建筑自動滅火系統(tǒng)和建筑阻燃、防火結(jié)構(gòu)及建筑構(gòu)造系統(tǒng)。評價結(jié)果與實際情況符合，可為消防部門有針對性地做好防火監(jiān)督管理工作提供依據(jù)。

[1] 范維澄,孫金華,陸守香,等.火災危險評估方法學[M].北京:科學出版社,2004.

[2] 胡忠日,孫迎霞,方正.高層建筑火災危險性模糊綜合評估初探[J].消防科學與技術(shù),2003,22(5):354-356.

(責任編輯馬龍)

ComprehensiveFuzzyEvaluation-basedFireRiskAnalysisofHigh-riseResidentialBuildings

SUN Hui

(YantaiMunicipalFireBrigade,ShandongProvince261400,China)

The occupant density of high-rise residential buildings is usually high, but there are less fire control facilities and more fire hazards than ordinary constructions. It is of great significance to evaluate the fire risks of residential buildings so as to understand the fire safety condition and improve the safety level of the building. In this paper, the fire risk of a residential building is assessed by comprehensive fuzzy evaluation method, and corresponding improvement measures are proposed in order to provide some reference in fire prevention supervision and management for the fire department.

residential building; comprehensive fuzzy evaluation; fire risk; fire supervision

2017-07-16

孫輝(1979— )，男，山東棲霞人，助理工程師。

D631.6

A

1008-2077(2017)10-0058-04