公共建筑火災風險評估研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

摘要：火災風險評估作為預防和控制火災事故的關鍵環(huán)節(jié)之一，近些年一直是學者們的重點關注方向。為了提高公共建筑消防安全管理水平，促進火災風險評估領域的不斷進步和發(fā)展，介紹了當下火災風險評估的理論、方法、模型及影響因素，總結出常見的火災風險評估方法及其優(yōu)缺點，分析了方法和模型存在的不足之處，同時針對未來火災風險評估的發(fā)展趨勢進行了展望。

關鍵詞：公共建筑火災；風險分析；半定量評估

中圖分類號：D631.6" " " 文獻標識碼：A" " " "文章編號：2096-1227（2025）05-0001-03

建筑火災風險評估是預防火災的有效手段。它通過分析建筑消防信息識別關鍵風險因素，評估火災可能性和后果。伴隨技術進步，評估方法持續(xù)革新，傳統(tǒng)方法顯現(xiàn)出局限性。因此，本文系統(tǒng)總結了公共建筑火災風險評估現(xiàn)狀，并提出改進方向和發(fā)展建議，以期實現(xiàn)更科學、動態(tài)的風險評估，為管理提供決策支持。

1 火災風險評估研究背景

2024年，全國消防救援隊伍共接報處置各類警情235.8萬起，與2023年相比增加10.1%，共出動消防救援人員2537.4萬人次。共接報火災90.8萬起，造成2001人死亡、2665人受傷，直接財產損失77.4億元。公眾聚集場所火災起數(shù)和受傷人數(shù)上升。電氣故障、用火不慎占一半以上[1]?；馂膶θ嗣裆罕娒敭a已構成嚴重威脅，在消防力量布局需強化的當下，如何準確地評估設計復雜、疏散困難的公共建筑火災風險成為今后防控的重難點。

2 存在的問題與挑戰(zhàn)

公共建筑火災風險評估在學術研究中廣泛采用定量分析，而實踐中則多使用半定量方法。盡管評估流程已較為清晰，但仍面臨以下挑戰(zhàn)：①運維階段評估不足；②缺乏強大的地區(qū)消防數(shù)據庫作支撐；③主客觀權重總體偏向二維下的定性分析，影響決策時效；④缺乏對法規(guī)外火災誘發(fā)因素相互影響和火災關聯(lián)性的分析；⑤評估體系泛化性；⑥傳統(tǒng)方法和模型的適應性、可擴展性較差；⑦缺乏對人的可靠性及生命安全角度研究；⑧未評估社會成本效益分析的選擇和新方法接受度帶來的影響。

3 公共建筑風險評估的研究現(xiàn)狀

20世紀90年代，全球火災頻發(fā)促使全世界聚焦并推動火災風險評估發(fā)展，主要從發(fā)生概率與后果嚴重性兩方面識別潛在風險?，F(xiàn)代研究多集中于高層及工業(yè)建筑，公共建筑領域相對薄弱。國內外學者研究共性在于解決指標冗余、靜態(tài)量化偏差及數(shù)據缺失問題。隨著“大火巨災、小火亡人”的出現(xiàn)，近年國內又針對重點消防單位[2-3]的研究拓展至保險等多維度；研究方法分為多方法融合構建體系、模型應用及場景化解決方案；國外側重以計算機模擬技術為核心，國內則集中于指標權重優(yōu)化、多因素致災機制解析及模型場景適配性提升。

3.1" 火災風險評估理論

事故致因理論歷經40年的發(fā)展，突破單一歸因模式，形成人、機、環(huán)境多框架。二戰(zhàn)后提出的事故因果連鎖理論，首次將安全管理納入核心致因體系；直至20世紀70年代出現(xiàn)的軌跡交叉與風險耦合理論深化了多因素協(xié)同機制研究?；谏鲜霭l(fā)展過程，我國學者逐漸深化對危險源辨識理論、危機管理PPRR理論、D-S證據理論等理解。公共安全科技三角形理論和WSR是主流分析工具仍存在風險要素覆蓋局限。為此，WSR-博弈賦權-后悔理論模型和“因果網絡拓撲分析”方法論分別通過賦權優(yōu)化與系統(tǒng)依賴性分析豐富我國火災風險評估體系，支撐科學決策。

3.2" 風險量化評價方法

3.2.1" 半定量評估

半定量火災風險評估方法通過構建危險源與風險參數(shù)指標體系，結合經驗公式與分級系統(tǒng)量化建筑風險等級。其發(fā)展歷程可分為3階段：20世紀歐美日提出的Gretener法、Frame法、FSES等經典體系奠定了基礎；本土化研究歷經模糊數(shù)學、灰色關聯(lián)度分析的初期探索，但存在定量信息缺失、邏輯不嚴謹導致評估精度上受限；現(xiàn)已發(fā)展為組合賦權與模型融合的新階段。主流方法是通過AHP及其改進型[2]、多準則決策、Delphi法、熵權法等用來平衡權重分配的主客觀性。近年突破包括：①視角創(chuàng)新，整合多部門脆弱性分析；②復合賦權（如風險矩陣法、CIA法、Gustav法、三角模糊結構元+層次分析法、AHP+FCE法、TOPSIS+OAHP+信息熵權法等）來優(yōu)化風險指標體系，相較于傳統(tǒng)的定性/定量法顯著提升了動態(tài)交互與概率計算精度；③模型升級，建立應用于公共建筑的復合評價模型，如熵權物元可拓模型、ISM-Shapley-云模型、Probit、Bowtie-ANP三維動態(tài)模型，均不同程度彌補單一定性或量化精度的缺口；④數(shù)據適應性增強，如“改進N-K模型”便可在缺失統(tǒng)計數(shù)據時計算風險耦合度，使應用場景拓展至多數(shù)突發(fā)火災案例。盡管現(xiàn)有組合方法已實現(xiàn)風險水平量化與多級指標橫向對比，但依賴專家經驗、指標關聯(lián)性、數(shù)據動態(tài)特征及計算量較大仍被忽視。

3.2.2" 基于“互聯(lián)網+大數(shù)據”的風險評估

公共建筑火災風險評估逐漸轉向數(shù)據驅動，傳統(tǒng)的BP神經網絡雖能解析復雜關聯(lián)，但存在收斂慢、樣本依賴性高、運算量大等缺陷。學術界嘗試利用SVM、貝葉斯網絡及遺傳算法整合多源數(shù)據來解決動態(tài)非線性風險分析中的稀疏性與過擬合問題，但單一算法受限于預測能力與樣本規(guī)模。為提升適應性，學者提出智能算法融合與動態(tài)指標優(yōu)化；針對傳統(tǒng)評估信息整合低效問題，學者又相繼提出可根據不同火災場景動態(tài)推理的貝葉斯網絡模型[4]、Gustav+GIS/BIM和物聯(lián)網技術[5]動態(tài)評估。前者側重條件概率分析，數(shù)據計算較復雜，后者依托物聯(lián)網實現(xiàn)動態(tài)推理與成本優(yōu)化。當前挑戰(zhàn)包括樣本量不足、模型泛化性差及過擬合風險，未來需強化自適應算法與多維度數(shù)據融合，以提高評估普適性與實用性。幾種具有代表性的“互聯(lián)網+大數(shù)據”評估方法及其特點見表1。

3.2.3" 基于場景模擬的風險評估

當前火災風險評估技術依托建筑參數(shù)與數(shù)值模擬融合實現(xiàn)熱煙建模與疏散動態(tài)推演。美國NIST和日本建筑火災實驗室等火災動力學模型在熱釋放速率預測精度和路徑還原度得到突破，缺點是難以全面考量影響因素且適用場景有限。目前公共建筑信息細化、數(shù)據龐雜，導致主流模型（如PyroSim、FDS、Pathfinder）面臨高輸入要求與成本效率矛盾。國內研究已進入成熟應用階段，重點呈現(xiàn)雙路徑：煙氣蔓延環(huán)境關聯(lián)分析與動態(tài)場景風險模擬。實證表明多維度量化方法可降低潛在傷亡率，但需平衡模型精度與工程實用性。幾種具有代表性的場景模擬的評估模型及其特點見表2。

4 火災風險影響因素

基于我國實際，學者運用多元視角（從主動措施、被動措施）與理論方法、軟件結合識別出并分析關鍵因素關聯(lián)及層級，拓展消防安全管理至外部維度，支撐南北差異化評估體系構建。國內外學者共識火災風險源于“人機環(huán)管”，雖驗證了系統(tǒng)化分析的價值，但也指出存在因素交互與量化評估的難題。根據現(xiàn)有文獻提取影響因素劃分，并將其總結于表3所示。

5 火災風險評估的發(fā)展趨勢

數(shù)字孿生技術推動火災風險評估技術進步，成為消防監(jiān)督重要工具。現(xiàn)有研究集中于公共建筑靜態(tài)風險評估，存在數(shù)據依賴性高、指標量化不足、模型適應性弱等問題，難以滿足大型綜合體動態(tài)運營需求。未來研究應關注以下3大趨勢。

5.1" 智能自動化轉型

依托物聯(lián)網傳感器收集數(shù)據，基于機器學習算法構建動態(tài)風險評估模型，能實現(xiàn)風險實時預警與快速響應，精準導航火源定位使救援路徑優(yōu)化效率提高，降低人員傷害和財產損失。

5.2" 三維可視化

BIM技術憑借輕量化評估流程和可操控性，實現(xiàn)建筑火災風險的三維動態(tài)映射。與未來數(shù)字孿生技術整合對災后場景數(shù)字化重建，讓決策者和大眾能直觀了解火情。

5.3" 動態(tài)集成化

大數(shù)據技術進步使得火災信息動態(tài)采集為可能，如智慧消防系統(tǒng)，發(fā)展多維風險感知與高精度風險評估技術，可實現(xiàn)多源異構數(shù)據融合分析，從而優(yōu)化資源調配。

6 結束語

公共建筑因結構復雜、人流密集等問題使其火災應對仍難以滿足現(xiàn)代需求。因此持續(xù)創(chuàng)新和改進評估方法至關重要，建議如下：①強化火災隨機性規(guī)律與理論體系關聯(lián)性研究，改進半定量方法；②合理設置動靜指標，融合鏈式因果分析與多維度后果量化，推行實時評估機制和模型；③融合智能化手段，實現(xiàn)風險動態(tài)追蹤；④評估客觀化；⑤特別關注重點單位，鼓勵多元化主體積極參與。未來應聚焦時空多維評估，數(shù)字孿生等技術整合是關鍵，助力火災管理更高效精準。

參考文獻

[1]國家消防救援局.實錄|國家消防救援局舉行例行新聞發(fā)布會[EB/OL].https：//www.119.gov.cn/qmxfxw/xwfbh/index.shtml

[2]丁詩懿，楊涵.基于綜合評價熵值算法的火災風險評估[J].消防科學與技術，2024，43（6）：797-799.

[3]王婷，呂淑然.基于ANP-物元可拓法的中小餐飲場所火災風險評價[J].安全，2023，44（7）：43-50.

[4]馬舒琪，劉澎，呂淑然，等.基于ISM-DBN的古建筑群火災風險演化模型[J].安全與環(huán)境工程，2022，29（3）：55-61.

[5]黃俊斌，張國維，閆肅，等.基于物聯(lián)網技術的建筑火災風險動態(tài)評估[J].消防科學與技術，2020，39（10）：1371-1375.