建筑工程安全設(shè)計評價研究

李 理

(河南財政稅務(wù)高等專科學(xué)校 ,鄭州 451464）

1 引言

近年來各種建筑安全事故頻發(fā)，發(fā)展勢頭未能有效地遏制，建筑安全問題無論對社會穩(wěn)定還是經(jīng)濟(jì)發(fā)展都會產(chǎn)生重大影響。建筑工程安全設(shè)計是建筑工程安全保障的核心，工程設(shè)計圖紙一旦出現(xiàn)設(shè)計安全問題，將后患無窮。因此，對建筑工程總體設(shè)計進(jìn)行安全評價，能從源頭進(jìn)行安全控制。本文致力于建筑工程安全設(shè)計評價研究，具有極其重要的現(xiàn)實意義。

2 建筑工程安全設(shè)計評價思路

建筑工程安全設(shè)計問題無疑是復(fù)雜問題，系統(tǒng)學(xué)方法論的出現(xiàn)與發(fā)展，為我們提供了解決復(fù)雜問題的方法論。本文以系統(tǒng)學(xué)方法論為基礎(chǔ)，堅持從整體出發(fā)，不僅僅從安全角度看建筑工程安全設(shè)計，從建筑工程總體設(shè)計中綜合考慮安全設(shè)計的元素，做到整體與局部相統(tǒng)一；堅持從建筑工程實際出發(fā)，緊密結(jié)合實際情況，注重環(huán)境的影響；堅持將設(shè)計、施工、使用等各個環(huán)節(jié)的安全要素融入到建筑工程安全設(shè)計工作中，注重系統(tǒng)的要素相互關(guān)聯(lián)和相互作用。因此，本文從以下三個方面對建筑工程設(shè)計的安全設(shè)計進(jìn)行評價，第一，建筑實體工程安全設(shè)計；第二，保障建筑工程安全管理的安全設(shè)計，建筑工程安全管理系統(tǒng)不僅指施工和使用期間的安全管理、也包括建筑安全事故中的應(yīng)急管理；第三，消除建筑工程環(huán)境不良影響的安全設(shè)計，建筑工程安全環(huán)境問題主要分為自然環(huán)境和社會環(huán)境。

3 建筑工程安全設(shè)計評價指標(biāo)體系

按照上述建筑工程安全設(shè)計的評價思路，本研究構(gòu)建評價指標(biāo)體系如下：

第一，建筑實體工程安全設(shè)計評價，主要從以下方面進(jìn)行評價：（1）評價基礎(chǔ)安全設(shè)計；（2）結(jié)構(gòu)安全設(shè)計評價；（3）建筑設(shè)備和建筑材料的安全設(shè)計評價；（3）消防安全設(shè)計。

第二，保障建筑工程安全管理的安全設(shè)計評價，主要指涉及施工、使用期間的安全管理、建筑安全事故中的應(yīng)急管理的安全設(shè)計評價。（1）涉及施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)管理的安全設(shè)計評價；（2）建筑使用安全的設(shè)計評價，包括與樓梯、陽臺、屋頂、門窗、通道的行為和交通防危設(shè)計的評價。

4 建筑工程安全設(shè)計評價指標(biāo)權(quán)重的確定

評價指標(biāo)的權(quán)重的確定, 對于評價建筑工程安全設(shè)計客觀和真實性起著關(guān)鍵作用。本文采用較為成熟的層次分析法[1]進(jìn)行設(shè)計計算權(quán)重 。

4.1 構(gòu)造判斷矩陣

設(shè)某層有n個因素，比較它們對上一層某元素的影響程度，確定在該層中相對于某因素所占的比重。（即把n個因素對上層某一因素的影響程度排序），上述比較是兩兩因素之間進(jìn)行的比較，比較時按重要程度劃分表。用aij表示第i個因素相對于第j個因素的比較結(jié)果，比較結(jié)構(gòu)用一個判斷矩陣A來表示：

表1 重要程度劃分表

4.2 層次單排序及其一致性檢驗

4.2.1 層次單排序

層次單排序就是把本層所有各元素對上一層來說，排出評比順序。判斷矩陣的權(quán)重計算法采用幾何平均法（根法），

（1）計算判斷矩陣A各行各元素的乘積并計算Mi的n次方根：

（2）對向量a=(a1,a2,…,am)T作歸一化處理，

4.2.2 一致性檢驗

（1）計算矩陣A的最大特征值λmax（近似算法）：

本文選用多個方向的音源對所設(shè)計的算法進(jìn)行了性能測試。測試中信號的方位以(x,y,z)的形式給出。測試環(huán)境為本人工作的實驗室,實驗室中充斥著混響、回響、鍵盤鼠標(biāo)敲擊聲及一些人的細(xì)語等噪聲。測試中采用48 kHz的采樣頻率對語音信號進(jìn)行采樣,實驗中選擇語音幀長為32 ms。

（2）計算一致性指標(biāo)并計算相對一致性指標(biāo)

式中RI為平均隨機一致性指標(biāo)，是足夠多個根據(jù)隨機發(fā)生的判斷矩陣計算的一致性指標(biāo)的平均值。1~10個階段的RI取值見表：

表2

一般而言，RC的值越小表明判斷矩陣越好，通常認(rèn)為CR≤0.1時，判斷矩陣具有滿意的一致性。

4.3 層次總排序及其層次總排序的一致性檢驗

（1）總排序要自上而下地將權(quán)重進(jìn)行合成，并逐層進(jìn)行總的判斷一致性檢驗。確定某層所有因素對于總目標(biāo)相對重要性的排序權(quán)值過程，稱為層次總排序。

第k層對第1層的組合權(quán)向量當(dāng)C.R.(k)<0.1時，認(rèn)為判斷矩陣的整體一致性是可以接受的。

本文邀請五位專家構(gòu)造判斷矩陣，利用層次分析法得出相應(yīng)單層排序權(quán)重如表3：

表3 權(quán)重表

5 集對分析評價模型的建立

學(xué)者趙克勤獨創(chuàng)了一種不確定性分析方法——集對分析法[2]，為深入挖掘、科學(xué)處理和應(yīng)用建筑工程安全設(shè)計評價各種不確定性信息提供了具有啟發(fā)意義的新路徑。在建筑安全設(shè)計中，普遍存在著各種各樣的集合，按照不同安全設(shè)計評價的要求，可組成適當(dāng)集對，探求這些集對之間的不確定性關(guān)系。集對分析的關(guān)鍵技術(shù)是確定度量集對不確定關(guān)系的聯(lián)系度而產(chǎn)生的聯(lián)系數(shù)，具體的就是從同、異、反3個方面研究集對相聯(lián)系的程度確定聯(lián)系數(shù)。

5.1 計算聯(lián)系度

在對建筑工程安全設(shè)計評價時，需要評價每一個指標(biāo)所包含的要素是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的理想狀態(tài)，對于完全同意的要素個數(shù)記為S，作為同一度；對于完全否認(rèn)的要素個數(shù)記為P，作為對立度；不能完全確定的要素個數(shù)，作為差異度記為F，于是

5.2 集對分析評價模型。

（1）集對分析評價矩陣。

構(gòu)建二級評價矩陣。假設(shè)有m個評價指標(biāo), 每個評價指標(biāo)記為ij(i=1,2,…n;j=1,2,…,m), 則基于集對分析多目標(biāo)評價矩陣R 為:

（2） 設(shè)Y是因素ui的評價向量，則集對分析評價模型為：

Y= w·R

Y就是評價對象與理想狀態(tài)的聯(lián)系度，聯(lián)系度的值域為區(qū)間[1，-1]。本文借鑒黃金分割的思想，評價值在[1，0.618]內(nèi)的設(shè)計方案為可行方案，得分值越大被評價方案越優(yōu)。

6 結(jié)論

第一，筆者選取集對分析和層次分析法作為評價工具，該方法思想內(nèi)涵契合安全設(shè)計評價的機理，具有科學(xué)性和有效性，同時評價工具操作簡便且方法已經(jīng)普及應(yīng)用，便于工程實踐推廣應(yīng)用，評價效率高，評價結(jié)果更趨科學(xué)合理（因受文章篇幅所限，實例應(yīng)用未能刊出）。

第二，筆者以系統(tǒng)學(xué)為理論指導(dǎo)，構(gòu)建了建筑工程安全設(shè)計評價指標(biāo)體系，不僅揭示影響建筑工程安全設(shè)計的主要問題、主要關(guān)系和主要矛盾，而且有助于系統(tǒng)全面、清晰的判斷出各潛在安全因素的危險性。

第三，由于建筑工程安全評價研究涉及的多種要素，關(guān)系復(fù)雜，同時，安全設(shè)計評價工作是一個動態(tài)的調(diào)整過程，所以，筆者的研究工作有待進(jìn)一步深入和拓展。

[1]許樹柏.層次分析法原理[M].天津:天津大學(xué)出版社,1988(05).

[2]趙克勤.集對分析及其初步應(yīng)用[M].杭州: 浙江科技出版社,2002.