基于模糊層次綜合法在高層建筑火災風險評估中的應用

高玄++徐堅++陳嘉慧++張勝軍++祝猛

摘要：進行高層建筑火災風險評價，對預防高層建筑火災起到十分重要的作用。文章通過總結相關文獻資料、結合實際情況進行調整、在高層建筑火災評估體系的基礎上，建立相應的模糊評價模型，求出其評價矩陣，并利用層次分析法得到相關指標的權重，然后運用模糊算子進行合成。最終與實際的高層建筑相結合，對其進行火災風險評價。根據(jù)得到的評價結論，給出相應的優(yōu)化建議及舉措。

Abstract： The fire risk assessment of high-rise building plays an important role in preventing high-rise building fires. Based on the related literatures and the actual situation， the article establishes the corresponding fuzzy evaluation model based on the evaluation system of high-rise building fire， obtains its evaluation matrix， and obtains the weight of the relevant indexes by AHP， and then uses the fuzzy operator to synthesize. Finally fire risk assessment is carried out combined with the actual high-rise buildings. According to the evaluation results obtained， the corresponding optimization suggestions and measures are given.

關鍵詞：火災；高層建筑；模糊層次綜合法

Key words： fire；high-rise building；fuzzy hierarchy synthesis method

中圖分類號：D631.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）02-0168-03

0 引言

隨著社會的進步和國民經濟的持續(xù)發(fā)展，我國的現(xiàn)代化水平取得了突飛猛進的進步，城鎮(zhèn)化進程不斷加快，人口在不斷的向城市匯集，同樣一起進步的還有高層建筑。凡事都有雙面性，高層建筑也不例外，它不僅節(jié)約了大量的城市土地，而且為我們的提供了舒適的城市生活，與此同時假如爆發(fā)火災，會導致嚴重的經濟損失和人員傷亡事故，頻頻發(fā)生的高層建筑火災事故已經成為當前急切需要處理的問題之一。由于高層建筑引發(fā)火災因素眾多、建造結構復雜有助于火勢的蔓延、建筑火災的荷載大、層數(shù)多、人員集中火災撲救難度大等特點，因此對其高層建筑火災風險評估已經成為當下燃眉之急的問題。

1 模糊綜合評價模型的確定

模糊綜合評價法是使用模糊數(shù)學的一套方法，目的在于處理各種不肯定的、難以計算的難題，將某些界定模棱兩可，不容易劃定的問題清楚化、量化而進行綜合性的一種評價方法。而高層建筑火災安全系統(tǒng)本身是一個既復雜又有不肯定因素繁多的系統(tǒng)，考慮到該評價方法的自身的特點，使用該法對高層建筑火災風險進行評估擁有較強的科學性[1]。理由如下：

首先，由于高層建筑火災安全影響評價的影響因子非常多，而每個影響因子應取的權重數(shù)又不一致，所以要完全對其進行定量化評價是件很困難的事，如評價高層建筑室內外消火栓系統(tǒng)時，就只能很籠統(tǒng)用“安全”、“危險”等安全等級詞匯來描述。其次，部分因素極易受到外部環(huán)境的干擾，具有明顯不確定性，且規(guī)律性也不強等。另外，由于人的主觀性較強，因人而異的判斷標準嚴重影響我們在火災評估中所做的判斷，從而造成評價結果的多樣性，也無法得到有效的判斷。模糊綜合評價，采用定性與定量的方法相結合把模糊問題具體化避免了因人而異的評估結果但是由于模糊評價過程中各指標權數(shù)的確定不是一開始就確定的，而是隨著在過程中產生的，由于人的主觀性的原因，也難免會給評價結果帶來一定的偏差。文章應用層次分析法（AHP），通過邀請相關專業(yè)人員進行定權，從而避免了主觀性。綜上述，在對高層建筑火災安全評估時，采用了模糊層次綜合評價法。

2 實例分析

2.1 工程概況

文章以云南省昆明市昆明萬達雙塔為實例。位于云南省昆明市南壩段西200米，是云南目前最高的樓，建筑一共71層其中地上68層地下3層，主體高度高達317米。

2.2 評價過程

2.2.1 建立評價指標體系

通過總結相關文獻資料如一些法律文件、行業(yè)規(guī)定、消防規(guī)范、管理制度，結合實際情況進行調整，從高層建筑火災本身出發(fā)，得出了高層建筑火災安全評價體系，詳情見表1。

2.2.2 確定評語等級論域

本文高層建筑火災安全評價選擇的評價級是：

{Y1：非常安全；Y2：比較安全；Y3：安全；Y4：比較危險；Y5：非常危險}

2.2.3 確定隸屬度矩陣

根據(jù)之前建立的評價指標體系，同時結合昆明萬達雙塔實際情況，邀請10位專業(yè)人員對其評分，依據(jù)具體的評分結果得到所對應的火災風險評價值進行模糊綜合評價表并確定其判斷矩陣。詳情見表1。

2.2.4 確定各指標權重

文章通過層次分析法確定評價體系各指標的權重，使用構建的判斷矩陣計算出其最大特征值和特征向量，并求出各指標相對于準則層的權重。指標權重采用“方根法”[2]計算。

2.2.5 模糊矩陣的合成運算

應用模糊算法把各指標組合的評價矩陣與其對應權數(shù)合成。按照B=W？莓R（？莓表示算法M（·﹢））公式進行計算，然后對其結果進行歸一化，最終得到模糊評估的結果[3]，通過加權平均運算可以求出各準則層隸屬度向量及目標層總隸屬度向量。各隸屬度向量為：endprint

3 結果分析

根據(jù)最大隸屬度的原則可知，及結合上節(jié)求出的個隸屬度向量我們可以總結如下：

由BA1=（0.1236，0.2856，0.3934，0.1279，0.0695）可知，建筑滅火能力的最大為0.3934，評估結果為安全級；由BA2=（0.1928，0.2988，0.2290，0.1308，0.0388）可知，建筑的防火能力最大為0.2988，評估結果為比較安全級；由BA3=（0.0292，0.2243，0.4713，0.2236，0.0531）可知，消防安全及疏散管理的最大是0.4713，評估結果為安全，但在比較危險也高達0.2236，表明消防及疏散的處境都比較危險，不很好的預防突發(fā)事件；由BA4=（0.1381，0.1949，0.3531，

0.2341，0.0789）可知，建筑內物及人的最大隸屬度為0.3531，屬于安全，雖全體使用人員的消防意識不夠，即使在人員訓練等方面做了努力，但是該指標的評分依然不高。

由B=（0.1147，0.2541，0.3962，0.1759，0.0591）可知目標層的最大隸屬度為0.3962，所以該建筑整體安全現(xiàn)狀處于安全等級。但是比較危險等級也高達0.1759，可見雖然建筑整體火災安全處于安全，但也是處于比較危險的情形之中，須采取措施加以改進。

4 優(yōu)化建議

在建筑滅火能力層面對自動噴水與氣體滅火系統(tǒng)做出的改善措施如下：必須嚴格按照高層建筑的相關消防設計規(guī)定進行實施，提升設備設施的可靠性與安全性；同時更加注重管理，定期進行檢查與定期進行保養(yǎng)，從而減少人為的錯誤及設備的故障。

為了增強應急疏散的能力，管理人員應加強該方面設備的管理與布置。比如安全通道是否暢通、消防電梯是否能正常運行、安全警示標志是否醒目、應急照明是否完好等。

定期開展安全消防大檢查，通過檢查可以及時發(fā)現(xiàn)建筑存在的潛在危險源并及時消除，彌補消防管理漏洞，而且檢查過程是一次良好的安全教育，對提高人員的火災安全意識有良好作用[5]。

參考文獻：

[1]李紅民.FTA在高層建筑防火安全管理中的運用[J].中國安全生產科學技術，2010（01）：154-156.

[2]江鵬輝，楊豪，彭斌，等.基于模糊層次綜合法的加油站現(xiàn)狀評價模型及應用[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2008（02）：58-60.

[3]李鴻吉.模糊數(shù)學基礎及實用算法[M].科學出版社，2005：30-33.

[4]殷霓，高云.高層建筑火災致因分析與防火對策[J].安全技術與管理，2011（04）：41-44.

[5]魯磊，洪克寬，楊慶軍，鄒媛.高層建筑火災特性與防控對策研究[J].火災科學，2010（06）：92-95.endprint