基于層次分析法的氣體滅火系統消防安全評估研究

喬輝，彭洛克

（1.中山市消防救援支隊；2.肇慶市消防救援支隊）

1 引言

氣體滅火系統是自動滅火系統中重要的一類，主要用于不適于設置水滅火系統等其他滅火系統的環境，比如，計算機機房、重要的圖書館檔案館、移動通信基站（房）、公共建筑配電房、UPS室、電池室和柴油發電機房的儲油間等。氣體滅火系統消防安全評估，主要是對建筑內該系統的現狀和性能進行評估。目前，無論是消防監督檢查，還是消防設施日常維護保養檢測等工作，多是從定性的角度開展，較少有定量評估。文章在充分考慮氣體滅火系統特點的基礎上，運用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）、專家打分法和消防監督經驗，建立四級消防安全評估指標體系，并在定量評估該系統上，開展研究。

2 建立層次分析模型和評估指標體系

結合《氣體滅火系統設計規范》（GB50370-2005)《、建筑消防設施檢測技術規程（》XF503-2004）《、建筑消防設施的維護管理》（GB25201-2010）、專家建議等，將指標評估體系劃分為4個層次（見圖1）。

圖1 氣體滅火系統消防安全評估層次結構模型

一級指標為氣體滅火系統消防安全A；二級指標為儲存裝置B、防護區C、氣體滅火控制器D、噴頭管網及選擇閥等組件E、系統功能F等5個；三級指標為容器外觀和操作距離B1，充裝量、充裝壓力及泄壓裝置B2，驅動氣瓶外觀、規格及壓力B3，防護區劃分C1，防護區內外報警及操作裝置C2，泄壓口及事故排風C3，選型及設置D1，電源D2，功能D3，噴頭E1，管網E2，選擇閥E3，啟動功能F1，延時功能F2，其他設施動作功能F3等15個；四級指標共細化為30個（見表1）。

表1 氣體滅火系統評定標準和權重設定

續表

3 各指標權重計算

3.1 構造判斷矩陣并計算第二、三級指標權重

分別對第二、第三級指標中的各個指標進行兩兩對比，采用1-9標度法(見表2)確定各指標間的相對重要性賦值，依次構建第二級、第三級指標判斷矩陣，數據值越小，說明其重要性程度越小[2]。以第二級指標判斷矩陣為例，其重要性程度見表3。

表2 判斷矩陣標度及相對重要性說明

表3 第二級指標判斷矩陣A

采用幾何平均法（見式1），分別計算出第二級指標相對于第一級指標的權重(WAi)，和第三級指標相對于第二級指標的權重（WBi，WCi，WDi，WEi，WFi），見表4。

表4 第三級指標判斷矩陣權重

4.1 單排序一致性檢驗

分別計算第二、三級指標各判斷炬陣的最大特征根λmax，來求得各判斷矩陣的隨機一致性比率CR，計算公式見式2。只有CR＜0.1時，判斷矩陣才能通過一致性檢驗，即判斷矩陣在邏輯上具有合理性[3-4]，具體計算結果見表5。

表5 各判斷矩陣相關參數

式中：CI為判斷矩陣的一般一致性指標；n為判斷矩陣的階數；RI為平均一致性指標（3階矩陣為0.52，5階矩陣為1.12）。

計算結果顯示，各判斷矩陣的CR值均小于0.1，說明各判斷矩陣單排序一致性檢驗符合要求。

4.2 總排序一致性檢驗

層次總排序是利用層次單排序的結果，計算出第三級指標相對于第一級的組合權重，即第三級指標總的優先次序的相對權重。因此，只有總排序一致性通過檢驗，才能保證總排序結果的合理性。檢驗方法與單層次排序檢驗類似：

計算求得：CR(3)=0.03＜0.1，表明總排序符合一致性要求。通過第二級指標權重加權綜合后，計算得到第三級指標相對于第一級指標的總排序結果，從高到低依次為：F1(0.3)＞D1(0.21)＞C1(0.119)＞F2(0.074)＞D3(0.052)＞F3(0.05)＞D2(0.042)＞C2(0.039)＞B2(0.03)＞C3(0.024)＞B3(0.023)＞E3(0.021)＞E1(0.007)＞B1(0.007)＞E2(0.002)。其中，系統啟動功能、控制主機選型及設置和防護分區劃分這3項權重占比高。

4.3 確定評分標準和評估等級

第四級指標由第三級指標細化而來，根據相關標準規范、以往消防監督經驗和多位專家建議，將第四級指標相對重點程度分為I級（一般指標）、Ⅱ級（主要指標）、Ⅲ級（關鍵指標），綜合第三級指標總排序結果，提出第四級指標的建議權重，并制定出評分標準[5]，見表1。同時，將氣體滅火系統的評分結果與評估等級掛鉤，更好地將評估體系從定性和定量上有效結合，直觀準確。消防安全評估劃分4個等級（見表6）。

表6 氣體滅火系統消防安全評估等級及特征

5 結語

氣體滅火系統的消防安全評估指標繁多，文章針對該系統的特點，按照相關技術標準和現實工作需求，充分利用層次分析方法和半定量分析中的專家打分法，建立合理科學的四級評估指標體系和評估模型。在各指標總排序權重基礎上，提煉出系統檢查評分標準，并將評分結果與評估等級掛鉤。在整個評估體系內，起關鍵作用的第三級指標權重總排序結果表明，系統啟動功能、控制主機選型及設置和防護分區劃分這3項權重系數較大，要引起足夠重視。該評估系統為既有建筑消防監督檢查、消防設施檢測和維護保養等工作提供了有效的評判依據和參考。