既有公共建筑改造后消防安全風險評價研究

杜筱娟

摘要：在城市化不斷推進背景下，既有建筑改造項目越來越多，消防改造作為既有建筑改造的重要組成部分，涉及既有建筑改造的安全與質量。首先，分析了既有公共建筑改造后的消防安全現狀，歸納了既有公共建筑改造后的消防內容及特點。其次，借助相關文獻找出影響既有建筑改造后建筑火災的影響因素，通過問卷調查的方式得到各位專家對風險指標的判斷，確定了評價指標。再次，用層次分析法得出各評價指標的權重。運用模糊綜合評價法將既有公共建筑改造后的消防安全性分為五個評價等級，并通過綜合評價指數的計算，確定既有公共建筑改造后的消防安全水平。最后，以南京市某改造后的溫泉酒店為例，進行了消防安全風險評價，驗證了該評價模型的有效性。

關鍵詞：既有公共建筑改造；消防安全；風險評價；層次分析法；模糊綜合評價

城市像個生命體，一直進行著新陳代謝。當前，我國城市建設目標已從有沒有轉向好不好，建設路徑已由規(guī)模擴張轉向更新提質，更新模式已從大規(guī)模拆舊建新轉向存量增效。既有建筑改造是城市更新的重要載體。目前，我國既有建筑總面積約600億平方米，其中既有公共建筑總量約100億平方米[1]。既有公共建筑進行改造再利用勢在必行。消防系統(tǒng)改造作為既有建筑改造過程中的重要組成部分，涉及既有建筑改造的安全與質量，地位極其重要，亟需一套科學的消防安全評價體系助推既有建筑改造。基于此，本研究旨在建立一種適用于既有公共建筑改造后的消防安全風險評價方法。為此，依據既有公共建筑改造消防安全的內涵要求及特點，構建既有公共建筑改造后消防安全評價指標體系，應用層次分析法確定各指標權重，根據模糊綜合評價法建立既有公共建筑改造后消防安全評價模型，并以南京市某改造后的溫泉酒店項目為例對模型進行驗證，以期為既有公共建筑改造后消防安全評價提供技術支持。

一、評價指標體系的確立

在發(fā)展過程中，消防安全的重點在建筑防火、火災探測報警、安全疏散、消防設施聯動、消防安全管理幾個方面。結合《建筑設計防火規(guī)范》等消防相關規(guī)范、《消防法》等消防相關法律、條例、《南京市既有建筑改造消防設計審查工作指南（2021年版）》等地方行業(yè)指南以及筆者幾年來的工作實踐經驗，根據科學性、系統(tǒng)性、目標導向性、時效性、實用性的評價指標構建原則，將第一層評價指標體系分為五個部分：建筑特征、建筑防火能力、安全疏散情況、建筑滅火能力、消防安全管理。構建的一級指標層如圖1所示。在實際工程中，由于改造前的公共建筑自身狀況各不相同，改造后的使用用途不同，火源的控制情況也不同，本文僅針對具有代表性特征的公共建筑作一般性分析。

二級指標的識別方法有很多，應用較多的方法有事故樹法或事件樹法，但這兩種方法對研究人員的要求較高，需要研究人員擁有完備的消防知識和豐富的消防工作經驗，否則極易造成指標缺失、指標體系不全、不客觀，從而導致評估結果出現誤差的情況。因此，本文所選用的辨識二級指標的方法，是根據有關建筑防火規(guī)范、消防法規(guī)、消防安全方面的書籍，在專家的指導下，對二級指標進行定性分析和確定。

最終構建的評價指標體系目標層是既有公共建筑改造后的消防安全風險評價指標體系。指標層劃分為兩級指標，一級指標層中一級指數5個，二級指標層中共包含二級指數28個。構建的評價指標體系如圖2所示。

二、評價模型構建

本文構建既有公共建筑改造后消防安全風險評價模型的方法是層次分析法與模糊綜合評價相結合的評價方法。首先借助層次分析法確定評價指標權重，然后通過模糊綜合評價來進行風險評價。

（一）評價指標體系的權重系數確定

通過相關文獻閱讀研究后發(fā)現[2-6]，建筑消防安全評價指標多采用層次分析法賦權，本文選用層次分析法確定權重。邀請11位專家討論，意見統(tǒng)一后，采用 “1-9標度法”請專家對指標兩兩比較打分，取眾數作為最后打分意見。兩兩比較形成判斷矩陣：

并進行矩陣的一致性檢驗

RI值詳見表1。

進行判斷矩陣的一致性檢驗：

第一步，根據公式（2-2）計算判斷矩陣的最大特征值λmax和一致性指標CI；

第二步，查表2-1，找到判斷矩陣的RI值；

第三步，根據公式（2-3）求得判斷矩陣的一致性比率CR；

第四步，當CR<0.1時，可判定一致性檢驗通過，可用其歸一化特征向量作為權向量；當CR≥0.1時，須對aij加以調整，重新建立正互反矩陣A，直到一致性檢驗通過為止。可使用yaahp軟件進行分析。yaahp軟件有自動修正功能，對于判斷矩陣一致性不通過的可以自動修正，直至一致性檢驗通過。

最終，既有公共建筑改造后的消防安全風險評價指標體系的權重統(tǒng)計如表2所示。

（二）模糊綜合評價模型的建立

1.確定評價對象和它的特征因素集、評價語句集

本文的評價對象是既有公共建筑改造后消防安全風險，其特征因素集U已在前文確定，即既有公共建筑改造后消防安全評價指標，評價語句集V中的元素劃分要適當，本文對評價語句集的劃分為：V=（非常安全，比較安全，一般安全，比較危險，非常危險）。

2.確定模糊權重向量A

權重是代表特征因素集U中各元素的重要程度，本文采用層次分析法確定模糊權重向量。

3.確定模糊關系矩陣R

首先單因素評價，得到U到V的模糊映射Rf=（ri1，ri2，...，rij），rij表示U中第i個元素ui獲得V中第j個評價vj的程度，然后對其歸一化，使∑nj=1rij=1，再將各單因素評判的模糊映射聯立成綜合評價矩陣：

4.確定模糊評價結果

通過模糊運算，得到模糊綜合評價結果，即：

B=A·R=（b1，b2，…，bn）其中bj=∑mi=1（ai×rij） （2-10）

5.模糊綜合評價模型的最終建立

利用yaaph軟件，得到既有公共建筑改造后消防安全風險評價模型。

三、南京市溫泉酒店改造后消防安全風險評價的實證研究

南京市某溫泉酒店在2021年進行了全面改造。該酒店所在主樓于2013年建成，原建筑規(guī)劃用途為普通倉庫、其它輔助設施，建筑高度23.9米，建筑面積10325.7平方米。自新冠疫情發(fā)生以來，原大樓經營受到巨大沖擊，經營業(yè)績大幅下降，經營形勢十分困難。為應對經營困難局面，業(yè)主單位對此樓部分業(yè)態(tài)開展轉型調整。經過多番協調會議，區(qū)規(guī)劃部門同意該倉庫樓按商業(yè)功能使用。

改造后的溫泉酒店位于建筑的4-5層，裝修改造面積為3800平方米。由于改造面積較小，因此該溫泉酒店的施工圖可豁免施工圖設計審查。由于該溫泉酒店未達到南京市建設工程消防審驗的標準，屬于備案項目，因此圖紙也不需要經過消防設計審查，該項目也未設置監(jiān)理。

該項目將建筑使用功能由倉庫改為賓館酒店，改變了建筑使用功能，且該溫泉酒店只租賃了大樓的部分樓層，因此該溫泉酒店的裝修改造可定性為改變了使用功能的局部改造。

倉庫改為溫泉酒店，在改造區(qū)域，除了承重墻體、防火分區(qū)，其余內容都進行了重建。平面重新布局，疏散路徑重新規(guī)劃計算，原消防電氣線路全部更換，各消防設施末端設備重新更換，消防水箱容積增大，消防正壓風機、排煙風機更換型號、增加數量。

消防安全是由建筑內所有消防系統(tǒng)構成的，但該溫泉酒店的消防改造僅針對自己承租部分，與原大樓消防系統(tǒng)的銜接可能不匹配；該溫泉酒店整個消防改造過程無政府監(jiān)管，改造內容是否符合相關規(guī)范標準無法保證。

本文對評價語句集的劃分為：V=（非常安全，比較安全，一般安全，比較危險，非常危險）。在對該溫泉酒店消防安全風險評價過程中，邀請10位專家對二級指標因素進行評價，得到評分統(tǒng)計結果如表3，表中的數字為10位專家對該溫泉酒店每一項評價語句的結果統(tǒng)計，如對于火災荷載密度A1，沒有專家選擇“非常安全”和“比較安全”，3位專家選擇“一般安全”，6位專家選擇“比較危險”，1位專家選擇“非常危險”。

由此得一級評價指標的模糊綜合評價矩陣：

建筑特征狀況A的模糊綜合評價矩陣

建筑防火能力B的模糊綜合評價矩陣

安全疏散狀況C的模糊綜合評價矩陣

建筑滅火能力D的模糊綜合評價矩陣

消防安全管理狀況E的模糊綜合評價矩陣

把每一項評價準則的評價指標權重歸一化，得到權重向量：

WS=（WA? WB? WC? WD WE）=（0.1258?? 0.1265 0.2095 0.2038 0.3345）

WA=（0.0429 0.0422 0.0168 0.0238）

WB=（0.0379 0.0154 0.0254 0.0186 0.0292）

WC=（0.0223 0.0279 0.0161 0.0173 0.00980.0464 0.0284 0.0413）

WD=（0.0465 0.0357 0.0365 0.0390 0.02680.0193）

WE=（0.1072 0.0210 0.0460 0.0710 0.0892）

各二級評價的隸屬度分別為：

BA=WA·RA=（0.078，0.396，0.276，0.225，0.025）

BB=WB·RB=（0，0.12，0.185，0.315，0.379）

BC=WC·RC=（0.022，0.195，0.124，0.512，0.148）

BD=WD·RD=（0.036，0.213，0.215，0.356，0.18）

BE=WE·RE=（0，0.059，0.156，0.417，0.369）

建筑特征狀況指標第2級的權重最高，綜合評價為“比較安全”。主要是由于此建筑為2013年建造，建造年代距今較近，當時的建造標準較高。建筑防火能力指標第5級的權重最高，綜合評價結果為“非常危險”，主要由于實際現場管井豎向封堵問題、裝修材料問題、防火分區(qū)擅自改動導致建筑防火能力較差。安全疏散狀況指標第4級的權重最高，綜合評價結果為“比較危險”，這主要是由于疏散門凈寬偏小，且疏散走道上的排煙風機未能正常運作引起。建筑滅火能力指標第4級的權重最高，綜合評價結果為“比較危險”，現場查看后發(fā)現，地下消防水池水量不足，且距離消防控制室距離較遠，液位信號沒有傳到消控室，導致水池不能及時補水，且水泵現場測試不能達到銘牌上的額定揚程。消防安全管理狀況指標第4級的權重最高，綜合評價結果為“比較危險”，該建筑的消防設施維護不到位，消防水泵、消防風機、消防管網都存在問題。由此也可以看出，該大樓消防安全制度沒能落到實處，平時消防安全檢查不到位。

由計算得出目標層5個評語集隸屬度，分別為0.022，0.169，0.18，0.387，0.242，因此得出5個評語集中第4級的權重最高，根據集合最大隸屬度法則，最終綜合評定消防安全隱患為“比較危險”，與酒店實際情況相符。物業(yè)及其他相關單位可基于此評價結果進行消防安全提升工作。

結語

本文針對既有公共建筑改造后的消防安全風險評價問題，建立了既有公共建筑改造后的消防安全風險評價體系，為既有公共建筑改造消防建設提供了新思路，對于我國的既有公共建筑改造的消防安全風險評價具有一定的可借鑒性，有助于我國既有公共建筑改造后消防安全性能的提升。

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