基于FTA-AHP方法的氣承膜公共建筑火災風險分析

余瑾 楊曉娟 李序

摘要：近年來，氣承膜作為國內公共建筑領域的新技術新材料得到了推廣與使用，開展氣承膜公共建筑消防安全風險分析對提高其消防安全水平具有重要意義，但是目前缺乏針對該類建筑的火災風險評估研究。現采用FTA-AHP相結合的方法建立氣承膜公共建筑的火災風險評價模型，確定指標權重，利用模糊綜合評價法對氣承膜公共建筑的火災風險進行分析與評價。

關鍵詞：消防安全；事故樹；層次分析法；氣承膜

近年來，氣承膜作為國內公共建筑領域的新技術新材料得到了推廣與使用。氣承膜建筑具有大跨度空間、經濟性、施工工期短、能遠程智能控制的特點[1]。但是由于建筑內電氣線路與設施、易燃可燃物種類與數量較多，火災荷載較大，人員相對集中，一旦發生火災，會對建筑與人員的安全產生影響。因此，為提高氣承膜公共建筑的消防安全水平，需要結合該類新型建筑的火災風險特點，有針對性地進行風險評價，定量分析影響建筑火災風險的各個因素，從而制定適用的火災防范措施。

本文以氣承膜公共建筑為研究對象，結合其結構、場所特點，先采用事故樹分析確定指標層中的各類重要因素，再運用層次分析法進行處理，構建氣承膜公共建筑的火災風險評價模型，確定指標體系權重，最后利用模糊綜合評價法對氣承膜公共建筑的火災風險進行分析與評價，將定性的火災問題用量級來表示，并以某氣承膜會展中心為研究對象開展應用研究，根據評估結果，提出降低其消防安全風險的具體措施和建議[2]。

1 評估流程

1.1? 構建事故樹

事故樹分析方法可用于分析導致火災事故發生的各個因素，依據邏輯關系逐層表現，可以調查事故原因，為采取整改措施提供依據。

1.2? 建立層次分析模型，確定指標體系權重

通過分析目標問題包含的因素及各因素之間的關系，并按照從屬關系排列成不同層級，構成一個由目標層、準則層、指標層三個部分組成的結構模型。

構造判斷矩陣，通過問卷調查或專家咨詢打分的方法，按規定的標度定量化比較同層各因素相對于上層某個因素的重要性，并由此計算出各因素的權重值[3]。

1.3? 安全風險模糊綜合評價

模糊綜合評價法作為氣承膜公共建筑消防安全風險的評價方法，能逐對象進行評判，對被評價對象有唯一的評價值，不受被評價對象所處對象集合的影響[4]。

根據相關研究文獻中評定安全等級的選擇規律以及氣承膜公共建筑消防安全評價現實狀況，結合相關專家咨詢意見最終確定氣承膜公共建筑消防安全評定等級，見表1。

2 氣承膜公共建筑火災風險評價模型的建立

目前，氣承膜公共建筑的使用功能多為會議、會展、體育場館等，依據對氣承膜公共建筑特點的分析構造事故樹，見圖1，以建筑火災造成較大損失為頂層事件，中間事件在火勢擴大、疏散失敗的基礎上，結合其建筑結構特征與事故風險特點，增加氣膜結構坍塌事件，事故樹包含30個基本事件。氣承膜公共建筑火災事故樹符號及含義見表2。

通過對氣承膜公共建筑火災事故樹模型進行分析，影響火災事故發生和發展過程的主要因素可分為建筑基本情況與特征、火災荷載、消防設施、安全疏散設施、滅火救援能力、消防安全管理6類，按照層次分析法的原理，以氣承膜公共建筑火災安全為目標層建立氣承膜公共建筑火災風險評價指標體系，見表3。

3 氣承膜公共建筑火災風險指標權重的確定

氣承膜公共建筑火災風險評價體系各指標因素權重值的確定是通過對各個指標之間進行兩兩對比，采用1～9標度法排定各評價指標的相對重要順序，依次構造判斷矩陣，再由10名消防安全方面的專家和學者根據每層因素對上層因素影響的重要程度確定判斷矩陣的標度，經計算得到。氣承膜公共建筑火災風險評價指標權重見表4。

根據體系指標權重計算分析結果表明：準則層的權重順序為建筑基本情況與特征A＞安全疏散設施D＞消防設施C＞消防安全管理F＞火災荷載B＞滅火救援能力E；底層指標中膜材燃燒性能A1、氣壓供給設備與壓力監測警報系統A3、安全出口數量與寬度D1、防火分區A2、室內防火分隔措施A4、人員疏散距離D2、消防安全管理制度與執行情況F1、疏散走道寬度D3、疏散指示標志與應急照明D4等因素占有較大的權重。

4 案例分析

以某氣承膜會展中心為例，建筑面積為25000m2，地上1層，建筑高度為35.65m，為單層公共建筑，建筑形式為兩個標準橢圓展廳，單個橢圓長軸130m，短軸98m，中間通過序廳連接；展廳采用氣膜結構，單個展廳建筑面積為10020m2，共有16個安全出口，容納人數為2800人；序廳與外圍環廊部分采用鋼結構，并通過防火隔墻、防火卷簾等與展廳進行分隔，外圍環廊部分為附屬用房及設備用房。根據其基本情況、消防安全現狀、管理人員水平等，利用模糊綜合評價法對其火災風險進行分析與評價。

4.1? 評價過程

邀請10名消防安全方面的專家和學者對各指標進行打分，根據打分情況，計算得出建筑基本情況與特征RA、火災荷載RB、消防設施RC、安全疏散設施RD、滅火救援能力RE、消防安全管理RF，分別如下：

由表4可知各二級指標對其一級指標的權重集AA、AB、AC、AD、AE、AF。由模糊變換公式B=A·Ｒ計算得出各一級指標的模糊綜合評價行向量BA、BB、BC、BD、BE、BF。根據得到總的模糊評價矩陣為：

由表4可知一級指標的權重為：

，同理按公式B=A·Ｒ計算出總的模糊綜合評價向量為：

B=A·Ｒ={0.06813335，0.310063464，0.294231594，0.27990925，0.047632092}

4.2? 評估結果及建議

根據最大隸屬度原則，某氣承膜會展中心的消防安全風險等級為比較安全。建筑基本情況與特征處于較不安全的等級，火災荷載處于較不安全的等級，消防設施處于一般安全的等級，安全疏散設施處于比較安全的等級，滅火救援能力處于比較安全的等級，消防安全管理處于比較安全的等級。說明該氣承膜會展中心在安全疏散設施、滅火救援能力、消防安全管理三方面達到了比較好的水平，但是在建筑基本情況與特征和火災荷載兩方面還存在以下一些問題，需要加以改善。

①建議增設氣膜結構穩定性壓力監測警報系統，在事故發生時，聯鎖啟動備用氣壓供給設備或者提高氣壓供給設備供風量，以防止氣膜結構過早坍塌，并及時通知室內人員撤離。

②建議適當增加展區之間以及展區與氣膜間的室內防火隔離帶寬度，以有效控制火災快速蔓延，保護膜結構的安全；控制展品種類，并對展臺、廣告牌及布景等進行阻燃處理；嚴禁在建筑內吸煙，并規范大功率電器的使用，同時設置電氣火災監控系統。

5 結論

本文通過采用FTA-AHP相結合的方法構建了氣承膜公共建筑火災風險評價指標體系，并結合實際案例對氣承膜公共建筑的火災風險進行分析與評價，得到以下結論：

①氣承膜作為國內公共建筑領域的新技術新材料，及時開展火災風險分析與評價工作，對提升其消防安全水平，提高相關單位火災防控能力，完善消防安全管理工作等具有重要作用。

②采用FTA-AHP相結合的方法建立氣承膜公共建筑火災風險評價模型，給出指標權重，利用模糊綜合評價給出評價結果，可充分結合氣承膜公共建筑結構特征與風險特點，合理確定層次分析中的基本事件，給出一套完整有效的火災風險評價指標體系。

參考文獻：

[1]周洋，孫卓爾，錢鋮.建筑膜材及氣膜結構性能特點與應用現狀[J].新型建筑材料，2016，43（8）：96-99+127．

[2]蘇拓，姚斌，余瑾.城市消防安全影響因素及評估體系研究——以海南某沿海城市為例[J].火災科學，2018，27（3）：188-196.

[3]胡又詠，劉棟棟，張向陽.改進層次分析法在地鐵火災風險評價中的應用[J].北京建筑工程學院學報，2009，25（3）：38-41+59.

[4]范丹丹，羊海米，張蓓蓓，等.基于模糊綜合評價的地鐵站消防安全風險評估[J].工業安全與環保，2021，47（3）：43-46+50.

Fire risk analysis of air-bearing membrane public buildings based on FTA-AHP method

Yu Jin， Yang Xiaojuan， Li Xu

（Anhui Lingtai Security Technology Co.， Ltd.， Anhui Hefei 230031）

Abstract：In recent years， air-bearing membranes have been promoted and used as new technologies and new materials in the field of domestic public buildings. Carrying out fire safety risk analysis of air-bearing membranes in public buildings is of great significance to improve their fire safety level. However， there is currently a lack of fire threat and risk assessment studies for such buildings. The FTA-AHP method is used to establish the fire risk assessment model of air-bearing membrane public buildings， and to determine the index weight. The fuzzy comprehensive evaluation method is used to analyze and evaluate the fire risk of air-bearing membrane public buildings.

Keywords：fire safety; accident tree; analytic hierarchy process; air-bearing membrane