■ 左秋玲 李景山

AHP-在高層工業(yè)建筑火災(zāi)風(fēng)險評估中的應(yīng)用

■ 左秋玲 李景山

基于AHP-模糊數(shù)學(xué)理論，以河南工程學(xué)院科研綜合樓為研究對象，建立了該高層建筑的三級火災(zāi)風(fēng)險綜合評價模型，利用層次分析法（AHP），結(jié)合ExceL計算出各評價因素的權(quán)重，并選擇最大隸屬度作為綜合評價指標。最后根據(jù)結(jié)果，針對該科研綜合樓提出相應(yīng)的防治對策。

高層建筑；風(fēng)險指標；綜合評價；對策

0 引 言

隨著二胎政策的放開和城鎮(zhèn)化進程的加快，城市的人口密度越來越大，高層建筑開始逐漸取代原有的建筑。然而，高層建筑帶來了許多新問題，如工程造價的提高，管理費用的增加，施工難度的加大，設(shè)備要求也更為復(fù)雜。同樣，在火災(zāi)防治方面也提出了大量新問題，如高層建筑的煙囪效應(yīng)強烈，受風(fēng)速、氣象等條件的影響很大，且起火因素多，人員疏散困難，嚴重威脅生命安全。專家明確指出，應(yīng)把高層火災(zāi)作為最重要的特殊火災(zāi)問題對待，加強其防治技術(shù)和撲救對策的研究。

目前，高層建筑的火災(zāi)防治逐漸成為研究的熱點之一。通過中國知網(wǎng)檢索進行，輸入關(guān)鍵詞高層建筑和火災(zāi)風(fēng)險評估，從檢索結(jié)果可以看出，近10年對高層建筑的火災(zāi)風(fēng)險研究有13 208篇。從2006年起開始得到研究人員的青睞，呈現(xiàn)出跳躍式的增長，從2002年的160篇到2006年的844篇，直至2012年，檢索文獻最多，占1 674篇，其他年份所占篇數(shù)基本都在1 300篇左右。但是，高層建筑的評價指標一直比較滯后，難以滿足高層建筑的新設(shè)計，新工藝的發(fā)展步伐。因此，本文以河南工程學(xué)院的科研綜合樓為研究對象，利用AHP-模糊數(shù)學(xué)理論法對該高層建筑的火災(zāi)評價指標進行分類，最后對火災(zāi)風(fēng)險進行綜合評估。

1 利用AHP-模糊數(shù)學(xué)理論對高層建筑進行火災(zāi)風(fēng)險評估

2.1 河南工程學(xué)院科研綜合樓概況

本文選取河南工程學(xué)院科研綜合樓作為風(fēng)險評估對象（見圖1）。該高樓集學(xué)院科研和行政辦公于一體的綜合樓，建筑面積為29 000 m2左右，建筑層數(shù)為地上部分12層，總高度48 m，屬于二類高層公共建筑。地下一層地下室，建筑面積為3 900 m2左右，用于車庫和設(shè)備用房。

圖1 河南工程學(xué)院科研綜合樓

2.2 基于AHP-模糊數(shù)學(xué)理論綜合評價科研綜合樓的火災(zāi)風(fēng)險

2.2.1 AHP-模糊數(shù)學(xué)方法綜合評估流程

對高層建筑火災(zāi)進行評價，需要考慮火災(zāi)發(fā)生災(zāi)后的撲救、疏散和防止蔓延的需要，評價涉及多個因素，各因素屬性又不盡相同且許多指標難以量化。為了使評估結(jié)果可靠地反映出所評價對象的火災(zāi)風(fēng)險概況，就必須考慮到評估過程中火災(zāi)影響因素的不確定性所導(dǎo)致的模糊性。AHP-模糊數(shù)學(xué)評價法是一種以模糊數(shù)學(xué)為理論的綜合評價方法，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論將常規(guī)的定性評價方法轉(zhuǎn)化為量化評價，并對受多因素影響的對象做出綜合評價，具體流程見圖2。本文選取AHP-模糊數(shù)學(xué)評價法對河南工程學(xué)院科研綜合樓的火災(zāi)風(fēng)險進行綜合評估。

圖2 基于AHP-模糊數(shù)學(xué)理論的綜合評價流程

2.2.2 構(gòu)建火災(zāi)風(fēng)險評價指標模型

通過咨詢有關(guān)專家和查閱相關(guān)資料，構(gòu)建出河南工程學(xué)院科研綜合樓的火災(zāi)風(fēng)險評估指標模型（見圖3）。

2.2.3 確定評價結(jié)果集與隸屬度矩陣

建立評價結(jié)果集V={VL，V2，V3，V4，V5)={非常安全，比較安全，安全，比較危險，非常危險}。本文在河南工程學(xué)院科研綜合樓進行火災(zāi)風(fēng)險評估時，采用專家打分法構(gòu)建各因素的隸屬度矩陣。

建筑滅火能力指標的隸屬度矩陣：

圖3 科研綜合樓火災(zāi)風(fēng)險評估指標模型

2.2.4 確定各指標權(quán)重

利用層次分析法（AHP），首先建立判斷矩陣，然后結(jié)合ExceL編制計算表計算各評價指標的權(quán)重值，中間層指標的權(quán)重用WAi表示，最底層指標的權(quán)重用WBi表示，計算結(jié)果如下：

2.2.5 最大隸屬度的計算

對于確定其評判結(jié)果，通常采用這3 種方法：最大隸屬度法、加權(quán)平均法和模糊分布法。加權(quán)平均法要求所評價的對象必須為數(shù)性量，否則無法使用加權(quán)平均法；模糊分布法是將評價指標作為評價結(jié)果，各評價指標具體反映評價對象在所評價特性方面的分布狀態(tài)。高層建筑火災(zāi)的模糊性和不確定性導(dǎo)致這兩種方法無法合理評判高層建筑火災(zāi)風(fēng)險，最大隸屬度法主要考慮最大指標的貢獻，對判定評價等級問題較為適用。它在求出綜合評價結(jié)果B = { b1，b2，…，bm} 后，取V 中與maxbj（1≤j≤m）最“接近”的元素v 作為評價結(jié)果。

建筑滅火能力指標的風(fēng)險隸屬度向量為：

同理可中間層其他指標的風(fēng)險隸屬度向量：

3 結(jié)果分析與對策

3.1 結(jié)果分析

1）由目標層的最大風(fēng)險隸屬度B=（0.203 6，0.344 1，0.321 4，0.111 8，0.019 0）可知，河南工程學(xué)院科研綜合樓的火災(zāi)風(fēng)險處于比較安全的水平，說明該高層建筑的各項管理都比較規(guī)范。

2）由WAi=（0.247 1，0.465 7，0.104 8，0.182 4）可知，建筑防火能力指標在中間層的比值最大，其值為0.465 7。河南工程學(xué)院科研綜合樓的四個影響因素的排序為：建筑防火能力＞建筑滅火能力＞安全疏散＞消防安全管理，這也是符合火災(zāi)防治的總方針“以防為主，防消結(jié)合，綜合治理”的理念。

3）由A1=（0.095 8，0.343 9，0.368 7，0.160 4，0.031 3）可知，對于建筑滅火能力這個中間層的影響因素來說，其隸屬度最大值為0.368 7，其對應(yīng)的風(fēng)險程度為安全狀態(tài)，說明該高層建筑在建筑滅火能力方面還有待完善。

4）由A2=（0.241 4，0.318 1，0.358 7，0.081 7，0.000 0）可知，對于建筑防火能力這個中間層的影響因素來說，其隸屬度最大值為0.358 7，其對應(yīng)的風(fēng)險程度為安全狀態(tài)說明該高層建筑在建筑防火能力方面還有待完善。

5）由A3=（0.369 6，0.380 9， 0.227 1，0.022 4，0.000 0）可知，對于消防安全管理這個中間層的影響因素來說，其隸屬度最大值為0.380 9，其對應(yīng)的風(fēng)險程度為比較安全狀態(tài)，說明該高層建筑在消防安全管理方面做得比較好。

6）由A4=（0.332 4，0.358 9， 0.204 2，0.080 0，0.024 5）可知，對于安全疏散這個中間層的影響因素來說，其隸屬度最大值為0.358 9，其對應(yīng)的風(fēng)險程度為比較安全狀態(tài)，說明該高層建筑在安全疏散方面做得比較好。

3.2 對策

通過利用AHP-模糊數(shù)學(xué)理論對河南工程學(xué)院科研綜合樓的火災(zāi)風(fēng)險進行綜合評估，可以看出，該高層建筑在火災(zāi)風(fēng)險方面工作做得不錯，但仍有一些可以提高的空間。通過對火災(zāi)風(fēng)險因素指標隸屬度和權(quán)重的分析，可以從以下幾個方面進行改進，進一步提高該高層建筑防治火災(zāi)的能力。

1）在建筑滅火能力方面，河南工程學(xué)院科研綜合樓應(yīng)該加大自動滅火系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)兩方面的管理，尤其是對于室外消防栓的管理要制定嚴格的管理制度，以免使其經(jīng)常被綠化工人用來澆花澆草。

2）在建筑防火能力方面，河南工程科研綜合樓應(yīng)該在防火分區(qū)方面做好規(guī)劃，因為從該高層建筑的使用性質(zhì)來看，里面有大量的紙張，計算機和實驗儀器，火災(zāi)荷載比較大，如果防火分區(qū)能夠規(guī)劃好，消防車通道能夠保持暢通，指定停車區(qū)域避免三輪車、電動車、自行車和汽車占用消防車通道，能夠大幅度的提高該高層建筑的防火能力。

3）在消防安全管理方面，河南工程學(xué)院科研綜合樓應(yīng)該把消防安全制度，消防器材和設(shè)施管理，防火檢查與巡查方面作為重點工作，進一步完善制度，規(guī)范消防器材的管理，尤其要避免有的消防器材被鎖在柜子里面無法拿出來的現(xiàn)象發(fā)生。