(華北科技學(xué)院 北京 101601)

利用模糊數(shù)學(xué)法評(píng)價(jià)高層建筑火災(zāi)

魏童梁家輝

(華北科技學(xué)院北京101601)

運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)方法，選取適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)因子，構(gòu)造模糊數(shù)學(xué)矩陣模型，計(jì)算評(píng)價(jià)因子權(quán)重，建立模糊數(shù)學(xué)最大隸屬度函數(shù)，對(duì)某高層建筑進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明該建筑的危險(xiǎn)等級(jí)為比較安全。但是該建筑在消防安全管理方面仍存在不足之處，需要改進(jìn)和提高。

模糊數(shù)學(xué);權(quán)重;隸屬度;高層建筑火災(zāi)

一、某高層建筑概況

伴隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，以及建筑行業(yè)的興起，我國(guó)的高層建筑越來越多。文章利用模糊數(shù)學(xué)的方法，將影響高層建筑火災(zāi)的因素?cái)?shù)量化帶入評(píng)價(jià)體系[1]。大廈主體為20層，總高為79.8米，建筑面積為14.5萬平方米，大廈帶有兩層地下室。一、二層作為商業(yè)區(qū)，3 到20層作為商業(yè)辦公區(qū)。該建筑物采用的建筑防火構(gòu)件和材料的耐火等級(jí)為一級(jí)；因?yàn)槭歉邔咏ㄖ?，所以采用了剪力墻的框架結(jié)構(gòu)。大廈東邊為圖書館，西邊為體育場(chǎng)，南邊有一片居民區(qū)。

二、高層建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

根據(jù)高層建筑火災(zāi)和高層建筑火災(zāi)評(píng)估的相關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)，建立了高層建筑火災(zāi)安全評(píng)估指標(biāo)。其中一級(jí)指標(biāo)是建筑防火能力、滅火能力、安全疏散設(shè)備和消防安全管理。建筑防火能力的二級(jí)指標(biāo)為總平面的布置圖、材料構(gòu)建防火性能、火災(zāi)荷載、防火分隔和電氣防火設(shè)施。滅火能力的二級(jí)指標(biāo)為防排煙能力、建筑自身能力和建筑自身防火能力。安全疏散設(shè)備的二級(jí)指標(biāo)為安全疏散路線、疏散指標(biāo)標(biāo)志和疏散應(yīng)急預(yù)案。消防安全管理的二級(jí)指標(biāo)為安全制度落實(shí)情況、建筑物內(nèi)人員消防素質(zhì)、建筑地理位置及周邊消防和當(dāng)?shù)貧夂颉?/p>

三、高層建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性模糊評(píng)價(jià)

(一)建立因素集

根據(jù)圖1中的高層建筑火災(zāi)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系來建立因素集U：U={U1,U2,U3,U4};

子因素集：U1={U11,U12,U13,U14,U15};U2={U21,U22,U23};U3={U31,U32,U33};U4={U41,U42,U43,U44}

(二)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算

采用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重值。以一級(jí)指標(biāo)為例計(jì)算準(zhǔn)則層的權(quán)重，見表1。

表1 準(zhǔn)則層的權(quán)重值

(三)建立評(píng)價(jià)矩陣

建立高層建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)集為 V={很安全，較安全，一般安全，不安全，很不安全}。評(píng)價(jià)模型采用加權(quán)平均原則。按照高層建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)集可分為5級(jí)，當(dāng)90≤C≤100級(jí)別為很安全，當(dāng)70≤C≤90級(jí)別為比較安全，當(dāng)50≤C≤70級(jí)別為一般安全，當(dāng)30≤C≤50級(jí)別為不安全，當(dāng)10≤C≤30級(jí)別為很不安全[2]。

邀請(qǐng)5位專家對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)可得以下矩陣：

R(U11)=(0.2,0.6,0.2,0,0)；R(U12)=(0.2,0.6,0.2,0,0)；R(U13) =(0.2,0.6,0.2,0,0)；R(U14)=(0.4,0.4,0.2,0,0)；R(U15)=(0.2,0.4,0.4,0,0)；R(U21)=(0.2,0.5,0.3,0,0)； R(U22)=(0.1,0.5,0.4,0,0);R(U23)=(0.4,0.4,0.2,0,0);R(U31)=(0.3,0.6,0.1,0,0);R(U32)=(0.3,0.5,0.2,0,0);R(U33)=(0.2,0.6,0.2,0,0);R(U41)=(0.2,0.5,0.3,0,0);R(U42)=(0.1,0.6,0.3,0,0);R(U43)=(0.1,0.4,0.5,0,0); R(U44)=(0.1,0.4,0.5,0,0);由上可得U1，U2，U3，U4的評(píng)價(jià)矩陣。由B=A·R可得B(U1)= (0.22,0.51,0.248,0,0)；

B(U)=(0.248,0.522,0.276,0,0)，B(U)·E=82，所以該高層建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)屬比較安全。

四、結(jié)論

本文將模糊數(shù)學(xué)法運(yùn)用到高層建筑火災(zāi)評(píng)價(jià)中，通過確定指標(biāo)體系，建立因素集，計(jì)算權(quán)重，建立評(píng)價(jià)矩陣，最后根據(jù)評(píng)價(jià)的得分來確定高層建筑的安全性。再建立評(píng)價(jià)矩陣上，本文應(yīng)用了專家打分法。在計(jì)算最大特征向量的時(shí)候，本文應(yīng)用了MATLAB進(jìn)行了程序的編寫，隨后計(jì)算出具體的正確的數(shù)值。因此，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，可以將這種評(píng)價(jià)方法在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行建立，然后得出更加準(zhǔn)確的結(jié)果。

[1]田玉敏, 劉茂. 高層建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的概率模糊綜合評(píng)價(jià)方法[J]. 中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào), 2004, 14(9):99-103.

[2]杜紅兵, 周心權(quán), 張敬宗. 高層建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的模糊綜合評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 31(3):242-245.

[3]杜紅兵, 周心權(quán), 張敬宗. 高層建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的模糊綜合評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 31(3):242-245.

魏童(1993-)，女，河北保定人，華北科技學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向安全管理。