摘要：針對既有玻璃幕墻的安全預(yù)警問題，考慮指標權(quán)重與預(yù)警過程的不確定性，提出一種基于變權(quán)函數(shù)與二維云模型的既有玻璃幕墻安全預(yù)警方法。首先，在安全風險因素識別的基礎(chǔ)上，以幕墻構(gòu)件為劃分標準建立定性與定量指標相結(jié)合的既有玻璃幕墻安全預(yù)警體系；其次，基于正態(tài)云與變權(quán)函數(shù)的思想，提出變權(quán)-組合權(quán)重法，完成權(quán)重的組合與修正；最后，引入二維云模型，通過安全風險程度與發(fā)生概率兩個維度的綜合計算，實現(xiàn)既有玻璃幕墻的安全預(yù)警。結(jié)果表明：與其他預(yù)警模型相比，該方法既能考慮既有玻璃幕墻安全預(yù)警的特點實現(xiàn)警情狀態(tài)的初步判斷，又能通過可視化結(jié)果提出更為合理的安全處理措施。

關(guān)鍵詞：安全工程；既有玻璃幕墻；安全預(yù)警；變權(quán)函數(shù)；二維云模型

0 引言

據(jù)統(tǒng)計，我國玻璃幕墻年產(chǎn)量和存量已占世界首位[1]，其老化問題給公眾生命財產(chǎn)安全帶來巨大隱患，既有玻璃幕墻安全研究具有重要現(xiàn)實意義。國內(nèi)外既有玻璃幕墻安全研究主要有以下幾方面：基于經(jīng)驗法，Goh等[2]通過分析工程實例提出玻璃幕墻安全風險因素綜合分析法；李芊等[3]通過對若干既有幕墻工程進行檢查，認為使用等級法對幕墻進行安全性評價在年限較短時更合適。后有學者依靠數(shù)學模型診斷玻璃幕墻安全狀態(tài)，Huang等[4]基于模糊理論提出針對隱框玻璃幕墻的安全評價方法；張翔等[5]基于組合權(quán)重與可變模糊云提出玻璃幕墻二維預(yù)警方法；金巾等[6]基于突變理論提出幕墻可靠性評價方法；吳紅華等[7]基于差異與聯(lián)系函數(shù)提出幕墻安全狀態(tài)評價方法。此外，還有學者利用數(shù)字技術(shù)識別既有玻璃幕墻安全隱患，如王永祥等[8]應(yīng)用光纖光柵傳感技術(shù)對幕墻脫落風險進行識別，周易非等[9]用數(shù)字圖像技術(shù)測算幕墻抗風壓能力?，F(xiàn)有玻璃幕墻安全管理研究多集中于可靠性檢測和安全評價[3]，安全預(yù)警研究較少，強化既有玻璃幕墻警情研究對預(yù)防安全事故具有重要理論價值。

二維云模型[10]將兩個維度的定性概念與定量數(shù)據(jù)相轉(zhuǎn)換，以反映問題優(yōu)劣程度，解決兩影響因素共同作用的不確定性問題。既有玻璃幕墻警情可通過安全風險程度和發(fā)生概率兩個方面進行衡量[1]，形式上與二維云模型契合。本文以既有玻璃幕墻為研究對象，通過正態(tài)云模型對主客觀權(quán)重進行組合，并用變權(quán)函數(shù)進行修正，后根據(jù)警情的衡量維度，引入二維云模型克服預(yù)警過程中的不確定性，提出了基于變權(quán)-二維云模型的既有玻璃幕墻安全預(yù)警方法。

1 研究方法

1.1 變權(quán)-組合權(quán)重

既有玻璃幕墻安全預(yù)警各指標權(quán)重是不確定值[11]，為保預(yù)警結(jié)果的準確性，提出包含組合與變權(quán)的權(quán)重確定方法。

2 案例分析

某大學醫(yī)院樓高124m，外圍結(jié)構(gòu)采用隱框玻璃幕墻，2009年建成后外圍幕墻結(jié)構(gòu)未定期保養(yǎng)。

2.1 既有玻璃幕墻安全預(yù)警體系的建立

安全預(yù)警體系建立包括安全風險因素識別和安全風險因素篩選兩個步驟[4]?；谧〗ú考案魇∈邢嚓P(guān)法規(guī)及專家咨詢梳理玻璃幕墻安全風險因素，初步篩選后，以幕墻主要構(gòu)件為劃分標準，復(fù)篩歸集安全風險因素，見表1。

基于表1，明確既有玻璃幕墻安全預(yù)警關(guān)鍵要素，細化安全風險因素轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄐ耘c定量指標，得到既有玻璃幕墻安全預(yù)警體系，如圖2所示。 2.2 既有玻璃幕墻安全預(yù)警評語確定

將安全風險程度與發(fā)生概率分5個等級，取值均為［0，1］，通過式（12）得到安全預(yù)警評語分級，見表2。后得到既有玻璃幕墻安全預(yù)警云及分布圖，如圖3所示。

2.3 既有玻璃幕墻預(yù)警云與權(quán)重確定

使用不同方法確定25項預(yù)警單元的安全風險程度、發(fā)生概率及權(quán)重。安全風險程度采用定性定量相結(jié)合方式確定，安全風險發(fā)生概率基于李克特5級量表，邀請5名相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W者及專業(yè)技術(shù)人員以問卷方式獲得。在量化結(jié)果的基礎(chǔ)上，基于式（11）得到既有玻璃幕墻安全預(yù)警云（表3）。預(yù)警指標權(quán)重采用層次分析法、熵權(quán)法等多種主客觀賦權(quán)方法獲得，基于式（1）～式（9）組合修正，見表3。

2.4 結(jié)果分析

將表3、表4數(shù)據(jù)代入式（13）生成安全風險程度與發(fā)生概率兩維度預(yù)警云，結(jié)合式（14）獲得安全預(yù)警對象與評語間的相似度，見圖4及表5。

以幕墻面板為例進行預(yù)警結(jié)果分析。圖4a與表5相似度測算，構(gòu)件診斷云處于評語云Ⅱ～Ⅲ之間，存在Sim（Ⅲ）＞Sim（Ⅱ）＞Sim（Ⅳ）＞Sim（Ⅰ）＞Sim（Ⅴ）的關(guān)系，該玻璃幕墻安全預(yù)警等級為Ⅲ。基于《民用建筑可靠性鑒定標準》規(guī)定，應(yīng)針對問題部位進行修補、加固和更換，并進行二次抽查。既有玻璃幕墻各構(gòu)件預(yù)警情況及安全對策見表6。

3 預(yù)警結(jié)果分析

為驗證預(yù)警結(jié)果的有效性和準確性，與分級法、安全值法、模糊綜合評判法結(jié)果進行對比，見表7。對比顯示，4種方法得到的預(yù)警結(jié)果大致相同，開啟窗與結(jié)構(gòu)膠存在警情分歧。對于開啟窗，方法①、③的結(jié)果均為Ⅳ，但模型考慮維度單一且主觀性大，綜合考慮該構(gòu)件現(xiàn)場鑒定結(jié)果與實際處理方法，該構(gòu)件的警情定義為Ⅴ更合理。對于結(jié)構(gòu)膠，方法②、③、④的預(yù)警結(jié)果均為Ⅱ而方法①為Ⅰ，出現(xiàn)該分歧可能因該模型賦分過程采用專家打分，受經(jīng)驗影響明顯。此外，相較其他模型，方法④綜合考慮既有玻璃幕墻安全預(yù)警的特點，并通過安全風險程度、發(fā)生概率兩個維度，結(jié)合二維云模型進行可視化判斷，克服了預(yù)警過程中的不確定、隨機性與模糊性，預(yù)警結(jié)果更全面、科學。

4 結(jié)語

基于既有玻璃幕墻的安全風險因素，建立了定性與定量指標相結(jié)合的安全預(yù)警體系，從安全風險程度、發(fā)生概率兩個維度，通過二維云模型實現(xiàn)了預(yù)警結(jié)果可視化分析，克服了預(yù)警過程的不確定性，可為既有玻璃幕墻的安全維護提供有效參考。

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收稿日期：2022-10-17

作者簡介：

李芊（1967—），女，副教授，研究方向：既有建筑安全管理。

馬誠譽（1998—），女，研究方向：既有建筑安全管理。

張翔（通信作者）（1997—），男，研究方向：既有建筑安全管理。