馬鑫悅 田 宏教授
(沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 安全工程學(xué)院,遼寧 沈陽(yáng) 110136)
國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,我國(guó)2020年末總?cè)丝跒?4.12億人,65歲及以上人口為1.9億人[1],占比高達(dá)13.46%,我國(guó)老齡人口比重呈現(xiàn)逐年攀升的趨勢(shì),預(yù)計(jì)未來(lái)幾年,我國(guó)將進(jìn)入深度老齡化社會(huì)。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、老齡人口規(guī)模不斷擴(kuò)大、養(yǎng)老服務(wù)資源緊缺的情況下,國(guó)家和政府鼓勵(lì)社會(huì)各界參與養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的建設(shè)經(jīng)營(yíng),因此養(yǎng)老機(jī)構(gòu)將不斷增加。然而居住在養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的老年人大多行動(dòng)受限、反應(yīng)遲緩,在面臨火災(zāi)等突發(fā)情況時(shí),這類群體反應(yīng)遲緩,缺乏自我救援和疏散能力。因此,在老年人聚集的養(yǎng)老機(jī)構(gòu)發(fā)生火災(zāi)時(shí),容易造成重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。由于養(yǎng)老機(jī)構(gòu)對(duì)消防安全容易疏忽[2],做好養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與管理工作十分重要。
目前養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)安全研究匱乏[3],缺少對(duì)老年人身體狀況以及老年建筑特殊性的關(guān)注,采用的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法缺乏對(duì)人員疏散的考量。因此,將層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)與火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工程方法(Fire Risk Analysis Method for Engineering,F(xiàn)RAME)相結(jié)合構(gòu)建養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)評(píng)估模型,以期將主觀分析與客觀分析相結(jié)合得到養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)情況,使評(píng)估結(jié)果以量化值的形式展現(xiàn),以促進(jìn)我國(guó)養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)安全健康發(fā)展。
AHP法是由美國(guó)著名學(xué)者提出的一種數(shù)學(xué)分析工具,目前廣泛應(yīng)用于確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。FRAME法是一種半定量化計(jì)算建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的綜合評(píng)估方法[4],廣泛用于評(píng)估現(xiàn)有建筑的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。間接損失和業(yè)務(wù)中斷是FRAME法中考慮的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的一部分[5]。
AHP法與FRAME法相結(jié)合的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型具有如下特點(diǎn):將AHP應(yīng)用到養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中,根據(jù)總目標(biāo)將問(wèn)題分解成不同組成部分,形成層次化的分析結(jié)構(gòu),得到最低層相對(duì)于最高層的權(quán)重,最終確定總體火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)情況。
該模型能夠結(jié)合養(yǎng)老機(jī)構(gòu)建筑實(shí)際情況考慮人員組成及特殊性對(duì)疏散因子的影響,將老年人的生命安全納入評(píng)估范圍,得到的評(píng)估結(jié)果可信度較高。此外,該模型在評(píng)估過(guò)程中綜合客觀評(píng)價(jià)與主觀評(píng)價(jià),具有科學(xué)性與合理性,得到定量化的評(píng)估結(jié)果相較于定性文字描述更具有說(shuō)服力,且直觀清晰。
養(yǎng)老機(jī)構(gòu)建筑的居住人員與其他民用建筑的居住人員相比具有一定的特殊性。養(yǎng)老機(jī)構(gòu)建筑內(nèi)老年人數(shù)量較多,根據(jù)其能力分為4個(gè)等級(jí),即能力完好、輕度失能、中度失能和重度失能;養(yǎng)老機(jī)構(gòu)內(nèi)人員組成復(fù)雜,不僅包括居住的老人,還有探視家屬、管理人員、醫(yī)務(wù)護(hù)理人員以及其他工作人員。
養(yǎng)老機(jī)構(gòu)建筑與其他民用建筑相比具有一定的特殊性。老年人容易突發(fā)高危疾病和傷害事故,建筑出入口處應(yīng)設(shè)置無(wú)障礙通道和救護(hù)車輛??奎c(diǎn),提高救治效率。15J923《老年人居住建筑》中規(guī)定,老年人使用的樓梯應(yīng)該更平緩,樓梯踏步寬度為0.3m,高度為0.15m;出入口門洞口寬度應(yīng)不低于1.2m,出入口內(nèi)外應(yīng)有直徑不小于1.5m的輪椅回轉(zhuǎn)空間;當(dāng)走廊凈寬小于1.5m時(shí),應(yīng)在走廊設(shè)置不小于1.5m的輪椅回轉(zhuǎn)空間。JGJ 450—2018《老年人照料設(shè)施建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,養(yǎng)老機(jī)構(gòu)中的老年人居室和老年人休息室不應(yīng)設(shè)置在地下室、半地下室。
從建筑物本身、建筑內(nèi)人員和建筑內(nèi)活動(dòng)3方面對(duì)養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識(shí),養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)主要包括3類風(fēng)險(xiǎn),即潛在性風(fēng)險(xiǎn)、可接受風(fēng)險(xiǎn)以及保護(hù)性風(fēng)險(xiǎn)。
潛在性風(fēng)險(xiǎn)表示可能導(dǎo)致火災(zāi)事故后果的嚴(yán)重程度,通過(guò)所有可能導(dǎo)致最壞情況的因素來(lái)衡量。潛在性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)包括火災(zāi)載荷因子q、蔓延因子i、面積因子g、樓層因子e、通風(fēng)因子v、通道因子z?;馂?zāi)載荷因子反映火災(zāi)持續(xù)時(shí)間,蔓延因子反映火災(zāi)發(fā)展走勢(shì),面積因子反映空間特征,其余因子依次反映樓層高度、煙霧威脅和消防隊(duì)進(jìn)入可能性,體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)對(duì)消防隊(duì)控制火災(zāi)的影響。
可接受風(fēng)險(xiǎn)與火災(zāi)中暴露情況相關(guān)聯(lián),當(dāng)暴露于火中的風(fēng)險(xiǎn)增加,暴露程度越大,風(fēng)險(xiǎn)越不可接受。影響可接受風(fēng)險(xiǎn)的要素是活動(dòng)因子a、疏散時(shí)間因子t、價(jià)值因子c、環(huán)境因子r以及依賴因子d。這些要素表示點(diǎn)火源的存在、疏散時(shí)間、建筑物和財(cái)產(chǎn)價(jià)值、環(huán)境以及活動(dòng)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)性。
保護(hù)性風(fēng)險(xiǎn)是養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分類中的第3個(gè)部分,各類保護(hù)措施越完善,最壞情況下發(fā)生火災(zāi)的概率就越低。保護(hù)性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)包括所有可能降低火災(zāi)破壞概率的因素,如供水因子W、正常保護(hù)因子N、特殊防護(hù)因子S、耐火因子F、疏散因子U、救助因子Y。分別代表充足的消防供水、標(biāo)準(zhǔn)的防火措施、特殊防護(hù)、建筑構(gòu)件的耐火性、逃生疏散情況以及減少火災(zāi)的間接損失。
FRAME方法中包括對(duì)建筑物本身、建筑內(nèi)人員和建筑內(nèi)活動(dòng)3部分的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,每部分都包含3個(gè)主要模塊,即潛在性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)PK、可接受風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)AK和保護(hù)性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)DK,標(biāo)準(zhǔn)的FRAME評(píng)估體系,如圖1。
圖1 FRAME評(píng)估體系Fig.1 FRAME assessment system
潛在性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)對(duì)火災(zāi)嚴(yán)重性起決定性作用??山邮茱L(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)中的暴露程度來(lái)衡量,暴露在風(fēng)險(xiǎn)中的人越多、暴露的持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),風(fēng)險(xiǎn)越不可接受。保護(hù)性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)表示消防系統(tǒng)等保護(hù)因子的可靠性,用1/DK表示高水平的保護(hù)可降低火災(zāi)事故的概率?;馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值計(jì)算,如公式(1)。
RK=PK/(AK×DK)K=1,2,3
(1)
式中:
R1—建筑物本身火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值;
R2—建筑內(nèi)人員火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值;
R3—建筑內(nèi)活動(dòng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值??山邮茱L(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)值A(chǔ)和保護(hù)性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)值D同理。被評(píng)估建筑總體風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算,如公式(2)。
R=∑αKRK
(2)
式中:
R—被評(píng)估養(yǎng)老機(jī)構(gòu)總體火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值;
α1、α2、α3—建筑物本身、建筑內(nèi)人員和建筑內(nèi)活動(dòng)所占的權(quán)重。具體計(jì)算方法,如公式(3)-(11)[6-8]。
建筑物本身、建筑內(nèi)人員和建筑內(nèi)活動(dòng)的潛在性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)分別為:
P1=q×i×g×e×v×z
(3)
P2=q×i×e×v×z
(4)
P3=i×e×v×z
(5)
各因子的詳細(xì)計(jì)算公式,如式(6)-(11):
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
公式(6)-(11)中符號(hào)所代表的名稱、含義以及取值范圍,見表1。
表1 潛在性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)含義及取值標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Implications and value criteria of potential risk indicators
續(xù)表名稱符號(hào)含義取值標(biāo)準(zhǔn)樓梯高度H+建筑物樓梯高度實(shí)際測(cè)量值,單位為m地下深度H-建筑物地下深度實(shí)際測(cè)量值,單位為m
建筑物本身、建筑內(nèi)人員和建筑內(nèi)活動(dòng)的可接受風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)分別為:
A1=1.6-a-t-c
(12)
A2=1.6-a-t-r
(13)
A3=1.6-a-t-d
(14)
最大值1.6反映自然原因引起火災(zāi)的可能性[9]。活動(dòng)因子a描述主要的火災(zāi)來(lái)源,住宅建筑類的主要活動(dòng)a1取值為0,由于養(yǎng)老機(jī)構(gòu)中存在不可控的老年吸煙群體,次要活動(dòng)a2取值為0.1;價(jià)值因子c由建筑物價(jià)值c1和室內(nèi)物品價(jià)值c2確定;環(huán)境因子r表示火勢(shì)發(fā)展的速度,通過(guò)固定火災(zāi)荷載Qi值和火焰?zhèn)鞑サ燃?jí)M值計(jì)算得出;依賴因子d評(píng)估火災(zāi)對(duì)建筑物內(nèi)發(fā)生的活動(dòng)的影響,一般均取值為0.3。結(jié)合養(yǎng)老機(jī)構(gòu)建筑及人員的特殊性對(duì)疏散時(shí)間因子t加以改進(jìn),如公式(16)。
a=a1+a2c=c1+c2
(15)
(16)
式中:
X—人數(shù);
x—出口單元數(shù);
p—調(diào)整因子。
根據(jù)《SFPE手冊(cè)》給出的流量公式推導(dǎo)出:疏散速度為1.26~0.33B,其中B是密度,以人/m2表示。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的樓梯平面基礎(chǔ)參數(shù),養(yǎng)老機(jī)構(gòu)樓梯踏步寬度是樓梯踏步高度的2倍,則2H+是人員疏散時(shí)下樓梯的等效距離。
建筑物本身、建筑內(nèi)人員和建筑內(nèi)活動(dòng)的保護(hù)性風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)為:
D1=W×N×S×F
(17)
D2=N×U
(18)
D3=W×N×S×Y
(19)
W=0.95wN=0.95nS=1.05sY=1.05y
U=1.05u
(20)
(21)
其中,供水因子W由消防水池、水池容量、主管公稱直徑3個(gè)因素確定;正常保護(hù)因子N包括警報(bào)、電話報(bào)警、滅火器、消防隊(duì)到達(dá)和員工培訓(xùn)5個(gè)因素;特殊防護(hù)因子S包括自動(dòng)火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)、給水能力、壓力和流量源以及噴淋保護(hù)因素;耐火因子F其數(shù)值與建筑結(jié)構(gòu)的耐火性能、建筑物外墻的耐火性能、屋頂?shù)哪突鹦阅芎蛢?nèi)墻的耐火性能有關(guān);疏散因子U包括自動(dòng)火災(zāi)探測(cè)、疏散路徑保護(hù)、水平出口、噴淋、照明等因素;救助因子Y與減少火勢(shì)蔓延的因素和控制火災(zāi)后果的因素有關(guān)[9]。
基于AHP-FRAME方法構(gòu)建養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,需利用AHP法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。目標(biāo)層為養(yǎng)老機(jī)構(gòu)總體火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),準(zhǔn)測(cè)層包括建筑物本身、建筑內(nèi)人員和建筑內(nèi)活動(dòng)。將三者兩兩比較建立判斷矩陣:
得到最大特征值結(jié)果λmax=3.003 7,且一致性比率CR值小于0.1,滿足一致性要求。結(jié)果顯示建筑物本身的權(quán)重最大,權(quán)重值為0.435 4;其次是建筑內(nèi)人員,權(quán)重為0.330 5;建筑內(nèi)活動(dòng)所占權(quán)重較低為0.234 1。
遼寧省鞍山市某養(yǎng)老機(jī)構(gòu)成立于2002年,是縣政府承辦的社會(huì)福利性養(yǎng)老機(jī)構(gòu),隸屬于縣民政局,總占地面積為2 600m2,總建筑面積3 000m2。該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)按照國(guó)家建筑設(shè)計(jì)規(guī)范,筑有一棟二層樓房,機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有醫(yī)療、健身、文化娛樂(lè)、洗浴、餐廳等服務(wù)設(shè)施。該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)現(xiàn)有房間40間,床位80張,現(xiàn)已入住老人19位,老年人全部居住在一層,以該層作為研究對(duì)象。養(yǎng)老機(jī)構(gòu)內(nèi)工作人員共15名,其中有護(hù)理人員5名。養(yǎng)老機(jī)構(gòu)室內(nèi)外配備消防栓,機(jī)構(gòu)自身沒(méi)有消防組織,最近的消防隊(duì)距離2.8km;出口單元數(shù)量為2,大廳有清晰的平面布局圖和疏散路徑指示圖,每層消防照明指示裝置齊全且符合規(guī)定;室內(nèi)按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)配備滅火器設(shè)備、疏散指示標(biāo)志及應(yīng)急照明等。機(jī)構(gòu)建立了安全生產(chǎn)責(zé)任制、防火巡查制度及應(yīng)急救援預(yù)案等。
根據(jù)該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)建筑本身?xiàng)l件、建筑內(nèi)人員和建筑內(nèi)活動(dòng)情況,對(duì)該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估計(jì)算,第一防火分區(qū)各因子計(jì)算結(jié)果及風(fēng)險(xiǎn)值,見表2。
表2 第一防火分區(qū)各因子計(jì)算列表Tab.2 The calculation list of each factor in the first fire compartment
從公式(3-5)可得:P1=1.35,P2=1.41,P3=1.15。從公式(12-14)可得:A1=0.93,A2=0.53,A3=1.05。從公式(17-19)可得:D1=0.97,D2=2.26,D3=1.45。
根據(jù)公式(1)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值結(jié)果為:R1=1.50;R2=1.18;R3=0.76。
根據(jù)R值劃分風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),當(dāng)時(shí)R<1.0,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為低風(fēng)險(xiǎn);1.0≤R<1.6,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為可接受風(fēng)險(xiǎn);1.6≤R<2.7,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中度風(fēng)險(xiǎn);2.7≤R<4.5,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為高度風(fēng)險(xiǎn);R≥4.5,風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。評(píng)估結(jié)果顯示,該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的第一防火分區(qū)中,建筑物本身及建筑內(nèi)人員的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為可接受風(fēng)險(xiǎn),建筑內(nèi)活動(dòng)為低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。結(jié)合AHP權(quán)重,根據(jù)公式(2)計(jì)算,得到該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)總體火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)值為:R=1.219 9,總體火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)為可接受風(fēng)險(xiǎn)。
結(jié)合養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行分析,雖然該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)整體火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)水平可以接受,但仍存在一些不足之處,主要有以下3個(gè)方面:
(1)疏散時(shí)間因子t的值代表所需的安全疏散時(shí)間。養(yǎng)老機(jī)構(gòu)內(nèi)居住19名老年人,其中2人行動(dòng)不便需要護(hù)理人員輔助疏散,疏散時(shí)間因子計(jì)算結(jié)果為0.42,計(jì)算得到疏散時(shí)間為0.42×720=302.4s,其中720的值是從一個(gè)低危險(xiǎn)情況的中性點(diǎn)“逆向設(shè)計(jì)”而來(lái)的,疏散時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),不利于老年人安全疏散。
(2)該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)供水因子W低于1表明消防水供應(yīng)不足,應(yīng)增加消防儲(chǔ)水容量。正常保護(hù)因子N為0.77,表示正常保護(hù)措施不足,該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)內(nèi)老年人、服務(wù)人員總體素質(zhì)水平一般,缺乏專業(yè)的消防安全知識(shí)。
(3)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,特殊防護(hù)因子S和耐火因子F應(yīng)高于1,而該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)耐火因子值為0.99,沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)加強(qiáng)建筑構(gòu)件的耐火性能。評(píng)估過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)滅火器配備較為齊全,但沒(méi)有按要求定期對(duì)消防設(shè)備進(jìn)行檢修,一旦出現(xiàn)火災(zāi)險(xiǎn)情,容易影響救援速度。
根據(jù)該養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果及分析,針對(duì)其存在的問(wèn)題,采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理舉措。
(1)出現(xiàn)火災(zāi)險(xiǎn)情時(shí),加強(qiáng)對(duì)行動(dòng)不便老人的疏散轉(zhuǎn)移,增加護(hù)理人員幫助老人疏散;加強(qiáng)火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng),縮短火災(zāi)發(fā)現(xiàn)時(shí)間,給疏散留存充足時(shí)間。
(2)養(yǎng)老機(jī)構(gòu)的老人、服務(wù)人員文化水平參差不齊,需要加強(qiáng)消防安全教育,嚴(yán)禁出現(xiàn)室內(nèi)吸煙等一切可能造成火災(zāi)隱患的危險(xiǎn)行為。
(3)加強(qiáng)防護(hù)措施,為人員疏散爭(zhēng)取更多的時(shí)間。在現(xiàn)有消防安全治理水平的基礎(chǔ)上,定期進(jìn)行消防設(shè)備檢查與維護(hù),配備專職消防安全管理人員,提升養(yǎng)老機(jī)構(gòu)自身的人工滅火能力。
(1)建立基于AHP-FRAME法的養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,結(jié)合養(yǎng)老機(jī)構(gòu)特殊性對(duì)計(jì)算過(guò)程加以改進(jìn),并運(yùn)用此火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型進(jìn)行實(shí)例分析,驗(yàn)證了這一方法的可行性,通過(guò)計(jì)算分別得出防火分區(qū)中建筑物本身、建筑內(nèi)人員和建筑內(nèi)活動(dòng)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),為進(jìn)一步提出火災(zāi)安全管理舉措提供科學(xué)依據(jù)。
(2)建立養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型過(guò)程中,疏散指標(biāo)等因素考慮的不夠全面,沒(méi)有充分考慮煙氣的影響,仍有待進(jìn)一步研究與探討。
(3)FRAME法評(píng)估過(guò)程計(jì)算量較大,結(jié)合軟件對(duì)所建立的養(yǎng)老機(jī)構(gòu)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,能夠有效節(jié)省評(píng)估人員的工作時(shí)間,提升評(píng)估效率。