摘要:火災(zāi)風險評估作為預(yù)防和控制火災(zāi)事故的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,近些年一直是學者們的重點關(guān)注方向。為了提高公共建筑消防安全管理水平,促進火災(zāi)風險評估領(lǐng)域的不斷進步和發(fā)展,介紹了當下火災(zāi)風險評估的理論、方法、模型及影響因素,總結(jié)出常見的火災(zāi)風險評估方法及其優(yōu)缺點,分析了方法和模型存在的不足之處,同時針對未來火災(zāi)風險評估的發(fā)展趨勢進行了展望。
關(guān)鍵詞:公共建筑火災(zāi);風險分析;半定量評估
中圖分類號:D631.6" " " 文獻標識碼:A" " " "文章編號:2096-1227(2025)05-0001-03
建筑火災(zāi)風險評估是預(yù)防火災(zāi)的有效手段。它通過分析建筑消防信息識別關(guān)鍵風險因素,評估火災(zāi)可能性和后果。伴隨技術(shù)進步,評估方法持續(xù)革新,傳統(tǒng)方法顯現(xiàn)出局限性。因此,本文系統(tǒng)總結(jié)了公共建筑火災(zāi)風險評估現(xiàn)狀,并提出改進方向和發(fā)展建議,以期實現(xiàn)更科學、動態(tài)的風險評估,為管理提供決策支持。
1 火災(zāi)風險評估研究背景
2024年,全國消防救援隊伍共接報處置各類警情235.8萬起,與2023年相比增加10.1%,共出動消防救援人員2537.4萬人次。共接報火災(zāi)90.8萬起,造成2001人死亡、2665人受傷,直接財產(chǎn)損失77.4億元。公眾聚集場所火災(zāi)起數(shù)和受傷人數(shù)上升。電氣故障、用火不慎占一半以上[1]。火災(zāi)對人民生群眾命財產(chǎn)已構(gòu)成嚴重威脅,在消防力量布局需強化的當下,如何準確地評估設(shè)計復(fù)雜、疏散困難的公共建筑火災(zāi)風險成為今后防控的重難點。
2 存在的問題與挑戰(zhàn)
公共建筑火災(zāi)風險評估在學術(shù)研究中廣泛采用定量分析,而實踐中則多使用半定量方法。盡管評估流程已較為清晰,但仍面臨以下挑戰(zhàn):①運維階段評估不足;②缺乏強大的地區(qū)消防數(shù)據(jù)庫作支撐;③主客觀權(quán)重總體偏向二維下的定性分析,影響決策時效;④缺乏對法規(guī)外火災(zāi)誘發(fā)因素相互影響和火災(zāi)關(guān)聯(lián)性的分析;⑤評估體系泛化性;⑥傳統(tǒng)方法和模型的適應(yīng)性、可擴展性較差;⑦缺乏對人的可靠性及生命安全角度研究;⑧未評估社會成本效益分析的選擇和新方法接受度帶來的影響。
3 公共建筑風險評估的研究現(xiàn)狀
20世紀90年代,全球火災(zāi)頻發(fā)促使全世界聚焦并推動火災(zāi)風險評估發(fā)展,主要從發(fā)生概率與后果嚴重性兩方面識別潛在風險?,F(xiàn)代研究多集中于高層及工業(yè)建筑,公共建筑領(lǐng)域相對薄弱。國內(nèi)外學者研究共性在于解決指標冗余、靜態(tài)量化偏差及數(shù)據(jù)缺失問題。隨著“大火巨災(zāi)、小火亡人”的出現(xiàn),近年國內(nèi)又針對重點消防單位[2-3]的研究拓展至保險等多維度;研究方法分為多方法融合構(gòu)建體系、模型應(yīng)用及場景化解決方案;國外側(cè)重以計算機模擬技術(shù)為核心,國內(nèi)則集中于指標權(quán)重優(yōu)化、多因素致災(zāi)機制解析及模型場景適配性提升。
3.1" 火災(zāi)風險評估理論
事故致因理論歷經(jīng)40年的發(fā)展,突破單一歸因模式,形成人、機、環(huán)境多框架。二戰(zhàn)后提出的事故因果連鎖理論,首次將安全管理納入核心致因體系;直至20世紀70年代出現(xiàn)的軌跡交叉與風險耦合理論深化了多因素協(xié)同機制研究?;谏鲜霭l(fā)展過程,我國學者逐漸深化對危險源辨識理論、危機管理PPRR理論、D-S證據(jù)理論等理解。公共安全科技三角形理論和WSR是主流分析工具仍存在風險要素覆蓋局限。為此,WSR-博弈賦權(quán)-后悔理論模型和“因果網(wǎng)絡(luò)拓撲分析”方法論分別通過賦權(quán)優(yōu)化與系統(tǒng)依賴性分析豐富我國火災(zāi)風險評估體系,支撐科學決策。
3.2" 風險量化評價方法
3.2.1" 半定量評估
半定量火災(zāi)風險評估方法通過構(gòu)建危險源與風險參數(shù)指標體系,結(jié)合經(jīng)驗公式與分級系統(tǒng)量化建筑風險等級。其發(fā)展歷程可分為3階段:20世紀歐美日提出的Gretener法、Frame法、FSES等經(jīng)典體系奠定了基礎(chǔ);本土化研究歷經(jīng)模糊數(shù)學、灰色關(guān)聯(lián)度分析的初期探索,但存在定量信息缺失、邏輯不嚴謹導(dǎo)致評估精度上受限;現(xiàn)已發(fā)展為組合賦權(quán)與模型融合的新階段。主流方法是通過AHP及其改進型[2]、多準則決策、Delphi法、熵權(quán)法等用來平衡權(quán)重分配的主客觀性。近年突破包括:①視角創(chuàng)新,整合多部門脆弱性分析;②復(fù)合賦權(quán)(如風險矩陣法、CIA法、Gustav法、三角模糊結(jié)構(gòu)元+層次分析法、AHP+FCE法、TOPSIS+OAHP+信息熵權(quán)法等)來優(yōu)化風險指標體系,相較于傳統(tǒng)的定性/定量法顯著提升了動態(tài)交互與概率計算精度;③模型升級,建立應(yīng)用于公共建筑的復(fù)合評價模型,如熵權(quán)物元可拓模型、ISM-Shapley-云模型、Probit、Bowtie-ANP三維動態(tài)模型,均不同程度彌補單一定性或量化精度的缺口;④數(shù)據(jù)適應(yīng)性增強,如“改進N-K模型”便可在缺失統(tǒng)計數(shù)據(jù)時計算風險耦合度,使應(yīng)用場景拓展至多數(shù)突發(fā)火災(zāi)案例。盡管現(xiàn)有組合方法已實現(xiàn)風險水平量化與多級指標橫向?qū)Ρ?,但依賴專家?jīng)驗、指標關(guān)聯(lián)性、數(shù)據(jù)動態(tài)特征及計算量較大仍被忽視。
3.2.2" 基于“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的風險評估
公共建筑火災(zāi)風險評估逐漸轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動,傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雖能解析復(fù)雜關(guān)聯(lián),但存在收斂慢、樣本依賴性高、運算量大等缺陷。學術(shù)界嘗試利用SVM、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法整合多源數(shù)據(jù)來解決動態(tài)非線性風險分析中的稀疏性與過擬合問題,但單一算法受限于預(yù)測能力與樣本規(guī)模。為提升適應(yīng)性,學者提出智能算法融合與動態(tài)指標優(yōu)化;針對傳統(tǒng)評估信息整合低效問題,學者又相繼提出可根據(jù)不同火災(zāi)場景動態(tài)推理的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型[4]、Gustav+GIS/BIM和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[5]動態(tài)評估。前者側(cè)重條件概率分析,數(shù)據(jù)計算較復(fù)雜,后者依托物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)動態(tài)推理與成本優(yōu)化。當前挑戰(zhàn)包括樣本量不足、模型泛化性差及過擬合風險,未來需強化自適應(yīng)算法與多維度數(shù)據(jù)融合,以提高評估普適性與實用性。幾種具有代表性的“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”評估方法及其特點見表1。
3.2.3" 基于場景模擬的風險評估
當前火災(zāi)風險評估技術(shù)依托建筑參數(shù)與數(shù)值模擬融合實現(xiàn)熱煙建模與疏散動態(tài)推演。美國NIST和日本建筑火災(zāi)實驗室等火災(zāi)動力學模型在熱釋放速率預(yù)測精度和路徑還原度得到突破,缺點是難以全面考量影響因素且適用場景有限。目前公共建筑信息細化、數(shù)據(jù)龐雜,導(dǎo)致主流模型(如PyroSim、FDS、Pathfinder)面臨高輸入要求與成本效率矛盾。國內(nèi)研究已進入成熟應(yīng)用階段,重點呈現(xiàn)雙路徑:煙氣蔓延環(huán)境關(guān)聯(lián)分析與動態(tài)場景風險模擬。實證表明多維度量化方法可降低潛在傷亡率,但需平衡模型精度與工程實用性。幾種具有代表性的場景模擬的評估模型及其特點見表2。
4 火災(zāi)風險影響因素
基于我國實際,學者運用多元視角(從主動措施、被動措施)與理論方法、軟件結(jié)合識別出并分析關(guān)鍵因素關(guān)聯(lián)及層級,拓展消防安全管理至外部維度,支撐南北差異化評估體系構(gòu)建。國內(nèi)外學者共識火災(zāi)風險源于“人機環(huán)管”,雖驗證了系統(tǒng)化分析的價值,但也指出存在因素交互與量化評估的難題。根據(jù)現(xiàn)有文獻提取影響因素劃分,并將其總結(jié)于表3所示。
5 火災(zāi)風險評估的發(fā)展趨勢
數(shù)字孿生技術(shù)推動火災(zāi)風險評估技術(shù)進步,成為消防監(jiān)督重要工具?,F(xiàn)有研究集中于公共建筑靜態(tài)風險評估,存在數(shù)據(jù)依賴性高、指標量化不足、模型適應(yīng)性弱等問題,難以滿足大型綜合體動態(tài)運營需求。未來研究應(yīng)關(guān)注以下3大趨勢。
5.1" 智能自動化轉(zhuǎn)型
依托物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集數(shù)據(jù),基于機器學習算法構(gòu)建動態(tài)風險評估模型,能實現(xiàn)風險實時預(yù)警與快速響應(yīng),精準導(dǎo)航火源定位使救援路徑優(yōu)化效率提高,降低人員傷害和財產(chǎn)損失。
5.2" 三維可視化
BIM技術(shù)憑借輕量化評估流程和可操控性,實現(xiàn)建筑火災(zāi)風險的三維動態(tài)映射。與未來數(shù)字孿生技術(shù)整合對災(zāi)后場景數(shù)字化重建,讓決策者和大眾能直觀了解火情。
5.3" 動態(tài)集成化
大數(shù)據(jù)技術(shù)進步使得火災(zāi)信息動態(tài)采集為可能,如智慧消防系統(tǒng),發(fā)展多維風險感知與高精度風險評估技術(shù),可實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析,從而優(yōu)化資源調(diào)配。
6 結(jié)束語
公共建筑因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、人流密集等問題使其火災(zāi)應(yīng)對仍難以滿足現(xiàn)代需求。因此持續(xù)創(chuàng)新和改進評估方法至關(guān)重要,建議如下:①強化火災(zāi)隨機性規(guī)律與理論體系關(guān)聯(lián)性研究,改進半定量方法;②合理設(shè)置動靜指標,融合鏈式因果分析與多維度后果量化,推行實時評估機制和模型;③融合智能化手段,實現(xiàn)風險動態(tài)追蹤;④評估客觀化;⑤特別關(guān)注重點單位,鼓勵多元化主體積極參與。未來應(yīng)聚焦時空多維評估,數(shù)字孿生等技術(shù)整合是關(guān)鍵,助力火災(zāi)管理更高效精準。
參考文獻
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