基于层次分析法的高层建筑施工现场火灾风险模糊评价

郝 蕾

（河北省公安消防总队，河北石家庄 050035）

高层建筑施工现场火灾易发，扑救困难，其火灾防控工作是消防领域的一个难题。开展高层建筑施工现场火灾风险评价研究，可以帮助我们识别潜在火灾风险，科学制定防范措施，有效实施火灾风险管理。

1 火灾风险评价指标体系的建立

1.1 层次分析法的原理

层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）将问题按照层次进行划分，用一定标度对人的主观判断进行客观量化，从而对问题进行定性与定量分析。该方法把多目标、多准则的复杂问题化为多层次单目标的两两对比，只需进行简单的数学运算就能解决问题，是一种行之有效的决策方法［1］。

1.2 指标体系的建立

高层建筑施工现场火灾风险的影响因素很多，对各影响因素进行分层综合评价，才能全面反映高层建筑施工现场的火灾风险状况。通过对各因素相互关系的分析，本研究认为影响高层建筑施工现场火灾风险的因素可分为3 层［2］，分别为准则层、子准则层和方案层。指标体系的构建如图1所示。

图1 高层建筑施工现场火灾风险评价指标体系Fig.1 Fire risk assessment index system of high－rise construction site

1.3 指标体系权重的确定

要想得到高层建筑施工现场火灾风险的评价结果，除了需要建立科学的指标体系外，还需要合理确定各因素的权重。通常，建立层次分析模型后，一般常用1－9标度方法，通过同一层元素进行两两比较得出相对重要性对比关系，构造出比较判断矩阵［3］。

对判断矩阵进行层次单排序计算和层次总排序计算。判断矩阵A的特征根问题AW＝λmaxW的解W，经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层次因素相对重要性的排序权值，这一过程称为层次单排序［4］。为进行判断矩阵的一致性检验，需要计算一致性指标［5］：

判断矩阵标度及其含义如表1所示。

表1 判断矩阵标度及其含义Tab.1 Sign and meaning of judgment matrix

对于1—9阶判断矩阵，RI的值如表2所示［6］。

表2 平均随机一致性指标Tab.2 Average random consistency index

当随机一致性比率CR＝CI／RI＜0.10 时，则层次单排序结构的一致性满意［7］。由上至下按照层次结构逐层计算，可计算出最低层因素对于最高层的相对重要性或者优劣排序，可得到层次总排序［8］。

根据对高层建筑施工现场火灾风险的分析和已建立的指标体系，作者设计了调查问卷。邀请多位从事防火工作的专家，采用1—9标度对指标进行两两比较，利用已编制的层次分析法和模糊综合评价计算机软件，对判断矩阵进行层次单排序计算和层次总排序计算，得出指标权重。然后对专家们的权重值进行加总，求平均，确定各项评价指标的最终权重。如表3－表5所示。

表3 目标层各项指标权重Tab.3 Weight of each index of target layer

表4 准则层各项指标权重Tab.4 Weight of each index criterion layer

表5 子准则层各项指标权重Tab.5 Weight of each index sub criterion layer

1.4 指标量化准则

对高层建筑施工现场火灾风险进行综合评价，需要一定的指标量化准则［9］，指标量化依据是《建设工程施工现场消防安全技术规范》（GB 50720—2011）［10］所规定的定量指标和借助专家的经验确定的安全水平值。指标量化准则如表6所示。

表6 指标量化准则Tab.6 A quantitative criterion index

指标量化准则与评价对象的火灾风险等级相对应。指标量化值为90～100分，表示评价对象的火灾风险低，系统处于安全状态；75～89 分之间，表示评价对象的火灾风险比较低，系统处于比较安全状态；60～74分之间，表示评价对象存在一定的火灾风险，系统安全性一般；45～59分之间，表示评价对象的火灾风险较高，系统处于危险状态；0～45分之间，表示评价对象的火灾风险极高，系统处于非常危险状态。

2 火灾风险模糊综合评价

2.1 模糊综合评价法的原理

模糊综合评价法的基本原理是：首先确定被评判对象的因素（指标）集U和评价（等级）集V；再分别确定各个因素的权重及隶属度向量A，获得模糊评判矩阵R；最后把模糊评判矩阵与因素的权向量进行模糊运算B＝A＊R（＊为算子符号），进行归一化，得到模糊评价综合结果［11］。

2.2 工程实例

以某高层建筑施工现场为例。该工程为高层住宅小区施工现场，共有5栋高层建筑。1号、2号楼为26层建筑高度为91.3m，3号楼27层建筑高度为78.6m，4号和5号楼31层建筑高度为94.9m。规划建筑面积为279 020.72m2。施工现场内设有办公区、生产加工区和工人住宿区。办公区有项目管理人员的办公楼1栋、住宿楼1栋。项目物料仓库1座。项目总配电室1座。生产加工区有钢筋加工棚2座，准备搭设木工加工棚1座，钢筋堆放场地2处。工人生活区有工人宿舍楼3栋，公用大厨房1处，男女卫生间1处，吃饭休息场地1处。

2.3 评价过程

根据本文建立的高层建筑施工现场火灾风险评价体系，结合该施工现场具体情况，组织10位专家进行打分，根据其打分情况确定所对应的火灾风险评价值，进行模糊综合评价。

2.3.1 确定因素集及评价集因素集为前文建立的高层建筑施工现场火灾风险评价体系，即表7中的各项指标。

评价集：10 位专家对该施工现场情况进行打分。以“防火间距”指标为例，9位专家评价为“好”，1位专家评价为“较好”，没有专家评价为“一般”、“较差”或者“差”，那么该指标的评价集则为｛0.9，0.1，0.0，0.0，0.0｝［12］。同理，可得出单因素评价值汇总表7。

表7 单因素评价值Tab.7 Single factor evaluation value

2.3.2 模糊综合评价

2.3.2.1 一级模糊综合评价

总平面布局C11

耐火性能C12

施工现场自身灭火能力C21

消防队灭火能力C22

临时疏散通道C31

疏散设施C32

管理制度落实C41

日常管理C42

2.3.2.2 二级模糊综合评价

防火能力B1

灭火能力B2

疏散逃生能力B3

消防安全管理B4

2.3.2.3 三级模糊综合评价

根据最大隶属度原则，可以得出该施工现场处于“较好”状态，其火灾风险等级为比较安全。

3 改进建议

3.1 施工现场疏散逃生能力需要加强

疏散逃生能力模糊综合评估结果为（0.107 4，0.466 9，0.425 7，0，0）。也就是说，认为该施工现场疏散逃生能力“好”的比例为10.74%，认为“较好”的比例为46.69%，认为“一般”的比例为42.57%。根据最大隶属度原则［13］，虽然可以评价为“较好”，但是属于偏低水平。

3.2 施工现场消防安全管理亟待改进

该工程消防安全管理的模糊综合评估结果为（0，0.634 8，0.351 2，0.014 0，0），虽然可以评价为“较好”，但是水平偏低。分析可以发现，其影响因素“日常管理”的模糊综合评估结果为（0，0.563 2，0.408 6，0.028 2，0），也就是说，认为日常管理水平“比较好”的占56.32%，认为“一般”的占40.86%。虽然根据最大隶属度原则，可以认为日常管理水平属于“比较好”，但它的比例仅仅略高于“一般”，二者不相上下，说明日常管理水平还需改进。

结合该工程的实际情况，综合分析各个指标的模糊综合评估结果，建议采取以下改进措施。

1）健全完善疏散设施，提高疏散逃生能力。为确保施工现场的消防安全，降低火灾风险，应立即更换损坏的疏散指示标志，并在作业场所设置指向最近的临时疏散通道入口的疏散指示标志，确保在火灾发生时能够提供引导路线和信号指示，保证人员安全疏散。该施工现场应进一步加强道路管理，防止施工材料在场内运输时堵塞消防车通道，确保火灾发生时消防车能够顺利通行。要合理确定施工现场的疏散路线，不得随意遮挡、挪动疏散指示标志，应在作业层的醒目位置设置安全疏散示意图。

2）加强用火用电用气管理，提高消防安全管理水平。施工现场需加强对施工人员的消防安全教育培训，强化电焊、气焊的操作管理。电气焊操作工须持证上岗［14］。要教育施工人员将周围可燃物清理干净后再进行电气焊操作。操作时，按照规范要求配备灭火器，保证专人看守。操作结束后，认真检查现场，及时熄灭残余火种，防止阴燃和飞火。要加强电气设备管理。立即更换已经老化破损的电线，更换烧焦的插头。电线一旦发生打火、短路、发热或者绝缘损坏等情况，立即由专业电工进行维修。

3）强化消防安全制度落实，保证施工现场消防安全。为确保施工现场的消防安全，需要进一步完善施工现场消防安全管理制度，按照规定组织开展防火巡查，定期进行消防安全检查，确保消防设施完整好用，及时发现和消除火灾隐患，弥补消防管理漏洞。落实施工人员消防安全培训，组织灭火疏散演练，使其懂得火灾扑救方法及火场逃生的技能，提高自防自救能力［15］。

／References：

［1］ 杜栋，庞庆华，吴炎.现代综合评价方法与案例精选［M］.北京：清华大学出版社，2008.DU Dong，PANG Qinghua，WU Yan.Modern Comprehensive Evaluation Method and Case Selection［M］.Beijing：Tsinghua University Press，2008.

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［8］ 韩立岩，汪培庄.应用模糊数学［M］.北京：首都经济贸易大学出版社，1998.HAN Liyan，WANG Peizhuang. Application of Fuzzy Mathematics［M］.Beijing：Capital University of Economics ＆Business Press，1998.

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［10］ GB 50720—2011，建设工程施工现场消防安全技术规范［S］.GB 50720—2011，Technical Code for Fire Safety of Construction Site［S］.

［11］ 杨伦标，高英仪.模糊数学原理及应用［M］.广州：华南理工大学出版社，2006.YANG Lunbiao，GAO Yingyi.Principle and Application of Fuzzy Mathematics［M］.Guangzhou：South China University of Technology Press，2006.

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