既有高层住宅建筑火灾风险评估及应用

杨君涛,何其泽

(公安部上海消防研究所,上海 200032)



既有高层住宅建筑火灾风险评估及应用

杨君涛,何其泽

(公安部上海消防研究所,上海 200032)

既有高层建筑具有火灾危险性大、消防设施不完善等特点，故针对既有高层建筑的火灾风险评估显得尤为重要。为此，建立了一些高层建筑火灾风险评估模型，并针对高层住宅建筑开展火灾风险评估指标的细化研究，通过火灾安全性分析、专家咨询等手段，根据住宅建筑的特殊性系统建立了半定量的评估指标级别，并采用专家打分法确定各个指标的权重，对建立的高层住宅建筑火灾风险评估指标体系进行实例应用，验证了其适用性。

既有高层住宅；建筑火灾；风险评估；指标细化

高层建筑是社会和经济发展先进程度的重要标志，随着我国社会主义市场经济的高速发展，高层建筑已不再是北京、上海等一线城市特有的风景，越来越多的二、三线城市涌现出大量的高层建筑群，高层建筑已经成为我国城市建筑的一种重要建筑形式。然而，高层建筑普遍存在火灾危险性大、救援困难等特点[1]，以上海市为例，即将竣工的上海中心大厦总高度为632 m，而上海市消防部队装备云梯登高车的最大救援高度不足90 m，外部救援力量很难对这类高层建筑进行有效施救。高层建筑必须建立自身的防火和灭火观念，故针对高层建筑的火灾风险评估显得尤为重要。

高层建筑火灾风险评估的相关研究主要采用层次分析法作为研究手段，国内火灾学者已经建立了一些高层建筑火灾风险评估模型，这些模型的核心内容是火灾风险评估指标的细化分析和各个指标权重的确定。卢兆明等[2]将火灾风险评估指标分解为火灾荷载、出口数量、通道距离等16个分级指标，基于30人的专家打分结果，得到了指标的权重和置信概率。毛春艳等[3]在上述分级指标体系基础上将指标分值修正为半定量的五级指标体系，简化了评估流程。李强等[4]将评估指标体系划分为防火、灭火、疏散、管理4大类共16项指标，评估结果与某高层酒店火灾风险情况取得了较好的一致性。辛晶等[5]在半定量的指标体系基础上，通过云模型将确定的权重系数转化为正态分布的形式，使得评价结果更加直观。上述高层建筑火灾风险评估的研究是面向所有类型的高层建筑，然而建筑类别的差异往往会造成火灾风险评估过程中评估指标体系的较大差异。由于建筑形式、可燃物分布、人员密度等特点的不同，影响高层建筑火灾危险性的因素也各不相同，因此，采用普适的火灾风险评估方法往往无法得到精确的评估结果。

住宅建筑是高层建筑中较为特殊的一类建筑，具有可燃物及点火源多、火灾荷载大、夜间火灾不易察觉和疏散难度大等特点，由于历史原因，不同时期建设的高层住宅建筑消防标准不尽相同，因此极易产生消防隐患，尤其是2011年上海发生的11·15火灾造成重大人员伤亡，给高层住宅建筑火灾安全敲响了警钟[6]。笔者在以往学者高层建筑火灾风险评估方法的基础上，针对既有高层住宅建筑开展评估指标的细化研究，通过火灾安全性分析、专家咨询等手段，根据住宅建筑的特殊性系统建立半定量的评估指标级别，并采用专家打分法确定各个指标的权重。另外，笔者还对建立的高层住宅建筑火灾风险指标体系进行实例应用，以验证其适用性。

1 火灾风险综合评估方法

在建筑物火灾危险性评估中，目前主要研究方法有对照规范评定方法、安全检查评分表法、逻辑分析法、计算机模化法、综合评估法[7]。笔者通过比较各种方法的优缺点，最终确定选用综合评估法来评价既有高层住宅建筑火灾风险。综合评估法的基本评价过程为：①根据影响因素的逻辑关系，建立分层次的评价指标体系；②分析指标体系各元素之间的关系，确定评价指标的权重系数；③处理评价指标，根据评价结构计算综合评价值；④根据综合评价计算结果得出评价结论。

(1)

针对高层住宅建筑的火灾风险评估体系，将遵循以下流程进行分析，在了解建筑特点、防火特性和救援现状的基础上，科学建立系统的评价方法，从而增强其对住宅类建筑的适用性。高层住宅建筑火灾风险评估体系的分析流程如图1所示。该流程主要包括：① 通过文献综述确定指标来源；②通过实地调研和专家咨询确定该项内容的影响因素；③通过影响因素的对比分析进行指标初选，初步拟定评价指标；④进行指标筛选，优选出对火灾风险影响较大的最终指标；⑤根据各个指标之间的逻辑关系，确定指标体系的层次结构；⑥通过专家打分方法，确定各个指标的权重，最终建立完整的评价指标体系。

图1 火灾风险综合评估方法流程

2 既有高层住宅建筑火灾风险评估指标细化分析

影响既有高层住宅建筑火灾风险的因素主要集中在建筑特性、主被动防火系统、安全疏散设施、消防安全管理和外部救援力量等方面，笔者以这几方面为一级指标细化构建评价指标体系，如表1所示。

(1)建筑特性。建筑特性是指建筑物自身的特征和其内外部的致灾因素。如建筑年限、高度、用途、人群数量及特点、周边环境影响等。建筑特性主要反映了建筑既有的火灾风险，建筑年限越早、高度越高、用途越复杂、人员数量越多，相应的建筑风险越大，其发生火灾的概率和造成的后果也就越大。

(2)建筑主被动防火。建筑主被动防火主要包括两个方面，一方面是针对建筑火灾所采取的被动防火设计，主要是由建筑空间的合理布局，适用有效的防火分隔，符合规定要求的建材和构件等设防内容所形成，如建筑耐火等级、防火分区、防火间距等；另一方面是针对建筑火灾所配置的消防设施，主要是由主动自动(或手动)控制的灭火、报警、防排烟和消火栓等设备系统组成，如自动报警系统、自动灭火系统、室内消火栓、防排烟系统等。其主要功能是能够及早发现火灾并及时报警，实施有效的控制和扑救，是直接限制火灾发生和发展的技术，在进行风险评价时，应检查是否按规定设置了各系统，以及系统是否完好。

(3)安全疏散设施。安全疏散设施是指保证人们安全地撤离危险区域，建筑物应设置的必要疏散设施，如安全出口、疏散走道、消防电梯、事故广播、事故照明和安全指示标志等。安全疏散设施对于火灾发生后建筑内人员的逃生至关重要，其设计合理且设施完好将会最大限度地降低火灾发生后人员的伤亡，降低建筑的火灾风险。

(4)消防安全管理。消防安全管理是指人们为了预防火灾和降低火灾损失所采取的管理措施，如消防宣传教育培训、应急预案编制与演练、消防设施维护、物业管理等。纵观国内外火灾发生的原因，人的过失和不安全行为造成火灾事故约占火灾总数的85%以上，可见加强消防安全管理，可以有效地降低火灾风险。

表1 既有高层住宅建筑火灾风险评价指标、分级和权重

(5)外部救援力量。外部救援力量是指为了灭火所借助的建筑物以外的力量,主要包括消防队、消防车通道及室外消防给水系统等。当建筑火灾发生且火势较大时，需要外部救援力量尽快发挥作用，以减少火灾的损失，降低火灾风险。

在上述分析研究基础上，笔者通过专家咨询、系统分析和文献调研等方法，并参考工业、企业和城市等方面安全评价的指标体系，构建了既有高层住宅建筑火灾风险评价指标体系，利用定性和定量相结合的方法对各种指标进行定量化，给出各种指标和分级标准如表1所示。该指标体系是依据《建筑设计防火规范》[9]及《中华人民共和国消防法》[10]等法律法规，并结合笔者实地调研和专家讨论，从指标的可操作性出发而建立的。

依据高层住宅建筑火灾风险评价指标体系，采用的综合评价法最终确定了既有高层住宅建筑火灾风险综合评价分级表，如表2所示。

表2 高层住宅建筑火灾风险综合评价分级表

3 火灾风险评估应用举例

以上海市已建某高层住宅楼为例，该住宅楼地上30层为公寓，住宅楼每层为7户，设有3台电梯，速度为1.75 m/s，其中一台为消防电梯，住宅楼的基本情况如图2所示。

图2 高层住宅建筑算例实景图

通过资料评估、现场评估和理论计算，分别从建筑特性、建筑被动防火、建筑主动防火、安全疏散设施、消防安全管理及外部救援力量6个方面对该建筑火灾风险进行了评价，得到该建筑的一级指标评分和火灾风险综合评分，如表3所示。

表3 某建成建筑火灾风险评价一级指标评分及综合评分

从上述实例分析可以看出，笔者设计的指标体系能够较为科学地描述高层住宅建筑的火灾风险，具有很好的适用性。

4 结论

首先，笔者通过文献调研、火灾安全性分析、专家咨询等手段，针对既有高层住宅建筑开展火灾风险评估指标的细化研究，建立了31项火灾风险指标，并根据半定量的分级方法将每一项指标分为5个等级。其次，根据住宅建筑的特殊性系统建立了半定量的评估指标级别，并采用专家打分法确定各个指标的权重，从而建立了住宅建筑火灾风险评估方法。最后，将高层住宅建筑火灾风险指标体系应用于某高度为30层的典型住宅建筑，得到了该住宅建筑各个一级指标的火灾风险评分，通过与建筑实际情况的调查对比，验证了该火灾风险评估指标的合理性和适用性。

[1] 陈家强.高层建筑火灾与应对措施[J].消防科学与技术，2007，26(4):109-113.

[2] 卢兆明，陆君安，胡永清.高层建筑火灾风险评估中一种具有置信度和方差的权系数[J].中国安全科学学报，2001，11(5):11-42.

[3] 毛春艳，周宗放.基于多级物元分析的高层建筑火灾风险评估[J].建筑科学，2008，24(1):24-26.

[4] 李强，张源.基于模糊层次分析法的高层建筑火灾风险评估[J].武警学院学报，2010，26(2):34-36.

[5] 辛晶，夏登友，庞西磊.基于云理论的高层建筑火灾风险评估[J].消防科学与技术，2011，30(3):258-261.

[6] 刘媛媛.几起典型性火灾原因分析及思考[J].消防技术与产品信息，2012(10):67-69.

[7] 孙迎霞.高层建筑火灾危险性模糊综合评估方法研究[D].武汉：武汉大学,2004.

[8] 朱仕斌，张峰晓.调查和专家打分法在风险评估中的应用[J].山西建筑，2006(22):274-275.

[9] 住房与城乡建设部.建筑设计防火规范：GB50016-2014[S].北京：中国计划出版社，2014：37-49.

[10] 中国政府法制信息网.中华人民共和国消防法[EB/OL].(2009-01-20).http://www. chinalaw.gov.cn/article/fgkd/xfg/fl/200901/2009010012 7613.shtml.

YANG Juntao:Associate Researcher; Shanghai Fire Research Institute of MPS, Shanghai 200032, China.

Fire Risk Assessment and Application of Existing High-rise Residential Buildings

YANGJuntao,HEQize

Existing high-rise buildings are typically characterized with serious fire hazards and inadequate fire protection facilities. Therefore, this paper established a number of high-rise building fire risk assessment model, and specifically investigates on the indexes refinement of fire risk assessment for residential buildings. According to theoretical analysis and expert consultation, a semi-quantitative fire risk assessment system with two levels of indexes particularly for residential buildings has been established. The weight of each index has also been determined form the scoring results from experts. The application of the fire risk assessment index system for the establishment of high - rise residential buildings is carried out, which proves the feasibility of the method.

existing high-rise residential building; building fire; fire risk assessment; index refinement

2095-3852(2017)02-0153-05

A

2016-10-18.

杨君涛(1979-)，男，河北邢台人，公安部上海消防研究所副研究员，主要研究方向为消防安全规划、火灾风险评估及消防理论.

上海市科学技术委员会研发平台专项基金项目(16DZ2292600).

X932

10.3963/j.issn.2095-3852.2017.02.007