基于模糊层次综合法在高层建筑火灾风险评估中的应用

高玄++徐坚++陈嘉慧++张胜军++祝猛

摘要：进行高层建筑火灾风险评价，对预防高层建筑火灾起到十分重要的作用。文章通过总结相关文献资料、结合实际情况进行调整、在高层建筑火灾评估体系的基础上，建立相应的模糊评价模型，求出其评价矩阵，并利用层次分析法得到相关指标的权重，然后运用模糊算子进行合成。最终与实际的高层建筑相结合，对其进行火灾风险评价。根据得到的评价结论，给出相应的优化建议及举措。

Abstract： The fire risk assessment of high-rise building plays an important role in preventing high-rise building fires. Based on the related literatures and the actual situation， the article establishes the corresponding fuzzy evaluation model based on the evaluation system of high-rise building fire， obtains its evaluation matrix， and obtains the weight of the relevant indexes by AHP， and then uses the fuzzy operator to synthesize. Finally fire risk assessment is carried out combined with the actual high-rise buildings. According to the evaluation results obtained， the corresponding optimization suggestions and measures are given.

关键词：火灾；高层建筑；模糊层次综合法

Key words： fire；high-rise building；fuzzy hierarchy synthesis method

中图分类号：D631.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）02-0168-03

0 引言

随着社会的进步和国民经济的持续发展，我国的现代化水平取得了突飞猛进的进步，城镇化进程不断加快，人口在不断的向城市汇集，同样一起进步的还有高层建筑。凡事都有双面性，高层建筑也不例外，它不仅节约了大量的城市土地，而且为我们的提供了舒适的城市生活，与此同时假如爆发火灾，会导致严重的经济损失和人员伤亡事故，频频发生的高层建筑火灾事故已经成为当前急切需要处理的问题之一。由于高层建筑引发火灾因素众多、建造结构复杂有助于火势的蔓延、建筑火灾的荷载大、层数多、人员集中火灾扑救难度大等特点，因此对其高层建筑火灾风险评估已经成为当下燃眉之急的问题。

1 模糊综合评价模型的确定

模糊综合评价法是使用模糊数学的一套方法，目的在于处理各种不肯定的、难以计算的难题，将某些界定模棱两可，不容易划定的问题清楚化、量化而进行综合性的一种评价方法。而高层建筑火灾安全系统本身是一个既复杂又有不肯定因素繁多的系统，考虑到该评价方法的自身的特点，使用该法对高层建筑火灾风险进行评估拥有较强的科学性[1]。理由如下：

首先，由于高层建筑火灾安全影响评价的影响因子非常多，而每个影响因子应取的权重数又不一致，所以要完全对其进行定量化评价是件很困难的事，如评价高层建筑室内外消火栓系统时，就只能很笼统用“安全”、“危险”等安全等级词汇来描述。其次，部分因素极易受到外部环境的干扰，具有明显不确定性，且规律性也不强等。另外，由于人的主观性较强，因人而异的判断标准严重影响我们在火灾评估中所做的判断，从而造成评价结果的多样性，也无法得到有效的判断。模糊综合评价，采用定性与定量的方法相结合把模糊问题具体化避免了因人而异的评估结果但是由于模糊评价过程中各指标权数的确定不是一开始就确定的，而是随着在过程中产生的，由于人的主观性的原因，也难免会给评价结果带来一定的偏差。文章应用层次分析法（AHP），通过邀请相关专业人员进行定权，从而避免了主观性。综上述，在对高层建筑火灾安全评估时，采用了模糊层次综合评价法。

2 实例分析

2.1 工程概况

文章以云南省昆明市昆明万达双塔为实例。位于云南省昆明市南坝段西200米，是云南目前最高的楼，建筑一共71层其中地上68层地下3层，主体高度高达317米。

2.2 评价过程

2.2.1 建立评价指标体系

通过总结相关文献资料如一些法律文件、行业规定、消防规范、管理制度，结合实际情况进行调整，从高层建筑火灾本身出发，得出了高层建筑火灾安全评价体系，详情见表1。

2.2.2 确定评语等级论域

本文高层建筑火灾安全评价选择的评价级是：

{Y1：非常安全；Y2：比较安全；Y3：安全；Y4：比较危险；Y5：非常危险}

2.2.3 确定隶属度矩阵

根据之前建立的评价指标体系，同时结合昆明万达双塔实际情况，邀请10位专业人员对其评分，依据具体的评分结果得到所对应的火灾风险评价值进行模糊综合评价表并确定其判断矩阵。详情见表1。

2.2.4 确定各指标权重

文章通过层次分析法确定评价体系各指标的权重，使用构建的判断矩阵计算出其最大特征值和特征向量，并求出各指标相对于准则层的权重。指标权重采用“方根法”[2]计算。

2.2.5 模糊矩阵的合成运算

应用模糊算法把各指标组合的评价矩阵与其对应权数合成。按照B=W？莓R（？莓表示算法M（·﹢））公式進行计算，然后对其结果进行归一化，最终得到模糊评估的结果[3]，通过加权平均运算可以求出各准则层隶属度向量及目标层总隶属度向量。各隶属度向量为：endprint

3 结果分析

根据最大隶属度的原则可知，及结合上节求出的个隶属度向量我们可以总结如下：

由BA1=（0.1236，0.2856，0.3934，0.1279，0.0695）可知，建筑灭火能力的最大为0.3934，评估结果为安全级；由BA2=（0.1928，0.2988，0.2290，0.1308，0.0388）可知，建筑的防火能力最大为0.2988，评估结果为比较安全级；由BA3=（0.0292，0.2243，0.4713，0.2236，0.0531）可知，消防安全及疏散管理的最大是0.4713，评估结果为安全，但在比较危险也高达0.2236，表明消防及疏散的处境都比较危险，不很好的预防突发事件；由BA4=（0.1381，0.1949，0.3531，

0.2341，0.0789）可知，建筑内物及人的最大隶属度为0.3531，属于安全，虽全体使用人员的消防意识不够，即使在人员训练等方面做了努力，但是该指标的评分依然不高。

由B=（0.1147，0.2541，0.3962，0.1759，0.0591）可知目标层的最大隶属度为0.3962，所以该建筑整体安全现状处于安全等级。但是比较危险等级也高达0.1759，可见虽然建筑整体火灾安全处于安全，但也是处于比较危险的情形之中，须采取措施加以改进。

4 优化建议

在建筑灭火能力层面对自动喷水与气体灭火系统做出的改善措施如下：必须严格按照高层建筑的相关消防设计规定进行实施，提升设备设施的可靠性与安全性；同时更加注重管理，定期进行检查与定期进行保养，从而减少人为的错误及设备的故障。

为了增强应急疏散的能力，管理人员应加强该方面设备的管理与布置。比如安全通道是否畅通、消防电梯是否能正常运行、安全警示标志是否醒目、应急照明是否完好等。

定期开展安全消防大检查，通过检查可以及时发现建筑存在的潜在危险源并及时消除，弥补消防管理漏洞，而且检查过程是一次良好的安全教育，对提高人员的火灾安全意识有良好作用[5]。

参考文献：

[1]李红民.FTA在高层建筑防火安全管理中的运用[J].中国安全生产科学技术，2010（01）：154-156.

[2]江鵬辉，杨豪，彭斌，等.基于模糊层次综合法的加油站现状评价模型及应用[J].工业安全与环保，2008（02）：58-60.

[3]李鸿吉.模糊数学基础及实用算法[M].科学出版社，2005：30-33.

[4]殷霓，高云.高层建筑火灾致因分析与防火对策[J].安全技术与管理，2011（04）：41-44.

[5]鲁磊，洪克宽，杨庆军，邹媛.高层建筑火灾特性与防控对策研究[J].火灾科学，2010（06）：92-95.endprint