空调外机掉落风险评估与防控

2018-10-25于佳宁刘海洋上海市复兴高级中学上海00434同济大学城市风险管理研究院上海0007

建筑科技 2018年2期

于佳宁，刘海洋（. 上海市复兴高级中学，上海 00434 ；. 同济大学城市风险管理研究院，上海 0007 )

安装在建筑物墙面上的空调外机一般很少进行维护。随着时光流逝，空调外机掉落的风险不容小觑。城市上空的空调外机如同悬在人们头上的“达摩克利斯之剑”，时刻影响着人们的出行安全，一旦掉落可能造成人员伤亡和不可估量的危害。因此，对空调外机掉落风险进行评估与防控，对人们了解空调外机安装的稳定性状况，采取有针对性的预防措施有很大帮助。

上海上世纪建成的住宅建筑的空调外机大部分通过安装架固定在安装面上。安装架是一种能使空调外机可靠地固定在安装面上的构件。安装面是支撑和固定空调器的受力面，多指建筑物的墙面、地面和顶面。本文讨论的安装面主要是建筑物的墙面。安装人员、安装面、安装架、空调外机及配件和环境条件是影响空调外机稳定性的重要因素。

1 空调外机掉落风险评估与防控基本概念

本文首先根据 GB 17790─1999《房间空气调节器安装规范》和 GB 50738─2011《通风与空调工程施工规范》，对空调外机掉落风险进行风险分析与识别，并按照人、机、环境 3 大类分别分析具体风险点，而后通过定量的层次分析法，进行风险评估与风险量化，评估其风险的大小。空调外机掉落风险评估是指在风险识别和风险估计的基础上，通过定性和定量分析，将风险等级分别用红色、橙色、黄色、蓝色 4 种颜色标示（红色为最高级别），并根据风险值进行风险跟踪、监测与预警。空调外机掉落风险防控是指给风险等级为红色、橙色两个级别的空调外机安装传感器，通过传感器进行连续观测（橙色级别观测频率可适当放宽），并将数据传输到大数据平台。一旦风险值达到相应阈值，即自动报警，提醒住宅小区管理者或业主进行加固处理。

2 空调外机掉落风险分析与识别

2.1 安装人员风险与培训

（1）安装人员风险。GB 17790─2008《家用和类似用途空调器安装规范》规定，安装人员应熟练掌握安装工艺操作流程，具有一定的技术经验和空调器安装从业资格证书，并被授权以安全的方式完成空调安装任务的人员。上世纪80～90年代，相关管理规定并未出台，空调安装人员素质良莠不齐，存在一定的安全隐患。

（2）安装人员培训。空调安装人员应经过专业培训，并考核合格。安装人员从事安装工作前，应进行技术交底。未经过培训和技术交底的安装人员所安装的空调外机，同样存在一定的安全隐患。

2.2 空调外机自身风险

（1）空调外机安装面。安装面材质是实心砖、混凝土或者是与其强度等效的材质，承载能力较高，发生外机掉落的概率很低；安装面材质是空心砖、木质等，承载能力较低，发生外机掉落的概率较高。安装面表面装饰层过厚，强度明显不足时，如果没有采取相应的加固、支撑措施，就会存在较高的风险。

（2）空调外机自重。不同的空调外机重量不同，空调的功率越大，外机越重。调查发现，尽管空调外机重量不同，但有的安装架是一样的，同样存在安全隐患。

（3）安装架。空调安装架一般是钢制构件，应焊接或连接牢固。这些钢制构件需要定期维护保养，进行防锈处理，否则其强度会随着时间的延长而逐渐降低，日积月累，超过极限，便发生折断。目前，对空调安装架的使用，人们往往并不关心使用年限，没有对其进行例行检查、定期报检，也没有对其进行维护保养，更没有对超过一定年限的空调安装架进行更换的习惯。许多空调安装架锈迹斑斑，已无法辨认原色，更无法判断其能否承担空调外机的重量。因此，这些空调外机存在滑脱、翻倒或掉落的可能，发生安全事故的概率很大。GB 17790─2008规定，室外机组安装架承载能力至少不低于 1960 N。部分老旧建筑使用的空调外机安装架，其承载能力很难保证满足要求，存在掉落风险的概率很大。

（4）紧固件。紧固件是指空调器安装时，用于承载、接受剪切力的固定或连接螺栓。安装面与安装架、安装架与空调外机之间的连接应牢固，紧固件材质的差别，也会影响牢固性，对安全性能造成一定影响。紧固件同样需要定期维护保养，做防锈处理，否则同样会发生安全事故。很多安全事故就是由于不注意细节造成的。

2.3 环境风险

（1）风力影响。上海地区受台风影响较大。台风对空调外机稳定性的影响更是不容小觑，造成的破坏也很大。每次台风过后，都应对空调外机的影响情况进行检修。但是，这些工作往往被人们忽略，从而埋下了隐患。

（2）雨雪侵蚀。上海地区多雨水，雨水多呈弱酸性，对空调外机及配件的锈蚀性较大，对安全有一定影响。

（3）振动影响。上海地区建设工程多，土方车、混凝土运输车等大型车辆以及地铁行驶时产生的振动，会对周边老旧建筑产生不利影响，因此应加强监测空调外机稳定性。

3 空调外机掉落风险评估与风险量化

3.1 风险评估层次分析法

层次分析法的基本思想是通过分析复杂问题包含的各种因素及其相互关系，将所研究的全部元素按不同的层次进行分类，标出上一层与下层元素之间的联系，形成多层次结构。在每一层次，均按某一准则对该层元素进行相对重要性判断，构造判断矩阵，并通过解矩阵特征值问题，确定元素的排序权重，最后再进一步计算出各层次元素对总目标的组合权重，从而为决策问题提供数量化的决策依据。层次分析法已经被国内外学者广泛应用于风险评估，并且取得了良好的效果，是一种较为成熟的分析方法。

3.2 Yaahp 软件

Yaahp 软件是一款可视化建模与计算软件。在 Yaahp软件中，判断矩阵值的输入既可以选用判断矩阵形式又可以使用文字描述形式，一般常用 1～9 标度法表示。其主要功能及操作步骤如下：层次模型绘制→判断矩阵生成及两两比较数据输入→判断矩阵一致性比例及排序权重计算→不一致判断矩阵自动修正→残缺判断矩阵自动补全→总目标/子目标排序权重计算→根据总目标/子目标排序权重的加权分数计算→灵敏度分析→生成调查表→群决策→导出计算数据。

3.3 空调外机掉落风险的量化

（1）建立层次结构模型。利用 Yaahp 软件进行空调外机掉落风险评估层次模型的构建、一致性检验和结果输出。根据空调外机掉落风险的分析与识别，在 Yaahp 软件中利用层次分析法建立层次结构模型，如图1 所示

图1 空调外机掉落风险层次结构模型

从图1 可知：目标层为空调外机掉落风险；中间层包括安装人员、空调外机和环境 3 个要素；方案层中，包括安装人员资格和安装人员培训两个因素，空调外机包括空调外机安装面、空调外机自重、安装架和紧固件 4 个因素，环境条件包括风力影响、雨雪侵蚀和振动影响 3 个因素。

（2）建立判断矩阵。根据建立的层次结构模型，通过专家调查法确定空调外机掉落风险、安装人员风险、空调外机风险和环境风险的判断矩阵，分别如表1、表2、表3、表4 所示。再将这些判断矩阵输入到 Yaahp 软件中。

表1 空调外机掉落风险判断矩阵

表2 安装人员风险判断矩阵

表3 空调外机风险判断矩阵

表4 环境风险判断矩阵

在判断矩阵中，将要素或因素间进行两两比较，对比时采用相对尺度，以尽可能减少性质不同因素相互比较的困难。这样可以提高准确度。比较时，两要素或因素间的重要性程度使用 1～9 标度法表示，即 1 表示同等重要，3 表示稍微重要，5 表示比较重要，7 表示十分重要，9 表示绝对重要，而分数形式则表示相反的重要程度。而后通过 Yaahp软件，对输入的判断矩阵进行一致性检验，结果显示判断矩阵一致性分别为 0.0012、0、0.0016 和 0.0036，一致性检验结果较好。

（3）方案层中要素对决策目标的排序权重。通过软件计算得到方案层中要素对决策目标的排序权重，见图2。

图2 方案层中要素对决策目标的排序权重

从图2 可知：空调外机安装面和安装架的占比最大，分别达到 30%；振动影响所占权重最小，为 1%。

（4）空调外机掉落风险值计算。在上海某住宅小区选择某住户的一台空调外机作为研究对象。针对这台空调外机的掉落风险，利用式（1）将专家对各因素的打分情况与平均权重相乘并求和，最终得到总分。

式中 A ──空调掉落风险；

W i──方案层指标权重；

Xi──专家打分。

各级指标权重、分数、对上级指标贡献及评估总分的计算结果，如表5 所示。

表5 各级指标权重、分数及评估总分

表5 中的权重指标通过软件计算得到，分值通过专家打分法得到，对上级指标贡献则是权重乘以分值，最终将所有对上级指标的贡献值求和，得到总分 82.8。

4 风险分级量化和防控监测

4.1 风险分级量化和防控建议

空调外机掉落的风险分级量化、特征描述及防控建议，如表6 所示。评估显示这台空调外机的风险值为 82.8，从表6 中查出风险等级为黄色，处于中风险水平。

表6 风险分级量化、特征描述及防控建议

对风险等级为红色和橙色的空调外机，建议安装传感器实时监测空调外机位移，并将数据传输到大数据平台。一旦风险值达到相应阈值，即自动报警，提醒住宅小区管理者或业主处理相应的风险。

4.2 传感器安装试验

对这台空调外机进行了传感器的安装试验。传感器采用上海某科技有限公司生产的工程裂缝传感器（适用于土木工程领域建筑物裂缝测量，专注于建筑物长期、稳定、无人值守检测）。使用时将工程裂缝传感器的两个安装孔分别固定在待测裂缝的两边，当待测物产生裂缝宽度变化时，与之固定在一起的工程裂缝传感器的输出值将随之产生数据变化，通过输出值的变化可以迅速检测到待测物的裂缝情况（测量精度可达 ±0.025 mm）。