典型建筑火灾风险评估体系及其软件开发*

发布时间：2022-10-05 10:03 热度：

　　陈娟娟1方正1教授谢涛2高级工程师袁建平1副教授罗可1

　　(1武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉4300722湖北省消防总队，湖北武汉430072)学科分类与代码:6203070(安全系统工程)中图分类号:X913.4文献标志码:A

　　基金项目:国家自然科学基金资助(51204123);武汉地铁集团有限公司科研项目(GS-JZ-229，GS-JZ-230)。

　　【摘要】为提升建筑单体火灾风险评估的科学性及实用性，将聚类分析与层次分析(AHP)相结合运用到建筑火灾风险评估体系。根据建筑使用特性，采用兼具定性和半定量方法优点的AHP法建立5类典型建筑火灾风险评估体系，结合问卷调查和聚类分析确定评估体系中的指标权重值;然后通过指标因子打分，最终确定建筑物的火灾风险等级。采用VisualBasic.NET编程语言开发建筑消防安全等级评估软件，用此软件评估武汉某大型商场火灾风险。结果表明，该商场的安全等级为Ⅱ级，低度火险，此结果与其实际消防安全情况一致。

　　【关键词】火灾风险评估;层次分析法(AHP);聚类分析;指标权重;软件开发

　　Abstract:ForthesakeofimprovingthescientificityandpracticabilityofbuildingfireriskassessmentanewriskassessmentmethodcombiningclusteranalysisandAHPwasworkedoutinthebuildingfireriskassessmentsystem.Firstly5kindsoffireriskassessmentsystemsfortypicalbuildingswereestablishedaccordingtothecharacteristicsofbuildingsemployingAHPwhichhastheadvantagesofbothsemiquantitativemethodsandqualitativemethods.Andquestionnaireandclusteranalysiswereintegratedtocalculatetheweightvaluesofindexesintheassessmentsystem.Throughscoringoneachindexthefirerisklevelforabuildingcanbeassessed.ThenonbasisoftheabovetheoryaBuildingFireSafetyLevelCalculatorwasdevelopedbyusingofVisualBasic.NET.ThefireriskofamallinWuhanwasassessedbyusingofthecalculator.TheresultshowsthatthemallisatafiresafetylevelofⅡ，lowfiredanger，whichconformswithitsrealfiresafetysituation.

　　Keywords:fireriskassessment;analytichierarchyprocess(AHP);clusteranalysis;indexweight;softwaredevelopment

　　0引言

　　随着我国城市建设的高速发展，建筑火灾频发。据《中国消防年鉴》载[1]，2012年我国火灾约15.2万起，经济损失近21.8亿元，伤亡人数约1500人，其中建筑火灾起数占97%。且我国发生一次性死亡30人以上的火灾几乎都是建筑火灾[2]。

　　多位学者在研究建筑火灾风险评估指标体系方面开展研究并取得一定成果，但同时也存在一些不足。如美国消防工程师协会[3](societyoffireprotectionengineers，SFPE)在对建筑火灾风险进行等级划分时，未区别建筑类别，而是直接根据火灾风险设计的内容判定建筑安全等级。李引擎等[4]将我国建筑划分为4大类12子类，却共用一套火灾风险评估体系;田玉敏等[5]提出的火灾评价体系虽然根据建筑物的占用性质对建筑进行划分，但权重的计算比较粗糙。同时，关于火灾风险评估的计算机软件开发较少。鉴于此，笔者将基于层次分析法(analytichierarchyprocess，AHP)建立5类典型建筑火灾风险评估体系，并从2个方面进行改进:①评估体系根据建筑类型单独建立，以提高问卷调查判断矩阵填写时的准确性。②在传统AHP法权重确定过程中引入聚类分析，增加指标权重计算的科学性。最后基于以上改进开发建筑消防安全等级计算软件。

　　1建筑火灾风险评估体系的建立

　　根据建筑使用功能及消防安全重点单位的界定[6]，选取5类建筑建立火灾风险评估体系，包括工矿企业、公共娱乐场所、宾馆饭店、商场市场、学校幼儿园。灾立进轮筑1标下型家湖场防测计法程家2建筑火灾风险等级的确定

　　2.1评分手册的制定

　　为确保评分标准制定的科学性，依据各防火规范[12-13]及相关消防验收标准[14]、消防管理细则[15]等，分别汇总编订了5类典型建筑打分手册。同时，为保证评分标准的合理性、可接受性和可操作性，制定过程中参考消防部门、建筑单位、消防评估公司及保险公司等意见，未来将在实际运用中不断进行调整完善。

　　2.2火灾风险评估体系综合风险值的确定

　　对待评估建筑采用专业人士打分法，对评估体系最底层的指标进行打分，分值的确定参考5类典型建筑的打分手册。评估体系中的每一指标的满分定为10分，根据式(1)计算建筑火灾风险总得分。

　　3建筑火灾风险评估软件的开发

　　基于以上5类典型建筑物火灾风险评估体系，利用微软NET.Framework上面向对象的编程语言VisualBasic.NET开发建筑消防安全等级计算软件。图4为欢迎界面。该评估软件的总体流程如图4所示。其中，被评估建筑的基本情况、建筑种类的选取，及所有指标风险得分值的输入均在前台人工操作完成;而指标权重的赋值在后台已默认，无需人工操作。软件具体操作过程主要包括以下4个步骤。

　　1)录入评估对象的基本信息，包括建筑物名称、地址、投入使用时间等。

　　2)选择建筑类别。指标打分之前应根据建筑使用性质选取相应的风险评估体系，包括工矿企业、商场市场、公共娱乐场所、宾馆饭店和学校幼儿园。

　　3)指标打分。对每个指标进行打分，只能录入0～10的阿拉伯数字，当用户输入非阿拉伯数字、数值超出分值范围或遗漏某指标分值时，软件都会提示用户更改。软件已预先设置好每类建筑风险评估体系各指标的权重值，直接输入指标得分值即可。

　　4)报告生成。输入得分之后，直接点击“分析报告”便可生成分析报告，其中包含建筑物的基本信息、每一准则层得分及得分比重、每一准则层得分最低的3项指标、总得分及建筑消防安全等级。根据该报告可识别被评估建筑主要存在的消防问题，便于消防监管单位和建筑单位提高消防整改的针对性。然后点击“保存评估结果”，最终可生成txt文档格式的分析报告。4实例分析武汉某商场建筑面积32万m2，占地面积3.1万m2，建筑高度为51.45m。其中，地下1F—3F为车库，地上1F—6F经营各类服饰，7F—9F为餐饮、休闲娱乐等。根据建筑消防安全等级计算软件操作过程，对武汉某商场进行风险评估，分析结果如图5所示。

　　5结论

　　1)在指标权重计算过程中，将传统AHP法与聚类分析相结合，引入专家自身权重系数，提高了权重值的合理性和科学性。

　　2)基于评估理论基础，设计和开发了建筑火灾风险评估软件系统，实现了其操作运行功能。

　　3)将建筑消防安全等级软件系统运用于实际工程，给出了较合适的火灾风险评估结果，可供相关火灾保险核保人员、中介火灾风险评估机构及消防部门使用。

　　参考文献

　　[1]公安部消防局.中国消防年鉴[M].北京:中国人事出版社，2013∶313.FireDepartmentofMinistryofPublicSecurity.Chinafireservices[M].Beijing:ChinaPersonnelPress，2013∶313.

　　[2]刘海生，张鑫磊，宋丽霞.基于统计数据的全国火灾形势综合评价与预测[J].中国安全科学学报，2011，21(6):54-59.LIUHai-sheng，ZHANGXin-lei，SONGLi-xia.ComprehensiveevaluationandpredictionoffireaccidentsinChinabasedonstatistics[J].ChinaSafetyScienceJournal，2011，21(6):54-59.

　　[3]SFPE.SFPEengineeringguidetoperformancebasedfireprotectionanalysisanddesignofbuildings[M].Quincy:NationalFireProtectionAssociation，2000:60-83.