公共建筑火災風險評估及應用研究摘

要火災風險評估的各種方法都具有一定的通用性。公共建筑火災風險評估是針對公共建筑或建筑群的火災風險特點，結合火災科學、系統工程、消防安全工程以及其他相關科學理論進行的科學評估。本文火災風險評估所采用的方法選擇了定性方法與定量方法相結合的原理，能夠較為客觀的反映公共建筑的火災風險的綜合評估，并依據風險評估進行等級劃分，評估結果可以作為日常消防安全管理工作的依據或彌補現有消防系統中的不足之處，并根據發現的問題有針對性的提出改善措施。本文以消防安全工程和火災科學作為研究工作的理論基礎，結合公共建筑引發火災的規律和特點，通過采用模糊數學和層次分析法（AHP），綜合研究公共建筑的火災風險評估問題。借助現有的研究著作和他人的前期研究成果，建立了五級層次分析綜合評價指標體系，使用yaahp分析軟件確定其權重；然后采用模糊綜合評價的方法針對公共建筑進行火災風險綜合評價研究。運用論文中已建立的指標體系以及模糊綜合評價方法，對吉林市某中等職業學校進行火災風險綜合評價研究認證。依照所得結論，提出改善或加強該校消防安全管理的合理化建議。關鍵詞：公共建筑，火災，風險，風險評估，火災風險，層次分析法，指標體系RESEARCHONFIRERISKASSESSMENTANDANAPPLICATIONOFPUBLICBULIDINGABSTRACTFireriskassessmentofthevariouswaysofuniversality.theconstructionoffireriskassessmentforpublicbuildingsorbuildingsfirewithfirerisk,science,thefollowing,firesafetyworks，otherrelevantscientifictheoryofscientificassessment.thefireriskassessmentbythemethodsusedforqualitative，quantitativemethodofcombiningprinciple,bemoreobjectiveofthebuildingofafireriskassessment，onthebasisofriskassessment.Basedonthetheoreticalfoundationforthefiresafetyengineering,mathematics，fuzzyanalytichierarchyprocess(AHP),combiningthecharacteristicsofpublicbuildingfires,thisarticlehasbuiltacomprehensivestudyofthepublicbuildingfireriskassessment.Usingexistingworks，researchcategory,establishedacomprehensiveevaluationindexsystemofanalytichierarchyyaahpanalysissoftware,theuseofitsweight,Thenbyusingfuzzycomprehensiveevaluationmethodforpublicbuildingsforfireriskevaluationresearch.Applicationhasestablishedtheindexsystem，thefuzzycomprehensiveevaluationmethod,asecondaryvocationalschoolsinJilincityonfireriskevaluationempiricalresearch.Accordingtotheresults,putforwardtostrengthenthemanagementoffiresafetyortherationalizationsuggestion.Keyword：Publicbuilding,firesituations,riskassessment，Fireriskassessment，Indexsystem,AHP目

錄第1章緒論……………………..11.1火災及其危害……………11.1.1火災現象及概論……………………11.1.2火災現狀及危害……………………21.2國內外火災風險評估研究現狀…………31.2.1火災風險評估概況…………………31.2.2國外研究現狀………51.2.3國內研究現狀………71.3選題意義及研究內容………………….10第2章公共建筑火災風險評價的方法………112.1火災風險評價的概念…………………..........................112.1.1風險和風險評價…………………...112.1.2火災風險評價……………………...122.1.3火災風險評價常用方法…………….……………..122.2公共建筑火災風險評價方法…………………..............142.2.1公共建筑火災成因及特點………………...............142.2.2公共建筑火災風險評估體系建立的原則..………152.2.3公共建筑火災風險評估方法的選擇……………..172.3模糊綜合評價方法概述……….............182.3.1模糊綜合評價原理………………..182.3.2模糊綜合評判步驟..………………192.3.3重要程度系數即指標權重的確定………………..22第3章公共建筑火災風險評價指標體系的建立…………..283.1評價指標的選取……………….............283.1.1獲取指標描述……………………..283.1.2層次劃分與指標定分……………..283.2指標權重的確定………..31第4章公共建筑火災風險評價指標體系的應用…………..314.1引入實例模型………………….............314.2應用模型指標現狀評分……….............334.2.1教學樓建筑內基本情況…………..344.2.2學生宿舍樓建筑內部基本情況…………………..354.2.3學生食堂建筑內部基本情況……..364.3應用模型火災風險評估……….............384.3.1計算各指標權重…………………..384.3.2建立綜合評估表…………………..43第5章結論…………………..465.1結論…………………….465.2展望…………………….46參考文獻……………………….47作者簡介及科研成果………….50致謝…………….511.11.1.1

第1章火災以及火災的危害后果火災現象及火災概論

緒

論火從被發現開始，人類的歷史上就不斷出現各種各樣地與火有關的偉大創舉。隨著人類的不斷進步，火的應用范圍也日益擴大，它不僅大大改善了人類的餐飲以及避寒取暖等條件，同時人類社會通過對火的發現與使用，創造出了大量的社會財富，而且促進了人類社會生產力的空前飛速發展。火的使用，在人類追究文明和社會地不斷進步中起到的重要作用是無法估量的。但是，從另一方面進行火的評價，追溯歷史我們可以清楚地看到，人們一旦對火失去控制，它的無情不但能瞬間把人們的財富化為灰燼，還會毫不留情地奪取人們寶貴的生命。這就是人們談之色變的火災——在歷史的長河中，始終存在于大自然和人類社會中的最主要的災害之一(CenterforChemicalProcess2003)。火災是人們所不希望的一種失去控制的由燃燒所造成的災害。火災的定義廣泛為火在時間和空間上失去控制所造成的災害。凡是具備了燃燒所必須的必要條件的時間和地點，如果發生用火不當，就有可能造成火災危害。或者由于其他原因間接形成了燃燒的必要條件，即可燃物、氧化劑和溫度，造成了火焰的蔓延擴大和無限制的向外擴張，便可以形成火災(Billington,Ferguson等2008)。由于發生火災而造成的巨大損失遠遠超過了燃燒破壞所造成的直接財產損失。火災在人類和社會歷史上所造成的危害和破壞力是非常驚人的。在國家相關規定中，將“直接和間接財產損失、人員傷亡、撲救火災消防費用、保險管理費用以及投入的火災防護裝備、設施等統稱火災代價”(張澤江,蘭彬等2006)。世界火災統計中心和歐洲共同體研究中心的研究報告顯示，西方發達國家每年由于火災所造成的火災代價約占1%，火災直接及間接損失約占國民經濟總產值的0.2%左右(張文輝，沈榮芳2006;張欣,王寶偉等2006)。而根據聯合國世界火災統計中心所提供的相關資料，近些年來，全球每年發生的火災數字范圍在600-700萬之間，死亡人數在6.6-7萬人之間。據我國1相關數據統計，從1993至2004期間，我國共發生重、特大火災共計110起。綜上所述，火災的危害如此之大，所以當今社會火災的預防工作受到越來越多人的重視，是全人類社會與之相斗爭的一項長期戰役(周立仁2004;HADJISOPHOCLEOUS，FU2006;鄭連軍，汪文君2009)。1.1.2

火災現狀及危害隨著我國社會經濟的快速迅猛發展，用火用電用油用氣量也隨之不斷增加，火災發生頻次、人員傷亡以及經濟財產損失等各項指標也呈逐年上升趨勢，我國當前的火災形勢不容樂觀。特別是在最近二十年以來，我國正處在經濟發展的高速期，勢必造成了火災形勢的相對嚴峻時期，火災發生的頻次和財產損失居高不下，近年來還發生了多起損失嚴重的重大和特大火災，有的還造成了群死群傷惡性火災事故。在2002年至2007年期間，全國公共建筑內發生的一次死亡10人以上的火災共14起，死亡293人，傷270人，嚴重危及公共安全。2007年10月21日，福建省莆田市秀嶼區笏石鎮北埔村飛達鞋面加工作坊發生火災事故，造成37人死亡、19人受傷。2008年9月20日22時49分，廣東省深圳市龍崗區同樂舞王俱樂部發生火災，火災共造成43人死亡，65人受傷，其中重傷10人。2009年2月1日0時許，福建省福州市長樂市拉丁酒吧發生火災，該起火災共造成15人死亡,20人受傷（其中2人重傷）。火災的發生給我們人類社會的生命和財產造成巨大損失的同時，也嚴重影響到我們生存的環境，給我們賴以長存的生態平衡也會造成長期的破壞。包括物理、化學等各類燃燒所產生的大量煙霧、二氧化碳、一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物等有毒有害氣體，破壞了大氣層和其他生態環境的穩定，一場大火帶來的危害就可能導致我們的生態環境需要幾十年甚至更長時間的逐漸恢復(張永勝1996)。據有關部門統計的結果顯示，我國最近十年所面臨的火災形勢隨著社會經濟形勢的發展，較以前已有所變化，經總結其特點可以概況如下(鄭雙忠,鄧云峰等2005;陳國良,胡銳等2007)：（1）火災造成損失大。我國近十年來，由于火災的發生而導致的直接經濟財產損失每年都在10億元以上，死亡和受傷人數平均每年分別為2231人和3342人。統計數字表明，我們國家由火災造成的人員生命和財產損失是十分驚人的。（2）火災發生頻次高。據統計，我國在近十年發生的火災，每年的平均起數都在22萬起上下，而2001年至2006年，每年的火災起數均超過了2萬起。近四年，在經過公安、消防等部門的大力整治下，火災的發生次數已有所下降，但重特大火災發生的起數卻沒有明顯減少，形勢仍十分嚴峻。（3）火災撲救難度大。雖然近年來國家出臺了多項法律和政策法規，采取多項有效措施增強全社會的消防安全意識，各級人民政府高度重視消防安全工作，增強消防設施、消防裝備的投入力度，城鄉消防設施建設取得明顯成效。但隨著我國城市建筑的多樣化，高層、地下等建筑的不斷涌現，在火災的撲救工作中增加了新的課題。而我國的消防設施裝備等與社會經濟未保持同步發展，致使我們國家在撲救火災事故中還存在經驗少、裝備跟不上等矛盾的出現。特別是在一些中等二線城市，消防設施、消防裝備已經遠遠落后于正在飛速發展的城市建設。（4）公共建筑火災多發。各類火災事故中，公共建筑火災事故已經成為當今火災事故的多發和人員傷亡大的地點。在近年來的多起重特大火災事故教訓中，我們可以清醒地看到人員密集場所，包括大型商場、貿易市場、賓館、飯店、學校、醫院以及公共娛樂場所等公共建筑容易在火災事故中發生群死群傷等惡性事件，是各級部門監督管理的重點，是社會火災預防和研究工作的重中之重。1.21.2.1

國內外火災風險評估研究現狀火災風險評估概況所謂火災風險評估，是以火災科學、消防安全工程以及其他相關的科學理論為基礎，針對特定對象的火災風險性所進行的科學評估。通過火災風險科學評估，就能夠實現對選定對象火災風險性進行客觀準確的等級劃分。它不僅可以作為消防安全管理工作的客觀依據，還可以通過火災風險評估，及時發現所選定的消防管理系統中存在的不足和薄弱環節，有針對性的提出改善消防安全條件的措施，從而不斷凈化人們生活、工作以及學習場所的消防安全環境。風險評估方法是一門應用廣泛的學科，它被廣泛應用在國內外的很多領域，并得到了有效的驗證，成果豐碩。火災風險評估是火災風險管理的重要環節，為火災風險管理的最終決策提供依據。火災風險評估方法自20世紀70年代起便已經有了較為系統的開展與研究，它以建筑性能化防火設計方法為前提提出的。日本消防研究所最初將火災風3險定義為“由火災導致的主觀不愿意出現的潛在后果”。在對火災風險的科學研究中，Hall與Sekizawa將火災發生的可能性通過概率、頻率等條件進行具體量化分析，對包含可能性、危險性、概率、嚴重程度等一些息息相關的因素在火災風險分析中進行總體評價，最終提出了火災風險分析總體概念構架，運用數學表達式如下式[1]所示(JohnR.Hall，Sekizawa)，+∞-∞

g(s)′P(ss′)ds

[1]式中，g為s′轉變為火災風險評估量的函數。s′為火災后果嚴重程度。應用較多的火災風險評估模型主要有以下幾個:(1)FireBrigadeFireRiskAssessmentMethod:辨別不同滅火救援負責區域的性質。(2)DecisionAnalysisMethodforFireLossReductionStrategies:分析火災自動探測和自動滅火設施的改變對火災風險的影響。(3)EstimationMethodofLifeRiskinHospitalFires:分析醫療機構的火災風險。(4)FireSafetyDesignMethodofBuilding:分析防火安全的建筑設計。(5)ProbabilisticFireRiskAnalysisforNuclearPowerPlants:研究工業火災事故的發生規律。(6)NetworkModelforQuantitativeRiskAnalysis:分析改變建筑物內部分隔措施對火災風險的影響(7)FireSafetyConceptsTree:評價建筑物防火功能功效的概率。(8)FireRiskEvaluationMethodforMulti-occupancyBuilding:分析不同建筑的火災危險性。(9)BuildingFireSimulationModel:分析家庭火災風險的影響因素。(10)FireRiskAssessmentModel:分析燃燒生成物質對火災風險的影響。在火災風險的研究工作中，火災研究機構和研究所通過對各類火災事故和火災實驗的基本資料、基礎數據的不斷收集和大量積累，研究開發了許多基于火災風險評價應用模型的相關分析軟件。目前，世界運用較為廣泛的軟件主要是加拿大的FIRECAM4Risk=Risk=∫系列模型，澳大利亞的CESARE-RISK模型和英國的CRISP模型等(田玉敏，劉茂2004;伍愛友,施式亮等2006;周雪峰,陳翔等2008)。目前，進行火災風險評估的步驟一般分為五步：第一步：分析火災危險性，識別火災危險源;第二步：量化火災的危害后果和火災發生的概率;第三步：確定火災控制的方式;第四步：量化各種方式對火災風險的影響;第五步：進行降低火災風險措施的選擇。各種火災風險的評估方法都具有一定的通用性，只是因為在評估中所選擇的因素、要求及研究所要達到的目的不同，會影響到最后的評估有所差異，從而導致應用過程的各有不同。(叢北華,廖光煊等2003;田玉敏，劉茂2004;HADJISOPHOCLEOUS，FU2006;張澤江,蘭彬等2006;劉俊娥,賈增科等2007;陳國良,胡銳等2007;陳濤,翁文國等2007;周雪峰,陳翔等2008;傅智敏,黃金印等2008;陳朝陽2008;袁杰，夏成華2009;黃鶯，李慧民2009;趙澤文2010)。火災風險評估的目的是如何預防和減少火災事故的發生，最大限度地降低火災所帶來的人員和財產損失。火災風險評估往往是通過對火災的不確定性、模糊性進行科學的把握和處理后，為管理者的決策提供依據和提出合理化的意見。各類火災事故的不斷發生又恰恰是火災風險繼續深入研究的推動力和新課題。在不斷深入地研究過程中，世界各地的火災研究工作者們也面臨著新問題的挑戰，在研究過程中，研究者們也逐漸認識到火災風險損失與風險概率往往存在不相稱的問題，目前這也是火災風險評估中的所遇到的關鍵問題和研究熱點。所以，目前火災風險評估研究的熱點主要集中在如下七個方面：（1）火災危險源辨識的指標體系和量化方法;（2）建立并分類完善各相關行業相應的火災危險源數據庫;（3）探討火災致因中人為因素影響的普遍規律;5（4）探討火災危險評價中隨機性因素分析方法;（5）小概率火災數據統計方法的研究;（6）火災事故的后果嚴重度評價模型的建立;（7）火災過程中火災危險性的時變特性。1.2.2

國外研究現狀在19世紀末，西方國家由于工業化的迅猛發展，各類超大、超高、設計特殊新穎的建筑相繼出現，隨之便興起了保險行業，保險公司開始進行建筑物的火災風險評估。這些行業的興起，伴隨一些專門從事各種建筑材料的防火性能研究的機構也隨之出現，研究機構對建筑材料進行研究和實驗，為配合火災風險評估的需要，西方各國相繼成立了火災安全行業協會，通過制訂一系列相關的標準和文件，來規范各類建筑結構和材料的標準，以達到全國甚至地區的統一管理。(盧兆明,胡寶清等2004;陳國良,胡銳等2007;陳濤,翁文國等2007;余明高,常緒華等2009;黃鶯，李慧民2009)。從上世紀50年代開始，許多發達地區的國家已開始成立火災研究機構，這一些機構有的是由國家出資進行研究，有的是根據需要由民間自助出資進行研究。在世界上比較著名的機構包括有:美國的酒煙和火器局火災研究實驗室、美國的NIST公司屬下的火災研究機構、美國的圣地亞國家實驗室火災科學與技術實驗室、美國的工廠聯合公司研究所、日本的建筑火災研究實驗室、日本的自治省消防廳消防研究所、新西蘭的火災科學與技術國家實驗室、瑞典的火災科學技術實驗室、德國的火災科學研究中心、英國FRS等，這些機構研究出了大量供世界各國參考的數據資料，為火災預防、規范制定以及火災科學的發展做了突出貢獻。(韓圣章，胡云昌2002)。1985年，在世界各國火災安全協會的倡導下，第一次國際火災安全科學研論會在美國召開，國際火災安全科學學會(InternationalAssociationforFireSafetyScience,IAFSS)由此誕生。世界各著名的火災研究機構之間還積極開展項目合作，組織開展聯合研究，其中包括公路、鐵路、隧道、海洋船舶、航空航天飛行器等火災安全研究、以及大型核電站、化工區等消防安全分析等等，研究范圍拓寬到各個應用領域，為這些高端領域火災的現象進行了深入的探討，取得了豐碩成果。近二十幾年來，國家間6通過相互合作、政府贊助、民間自籌等多種方式，在火災物理學、火災化學、火災探測設備、火災統計方法、人對火災的影響、火災中人的行為、火災自動報警系統、自動噴水滅火系統、火災風險評估、火災保險及費率確定、消防救援與組織訓練等方面火災科學研究方面開展了多領域多角度的研究(高宇飛,程遠平等2005;雷中英，陳微2009)。當前，火災科學的研究在世界各國都已得到不斷深化和拓展，實驗室以及實驗項目研究規模也不斷擴大;各國根據本國的火災安全形勢需要，都已明確了鮮明地研究方向，形成了前所未有的豐富的世界火災科學前沿。各類重特大火災事故所造成的慘痛教訓也讓世界各國的人們清醒地認識到了火災科學研究的重要性與必要性。通過幾十年的火災科學研究與消防科學實踐探索，人們也逐步地認識到了開展火災現象及其發展規律的科學系統研究對人類社會穩定與發展所起到的重要作用。如何加強火災的預防工作，提高火災防治工作的實效性和可靠性，降低火災帶來的風險，是現代社會發展所面臨的新的挑戰。1.2.3國內研究現狀近幾年來，雖然我國的火災科學研究工作相對發達國家起步較晚，但相關的研究工作已經有了很大進步。火災科學的研究工作得到了國家各部門各部委的大力支持。從1995年我國在中國科技大學建成的第一個國家重點火災科學實驗室開始，我國先后開展了關于大空間建筑火災、工業火災和森林火災等逐多方面的科學研究與探討，日益廣泛地應用到多個方面和領域。在所有的火災科學研究領域中，火災風險評估方法是基礎研究的重要內容，通過國內外相關火災研究機構間的不斷交流與合作，我們國家在火災風險評估方面的研究工作已經取得了一定的成果。主要研究方法有：（1）以灰色關聯分析法、AHP和模糊綜合評價方法為基礎進行體系構建。同濟大學的周天在2007年對中等城市火災風險進行評價研究。火災風險的研究是以灰色關聯分析法為基礎，將火災風險評價準則及評價方法進行研究，研究分析了城市火災的致災因子和時段分布，運用城市火災風險評價方法((UFRA)，構建了火災風險評價體系；在對城市防火能力優化的具體研究上，是以AHP和模糊綜合評價方法為基礎，從而構建了中等城市在防火能力方面的評價方法，建立了以最優消防安全投資為核心的城市防火能力優化目標(郭振華，熊華2004;張文輝，沈榮芳2006;顧雷雨,黃7宏偉等2007;劉霞,蔡佳妮等2010)。（2）運用統計分析、模擬方法、模型等方式構建火災評估體系。我國火災科學與安全工程領域的專家范維澄教授運用火災規律雙重性理論，探討研究了關于建筑火災模擬綜合評估理論框架體系，最終得出建筑火災評估應用方式的量化描述(黃銳,楊立中等2002)；范維澄教授所研究得出的關于“火災動力學演化與防治基礎”，對我國火災風險評估研究給予了很大的支持，所撰寫的《火災風險評估方法學》為火災動力學和小樣本統計理論藕合的火災風險評估方法研究方向確定了基礎。（3）以消防安全工程學和現行指令性建筑防火設計規范為基本出發點建立評估方法。同濟大學的韓新、沈祖炎等研究人員運用該方法對大型公共建筑防火性能化評估方法基本框架進行了研究，最終通過依據面向對象主流程開發技術，確定如何以性能化建筑防火設計規范為背景，從而初步建立了大型公共建筑防火性能化評估方法的總體框架。（4）運用模糊識別理論和系統安全方法，進行建筑物火災危險性評價指標體系的建立。湖南科技大學的伍愛友、肖國清等人通過依據建筑物火災危險性的各種影響因素，將該評價指標體系應用集值統計方法對各項指標的權重進行處理，最后將該理論體系實際應用到大型購物商場的火災危險性評價中，實際驗證評價模型的準確度(伍愛友,施式亮等2006)。（5）運用事故樹分析法和隨機過程的馬爾克夫模型，建立動態模型進行火災風險評價。天津大學的易立新、惠中玉等人，將該模型運用到計算某一系統特定地點起火后風險概率的時間分布，從而達到指導消防設計和消防管理的目的(易立新1997)。（6）運用Bays統計分析模型進行火災風險評價。西安建筑科技大學閆金花、李慧民針對我國當前大型商場建筑的防火管理過程實際現狀，通過運用此系統評估方法，最終科學地推導出防火系統的可靠度可以近似于分布函數，并運用實例來證明此函數的可行性(周雪峰,陳翔等2008)。（7）以火災動力學與統計理論藕合的風險評估方法為基礎進行火災風險評價。中國科學技術大學的褚冠全等人進行研究，綜合當前火災風險評估的基本方法，提出了建筑火災財產損失評估方法與人員傷亡預期風險評估方法(褚冠全，孫金華2003;褚冠全，孫金華2004;褚冠全，孫金華2005;劉小勇,孫金華等2005;褚冠全,8孫金華等2006;劉小勇,孫金華等2006)。（8）以火災特點為基礎，運用系統深入探討潛在的火災危險性。天津濱海快速交通發展有限公司的賈春芬、姚會蘭等人通過對地下停車庫其火災風險性的研究，分析了地下停車庫的火災特點，分別從停車庫的火災規模、釋放輻射熱的大小、發生轟燃的煙氣條件、相鄰汽車被引燃的臨界條件以及自動噴水系統的動作時間等幾方面對停車庫的火災危險性進行了深入探討，并最后以某地下一層停車庫為實例，運用研究系統對其火災風險性進行了綜合評價。（9）以區域火災風險評估與滅火救援力量布局優化為基礎進行火災危險性評價研究。同濟大學的胡傳平等人，建立了區域居民火災風險以及人員、財產密集建筑群體火災風險的評估方法，通過在區域滅火救援力量布局上的評估研究，提出消防站以及消防車輛裝備等布局的評估方法，通過對區域滅火救援力量布局優化的研究，最終提出了消防站劃分的標準原則，和改善區域滅火救援力量布局優化的新方法。（10）火災財產損失風險關聯性的研究。中國人民武裝警察部隊學院的傅智敏、陳云國對城鎮在2007年通過對重特大火災進行了分析，結合運用數據挖掘技術和工具，對我國2000-2005年期間所發生的1356起城鎮重特大火災直接財產損失風險與火災發生的時間、場所和原因之間的關聯性進行了分析(傅智敏,黃金印等2008)。（11）采用物元分析方法建立火災風險評估模型。電子科技大學的毛春艷、周宗放等人建立了高層建筑火災風險評估模型，通過計算綜合關聯度，將火災風險評估中定性與定量因素有效結合，并應用到具體案例中進行實際驗證(毛春艷，周宗放2007;毛春艷，周宗放2007;毛春艷，周宗放2008;顧婧，周宗放2010)。（12）運用模糊灰色理論，建立建筑火災風險模糊灰色綜合評價模型。中國民航大學的杜紅兵在2007年對建筑火災風險評價中的定性指標進行量化的灰色評價，最后通過具體的案例分析，對某指定建筑物防火安全管理中的定性指標進行了量化評價，綜合評價了該建筑物的防火安全管理水平。（13）對人員密集場所進行宏觀背景分析和微觀特征研究，建立風險評估的指標體系。中國地質大學的寇麗平對人員密集場所進行了風險評估理論和標準化方法的研究，系統地分析和刻畫了人員密集場所存在的風險，結合人員密集場所的特點，給出各指標的量化標準(劉俊娥,賈增科等2007;高春艷,蘇舉端等2009)。91.3

選題意義及研究內容綜合上述國內外火災風險研究現狀分析，我們可以看出火災風險評估技術涉及到消防學、工程技術、管理學、社會學、經濟學等多學科多領域，是一門交叉的學科，它不僅包含深奧的科學問題，同時它也為科學研究人員留下了很大的創新研究空間。目前國內外火災風險評估已經逐漸得到重視和發展，它也逐漸地被應用到了各個工程領域的相關研究，未來的研究發展任務任重而道遠。針對建筑火災風險評價分析的研究，當前根據研究對象的不同，有專門研究高層建筑火災風險、研究地下建筑火災風險等等；有的根據采取的研究方法不同也得出了不同的研究成果。而本文所選擇的研究對象，即公共建筑，是根據建筑的使用性質來確定研究對象的。根據公共建筑火災災害成因、危害后果、火災特點以及防范措施等方面都具有一定的相似性，所以對公共建筑火災風險評價研究能夠根據火災規律，客觀地對所選對象做出正確的火災風險評估，從而在如何加強火災的預防工作上采取措施，有效地遏制火災事故的發生。本文是以消防安全工程和火災科學等學科知識為理論基礎，運用數學方法結合公共建筑火災規律和特點，綜合研究公共建筑火災風險評價問題。通過引用美國消防協會的標準NFPAS50即《火災安全概念樹指南》中火災安全概念樹的方法，利用《建筑設計防火規范》、高層民用建筑設計防火規范》等國家規范標準，參照現有著作及其他科研人員的研究成果，采用模糊數學綜合評價的計算方法，針對公共建筑實際進行火災風險綜合評價研究。主要步驟：一是建立適當的火災風險評價指標體系；二是運用矩陣計算來確定其權重；三是應用已建立的指標體系以及模糊綜合評價方法，對吉林市某中等職業學校進行火災風險綜合評價研究驗證；四是依照所得結論，劃分該校的火災風險等級，為消防安全監督人員提供日常監督檢查工作的重點，為校方提出改善或加強該校消防安全管理的合理化建議。10《《第2章公共建筑火災風險評價的方法2.12.1.1

火災風險評價的概念風險和風險評價所謂風險，就是在出現某種不良的狀態或不測的事故后，所產生的直接或間接損失。風險的概念源于經濟學，當今已經被廣泛應用到了包括管理科學、災害科學、環境科學、經濟科學、社會學等逐多學科領域。現在人們所指的風險是廣泛意義上的風險定義，即指某種事故發生和后果的不確定性(陳曉軍,鄧志華等2000;黃銳,楊立中等2002;陳國華,張靜等2006;馮廣益2010)。如上所述，單純地對風險進行考慮，要同時考慮到兩個方面內容：（1）危害后果，主要指危害程度和損失大小：風險程度的大小與可能造成的損失大小成正比關系；（2）發生機率，主要指發生損害的難易程度大小：通常是用某種損害發生的概率大小來描述的。所謂風險評價，就對某種事故發生和后果不確定性的綜合評價，即是對各種事件發生的概率所進行的綜合估計。根據風險定義，風險評價被廣泛意義地定義為“是指以實現系統的安全為目的，按照科學的程序和方法，對系統中的危險因素、發生事故的可能性與可能的人員傷亡和財產損失情況進行調查研究和分析論證，從而為評價系統的總體安全性及制定有效的預防和防護措施提供科學的依據”(陳國良,曹建旺等2004;Yung2008;鄧迎春，李峰2010)。可見，通常所說的風險評價概括地說就是通過分析和預測事故發生所可能造成的人員傷亡和財產損失等后果，對其進行計算和評估，得出評價結論來判斷該系統的整體安全性能否在接受的范圍內。如果不能達到安全要求，就要針對研究對象的風險因素來提出改善措施，有效降低系統存在的危險性。風險評價往往根據評價的目的和研究對象不同，在指標的選取上也會靈活多樣各不相同，得到的評價的內容便可以隨之豐富多樣。112.1.2

火災風險評價所謂的火災風險評價，就是針對研究對象所進行的火災危險性的綜合評價，通常稱為消防安全評價，是安全評價在火災方面的一個重要分支(Paté-Cornell1985;Guanquan，Jinhua2008;Yung2008)。火災風險評價是火災科學與消防安全工程領域的重要組成部分。火災風險評價的一般定義為：利用系統的方法對建筑物可能存在的火災或者發生的火災可能性產生的后果，進行綜合評價和預測，并根據火災風險的大小，提出相應的消防安全對策及措施，以達到預防和控制火災的目的。火災危害已成為當今事故災害中最為常見、危害最大的災害之一，所以對研究對象進行客觀準確的火災風險評價，就可以全面系統的分析所選對象的火災危險狀況，評價結果對預防火災事故的發生具有十分重要的意義，也具有十分重要的社會意義和經濟意義。通過對火災風險的準確系統評估，人們可以準確、客觀地認識到火災所帶來的危害性，也為進一步做好火災的預防、控制和有效撲救提供科學的依據。火災風險評估的重要現實意義得到了世界各國各界廣泛的認可，火災風險評價研究工作也得到了社會的高度重視，已經取得了大量的研究成果，這些成果也逐漸地被應用到了火災預防與消防安全管理工作中。2.1.3

火災風險評價常用方法在評價方法的選擇上，如何確保方法的科學性與合理性，是檢驗風險評價結果是否可靠和可信的關鍵。目前風險評價方法可簡單地分為定性分析法、定量分析法和半定量分析法。定性分析方法主要用于確定火災事故中最具危險性的致災因素，對各因素進行危險性大小的分析和排序，這種方法一般不能夠對火災危險等級進行劃分；定量分析方法以系統發生火災事故的概率為基礎，通過計算來求出火災風險值，以所得到的火災風險值大小來衡量系統的火災安全程度，也稱概率評價方法，定量分析法可以從預測系統發生火災危害結果的角度出發，分析火災事故發生的原因以及危害后果，通過收集大量數據資料和運用相關的數學模型完成分析比較，定量分析法還綜合考慮了火災事故的概率及火災產生的后果，所得結果可以直接與風險容忍度進行比較，也可對于不同建筑物或同一建筑物的不同區域或不同消防方案進行比較研究；而半定量分析方12法主要是用于確定可能發生的火災的相對危險性大小，同時可以評估火災發生頻率和后果，并根據結果比較不同的措施方案。半定量和定量分析法都可以評價火災發生的頻率概率和后果。在方法的使用上各有利弊，所以根據研究對象、研究目的等的不同選擇可以合適的評價方法。根據具體情況需要，分析評價中可以綜合運用多種方法，而受各種基礎數據資料收集和整理工作不完善的限制，多數情況下只能依靠專家的打分結果。目前，各種火災風險評價的方法應用情況如下：消防監督部門執法人員對社會單位進行的監督執法所用到的《消防監督檢查記錄》中所列舉的逐項檢查內容，是針對事項檢查問題，不確定危險性和危險等級，為定性分析方法；田玉敏等人對高層建筑火災風險所采用模糊綜合評判的方法，是通過采用專家打分建立模糊綜合評判矩陣，然后對起火概率和火災危害兩個一級指標進行模糊綜合評價(田玉敏，劉茂2004;田玉敏2008;田玉敏，蔡晶菁2008;王躍琴,田玉敏等200;田玉敏，蔡晶菁2009)，鄭雙忠等分析城市建筑火災風險，根據所建立的6個一級指標和31個一級指標，用專家打分法給各項指標打分，結合事件樹法建立防火安全評價的模糊綜合評價模型，將一級評價結果所屬等級變化為分值進行一級評價(鄭雙忠,高永庭等2001;鄭雙忠,鄧云峰等2005)，該兩種方法均從風險系統的角度分析了起火概率和火災危害性，是定量分析方法；Chow等從被動、主動防火安全設計角度針對“香港卡拉OK場所以及早期高層建筑進行消防安全排序與綜合評價”以及Watt等利用AHP及多屬性綜合評判對火災風險進行的討論等等的方法都屬于半定量分析方法；Radke分析了用于城市火災風險評估的決策支持系統的特性，Ch，rasekaran將神經網絡模擬方法應用于消防安全分析，Hill采用系統集成方法研究火災控制中心安全管理方面問題等，試圖將專家的判斷與計算機決策系統相結合而獲得較為理想的評估結果，這些都屬于半定量的分析法；牛曉霞等在研究車站機場，港口等旅客站點火災風險因數中，通過采用專家打分的方法，利用公式“防火安全指數=火災管理指數×火災風險指數×旅客密度因數”，計算研究場所的風險評價，為半定量分析方法。132.22.2.1

公共建筑火災風險評價方法公共建筑火災成因及特點火災的發生具有偶然性，即隨機不確定性，它的不確定性是指火災發生的時間、地點以及起火原因等逐多因素都是不確定的；但同時火災發生又是具有必然性，具有一定的規律可循，在條件具備的情況下就會發生，它遵循一定的統計規律；特定的場合發生火災時，它也會按基本確定的規律發展蔓延，燃燒的過程與燃燒產物以及燃燒煙氣流動的過程都是遵循燃燒學、流體力學等相關的物理和化學規律(李博洋,盛進路等2008;傅智敏,黃金印等2008;郭建峰,宋文華等2009;王婕,張網等2010)。建筑物火災在城市中是最為常見的火災之一。建筑物作為人們生產、生活的主要場所，人員密度大，財產較為集中，是當前城市火災的主要承載體。建筑物造成的火災危害直接影響人們的生命安全和財產損失(CenterforChemicalProcess2003;Green2003)。建筑物起火的原因也在隨著建筑使用性質等方面的不同是多種多樣而復雜的。作為人們生產和生活的主要場所，建筑物存在著各種致災因素，主要有用火用電不當、物理化學反應、人為縱火破壞等引起的(Rasbash,Ramach，ran等2006)。目前具體火災原因概況地可分為八大方面：生活用火不慎、玩火、吸煙、自燃、違反安全規定、電氣、放火和其它(Yung2008;Lewis，ThornboryTd2010)。建筑物火災蔓延的途徑主要是通過樓板的孔洞、內墻門、間隔墻、空心結構、悶頂、通風管道、外墻窗口等等。所謂公共建筑，顧名思義，就是供人們進行公共活動的建筑。他包括辦公建筑、商業建筑、旅游建筑、科教文衛建筑、通信建筑、交通建筑。公共建筑和居住建筑都屬于民用建筑。在各種建筑火災中，公共建筑火災的危害最為直接、嚴重，對人類的傷害最大，其三大指標(發生起數、死傷人數和經濟損失)均占很大的比例。近年來的重特大火災事故多數發生在公共建筑火災中。從火災預防和撲救的角度出發，公共建筑具有的建筑形式多樣、內部結構復雜、人員流動大、可燃、易燃物品多，火災荷載大、電設備多、火源多等特點，所以發生火災后，往往造成燃燒猛烈，蔓延迅速、疏散困難，易造成人員傷亡、損失大，影響大以及撲救困難等逐多問題。伴隨著我國經濟水平的提高和科學技術的發展，城市化建設高速發展，我們城市中14的公共建筑隨著人們需求的不斷提高，建筑的高度、規模、功能、復雜程度也在逐步增大，建筑物內人員素質、數量以及財產的密集程度也不斷增大，導致建筑火災發生的因素和頻次增多，火災的危害后果增大。我國每年發生的城市建筑火災的次數和損失均居高不下，特別是重特大火災事故的頻發，造成了嚴重的人員傷亡和財產損失。2.2.2

公共建筑火災風險評估體系建立的原則當前，對于公共建筑火災風險評價方法的研究上，多數是集中在對某一種公共建筑或某一類型公共建筑的火災風險評價。目前，對于建筑的火災風險評價，多年來通過科研人員的不斷探索和研究，不斷的進行反復對照和比較，評價方法的選擇已經逐漸趨于成熟，隨著人們對公共建筑火災風險評價的重要性認識的不斷加強，關于對其風險的評價研究工作也會不斷增多，不斷地深入與完善。公共建筑火災風險評估體系的建立，因評價目的的不同，運用的數據方法以及采用模型的方式不同等等，所建立的指標體系也相對有差異。既要科學、合理，又要具有可操作性，要能從總體上反映出該系統實際風險狀況。火災風險評價指標的選取直接關系到綜合評價結論的準確度。評估體系的建立是一個復雜煩瑣的過程，指標的選取要適度，既不能過多，也不能過少。指標過多過全面，往往由于實際操作過程中的重復性，而導致對系統評價的重復度過多，即對體系整體評估工作產生不必要的麻煩和干擾；指標過少太單調，就會由于所選擇的指標缺乏代表性和全面性，而導致評價體系過于片面不符合實際現狀。所以，在進行體系評價指標的選取上，一方面與研究人員自身業務素質和所掌握的基礎資料相關聯，另一方面與研究對象所涉及的具體問題以及專業科學有關。在研究工作中，如何科學準確地篩選出能夠反映客觀實事的既有價值性又具代表性的主導性評價指標，需要研究人員經過大量的收集與不斷地積累基礎數據和資料，正確地運用這些信息進行綜合評價和問題的處理。經總結，火災風險評價指標體系的建立與其他風險評價指標體系類似，都需要遵循一些基本的原則，包括以下幾個方面。（1）科學性與系統性科學性與系統性反映了指標體系的基本特性。指標體系的建立，要遵循科學發展規律，要保證指標概念絕對明確，具備外延明確性，對于相對比較模糊的指標，如果15不能做到其外延的明確度，但必須保證不能被混淆。建立火災風險評價指標體系的目的，是要能夠客觀的反映和評價一個火災風險水平。指標體系地科學性，就是體現了指標體系不僅能夠量化消防安全管理的目標實現程度，而且也能夠客觀地反映火災風險系統的特征以及各子系統和指標間的相互關聯。火災風險評估體系不能被簡單地被看作是某單個指標的集合，它涉及到人、機、環境等各個方面、各個因素間的相互關聯和影響，各評價指標之間以及評價指標與風險評價整體結果都是一個完整的系統，是一個有機的綜合體。指標體系既要能夠全面地覆蓋整個系統安全所涉及到的各個層面，又必須要依照系統的特性如整體性、集合性、目的性、相關性、層次性等組合。所以說指標體系的建立，離不開系統性這個基本特征，是綜合考慮了整個系統的危險性大小。（2）規范性與可操作性規范性與可操作性反映了指標體系的適用價值。火災安全管理和評估規范是安全管理工作者及研究人員經過多年積累的經驗總結，對消防管理的目標和方法所已經形成的規定，一個火災評價指標體系的設計要能體現安全管理的規范。評價指標的選擇要依據規范要求，不僅要追究全面，更要區分主次，要根據其重要性有針對性地選取，保證篩選出的指標既要有代表性，又要精煉好用。可操作性是火災風險評價工作能否順利完成的基本保障。評價指標體系的建立，要能確保體系中每一項指標所使用的數據均可以從已有資料的數據中獲得，并且要以這些可驗證的資料為基礎，這樣才能使最終的評價結論客觀公正。現實存在的情況是建立的指標體系往往在理論上反映較好，但可操作性不是很強。所以，研究人員在設計指標時，首先就要將概念和定義搞清楚，要充分利用已有的統計資料進行數據信息的采集和收集。（3）針對性與相對獨立性針對性與相對獨立性反映了指標體系的現實意義。評價指標體系的建立還應根據所選系統的不同來區別對待，不能千篇一律一概而論。指標要從實際需要選取，并要能經受實踐的檢驗，通過不斷地修補和完善，最終確保對于特定系統，指標能夠遵循上述的基本原則。同時在指標體系內，指標間是不能存在相互重疊和包含的關系。在同一層次的指標中各自必須相互獨立，不能存在因果關系，不能存在屬于關系，不能16從一項指標導出另一項指標，以具有縱向、橫向可比性的相對指標為主，以增加評價的準確性和科學性。2.2.3

公共建筑火災風險評估方法的選擇從現實意義和實際操作出發，單純依據這些火災風險因素來判定火災風險的等級，來界定公共建筑物的“安全”或者“不安全”是不現實和不全面的，系統內所有單個因素都具有“安全”或“不安全”的雙重性，某一個因素可能在其他因素的單一或綜合作用下導致“安全”或者“不安全”，所以整個評價系統的火災風險影響因素是具有模糊性的。整個公共建筑消防體系應該被看作一個由多個部分組成的系統，公共建筑可能出現的各個火災風險影響因素之間均是相互關聯和互相制約的。火災風險內部的各個因素之間相互作用，相互影響，從而才能夠形成了一個關聯緊密且相互制約的復雜網絡系統。它不僅受到建筑物本身以及人員消防管理水平等因素的影響，火災風險水平還直接與該建筑的內外消防設施、器材、消防設備、消防安全疏散條件等因素有關。此外，要想解決公共建筑火災的系統風險的火災風險評價問題，就要在風險的評價過程中對所選擇的大量影響因素進行分析和評價。而目前的火災風險評價體系所采用的方法只是一種半定量的評價方法，所選定的各項評價指標基本屬于定性指標，并且對各個指標的綜合評價多數是依據專家經驗綜合評定決定的，人為因素滲透在評價的整個過程中，大大增加了系統評價的不確定性和復雜性，所以操作起來會降低體系的實際應用，不能夠準確地應用到不同的環境因素下。模糊綜合評價法是一種半定量的評價方法，它即能夠將模糊行為或者具有模糊性的影響因素進行系統化、定量化，而且能夠綜合得出一個系統的安全狀況，劃分出該系統的危險級別。而綜上所述，若要解決上述公共建筑消防體系所存在的模糊性以及人為因素的影響，就必須找到一個能夠將因素模糊性和人為影響兼顧的評價方法。模糊綜合評價法在進行有模糊性的整體系統評價方面具有特殊的優勢。因此，在公共建筑火災風險評價研究中，運用模糊綜合評價方法能夠對系統進行綜合評價，具有可行性。172.32.3.1

模糊綜合評價方法概述模糊綜合評價的原理所謂模糊綜合評價，就是在確定了多種因素的影響和制約下，運用模糊數學工具或模型對某種事物或某個系統進行的一種綜合性評價。模糊綜合評價必備三個基本要素：因素集、評價集和單因素評價集合，是構成完整的模糊綜合評價的必要條件，而單因素評價集合是構成多因素模糊綜合評價的基礎。所謂因素集，是指影響評價對象的各種因素所組成的集合，通常用下式表達：Uu1,u2,u3,

ui

[2-1]式中，ui

i1,2,3

n

是指被評估對象的各評價指標。在進行火災風險評價時，因素集中的評價指標由安全管理能力、人員疏散能力、自防自救能力、建筑防火能力、建筑滅火能力等因素組成。由于因素集中的各個評價指標對結果的影響大小是不相同的，因此，在進行綜合評估時，首先需要對各個評價因素ui的權重ai進行賦值，由ai構成的集合為一個模糊子集，定義為因素權重集A，表示為下式：Aa1,a2,a3

ai

[2-2]A為因素ui重要程度的模糊子集，稱為ui重要程度系數。ai既可以是調整系數或者限制系數，也可以是普通的權系數。所以，在模糊綜合評價中，因素權重集A應滿足下式：ni1

i

1

[2-3]所謂評價集，即在考慮到各個因素的影響后，對評價對象所進行的評判結果組成的集合，通常用V表示為下式：Vv1,v2,v3,

vj18

[2-4]∑∑a式中Vjj1,2,3

m即為綜合評價所確定的一種可能結果。我們所要的結論就是通過模糊綜合評價，在綜合考慮所有因素影響或制約的基礎上，從評價集V中選出一個最佳結果，即為評價對象實際的“火災風險狀況”。例如，通過對某建筑的火災風險綜合評價，我們可以從評價集V={安全、比較安全、比較危險、危險}中得出最合乎該建筑的風險評價結果。2.3.2模糊綜合評判步驟模糊綜合評判根據所選對象及系統的復雜程度，可以分為一級模糊綜合評判和多層次模糊綜合評判，后者為前者的延伸。（1）一級模糊綜合評判步驟若設定用R來表示模糊評價矩陣，用A來表示特征向量，用B來表示綜合評價結果，對于一級模糊評價，可得出下式：BARb1,b2,b3,

,bii1,2,3,

,m

[2-5]則進行一級模糊評價的步驟為：設因素集合為

Uu1,u2,u3,

ui

。首先對因素集U中的單因素ui進行單因素評價，得出單因素評價集Vjj1,2,3

m；設評價集的權重系數為rij，由第一步所得的Vjj1,2,3

m可得出第i個因素的單因素評價集權重系數集合r=(ri1,ri2,ri3,…rin)；最后由n個因素的評價集建立出一個總的模糊評價矩陣R為下式：?r1121????ri1

r12r22ri2

r1j?r2j????rij??

[2-6]則評價結果B，即式[2-5]可以表示為，19?r?rR?b1,b2,

bja1,a2,

?r11?r21????ri1

r12r22ri2

r1j?r2j????rij??

[2-7]ni1

m

[2-8]綜上所述，模糊評價過程可以簡單地用圖2.1所示框圖表示。每次對模糊權重集A進行重新賦值，根據上述方法和下圖的評價過程，就可以得出一個相應的綜合評價結果B。A×R=B輸入A

輸出BR圖2.1綜合評判的過程（2）多層次模糊綜合評估步驟結合上述公式，我們也可以看到當因素集U的集內因素較多時，各個因素所對應的重要程度系數也就相應地變小，越小我們就越難區分開系統中事物之間的優劣次序，從而導致評判的結論模糊無價值。針對這種情況，我們可以通過將因素集U中的元素進行歸類分類，一方面減少因素集中的元素數量，另一方面將其劃分不同層次，進行依次逐級綜合評判，并對逐級的評判結果進行“類”元素的高層次的綜合評判，這就是由一級模糊綜合評判延伸出的多層次模糊綜合評估。此評判方法適用研究的對象或系統一般較為復雜，系統中因素量大、相互交叉影響較多，僅僅由上述一級模型來進行綜合評判不能夠得出準確合理的評判結果，不能很好地反映事物的本質特征，達不到評判目的和實際需要。而在研究對象的選取中，實際上往往遇到的研究對象大多數都屬于這種情況，所以為了解決這類問題，就需要運用到多層次模糊綜合評判方法。多層次模糊綜合評判的具體步驟如下所示:20ai?bjai?bj∨ai∧rj,j1,2,第一步設因素集為

Uu1,u2,u3,

ui

，評價集為

Vv1,v2,v3,

vj

；劃分因素集

Uu1,u2,u3,

ui

，滿足下列3個條件：(1).

U≠,?i∈1,2,3

n

；(2).(3).

Ui∩Uj，當i≠j時nU=∪Uii=1我們稱U中子集

Uiui1,ui2,

uik(i1,2

n)

為U的子類或因素子集，將因素集U進行劃分，即對U進行一次簡單的聚類分析。第二步開始對因素子集

Uiui1,ui2,

uik(i1,2

n)

進行一級綜合評價BA?R(b1,b2

bi)(i1,2,

m)

[2-9]第三步將第二步得到的對每類因素所作的綜合評價結果作為Bi行向量，作矩陣R。R(B1,B2,

B)T

[2-10]R為總的評價矩陣，設

uiU

uUBA?BA?A1?R1,A2?R2,

T

[2-11]第四步依據最大隸屬度原則，最大的bi對應的等級vj，即為最佳的評判結果。依次類推，便可以進行更多級的劃分評判，得出更高層次的綜合評判結果。綜上因在火災風險的評價中，影響因素多而復雜，多層次模糊綜合評判能夠反映各因素之間的不同層次，可以避免由于因素過多而導致的權重難以分配的弊端，所以選擇多層次模糊綜合評判進行火災風險評價具有實際可操作性，能夠較為準確地應用到評價過程中。21的權重分配為A，則可以得到i的綜合評價結果為的權重分配為A，則可以得到i的綜合評價結果為Aij?R2.3.3

重要程度系數即指標權重的確定運用模糊綜合評價方法進行火災風險評價，首先就要進行因素模糊子集A的確定，A的準確與否將關系到整個系統評價體系最終的評判結果，所以關鍵就是如何把握好對因素重要度系數ai的確定，即通常所說的指標權重的準確確定。目前最為常用的權重賦值方法是根據計算數據來源的不同所確定，將方法分為主觀賦權法、客觀賦權法和組合賦權法三類，下面對三種方法進行簡單介紹：（1）主觀賦權法的數據是來源于專家咨詢法、AHP法、最小平方和法、特征值法等，目前該方法研究比較成熟。這類方法的特點主要是依賴是專家的知識和經驗的積累，雖然能較好地反映評價對象所處的背景條件和評價者的意圖，但各個指標權重系數的準確性有賴于人為主觀，因而主觀隨意性較強。（2）客觀賦權法的數據是來自于評價矩陣經計算所得出的實際數據，如熵值法、逼近理想點法、拉開檔次法等。這類方法雖然不涉及到人為的主觀因素影響，但往往會出現“重要指標的權重系數小而不重要指標的權重指標系數大”等不合實際的現象。（3）組合賦權法的數據來源是綜合比較利用主觀賦權法和客觀賦權法的選取結果，從中再次選取最適合的數據。數據的來源主要是通過以下步驟完成：分別運用主觀賦權法和客觀賦權法進行權重賦值，從兩種方法中找出最合理的主、客觀權重系數，根據所選取數據的具體情況正進行主、客觀賦權法權重系數所占的比例的確定，最后求出綜合評價權重系數。這種方法確定的結果人們最容易接受，它的優勢所在是既吸取了主觀人員的觀點，又能夠一定程度上反映出決策者的主觀信息，可以將原始數據和數學模型的精確計算結論運用到評判中，對權重系數的賦值具有客觀性。該方法的準確性主要是依賴于主、客觀賦權法權重系數各自所占比例的確定。統計分析法為客觀賦權法之一，是常用的權重系數確定方法。該方法通過對大量實例的統計分析然后進行比較賦值。對于本文所研究的公共建筑火災風險評價來講，它的指標選取相對較多，而且屬于特性相同或相近的系統，其指標權值并不一定相同。所以，統計分析法在公共建筑火災風險評價權重的賦值上應用存在著很大的弊端。專家打分法為主觀賦權法之一，是另一種應用較為廣泛的方法，該方法運用起來相對比較簡單，但主觀隨意性較強，進行數據處理的結果往往不能與實際情況相符，22應用范圍十分有限，效果不是很好，這種方法對評判結果要求不能十分精確。近幾年來，層次分析法AHP(AnalyticHierarchyProcess，AHP)是一種最為廣泛的權重系數確定法。這種方法的優勢是將人的判斷用數量形式表示出來，改變了以往人們面對相對復雜的評價體系時，缺乏邏輯思維方式而主要靠主觀判斷來進行決策的狀況，是評價方法的一次重大改革。但是，該方法也容易產生死循環的情況。為了克服這個弊端，人們通過采取模糊數學與其相結合，由層次分析法拓展出模糊層次分析法時，這種方法就能夠把復雜系統進行整體分解，把多準則、多目標的決策問題化為多層次單目標的兩兩對比，然后通過進行的數學運算就能簡單地將問題解決，這是目前進行預測、決策、規劃的簡單而實用的有效方法，已經被得到了廣泛的應用。本文也將采用模糊層次分析法來確定權重系數。下面，對運用模糊層次分析法計算權重系數的步驟進行介紹。一般需要四步進行，具體步驟如下：（1）建立層次結構建立層次結構是層次分析法的基礎。運用AHP解決權重賦值的實際問題，首先要對結構進行分析，理清條理和層次，構建遞階層次結構。通過明確各個層次的因素及其位置，并將它們之間的關系用連線連接起來，就構成了遞階層次結構。AHP要求的遞階層次結構必須清晰，層次分明，概況地說可以將其分為三層，即目標層、準則層和措施層，各層代表的內容具體如下：1)目標層，即最高層，是指針對所選對象確定要達到的預定目標；2)準則層，即中間層，是指所有關系到目標層實現的各個影響因素；3)措施層，即最低層，是指促使目標最終得以實現的各項措施。目標層只能是一個唯一的元素。通過對復雜問題的分析，首先要確定決策的目標，該目標即為所謂的目標層或最高層的元素。在確定了總的目標層后，就要尋找影響目標實現的因素，即準則的確定。遇到復雜的問題時，影響因素就會相應增多，所以我們在確定準則層因素時，就必須要詳細準確地分析和推測各因素之間的關聯，依據這種隸屬關系，將各因素進行層次劃分，由主到次，準確地分出主要準則、次準則。同時主、次準則間的關系遵循的原則是：23下一層元素隸屬于上一層元素，上一層因素支配下一層元素；同一層元素劃分成不同組，不同組的元素一般都有不同性質，隸屬于不同的上一層元素。有時在構建關系復雜的遞階層次結構中，當各組元素間的區別不是很大，關系十分接近是，會出現不同組的上一層元素同時對下一層的若干元素起支配作用，形成相互交叉的層次關系，這時就要求必須確保上下層的隸屬關系應該是明顯的。最后通過上述準則，分析要實現的決策目標，提出解決決策問題的措施方案，形成了最終的措施層，將這些措施層因素放在遞階層次結構的最低層。（2）構筑判斷矩陣在完成了遞階層次結構的建立后，我們便能很簡單地構筑判斷矩陣并完成對其的賦值任務。通常，構造判斷矩陣的方法是將每一個準則層元素作為判斷矩陣的第一個元素放在矩陣的左上角，并且將隸屬于它的各個元素依次排列在其后的第一行和第一列，依次類推，構筑出判斷矩陣。目前，運用較多地填寫判斷矩陣的方法是向填寫人即專家進行反復咨詢：依據判斷矩陣的準則，將元素兩兩進行比較，判斷哪個尤為重要，重要到什么程度，根據已有的判定方法，我們選擇如下的賦值方法，即1-9賦值法（重要性標度含義表）。表2.1

重要性標度含義表重要性標度

含

義135792，4，6，8倒數

表示兩個元素相比，具有同等重要性表示兩個元素相比，前者比后者稍重要表示兩個元素相比，前者比后者明顯重要表示兩個元素相比，前者比后者強烈重要表示兩個元素相比，前者比后者極端重要表示上述判斷的中間值若元素I與元素j的重要性之比為aij,則元素j與元素I的重要性之比為aji=1/aij將填寫后的判斷矩陣設定為性質：aij0(1)

A(aij)nn

，從表中我們可以得到判斷矩陣具有如下24(2)(3)

aji1aii1

aji即該矩陣具有對稱性，填寫時，當完成aii1部分的填寫后，其他部分通過判斷及填寫上三角形或下三角形元素就很容易完成了。在某些特定的條件下，該矩陣是可以具有傳遞性的，能夠滿足aij?ajkaik等式如果該矩陣所有元素都能滿足上式成立的要求，那么我們就可以判定該判斷矩陣為一致性矩陣。（3）層次單排序與檢驗在完成了判斷矩陣的填寫任務后，我們就要利用有關數學計算方法來進行層次的排序與檢驗。所謂的層次單排序，實質上是計算權向量，計算出每一個判斷矩陣各因素針對其準則的相對權重。這里我們主要采用了和法計算方法。和法的計算原理是，將一致性判斷矩陣進行逐列歸一化后得出相應的權重。而對于非一致性判斷矩陣，逐列歸一化后應近似于相應的權重值，然后再對計算出的n個列向量求取算術平均值最后作為權重值。具體的公式如下式：Wi

1nnj1

aijnk1

kl

[2-12]此時計算的結果并不是一定滿足實際情況。因為只有在特殊情況下，判斷矩陣才可以具有傳遞性和一致性，如果判斷矩陣違反了一致性準則，在邏輯上是不合理的。所以一般的情況下，在層次排序之后，通常都要對判斷矩陣進行一致性檢驗，只有通過了檢驗，才能說明判斷矩陣在邏輯上是合理的，才能繼續對結果進行分析。對矩陣進行一致性檢驗的具體步驟如下：（1）一致性指標C.I.（consistencyindex）的計算25∑∑a∑∑aC.I.

max?nn?1

[2-13]（2）查表2.2來確定相應的平均隨機一致性指標R.I.（r，omindex）平均隨機一致性指標R.I.的確定要據判斷矩陣不同階數來查下表得到。表2.2平均隨機一致性指標R.I.表（1000次正互反矩陣計算結果）矩陣

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15階數R.I.

0

0

0.52

0.89

1.12

1.26

1.36

1.41

1.46

1.49

1.52

1.54

1.56

1.58

1.59（3）計算一致性比例C.R.（consistencyratio），進行一致性判斷C.R.

C.I.R.I.當上式計算結果：C.R.<0.1時，判定該矩陣的一致性滿足要求；C.R.>0.1時，判定該矩陣不滿足一致性要求，需要對該矩陣進行重新修正和判斷。（4）層次總排序與檢驗所謂層次總排序，就是計算每一個判斷矩陣中各個因素對最高目標層的相對權重。該權重的計算方法主要是采用由上而下逐層合成的方法來完成。假定第k-1層第m個元素相對于目標層的權重為w(k-1)=(w1(k-1),w2(k-1),…,wm(k-1))T，第k層第n個元素相對于其上一層即第k層的第j個元素的單排序權重是pj(k)=(p1j(k),p2j(k),…,pnj(k))T，其中不受j支配的元素的權重為零。令P(k)=(p1(k),p2(k),…,pn(k)),表示第k層元素對第k-1層個元素的排序，則第k層元素對于總目標的總排序為：w(k)=(w1(k),w2(k),…,wn(k))T=p(k)w(k-1)或

mj1

i=1,2,…,n

[2-14]同步驟3，總排序也需要對結果進行一致性檢驗。下面假定已經算出針對第k-1層第j個元素為準則的C.I.j(k)、R.I.j(k)和C.R.j(k),j=1,2,…,m,則第k層的綜合檢驗指標C.I.j(k)=（C.I.1(k),C.I.2(k),…,C.I.m(k)）w(k-1)R.I.j(k)=（R.I.1(k),R.I.2(k),…,R.I.m(k)）w(k-1)26wi∑pijwjwi∑pijwjC.R.(k)

C.I.(k)R.I.(k)

[2-14]最后進行一致性檢驗：當C.R.(k)<0.1時，判斷該矩陣的整體一致性滿足要求，可以接受；當C.R.>0.1時，判斷該矩陣不滿足一致性要求，不能夠被接受，需要對該判斷矩陣進行重新修定和判斷。27第3章公共建筑火災風險評價指標體系的建立3.1

評價指標的選取多年來，各級人民政府和消防監督執法部門不斷吸取火災事故教訓，從中不斷總結抗御火災的方法，降低火災對社會所造成的危害。在消防安全管理方面，2009年新修定的《中華人民共和國消防法》提出消防工作的方針原則為“消防工作貫徹預防為主、防消結合的方針，按照政府統一領導、部門依法監管、單位全面負責、公民積極參與的原則”，實行“消防安全責任制”，建立健全“社會化的消防工作網絡”。為了確保消防安全管理工作更加正規化、合理化、社會化和科學化，國家先后出臺了《消防監督檢查規定》公安部107號令）和《人員密集場所消防安全管理規定》，對單位及消防執法人員的管理工作提出了明確的要求。對消防安全管理方面明確了具體的檢查和管理對象，針對可能發生的火災危險性，進一步細化了各類影響因素。3.1.1

獲取指標描述單純評價一個公共建筑的火災危險性，只有安全和危險兩個方面。為了更加合理的評價一個公共建筑的火災危險性，根據各類影響因素對引發火災概率的大小，經咨詢有關專家和查閱大量的統計資料，本文將火災風險評價確定為4級，并確定了每級所對應的指標分數。下表為公共建筑的火災風險評價的危險等級做出具體規定：表3.1公共建筑火災風險評價的危險等級3.1.2

層次劃分與指標定分近來，有關部門在對100起火災事故教訓的統計工作中得出如下結論：28等級等級1234指標描述安全比較安全比較危險危險指標分數91-100分81-90分61-80分60分以下（（表3.2火災事故教訓統計表經歸納總結，可以得出公共建筑火災的發生和危害主要跟人員、管理、環境三大主要因素有關，所以公共建筑的火災危險評價體系可以按照人員、管理、環境依次劃分評價單位；然后分別針