基于FAHP的高层建筑火灾风险指标分析

1、基于FAHP的高层建筑火灾风险指标分析崔海燕(吉林大学管理学院)摘要：传统的层次分析法没有考虑人的判断的模糊性，并且一致性检验存在很多困难。本文将模糊数学中相关原理引入到层次分析法中，利用模糊层次分析法来建立高层建筑火灾风险评估体系，增加了高层建筑风险因素权重排序的准确性与合理性。为相关部门有针对性地采取措施以减少高层火灾发生率提供理论指导。关键字：模糊层次分析法高层建筑火灾风险评估引言：高层建筑是指高度在24米到100米之间的建筑，其中50米以上称为一类高层，100米以上的则称超高层1。随着经济不断的发展，我国高层建筑也以惊人的速度增加，而这不可避免的增加了火灾发生的几率和防控难度。上海胶州

2、路高层住宅起火，再次引起人们对高层建筑存在的火灾风险问题的思考。高层建筑有竖向的各种通道，比如楼梯、管道等，火灾时烟气一定向上升腾，就在建筑里面形成了烟囱效应，使得火灾竖向蔓延极快；高空气流的运行速度更快，风助火威使得高层建筑燃烧更加猛烈；高层建筑设计，包括狭小的扑救层面，狭长的疏散通道等，也不利于火灾救援；另外人员和财产的高度集中，使火灾造成的损失特别严重。因此，降低高层建筑火灾发生率是火灾安全工程领域的重要课题3。要做到这点，首先需要对火灾风险进行研究并找出其规律，进而采取相应的措施。本文通过改进一般的层次分析法，建立递阶层次结构，并构建模糊一致判断矩阵，通过计算得到影响高层建筑火灾风险因

3、素的相对权重。并据此对影响火灾风险的关键因素作出分析。一、模糊层次分析法(FAHP)层次分析法(AHP)是上世纪70年代初由美国著名运筹学家萨迪首次提出的。是将决策的影响因子分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法1。层次分析法一般采用19标度法，通过评价对象之间的两两比较，得出判断矩阵，进行综合分析处理后得到明确的量化结论，并以优劣排序的形式表现出来。但是传统的层次分析法存在很多问题，例如：判断矩阵的一致性与人类思维的一致性有显著差异；检验判断矩阵是否具有一致性非常困难；检验判断矩阵是否具有一致性的判断标准(CR0.1)缺乏科学依据；当判断矩阵不具有一致性时需要

4、调整判断矩阵的元素，使其具有一致性，这不排除要经过若干次调整、检验、再调整、再检验的过程才能使判断矩阵具有一致性1。为了解决上述问题，在本文中我们引入模糊一致矩阵，这就是模糊层次分析法的概念。二、模糊一致矩阵定义1：设矩阵F=(R.)ij*n满足oR.n(这里取n)ok=1同理得，0.50.60.7330.5670.8170.4830.40.50.6330.4670.7170.3830.2670.3670.50.3330.5830.250.4330.5330.6670.50.750.4170.1830.2830.4170.250.50.1670.5170.6170.750.5830.8330.

5、50.50.5170.40.650.5830.650.4830.50.3830.6330.5670.6330.60.6170.50.750.6830.750.350.3670.250.50.4330.50.4170.4330.3170.5670.50.5670.350.3670.250.50.4330.51=2=0.50.3670.6330.6330.50.7670.3670.2330.5S4=TOC o 1-5 h z0.50.70.4S3=0.30.50.20.60.80.54、计算单排序权向量阮民荣，王玉燕在基于模糊一致判断矩阵排序方法的比较中详细介绍了如何通过模糊一致判断矩阵来确定权重

6、，并证明了其合理性。即通过公式Win(n-1)2（Z孔）-1，得到每位专家的火灾风险指标的权重8bik)-k=12(0.5+4*(4-1)0.6750.575+0.75)-1=0.3332(0.3254*(4-1)+0.50.4+0.575)-1=0.2172(0.4254*(4-1)+0.60.5+0.675)-1=0.2832(0.25+0.425+0.325+0.5)-1=0.1674*(4-1)即第一位专家得到的准则层相对于目标层的权重向量为：w1二(0.333,0.217,0.283,0.167)。s同时由另外2位专家的评分得到权重向量：w2=(0.267,0.200,0.333,0

7、.200)sw3=(0.317,0.250,0.250,0.183)s经加权平均得：=(0.306,0.222,0.289,0.183同样我们能够得到指标层相对于准则层的权重向量：wQ二(0.213,0.17S13,0.12,0.187,0.087,0.22)wQ二(0.187,0.18S2,0.227,0.126,0.153,0.127)wQ二(0.367,0.16S37,0.466)wQ二（0.333,0.46S4计算总排序权向量7,0.2)5、根据上面得出的准则层相对于目标层的权重向量以及指标层相对于准则层的权重向量，可以计算出指标层相对于目标层的权重向量，如下表所示：目标层wS.i准则

8、层wS.j指标层wZ.j高层建筑火灾风险0.306S主动防火0.213S自动报警监控系统110.0650.173S自动灭火系统120.0530.12S消防通信设施130.0370.187S消火栓系统140.0570.087S应急照明150.0270.22S消防队灭火能力160.0670.222S2被动防火0.187s安全疏散通道及辅助设施0.0420.18S防火墙CC0.0400.227S”防火防烟分区230.0500.126S建筑装修材料耐火等级240.0280.153S建筑平面布置合理性250.0340.127S建筑使用年限260.0280.289S消防安全管理水平0.367S建筑防火管理

9、310.1060.167S消防设施器材管理320.0480.466S安全管理制度的落实情况330.1350.183S建筑居住者及其附属品0.333S建筑用途410.0610.467S居住者消防意识420.0850.2S居住者消防业务水平430.037四、结果分析用本文给出的方法调整模糊矩阵的元素可很快使模糊不一致矩阵具有模糊一致性，同时模糊层次分析法充分考虑分析问题的模糊因素，使方法的容错性提高，减少了因为主观判断而引起的各种判断差异，各指标评分采用模糊概念，更客观、更确切的反映所研究的问题，最后定出的指标权重也更符合实际5。将求得的wZ值按照大小排序之后，我们知道，对高层建筑火灾影响的重Zi

10、j要因素有：安全管理制度的落实情况；建筑防火管理；居住者消防意识；消防队灭火能力；自动报警监控系统；自动灭火系统；消火栓系统；建筑用途；建筑装修材料耐火等级等，这些因素的权重之和在一半以上。针对以上结果，笔者认为应该在加强建筑自身防火能力以及提高建筑防火安全管理水平上减少高层建筑火灾的发生机率。具体来说有以下几点建议：1、高层建筑本身必须具备自救能力，必须设立自动喷水灭火系统、气体灭火系统、自动报警系统等先进的消防设备6。2、建筑内部材料是十分重要的火灾引发体，因此我们要注意使用防火以及阻燃的材料。3、高层建筑消防安全管理必须贯彻预防为主、防消结合的方针，立足自防自救的原则，实行严格、科学的管理。4、高层建筑四周不得占用防火间距、消防车通道、消防救援场地，不得设置影响消防扑救或遮挡排烟窗(口)的架空管线、广告牌等障碍物,消防车通道、消防救援场地、消防车取水口等应当设置明显标志7,8。5、做好消防设施器材管理，防火检查、巡查、自查等工作。参考文献:1许树柏层次分析法原理M.天津:天津大学出版社,1988.2GB50045-95,高层民用建筑设计防火规范(2005版)S.3刘方，廖曙江等.建筑防火性能化设计M.重庆：重庆大学出版社,2007.4侯遵泽，杨瑞.基于层次分析方法的城市火灾风险评估研究J.火灾科学,2004.13