高校学生宿舍火灾风险分级方法研究*

张 静 郭春梅

天津城建大学 能源与安全工程学院

高校学生宿舍人员相对密集，可燃物种类多、密度大，是火灾事故高发区域，一旦发生火灾，可能造成重大人员伤亡和财产损失，还会造成不良社会影响。2017年5月15日晚8时30分许，由天津中医药大学租借的天津大学卫津路校区学生宿舍35斋由于学生违规使用大功率电器引发火灾，由于疏散及时，未造成人员伤亡，但宿舍楼损毁严重且社会影响恶劣。2008年11月14日6时13分许，上海商学院宿舍楼602室由于违规使用热得快发生火灾，事发时4名女生从6楼跳下当场身亡[1]。事故发生的原因一方面与学生宿舍的固有特征有关：空间有限，火灾荷载大，学生消防意识淡薄；另一方面也与宿舍安全管理不到位有关[2]。目前高校学生宿舍的安全管理主要以统一的安全教育和安全检查为主，缺乏有针对性的管理措施。而对于很多高校而言，由于学校发展和扩招等原因，校园里既有新建宿舍楼也有年代比较久远的老宿舍楼，这些宿舍楼在建筑结构、耐火等级和火灾荷载等方面都有不同。例如在建筑结构方面，砖木结构的老宿舍楼的火灾隐患自然比新建的砖混结构宿舍楼更大；在火灾荷载方面，高年级同学的个人物品要多于低年级同学，女生的个人物品要普遍多于男生，而人均使用面积越小，相应的火灾荷载密度就越大。这些差异性都决定了对高校学生宿舍进行一概而论的安全教育和管理是缺乏科学性和针对性的。

本文拟构建高校学生宿舍火灾风险分级模型。从影响学生宿舍火灾危险性的因素入手，构建评价指标体系，并利用层次分析法确定权重。在评价环节综合应用模糊评价法和检查表法，使得分级判定更为客观和易于操作[3]。本方法可以对校内的学生宿舍进行隐患排查和横向对比评价，了解各学生宿舍的火灾风险水平，确定高危区域，以便有针对性地加强管理。

1 高校学生宿舍火灾风险分级指标模型的构建

1.1 分级指标的筛选

通过对大量文献和事故案例的调查研究和实地考察，了解影响学生宿舍火灾风险的因素并进行归类[4]。由于本方法侧重对学生宿舍固有消防安全状况进行评价，以便有针对性地加强安全管理，因此在考虑评价指标时，不考虑当前的管理水平。本着全面客观且便于操作的原则，大致将影响高校学生宿舍火灾风险的指标分为3个一级指标和15个二级指标，具体指标和层次，见表1[5-7]。

表1 高校学生宿舍火灾风险分级指标

1.2 分级指标权重的确定

由于各个评价指标对于高校学生宿舍火灾风险的影响程度是不同的，因此需要确定各指标的权重，这里利用层次分析法进行权重的计算。

1.2.1 层次分析法概述

层次分析法（AHP）是一种定量与定性相结合的系统分析方法，主要用于解决多因素复杂系统问题。其主要步骤如下[8]：

（1）建立层次模型。对问题进行分解，按照问题属性分为目标层（最高层）、准则层（中间层）和方案层（最低层）。本文将评价指标分为两个层次，见表1。

（2）构造成对比较矩阵。对每一层各元素两两比较，得出其相对重要程度。bij表示对于成对比较矩阵B而言，第i个元素对于第j个元素的重要性比较结果，则有：bij=1/bji；bii=1；bij＞0，构造成对比较矩阵B如下：

bij通常取1-9以及它们的倒数，比较尺度含义如下：

bij=1，元素i与元素j对上一层次因素重要性相同；

bij=3，元素i比元素j略重要；

bij=5，元素i比元素j重要；

bij=7，元素i比元素j重要得多；

bij=9，元素i比元素j的极其重要；

bij=2n，n=1,2,3,4，元素i与 j 的重要性介于bij=2n-1与bij=2n+1之间；

（3）层次排序和一致性检验。求权重就是求解成对比较矩阵的最大特征根和对应的特征向量，一般采用近似算法，如和积法、方根法等，本文以和积法为例。

①和积法计算权重

将成对比较矩阵每一列归一化

对按列归一化的成对比较矩阵，再按行求和：

则W=[W1,W2,…,Wn]T即为所求的特征向量。

计算最大特征根λmax

②一致性检验

计算一致性指标CI（Consistency Index）：

查找对应的平均随机一致性指标RI，见表2。

表2 平均随机一致性指标

计算一致性比例（率）CR（Consistency Ratio） ：

当计算结果CR＜0.100，成对比较矩阵的一致性在误差范围内，求得的权重可以使用。

1.2.2 模型指标权重计算

首先利用德尔菲专家调查法，邀请5名专家进行了咨询，对一级和二级评价指标进行两两成对比较打分，最终确定成对比较矩阵并利用和积法计算指标权重，见表3。

表3 分级指标权重汇总

2 高校学生宿舍火灾风险分级检查表的编制

考虑到评价过程主要依赖评价者的主观判断，而评价人员在消防安全方面的认识参差不齐，很容易造成主观偏差，故编制分级检查表以弥补这一不足。该表格不同于传统的安全检查表，不以合格或不合格作为检查结果，而是判定具体等级，同时提供参考依据，以减少主观偏差，具体内容，见表4[9-11]。

3 模糊分析法在高校学生宿舍火灾风险分级中的应用

由于安全评价的指标一般很难精确量化，因此本文选择模糊评价法作为分级判定方法。其优点在于能较好地解决模糊的、难以量化的问题[12]。

根据模糊评价法的应用步骤，首先确定评价对象的因素集U，这里的因素集即为上文提到的分级指标（见表1）。其次确定评语集V，这里分为优、良、中、差四个等级，即V＝{优，良，中，差}。然后确定U中各个因素所占权重，即权重向量W={W1,W2,…Wi}，这里利用表3中的权重计算结果。

表4 高校学生宿舍火灾风险分级检查表

本文以天津某高校为研究对象，配合学生宿舍安全检查，邀请5位专家对校园内4个宿舍楼进行了火灾风险分级判定，以其中一个宿舍“明德斋”为例，5名专家对该宿舍楼各项指标的评级情况，见表5。

根据模糊评价法，模糊评判集B=AºR

其中，“º”为模糊算子。目前常用的模糊算子主要有4种，包括：M（∧，∨）、M（·，∨）、M（∧，⊕）、M（·，⊕），侧重点各有不同。通过综合比较，本文选择M（·，⊕）作为模糊算子，其体现权数作用明显，利用R信息充分，综合程度强，属于加权平均型。

根据公式B=AºR计算得出模糊评判分析集：

表5 明德斋安全检查评级情况

根据最大隶属度原则，该宿舍的总体火灾风险水平为良。同理可以计算其他3个宿舍的总体火灾风险水平。具体评价结果如下：

爱劳斋——中；见贤斋——中；求实斋——良；明德斋——良。

评价结果基本反映了实际情况，这四个宿舍是从该校分四批建设的宿舍中选取的，其中爱劳斋是最早一批，基础设施比较老；见贤斋是第二批，基础设施不错，但因为目前住了大四的学生，个人物品比较多，相对比较混乱；求实斋和明德斋都是相对较新的宿舍，整体情况比较好。通过对评价结果进行分析，可以找出火灾风险较大的学生宿舍以便在日常管理中加大整改和检查力度。

4 结论与展望

本文研究了一套高校学生宿舍火灾风险分级方法。该方法考虑了高校学生宿舍存在新旧不一、基础设施差异大、火灾荷载变动明显等特点，构建一套评价指标体系，通过对各项指标进行分级评价，衡量学生宿舍的消防安全水平。在计算指标权重时应用层次分析法，避免了直接赋值的主观偏差。编制高校学生宿舍火灾风险分级检查表，并给出评级依据，应用简单，可操作性强。利用模糊评价法对打分结果进行综合分析，解决了评价结果难以量化的问题。

由于水平所限，本文仅针对普遍存在的多层学生宿舍进行研究，如果考虑高层学生宿舍，评价指标应该更为全面，今后可以在这方面进一步研究。

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