城市公共建筑防火系统层次分析模型与评价

2019-11-07 09:43闫金花西南科技大学土木工程与建筑学院四川绵阳621010

安徽建筑 2019年10期

闫金花（西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳 621010）

1 城市公共建筑火灾特征

城市公共建筑人员密集，是火灾的多发场所，容易造成群死群伤事故，是火灾重点防范场所，火灾具有几个特征：①起火因素复杂多样。建筑内部功能复杂，存在着多种火源和大量可燃物，人员密度大，人为因素引起火灾存在着很大的不确定性。②火灾蔓延途径多，烟囱效应显著。城市公共建筑中高层建筑较多，内部的楼梯间、电梯井、管道井、中厅等的烟囱效应显著，火灾蔓延迅速。③人员密集，疏散困难。由于垂直疏散距离远，疏散时间较长，在人员密集的情况下很容易出现踩踏事故，疏散难度加大。④火灾波及面较大，尤其是应注意毗连建筑的防火安全。由于城市建筑密度相对较大，一旦发生火灾，由于热辐射，热对流等原因，会给与其相毗连的建筑带来很大的威胁。⑤火灾扑救难度大。灭火条件不易保证，给火灾扑救带来很大的难度。

2 层次分析模型的建立

城市公共建筑防火系统评价与决策采用层次分析法，首先建立层次分析模型，见图1。

系统目标：保证城市公共建筑的防火安全。

该系统由两个子系统构成，分别为：事前预防系统S1和事后控制系统S2。

图1 城市公共建筑防火系统层次分析模型

事前预防系统S1主要包括3个因素，分别为：A1—控制点火源，A2—预防人的不安全行为，A3—控制物的不安全状态。

事后控制系统S2主要由7个因素组成，分别为：B1—耐火构造与装修，B2—平面布局，B3—防火、防烟分区，B4—消防控制中心、火灾自动报警、自动喷水、自动排烟系统，B5—消火栓、灭火器等，B6—疏散楼梯、安全出口、消防电梯、安全通道等，B7—人的自防自救能力。

下面分别就各因素内容进行分析：

A1—控制点火源。

A2—预防人的不安全行为。公共建筑内存在着大量的可燃物，很容易由于人的不安全行为而触发火灾，如乱扔烟头、违章电气焊，液化气体因管理不善泄漏等，以及人为玩火、纵火等。

A3—控制物的不安全状态。如电源线路老化引起的短路,电气设备自身发生故障产生高温引燃可燃物等。

B1—耐火构造与装修。公共建筑的耐火等级一般为一级，建筑构造应该能够为人员安全疏散提供必要的疏散时间，为消防人员灭火创造有利时机，并能有效防止建筑物结构过早因强度丧失而坍塌。建筑室内外装修应采用不燃或难燃材料，进行阻燃处理，减少材料燃烧释放的热量和有毒烟气等。

B2—平面布局。应合理解决建筑物的位置、防火间距、消防车道等问题。公共建筑的位置应靠近主干道的交通便捷处，这样既便于大量人流的集散，又便于消防人员进行交通组织与疏散。根据城市规划要求，合理确定公共建筑与周围建筑物的防火间距，防止飞火危及周围建筑物。建筑物周围应合理设置消防车道,为消防灭火创造有利条件.

B3—防火、防烟分区。公共建筑一般体量较大，标准层面积也大，为了将火势控制在起火单元，防止火灾向周围蔓延，每层应设置防火、防烟分区，并使用防火墙、耐火楼板、水幕保护的防火卷帘等进行分隔，保证每个防火分区至少有两个出口。防烟分区不应跨越防火分区。

B4—消防控制中心、火灾自动报警、自动喷水、自动排烟系统。公共建筑的消防控制室是指挥管理楼内分散各处的火灾自动报警、自动喷水、自动排烟系统、广播等的中心，在火灾发生时,能够由电气设备进行控制，停止客梯运行，切断电源，接通事故照明电源，开动排烟风机、关闭防火阀、防火门、监测消防梯及消防水泵工作性能等。消防控制中心应设在明显的位置处，并直通室外,靠近建筑物出入口，且应采用耐火墙，并与其它部门进行防火分隔。

B5—消火栓、灭火器等。公共建筑应设置室内外消防给水管道、消防水池、室内外消火栓、消防水泵房、消防水箱、灭火器等,以保证人员救火时使用。

B6—疏散楼梯、安全出口、消防电梯、安全通道等。防烟楼梯和消防电梯都必须有严格的防烟、防火措施，做到疏散人员一经到达这里就可以安全地疏散出去。安全疏散设计要求路线简捷，便于人们在紧急时容易判断，保证至少有两个疏散口，以保证人流疏散畅通。安全出口应分散设置，易于寻找，尽量缩短安全疏散距离，疏散路线上要有在火灾情况下也能容易辨认的疏散标志。

B7—人的自防自救能力。城市公共建筑高层居多，这给消防人员的火灾扑救工作带来困难，而且城市交通容易发生堵塞现象，消防车到达需做的准备工作等都需要一定的时间，因此，在消防车到达之前，应立足于自防自救。

3 层次分析方法

层次分析法是一种定量与定性相结合的方法，先将复杂问题条理化、层次化，构造出问题的层次分析结构模型。层次分析模型一般由目标层、准则层、指标层、方案层等组成，然后通过评判选出最优方案。对判断矩阵的量化采用1～9个标度值表示，建立各层指标的判断矩阵，得出各层指标单排序和总排序权值。为了保证层次分析法得出的结论具有合理性或基本合理性，有必要对判断矩阵的单排序和总排序一致性检验。一般采用CI作为度量判断矩阵偏离一致性的指标：，式中λmax为判断矩阵最大特征值；n为判断矩阵的阶数。为了度量不同阶判断矩阵是否具有满意的一致性，需引入判断矩阵的平均随机一致性指标RI值，1～9阶判断矩阵的RI值见表1。