地下综合体建筑的火灾风险评估研究
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摘 要：随着人类科学技术的进步，地下综合体建筑的体量越来越大，埋深也越来越深，为保证工程建设的成功，工程师必须认识和避免工程在其生命周期中潜在可能的失败，所以风险管控是非常重要的。该文对地下综合体建筑的火灾风险评估进行了探讨性的研究，以减少事故发生时的损失。
关键词：地下综合体 火灾风险 风险评估
中图分类号：TU9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（b）-0102-02
随着人类科学技术的进步，工程建设的规模越来越大，工程技术也越来越复杂。在地下综合体建筑工程中，地下综合体建筑的体量越来越大，埋深也越来越深，为保证工程建设的成功，工程师必须认识和避免工程在其生命周期中潜在可能的失败。风险分析就是研究处理复杂的工程系统，辨识其中存在的各种风险，分析这些风险出现的可能性，及其造成损失的大小，提出控制风险的相关措施，以减少事故发生时的损失。
根据工程风险的定义，若存在与预期利益相悖的损失或不利后果（即潜在损失），或由各种不确定性造成对工程建设参与各方的损失，均称为工程风险。一般而言，在地下综合体建筑工程建设、运营过程中，工程风险R可表示为在工程设计和施工期间发生经济损失、人员伤亡、环境破坏或工期延误等潜在不利事件的概率p与可能后果c的集合，表达式为：R=f（p，c）。具体到地下综合体建筑的火灾风险，则风险定义中的不利事件即火灾事故，不利事件的概率即火灾事件的概率，可能的后果，即火灾事件可能造成的生命与财产损失。
1 地下综合体建筑火灾风险评估的基本原则
地下综合体建筑根据自身工程特性的不同，及所面临风险问题的不同，其风险分析过程与方法也存在很大差异，因此在进行地下综合体火灾风险评估时，需要针对地下综合体建筑的建筑与装修材料、设计方案、使用目的、消防设计方案、人员疏散方案等，确定工程不同防火分区的火灾风险评估对象、目的及方法。另外根据我国基本建设程序，地下综合体建筑工程一般需要经过初步设计和施工图设计两个设计阶段，在建成并投入使用后，即进入运营阶段。随着工程阶段的发展，火灾风险也在动态变化，相应各项风险的发生概率、损失以及对于整个工程风险的权重都在不断变化，因此开展地下综合体火灾风险评估工作应与相应的建设阶段紧密结合，分阶段开展风险评估。
因此，地下综合体建筑火灾风险评估的基本原则为如下。
（1）根据工程性质与特点，确定火灾风险评估的依据，保证评估的合理性。
（2）根据评估阶段的不同，应明确评估对象与目的，选择合理的评价方法，以实现评估的科学性。
（3）对评估对象要有全面认识，同时对重点风险源应有针对性重点评估，确保评估的针对性。
2 地下综合体火灾风险评估与控制基本流程
城市地下综合体建筑火灾安全风险评估与工程的初步设计阶段相结合，本工程目前正处于初步设计阶段，应根据初步设计阶段的特点、任务和目的，开展风险评估与控制工作。
城市地下综合体建筑火灾风险评估，包括火灾风险的辨识，风险分析和风险评价，是对城市地下综合体建筑设计方案中存在的各种火灾风险及其影响程度进行综合分析、对比排序的过程。而风险辨识主要包括风险识别和风险筛选。风险识别是指调查和了解潜在的以及客观存在的各种风险；风险筛选是对评估对象已识别的所有风险因素进行二次分析，并根据其发生概率及可能造成的后果，对不构成系统安全风险影响的因素予以剔除。
火灾风险辨识过程可分为6个步骤：火灾风险定义、确定参与者、收集相关资料、风险识别、风险筛选、做出火灾风险识别报告。
在工程风险识别过程中，常用的风险识别方法有：专家调查法（德尔菲法）、检查表法、头脑风暴法、情景分析法、风险讨论会等。对一般城市地下综合体建筑工程的火灾风险宜采用检查表法，对建筑面积特别庞大的或有其它特殊情况的的宜采用专家调查法。
3 城市地下综合体建筑火灾风险分析方法
城市地下综合体建筑火灾风险分析方法可分为三大类：定性分析、定量分析和半定性半定量分析。
定性的风险分析是借助于对火灾事件的经验、知识和观察，以及对事物发展变化规律的了解，科学地进行分析、判断的一类方法，运用这类方法，可以找出工程中存在的危险和有害的因素，进一步根据这些因素，从技术、管理、教育上提出对策措施，加以控制，达到安全的目的。定性的风险分析不对风险进行量化的处理，只用于对事故的可能性等级和后果的严重程度等级进行相对的比较。定性分析方法的优点是简单直观，容易掌握，缺点是分析结果难以量化，很大程度上取决于评价人员的经验，带有很强的主观性，往往需要凭借直觉，或者业界的标准和惯例，为风险管理诸要素（风险事故发生的可能性，现有应对策略的效力等）的大小或者高低程度定性分级，例如“高”“中”“低”三级。主要回答“有没有”“是不是”方面的问题，具体采取的方法有小组讨论、检查列表、问卷法、人员访谈法、专家调查法等，该方法实际操作相对容易，但也可能因为操作者的经验和直觉的偏差而使分析结果失准。
定量分析方法的思想是对构成火灾风险的各个要素和潜在损失的水平赋予数值或货币金额，当度量风险的所有要素都被赋值，风险评估的整个过程和结果就都可以被量化了。定量的风险分析方法主要包括层次分析法（Analytic Hierarchy Process， AHP）、蒙特卡罗法（Monte-Carlo）、聚类分析法（Clustering method）和等风险图法。
定量分析方法有两个指标最为关键，一个是事件发生的可能性，一个是威胁事件可能引起的损失。理论上讲，通过定量分析可以对安全风险进行准确分级，但这有个前提，那就是可供参考的数据指标是准确的，可事实上，在工程实际中，定量分析所依据的数据的可靠性是很难保证的，再加上数据统计缺乏长期性，计算过程又极易出错，这就给分析的细化带来了很大困难，所以，目前工程实际应用中风险分析，采用定量分析或者纯定量分析的方法还是有较大的难度，通常采用一些半定量的方法进行分析。
半定量的分析方法通常包括事故树法，事件树法和风险评价矩阵法。事故树法（Fault Tree Analysis，FTA）能对导致灾害事故的各种因素及逻辑关系能做出全面、简洁和形象的描述，便于查明系统内固有的或潜在的各种危险因素，为设计、施工和管理提供科学依据，还便于进行逻辑运算，进行定性、定量分析和评价。事件树法（Event Tree Analysis，ETA）是一种图解形式，层次清楚、阶段明显，可进行多阶段、多因素复杂事件动态发展过程的分析，预测事故发展趋势。事件树分析法可以定性、定量的辨识初始事件发展为事故的各种过程及后果，并分析其严重程度。根据事件树图可在各发展阶段采取有效措施，使之向成功方向发展。
根据以上对风险评估方法种类的分析，城市地下综合体建筑工程火灾风险的分析过程与工程建设的阶段有关，在可行性研究阶段和初步设计阶段，可用的数据有限，通常可采用采用专家调查法（Delphi法）和检查表法，结合历史数据和专家评判，运用定性、定量相结合的方法，对风险事件进行识别、排序、量化、分析和评估。
4 城市地下综合体建筑工程火灾风险评估步骤
城市地下综合体建筑工程火灾风险评估可以采取如下技术路线。
（1）充分了解所需要研究的工程情况，收集资料，包括项目背景、设计资料、气象资料、地质资料、工程已有的研究报告等。
（2）研究资料，查看现场，并分别评价层次单元和研究专题。
（3）各评价单元的可能发生的火灾风险事故进行分类识别。
（4）对各火灾风险事故的原因、发生工况、损失后果进行分析。
（5）用定性与部分定量的评价方法对火灾风险事故进行评价。
（6）各火灾风险事件的风险水平进行评价。
（7）汇总城市地下综合体建筑工程的总体火灾风险评价。
（8）结论和建议。
城市地下综合体建筑工程火灾风险分析和控制方案研究的基本流程见图1。
5 灰色聚类法在城市地下综合体建筑火灾风险评估中的应用探讨
火灾风险的评估过程需要用到大量具体的信息和数据，如城市地下综合体建筑的面积，出入口的设置，正常通风及火灾条件下排烟方案的设计，喷淋设施方案设计、建筑与装修材料的使用、地下综合体建筑的使用类型，人流量大小、中控系统的可靠性等。可采用灰色聚类评价法对地下综合体建筑火灾风险概率和火灾风险损失水平进行评估。由于城市地下综合体建筑一般都分成若干个防火分区，对其中的每个分区，以该分区发生火灾的几个主要风险因素为聚类指标。
根据对城市地下综合体建筑火灾风险事件特征的分析，可确定火灾风险的主要影响因素包括地下综合体建筑的使用功能、人流量大小、建筑与装修材料、火灾人员疏散方案、火灾条件下通风方案等主要因素有关。
根据各地下综合体建筑火灾防控设计方案实际情况，对其各项风险指标进行量化并无量纲化，并根据各指标不同灰类的白化权函数值，计算出各加权聚类系数，即得不同隶属关系的聚类行向量，按照最大隶属关系可确定特定城市地下综合体火灾的分区的火灾风险概率等级。
地下综合体火灾风险损失等级亦可通过聚类分析法得到，也可通过专家决策法（Delphi法）确定其火灾损失等级，据此查取风险矩阵表，即可确定某特定分区的火灾风险等级。
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