利用模糊數學法評價高層建筑火災

(華北科技學院 北京 101601)

利用模糊數學法評價高層建筑火災

魏童梁家輝

(華北科技學院北京101601)

運用模糊數學方法，選取適當的評價因子，構造模糊數學矩陣模型，計算評價因子權重，建立模糊數學最大隸屬度函數，對某高層建筑進行模糊綜合評價。評價結果表明該建筑的危險等級為比較安全。但是該建筑在消防安全管理方面仍存在不足之處，需要改進和提高。

模糊數學;權重;隸屬度;高層建筑火災

一、某高層建筑概況

伴隨著經濟水平的發展，以及建筑行業的興起，我國的高層建筑越來越多。文章利用模糊數學的方法，將影響高層建筑火災的因素數量化帶入評價體系[1]。大廈主體為20層，總高為79.8米，建筑面積為14.5萬平方米，大廈帶有兩層地下室。一、二層作為商業區，3 到20層作為商業辦公區。該建筑物采用的建筑防火構件和材料的耐火等級為一級；因為是高層建筑，所以采用了剪力墻的框架結構。大廈東邊為圖書館，西邊為體育場，南邊有一片居民區。

二、高層建筑火災風險評價指標體系

根據高層建筑火災和高層建筑火災評估的相關規范和文獻，建立了高層建筑火災安全評估指標。其中一級指標是建筑防火能力、滅火能力、安全疏散設備和消防安全管理。建筑防火能力的二級指標為總平面的布置圖、材料構建防火性能、火災荷載、防火分隔和電氣防火設施。滅火能力的二級指標為防排煙能力、建筑自身能力和建筑自身防火能力。安全疏散設備的二級指標為安全疏散路線、疏散指標標志和疏散應急預案。消防安全管理的二級指標為安全制度落實情況、建筑物內人員消防素質、建筑地理位置及周邊消防和當地氣候。

三、高層建筑火災危險性模糊評價

(一)建立因素集

根據圖1中的高層建筑火災危險評價指標體系來建立因素集U：U={U1,U2,U3,U4};

子因素集：U1={U11,U12,U13,U14,U15};U2={U21,U22,U23};U3={U31,U32,U33};U4={U41,U42,U43,U44}

(二)評價指標權重的計算

采用層次分析法確定各指標的權重值。以一級指標為例計算準則層的權重，見表1。

表1 準則層的權重值

(三)建立評價矩陣

建立高層建筑火災危險性的評價集為 V={很安全，較安全，一般安全，不安全，很不安全}。評價模型采用加權平均原則。按照高層建筑火災危險性的評價集可分為5級，當90≤C≤100級別為很安全，當70≤C≤90級別為比較安全，當50≤C≤70級別為一般安全，當30≤C≤50級別為不安全，當10≤C≤30級別為很不安全[2]。

邀請5位專家對其進行評價。根據評價可得以下矩陣：

R(U11)=(0.2,0.6,0.2,0,0)；R(U12)=(0.2,0.6,0.2,0,0)；R(U13) =(0.2,0.6,0.2,0,0)；R(U14)=(0.4,0.4,0.2,0,0)；R(U15)=(0.2,0.4,0.4,0,0)；R(U21)=(0.2,0.5,0.3,0,0)； R(U22)=(0.1,0.5,0.4,0,0);R(U23)=(0.4,0.4,0.2,0,0);R(U31)=(0.3,0.6,0.1,0,0);R(U32)=(0.3,0.5,0.2,0,0);R(U33)=(0.2,0.6,0.2,0,0);R(U41)=(0.2,0.5,0.3,0,0);R(U42)=(0.1,0.6,0.3,0,0);R(U43)=(0.1,0.4,0.5,0,0); R(U44)=(0.1,0.4,0.5,0,0);由上可得U1，U2，U3，U4的評價矩陣。由B=A·R可得B(U1)= (0.22,0.51,0.248,0,0)；

B(U)=(0.248,0.522,0.276,0,0)，B(U)·E=82，所以該高層建筑火災危險性評價屬比較安全。

四、結論

本文將模糊數學法運用到高層建筑火災評價中，通過確定指標體系，建立因素集，計算權重，建立評價矩陣，最后根據評價的得分來確定高層建筑的安全性。再建立評價矩陣上，本文應用了專家打分法。在計算最大特征向量的時候，本文應用了MATLAB進行了程序的編寫，隨后計算出具體的正確的數值。因此，隨著計算機的發展，可以將這種評價方法在計算機中進行建立，然后得出更加準確的結果。

[1]田玉敏, 劉茂. 高層建筑火災風險的概率模糊綜合評價方法[J]. 中國安全科學學報, 2004, 14(9):99-103.

[2]杜紅兵, 周心權, 張敬宗. 高層建筑火災風險的模糊綜合評價[J]. 中國礦業大學學報, 2002, 31(3):242-245.

[3]杜紅兵, 周心權, 張敬宗. 高層建筑火災風險的模糊綜合評價[J]. 中國礦業大學學報, 2002, 31(3):242-245.

魏童(1993-)，女，河北保定人，華北科技學院在讀碩士研究生，研究方向安全管理。