防災(zāi)科技學(xué)院北2B學(xué)生宿舍樓火災(zāi)分析

1、防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)生宿舍樓火災(zāi)風(fēng)險評估分析制作人李平序言高等學(xué)校是為國家培養(yǎng)高層次人才的地方，一個學(xué)生從入學(xué) 到畢業(yè)也在完成自己人生一個重要轉(zhuǎn)變。隨著高等教育事業(yè)發(fā) 展，大學(xué)校園日新月異，高樓林立；然而校園安全及各類突發(fā)事 件處置一直是社會關(guān)心的熱點，特別是2008年11月14日，上 海商學(xué)院學(xué)生宿舍樓發(fā)生火災(zāi)，給人教訓(xùn)深刻，使高校學(xué)生宿舍， 特別是高層學(xué)生公寓安全倍受社會關(guān)注。在我國高校中良好學(xué)習(xí)環(huán)境、求知探索的學(xué)習(xí)風(fēng)氣、院校學(xué) 習(xí)和生活規(guī)范性、制度性管理外，學(xué)生們在學(xué)習(xí)時間及內(nèi)容選向 方面，社會交往方面，有了更加多樣自主的個性化的選擇。學(xué)生 們的學(xué)習(xí)和生活有了更多的自由決斷的空間，往往使學(xué)生疏

2、忽了 對突發(fā)事件處置能力的自我培養(yǎng)。學(xué)生來自全國各地和社會各個 層面，對高層建筑認(rèn)知不同，特別是對高層建筑火災(zāi)發(fā)生時逃生 知識知之甚少，一旦學(xué)校高層學(xué)生公寓發(fā)生火災(zāi)，后果將不堪設(shè) 想。一、高層學(xué)生公寓消防安全特點高層學(xué)生公寓居住人員集中，數(shù)量較大，使得其火災(zāi)特性變得更 加復(fù)雜：1、學(xué)生集中而人數(shù)多，火災(zāi)隱患多，不良行為難控制 居住學(xué) 生集中，數(shù)量大，用電負(fù)荷大，配線交錯復(fù)雜，發(fā)生火災(zāi)概率大。學(xué) 生個人不良行為對火災(zāi)發(fā)生概率影響較大。2、電氣設(shè)備、可燃物及火源多學(xué)生宿舍中學(xué)生用電氣設(shè)備和 家用電器多，可燃、易燃物多，火災(zāi)荷載大，燃燒強(qiáng)烈；高層學(xué)生公 寓一旦發(fā)生火災(zāi)，燃燒速度快、火焰溫度高、燃燒猛

3、烈。通過熱輻射 和對流傳遞，室內(nèi)空間溫度迅速升高，引起室內(nèi)可燃、易燃物質(zhì)分解， 產(chǎn)生大量可燃?xì)怏w，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到400600C即會發(fā)生轟然，并 很快會形成大面積猛烈燃燒。3、火災(zāi)蔓延途經(jīng)多，蔓延速度快 高層學(xué)生公寓內(nèi)部空間復(fù)雜， 且層層相同，有的缺乏防火分隔、墻壁。同時建筑內(nèi)豎向管井多，如 樓梯、通風(fēng)管道井、電纜井等，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后，煙囪效應(yīng)明顯，火焰、 煙霧和熱氣流很快通過這些途徑向上蔓延，傾刻間形成多層立體火 災(zāi)。根據(jù)有關(guān)實驗測試結(jié)果表明，火災(zāi)時，煙氣的水平流速是0.3 0.8m/s，而垂直流速則為24m/s，使高溫濃煙在高層建筑內(nèi)猛烈擴(kuò)散， 并導(dǎo)致火災(zāi)迅速蔓延。4、產(chǎn)生大量的煙霧和毒氣 學(xué)

4、生公寓中有大量塑料、橡膠等制 品，有機(jī)化學(xué)高分子材料制成的商品，電氣設(shè)備中的絕緣材料等在燃 燒時，都會產(chǎn)生大量的濃煙，并釋放出CO，CO2，HCL，HCN等大 量有毒和窒息性氣體。據(jù)統(tǒng)計，火災(zāi)中喪生的人員約80%死于煙氣毒 害和窒息。5、空間復(fù)雜、人員密集不利于疏散高層學(xué)生公寓層數(shù)多，通 道復(fù)雜，空間豐富多變。如果空間元素組織不當(dāng)，標(biāo)志、標(biāo)識不清， 就容易給人帶來迷失感，這也是火災(zāi)發(fā)生時的不利因素，不利于人們 快速尋找出口和疏散。6、缺乏周邊及社會組織消防支持受到周邊基礎(chǔ)消防設(shè)施、滅 火設(shè)備及技術(shù)限制，很難得到周邊單位的消防支援，火災(zāi)撲救難度 大。二、高層學(xué)生公寓火災(zāi)危害性1極易造成重大人員傷

5、亡由于高層學(xué)生公寓人員密集，且不易疏散；火災(zāi)負(fù)荷增加，人員 火災(zāi)防范安全教育不足；火災(zāi)蔓延后的速度快以及消防設(shè)施的保護(hù)作 用受到限制等因素；再之高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，建筑內(nèi)受到傷亡危險 性較一般建筑和場所要大得多；同時由于該類建筑結(jié)構(gòu)所受的承重 大，在火災(zāi)高溫作用下發(fā)生坍塌可能性也增大等，造成大量人員傷亡 是可以預(yù)見而又難以施救的。2易造成重大經(jīng)濟(jì)損失高層學(xué)生公寓是學(xué)生日常生活、休息的地方，學(xué)生所用的所有 日常生活必須品、學(xué)習(xí)用具用品及貴重物品都存放在此。發(fā)生火災(zāi)后 撲救不及時，其經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過特大火災(zāi)界定標(biāo)準(zhǔn)，對學(xué)生財產(chǎn)安 全造成重大損失。3學(xué)校正常教學(xué)、科研及師生生活受到很大影響一旦發(fā)生大

6、火，勢必影響到學(xué)校正常教學(xué)、科研、工作，由于學(xué) 生數(shù)量大，且集中，學(xué)生安置困難大，給師生造成許多不方便和困難， 影響學(xué)校的安全穩(wěn)定。4社會影響巨大、深遠(yuǎn)由于該類火災(zāi)易造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，對社會穩(wěn)定、社 會發(fā)展都將帶來極大的負(fù)面影響，甚至造成負(fù)面國際影響。例如：2003年11月24日，莫斯科人民友誼大學(xué)學(xué)生宿舍重大火災(zāi)，當(dāng)場 有33人喪生，近200人受傷，后又有8人在送往醫(yī)院后不治身亡，造成 很大負(fù)面的國際影響；2008年11月14日上海商學(xué)院一學(xué)生宿舍樓發(fā)生火災(zāi)，造成4名女 生從6樓宿舍陽臺跳樓逃生，當(dāng)場墜樓死亡，釀成近年來國內(nèi)最為慘烈的校園火災(zāi)事故，在社會上造成很大負(fù)面影響等。三、客

7、觀風(fēng)險度量（火災(zāi)）客觀風(fēng)險度量的方法有很多種，我們主要介紹兩種。一種是美國NASA風(fēng)險評估，另一種是澳大利亞AS/NZS 4360標(biāo)準(zhǔn)。（一）NASA風(fēng)險評估表表致災(zāi)因子的撬率雄列水平生命刖嬲率可能見的次數(shù)A敬觀B甦數(shù)次許多清況下發(fā)生C翊一次數(shù)次D幾率4臥不太可i跋生不太可能，旭不能恕衩E不可徑幾乎不能發(fā)生，可能郵零不口徑，怛存在幾率表#致災(zāi)因T亭t后果嚴(yán)重畤冽水平描述爨和狎I災(zāi)難曲J死亡和系獺失11致命的系列事故，皴傷害111微不足道的彳眇的事故，微1啪系統(tǒng)傷害IV可徵ffJ傷害比微d律故少嚴(yán)重業(yè)致災(zāi)因子撅率災(zāi)涸致命匪（】1）微不足道5D可智的 3）轅大可能性13713可旅的（B）土5916

8、偶密的（C）461118很少的（D）8141419不可能的（E）12151720表34可接受風(fēng)險指標(biāo)分類類別目標(biāo)數(shù)值15不可接受的(unacceptable)69帶來不良效果的的（undearable）10171820進(jìn)一步評估可接受的(acceptable with furtherassessment)沒進(jìn)一步評估可接受的(aocq)table with furtherassessment)步驟：1、一般火災(zāi)發(fā)生的概率我們都認(rèn)為是偶然的，所以是表3-1中C。2、接著看表3-2, 一旦發(fā)生火災(zāi)，后果是災(zāi)難性的，火災(zāi)會導(dǎo)致學(xué)生死亡，所以選I。3、再看表3-3,先橫向是火災(zāi)的概率，上面我們已經(jīng)選擇

9、C；再縱向看嚴(yán)重程度，上表我們 已經(jīng)選擇火災(zāi)帶來的火鍋是災(zāi)難性的，帶來人員死亡的I。得到矩陣中a31=4。4、把這個數(shù)值帶入表3-4,即可以得到答案。其中4在15的第一類，其結(jié)果是不可接受 的，現(xiàn)在中我們隊火災(zāi)災(zāi)害危險也是不可接受的。（二）澳大利亞AS/NZS 4360標(biāo)準(zhǔn)表3-5可能性的定性度量*描述情景和細(xì)節(jié)（可能性） 概率16非常可能的較高的可能具有一定程度的可能（有可能）不太可能幾乎在所有條件下都會 發(fā)生在很多條件下會發(fā)生往往會發(fā)生有時會發(fā)生85%50-85%21-49%1-20%可能性非常小沒有預(yù)期過1%水平描述1,000災(zāi)害與巨災(zāi)100嚴(yán)重事故一股性事故, 潛在危險3小事故可能怛非

10、常意外1000不可接受的1011000不箱望發(fā)生的21100可接受的20可忽略的步驟：1、高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)的發(fā)生概率我們大概估計為不大可能的，即表3-5中的水平中的4, 然后帶人表3-6； 一旦火災(zāi)發(fā)生，其后果是嚴(yán)重的，為3-6表中的水平100,。2、接著帶人3-7表，先看發(fā)生的可能性為可能性很低，再看后果為很嚴(yán)重的，得到a44=400。3、再把數(shù)值400帶人表3-8,可以得到可接受風(fēng)險指數(shù)為不希望發(fā)生的。這個結(jié)果和現(xiàn)實 也是比較吻合的，我們都不希望火災(zāi)的發(fā)生。四、層次分析法（AHP）模糊評價模型AHP法原理高校火災(zāi)的發(fā)生是多個因素的，并且各因素之間又有著相關(guān)聯(lián) 的，對于管理者來說，如何才能

11、做好高火災(zāi)危險的防范，面對這類復(fù) 雜的決策問題，處理的方法是，先對火災(zāi)發(fā)生所涉及的因素進(jìn)行分類， 然后構(gòu)造一個各因素之間相互聯(lián)接的層次結(jié)構(gòu)模型。1、建立評價指標(biāo)綜合集高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)是多個火災(zāi)誘發(fā)因素相互作用的結(jié)果，我 們在實地調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合有關(guān)消防專家對其他高校的測評 （網(wǎng)上參考像類似的高校）和問卷抽樣調(diào)查（我們指定十個同學(xué)參照 其他高校評分原則，讓他們給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)），構(gòu)建了高校學(xué)生宿舍 樓火災(zāi)危險性的評價指標(biāo)體系。評價指標(biāo)體系分為消防安全管理、群 居特性、安全疏散設(shè)施和防火設(shè)計等4大類一級指標(biāo)，每個一級指標(biāo) 又分為若干個二級單項考核指標(biāo)（見表2）。2、確定評價指標(biāo)的權(quán)重采用層次

12、分析法（AHP）確定權(quán)重，用19標(biāo)度法.再。進(jìn)行每兩 個指標(biāo)間的相對比較，構(gòu)造判斷矩陣Q，再計算判斷矩陣的最大特征值和其特征向量，可求出某層各指標(biāo)相對于它們的上層相關(guān)指標(biāo)的重 要權(quán)值，組成指標(biāo)體系的權(quán)重集合A；。這種方法的原來是：設(shè)有N件物體A1，A2, A3，An；他 們的重量分布為巴，2,.想。若將他們兩兩相比較重量，其比值可 以構(gòu)成 n x n 矩陣A。aa11 12aaQ =2122(aa1na2n:ann為了使各個因素之間進(jìn)行兩兩比較得到量化的判斷矩陣，弓|入19的標(biāo)度。根據(jù)心理學(xué)家的研究提出：人們區(qū)分信息等級的極 限能力為7土 2,得出下表1標(biāo)度aij定義1i因素與j因素同樣重要3

13、i因素比j因素略重要5i因素比j因素較重要7i因素比j因素非常重要9i因素比j因素絕對重要2,4,6,8為以上兩判斷直接的中間狀態(tài)對于的標(biāo)度值倒數(shù)若j因素與i因素比較，得到判斷值為a =1/a，a=1（1）計算判斷矩陣每行元素的幾何平均值。i, = J a i=1,2,3,n(1)得到 5 = (Q2,，n”(2)將-歸一化。_ i(2)-=七 i=1,2,3,.,nU i=1得到- = （-，.,）T，即為所求特征向量的近似值，這也是各個因素的相對權(quán)重2 n高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)危險性評r指火系一級指標(biāo)二級指標(biāo)消防安全管理U1消防安全責(zé)任制U消防安全意識U 11.、- 、12消防安全教育U13安

14、全疏散演習(xí)U14群居特性U2公寓內(nèi)人員數(shù)量U、-一 、21公寓內(nèi)人員密度U 學(xué)生身體狀況U 2223 學(xué)生消防素質(zhì)U 學(xué)生安全行為U24 學(xué)生逃生自救能力 U26安全疏散設(shè)施U3安全疏散指示標(biāo)志U,31 .安全疏散通道U.-32應(yīng)急照明U33安全出口 U、,、34安全疏散距離U35防火設(shè)計U4防雷擊設(shè)備U滅火器設(shè)備U1 火災(zāi)應(yīng)急廣播U 一43消防栓系統(tǒng)UU表2高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)危險性評價指標(biāo)體系（3）計算最大特征值_Y (Aw) ni=1i入max（4）一致性檢驗一致性判斷依據(jù):CR = CRI式中，CI = max ，RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)（見表3）， n 1當(dāng) CR0.1時，認(rèn)為判斷矩陣

15、具有滿意的一致性。表3平均隨機(jī)一致性指標(biāo)階數(shù)n123456789RI000.580.961.121.241.321.411.45以一級指標(biāo)群居特性（U2）為例，構(gòu)造比較矩陣如下:111112/2532112213121311.%231111可得此評價因素的權(quán)重集A 二（0.166, 0.181,據(jù)式（1）和式（2），2、0.101, 0.099, 0.364, 0.089） t，再由式（3）計算最大特征值人 max =6.232； n=6,查表得 RI=1.24，由式（4），CR=0.0370.1，故判斷矩陣的一致性可以接受。同理可確定其他評價指標(biāo)的權(quán)重集：A =（0.136，0.114，0.

16、280， 0.470）t ； A =（0.103， 0.184， 0.083，0.265， 0.365）t ； A = （0.258，0.202，0.473，0.067）t ； A=（0.109，0.339, 0.149,0.403）t五、高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)危險性評價等級的確定1、建立評價指標(biāo)的評語集誘發(fā)高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)的因素分為5個評價等級，組成評語集 為V，V=優(yōu)v，良v，中等v，合格v，差v 。將各個評語等,J ,2345級按百分制評分，則 v =95，v =85，v =70,v =50,v =30。123452、單因素模糊評價單因素模糊評價，即對指標(biāo)內(nèi)各個因素的評定，是一種模糊映射

17、f : U TV。對于數(shù)量型指標(biāo)可以根據(jù)評價指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)的要求建 立隸屬度函數(shù)，然后對于評價指標(biāo)分別給出評價方案的隸屬度，再把 每個單因素的隸屬度組合起來得到隸屬度矩陣。對于高校學(xué)生宿舍樓 火災(zāi)危險性的單指標(biāo)模糊評價，隸屬度采用指定同學(xué)參照同類高校的 評分（系統(tǒng)）來確定，如果參加評判的同學(xué)有M個，對指標(biāo)U進(jìn)行 考評打分，考評結(jié)果中有N，N，N，N，N人分別評其優(yōu)，良， 中等，合格，差，則指標(biāo)U 的等級隸屬度分別為r =N /M,r =N /M,r =N /M, r =N /M, r =N /M,如此即可得到指 TOC o 1-5 h z ij11 ij2 2 ij3 3ij4 4ij5 5標(biāo)

18、u ,中所有因素的隸屬度評價矩陣R ,。rm riij5 仍J? 一*-+fE i*+I*a*t3、多級模糊綜合評價誘發(fā)高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)的因素較多，又都是具有模糊性，而且 各因素之間還有層次之分，如果采用一級綜合評價，不僅其因素較為 龐大，而且由于因素較多使得模糊評價矩陣中的數(shù)值相對較小，這樣 就難以比較事物之間的優(yōu)劣次序，得不到有意義的評價結(jié)果。多級模 糊綜合評價是從最低一級開始，逐級計算，每級利用公式(5)得出 上一級的隸屬度評價矩陣，最終計算出最上一級的綜合評價矩陣。B = A R(5)式中，A代表評價指標(biāo)的權(quán)重集；“ ”代表模糊算子；R代表隸 屬度矩陣。模糊算子的運算模型有四種，各種

19、模型都有一定的適用范圍，普 通的乘法及加法運算模型運算時依據(jù)權(quán)重大小對所有元素進(jìn)行兼顧， 既突出主要因素，又兼顧其他因素，評價結(jié)果體現(xiàn)了被評價對象的整 體特征，因此常被稱為“加權(quán)平均型”，比較適合于整體指標(biāo)的優(yōu)化， 本文使用該運算模型進(jìn)行高校宿舍樓火災(zāi)危險陛的模糊綜合評價實 例計算。4、火災(zāi)危險性等級劃分根據(jù)評價指標(biāo)的評語集將高校學(xué)生宿舍 樓火災(zāi)危險性劃分為5級，1級：火災(zāi)危險性非常?。?級：火災(zāi)危 險性很小，但是不能忽視；3級：火災(zāi)危險性一般，若某環(huán)節(jié)出現(xiàn)問 題就有可能引發(fā)火災(zāi)；4級：火災(zāi)危險性很大，應(yīng)及時采取預(yù)防措施； 5級：火災(zāi)危險性非常大，應(yīng)加強(qiáng)消防安全管理并對局部危險部位進(jìn) 行整改，

20、以預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。各個火災(zāi)危險性等級分值F為：1級 10090； 2 級 8980； 3 級 7960； 4 級 5940； 5 級 40 以下。多級模糊綜合評價得出的模糊評價矩陣表明火災(zāi)危險性按5個 等級評價所得結(jié)果的分布狀況，采用線性加權(quán)平均模型計算高校學(xué)生 宿舍樓火災(zāi)危險性評價分值，從而確定高校學(xué)生宿舍樓所屬的火災(zāi)危 險性等級。F =寸 b xe,(6)i=1式中，F(xiàn)為高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)危險性評價分值；e為各指標(biāo)評 價等級對應(yīng)的分?jǐn)?shù)。六、評價應(yīng)用實例以防災(zāi)科技學(xué)院北校區(qū)北2B學(xué)生宿舍樓為例，探討多級模糊評 價法在高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)危險性評價中的應(yīng)用。該宿舍樓2001年 以后修建的，為鋼筋

21、混凝土框架結(jié)構(gòu)，耐火等級為二級，共6層，建 筑面積6000m2，共有198間宿舍，每間宿舍平均6人，樓內(nèi)共住宿 學(xué)生1188人左右，人口密度達(dá)到0.198人/m2。宿舍樓設(shè)計了室內(nèi) 消防栓系統(tǒng)（每層有4個），樓內(nèi)沒有防排煙設(shè)施。宿舍樓走道上設(shè) 計了應(yīng)急照明及疏散標(biāo)志，有兩個疏散出口（一個常不開），樓內(nèi)各 層均配置了8個干粉滅火器。1、隸屬度評價矩陣的確定請10位同學(xué)對每個評價指標(biāo)相對于不 同的評語等級打分，確定隸屬度評價矩陣R。其中一級指標(biāo)群居特性 （以）的評分結(jié)果如表3所示。表3群居特性模糊評價評價指標(biāo)權(quán)重評價指標(biāo)等級優(yōu)良中等及格差U210.16611620U220.18111521U230

22、.10162110U240.09911431U250.36471110U260.08923320則群居特性的隸屬度評價矩陣為0.10.10.60.20.00.10.10.50.20.10.60.20.10.10.00.10.10.40.30.10.70.10.10.10.00.20.30.30.20.0R =2同理可得評價指標(biāo)權(quán)重評價指標(biāo)等級優(yōu)良中等 十等及格差U110.13618100U120.11412610U130.28001720U140.47001144評價指標(biāo)權(quán)重評價指標(biāo)等級優(yōu)良中等及格差U310.10381100U320.18454010U330.08343210U340.265

23、11233U350.365540100.1 0.2 R =i 0.0 0.10.0 0.10.1 0.80.10.00.00.60.10.00.70.20.00.10.40.42、多級模糊綜合評價將誘發(fā)高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)的因素分成兩個層次進(jìn)行二級模糊 評價，評價模型為(U, V, R)。首先對四個一級指標(biāo)U分別進(jìn)行一 級模糊評價，通過專家對高校學(xué)生宿舍樓火災(zāi)危險性的單指標(biāo)模糊評 價結(jié)果和層次分析法確定的指標(biāo)勸重，利用公式(5)計算一級模糊 綜合評價集B。B = A or =(0. 025,0.207,0.325,0.255,0.188)B = A oR =(0.378,0.128,0.0.303,0.462,0.028)B2 = a2 o r 2 = (0.417,0.281,0.080,