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基于熵权—AHP法的古建筑群火灾韧性评估及提升路径研究

程娟 龚莹丽 虞松涛
  
安防科技
2024年15期
江西理工大学应急管理与安全工程学院

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摘要:本文以古建筑群为研究对象,考虑建筑特征、设施、管理、社会等因素建立了古建筑群火灾安全韧性评价指标体系,利用熵权-AHP法确定各指标的权重,进行古建筑群火灾韧性评估。结果表明:建筑特征和设备因素是影响古建筑火灾安全韧性的关键二级指标,建筑耐火等级、建筑材料等是影响古建筑火灾安全韧性的关键三级指标。建议从提升建筑耐火等级、加强智慧预警等方面提升古建筑火灾安全韧性,为有效防范古建筑火灾提供借鉴。

关键词:古建筑群  AHP法  熵权法  火灾韧性评估

0 引 言

古建筑是人类文化的瑰宝,对于弘扬优秀的民族文化、坚定文化自信具有重要意义。然而古建筑群坐落密集、街道狭窄、且多为木质结构,一旦发生火灾,人员疏散、消防救援难度巨大,面临的不确定性因素和潜在的火灾风险空前复杂。UNISDR(联合国国际减灾署)[1]从防灾领域的角度提出韧性概念,把韧性定义为处于危险中的系统,具有抵御、吸收、适应以及从危险中迅速恢复的能力,保护和恢复是其重要基本功能。郭小东等[2]基于我国城市对防灾减灾的需求,提出建设防灾韧性城市理念并从减轻灾害影响能力、对灾害适应能力、灾后系统恢复能力3个方面探讨了韧性城市的内涵。马琳等[3]采用模糊层次分析方法,通过对韧性指标体系的定量分析确定建筑防火韧性等级。付小千等[4]采用熵权法和物元可拓学理论实现对高层建筑火灾韧性等级的客观评价。

目前,国内外对于韧性研究主要集中于城市韧性建设、建筑韧性评估等方面,把古建筑作为韧性评估对象的研究相对较少,本文基于演进韧性的视角,构建了适用于古建筑群火灾韧性的评价体系,结合熵权-AHP法确定综合权重,得出影响古建筑群火灾韧性的关键指标,分析古建筑群火灾安全韧性提升路径,为有效提高古建筑火灾韧性提供理论依据及借鉴。

1 古建筑群火灾安全韧性评价体系

1.1 古建筑群火灾安全韧性评价指标体系的确立

依据《建筑防火设计规范》(GB55037-2022),结合《中华人民共和国消防法》等法律法规,并通过查阅文献资料和专家咨询,建立了古建筑群的火灾安全韧性评价指标体系。以历史古建筑群火灾安全韧性为一级指标(目标层A),以建筑特征、设施因素、管理因素、社会因素为二级指标(准则层B),以及25个三级指标(指标层C)的古建筑群火灾安全韧性评价指标体系,如表1所示。

1.2 古建筑群火灾安全韧性评价指标权重计算

1.2.1 权重计算方法

本文采用层次分析法和熵权法综合计算各指标综合权重,步骤如下:

1.2.2 层次分析法—熵权法权重计算结果

邀请消防救援专家和从事古建筑保护及消防研究的专家10名采用1~9标度法分别对各级指标进行两两打分,并对结果进行加权平均,得到各层级的判断矩阵,计算得到各指标权重,再计算熵权重,最后计算综合权重,结果见表2。

1.3 古建筑群火灾安全韧性评价指标权重结果分析

根据指标权重值得出二级指标重要度排序为:建筑特征 (0.5497)>设施因素 (0.2715)>组织管理因素 (0.1160)>社会因素 (0.0627)。结果表明:古建筑群特征和设施因素指标权重占比最大,此两项指标是古建筑群自身所拥有的内在特征,是古建筑群的物质基础,在抵御和应对火灾风险的过程中起到了决定性的作用,而组织因素和社会因素占比相对较低。因此,要加强古建筑群火灾韧性,降低其脆弱性,应加强古建筑群物理层面的建设,提高古建筑自身对火灾风险的抵御和适应能力。

三级指标中重要度前十为:建筑耐火等级、建筑材料、自动报警系统、防排烟能力、喷水灭火系统、建筑密度、个人灭火自救能力、日常防火检查及整改情况、应急照明系统、医疗设施。由以上结果可以看出,建筑耐火等级及建筑材料对火灾安全韧性影响最大,其次是自动报警系统和防排烟能力,因此,在对古建筑进行防火安全保护时应重点加强以上几个因素的建设,以有效提高古建筑火灾安全韧性。

2 古建筑群火灾安全韧性提升对策

古建筑特征和设施因素是影响古建筑火灾安全韧性的重要因素,且由于古建筑大多为木质结构且年代久远的因素,耐火等级普遍较低,且往往电气设备布置与古建筑环境不匹配,这些问题更是导致了诸多火灾隐患。对此,针对性提出几点提升对策。

2.1 提高古建筑耐火等级

提高古建筑耐火等级,需在保障古建筑原貌的基础上进行。改善文物古建筑的耐火性能,可以在一些主要的木质结构上涂抹防火涂料,对一些年久失修的建筑构件可以采取更换措施,将之换成更加防火的材料,为了提升文物古建筑的防火等级,必须加强防火墙的改造,对文物古建筑中存在的易燃物质应该采取分隔措施进行改进[5]。

2.2 加强火灾的监测预警和智慧消防的能力

加强火灾的监测预警能力,有利于火灾风险方法关口前移,由于古建筑的易燃性、火情发展的迅速性,有必要对重点保护的古建筑布置火灾监测预警和自主灭火装置,以缩短响应的时间。

2.3 保证充足的消防用水

古建筑可以合理利用周边的水源区域建设消防水站,如在绿化带区域选择合适的位置建设消防水池,在提供消防用水的同时也能兼顾美观[6]。

2.4 加强火灾安全知识宣传与教育

通过各种渠道向公众传播火灾安全知识,可通过组织火灾安全知识讲座、培训班途径等方式培养居民对火灾危险的敏感性和防范意识,让居民了解火灾的成因、危害及预防措施。

2.5 组织火灾应急预案演练

对参演人员进行培训,确保其熟悉演练流程和操作技能;模拟火灾事故发生,进行火灾报警、应急响应、人员疏散、灭火救援等环节的演练。

3 结语

本文基于对古建筑火灾安全韧性开展研究,分析了其韧性结构特征和作用机制。考虑古建筑群建筑特征、设施因素、管理因素、社会因素构建了古建筑群火灾安全韧性评价指标体系,采用熵权-AHP法结合的方式对古建筑群火灾安全韧性进行了评价,得出古建筑特征和设备因素这两个关键性因素。提出了古建筑火灾安全韧性三点措施,为古建筑火灾安全韧性提升提供了借鉴。

参考文献

[1] 钟茂华,孟洋洋.安全生产韧性管理对雄安新区发展的借鉴[J].中国安全生产科学技术,2018,14(08):12-17.

[2] 郭小东,苏经宇,王志涛. 韧性理论视角下的城市安全减灾 [J]. 上海城市规划, 2016, (01): 41-44+71.

[3] 马琳,张亚丽,郑瑞宗,等. 面对火灾危害的高层民用建筑防火韧性评价的研究 [J]. 建筑安全, 2022, 37 (12): 66-72.

[4] 付小千,胡肖,张骞,等. 基于熵权物元可拓理论的高层建筑火灾韧性评价 [J]. 建筑结构, 2023, 53 (13): 142-146+141. DOI:10.19701/j.jzjg.20201870.

[5] 陈银川.层次分析法在长距离输水管道选线中的应用[J].山西建筑,2024,50(09):177-180.DOI:10.13719/j.cnki.1009-6825.2024.09.045.

[6] 裴强.土木结构文物古建筑的消防安全[J].消防界(电子版),2021,第7卷(17): 91,93

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