既有房屋安全健康档案智能化管理研究与应用结构设计.doc

浙江工业大学硕士学位论文 第一章 绪论既有房屋安全健康档案智能化管理研究与应用结构设计第一章 绪 论1.1 引 言近代建筑业的发展大致可分为三个阶段，第一个发展阶段为大规模新建时期，第二个发展阶段是新建与维修改造并重时期，第三个发展阶段为以维修加固和现代化改造为重点的时期。杭州市目前正处在由第一个发展阶段向第二个发展阶段过度的时期，这个时期的房屋有以下几个特点：（1）一批较早建造的房屋由于设计因素，施工因素，材料因素，人为损坏因素，自然影响等因素，导致结构构件老化，使房屋部分存在安全隐患。（2）随着近年来产权多元化和房屋租赁的活跃，房屋使用安全隐患日益凸显，如擅自改变房屋使用功能、盲目改扩建和装饰工程中擅自拆改承重结构等行为，严重影响了房屋的整体性和耐久性。（3）建筑物有可能遭受地震、水灾、台风等较大自然灾害的破坏。如果这些破坏在事后没有进行处理，会不同程度地削弱建筑物的安全性和耐久性。（4）随着城市建设的发展，在既有房屋附近兴建房屋和市政工程等情况越来越普遍，由此造成施工场地周边房屋的不均匀沉降、开裂，影响既有房屋的正常使用。（5）国家现行房屋安全管理体制不完善，现行的管理法规大多是针对在建的建筑工程施工安全管理，很少涉及到既有房屋的安全管理，致使既有房屋在安全管理上处于“真空”状态。图1-1、图1-2、图1-3、图1-4 反映了房屋中存在的某些现状。因此，对既有房屋的安全管理工作迫在眉睫。图1-1 某房屋外墙斜裂缝图1-2 某学校教室墙脚潮湿图1-3 某地震下破坏的房屋图1-4 某房屋装修中乱拆现象为实现对既有房屋的有效管理，杭州市房屋安全管理部门做了大量的工作。2006年，杭州市颁布了杭州市城市房屋安全使用管理条例，该条例涉及房屋白蚁防治管理、房屋装修安全管理、房屋安全鉴定管理等方面，房屋安全管理实现了有法可依；2007年初，杭州市启动“房屋健康体检”活动，有效的提高了全社会“房屋健康体检”意识；2007年底，杭州市提出了“建立既有房屋安全健康档案”的管理设想-所谓“房屋安全健康档案”是指，通过对房屋的普查，将房屋的建造年代、使用状况、使用寿命、图纸资料、房屋历史、防灾抗灾等级等详细情况一一纪录在案，并将这些安全检测结果在房管局的地理信息系统（Geographic Information System,简称GIS，是一种采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达和应用地理信息的计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地理数据的通用技术）数据库中予以公布。2008年开展房屋健康普查、建档试点实践工作，主要针对以下三个方面进行普查工作：一是对已开工或即将开工的地铁站点周边房屋进行摸底调查，了解周边房屋数量、距基坑距离等信息，为地铁施工、设计等提供参考，同时也为做好房屋证据保全作准备；二是选取杭州市GIS数据库中某社区进行试点普查，通过调查房屋装修拆改情况等，剖析杭州市住宅楼相关信息；三是将杭州市历年鉴定的中小学校舍及震后检查的中小学校舍资料进行整理、汇总，积极为建立全市中小学校舍数据库积累资料。试点工作的开展为实现“房屋安全健康挡案”顺利进行，积累了丰富的经验。文章结合试点工作的经验，以及在采纳建筑结构、设计、统计方面专家建议基础上，制定出一套适合房屋日常管理工作的既有房屋健康评定标准，其次运用Visual Basic 6.0和ASP.NET 2.0开发了“既有房屋安全健康档案智能化管理系统”，实现了既有房屋健康档案智能化管理。1.2 既有房屋安全健康档案智能化管理概述房屋是人们生活和工作的基本要素之一。房屋建成以后，人们关注的是如何将其管好用好，使其较好地发挥效益。既有房屋安全关系到人们的生命安全和社会安定，是一个十分重要的问题。然而，由于建筑质量、装饰装修、建筑老化、设备外设物、灾害作用以及房屋管理等方面的问题，既有房屋往往存在一定的安全隐患。如何管理好既有房屋,具有重要的社会和经济意义1。1.2.1 国内外发展水平及现状既有房屋的安全使用问题，一直以来都是各级政府极为关注并极其重视的，但由于我国仍处于快速的建设时期，房屋使用安全的管理工作远远跟不上产权多元、结构更新、装修改造等发展的需要。如何建立一种崭新的安全管理模式，预防、减少安全事故的发生？这是摆在房屋安全管理工作者面前的一个重大课题。在这方面，国内外已开始了一些有益的尝试。1） 国外现状国外一些发达国家对于房屋的安全管理从设计阶段开始，后续涵盖施工阶段、装修阶段、使用阶段以及灾害后修缮加固或拆除等整个生命周期，进行全面而细致的安全评估与管理，而且对于每一个阶段都配备有相对应的细致的技术规范、管理条例和法规来全面调控房屋生命周期的安全性，使人们的生命安全和财产损失风险降低到最低的程度。（1）美国大城市灾害管理模式美国是个多种类自然灾害频发的国家，其中以地震、飓风、洪水、陆地龙卷风、暴风、山林灾害和产业灾害最为频繁，因此对城市的综合减灾管理十分重视。美国的灾害实行统一领导和分两等两级管理，美国灾害行政管理对策的第一责任者是灾害发生地区所在的州，美国政府只对超越当地地方灾害对策能力的部分由总统按紧急事态法令给紧急援助。根据l974年灾害救助法和总统1214号行政令，国家级直接执行灾害救助法行政管理的责任者是紧急事务管理局的长官，州级是州的灾害局。在巨大灾害到来时，实施联邦应急方案，联邦政府提供给州及当地政府以人力、技术、设备和其他资源，并积极地筹划管理整个应急过程在美国，巨大灾难应急小组由联邦应急方案的27个合作者组成，并处理巨大灾难应急的政策问题美国的灾害管理实行法制化，自1959年后颁布的法律，详细规定了各有关部门在减灾中的地位、作用和职责。现以美国洛杉矶市为例，简要介绍美国大城市综合减灾管理的情况。洛杉矶市市长领导下的应急指挥委员会是洛杉矶市防灾救灾的最高权力机构，下设应急指挥中心(EOC)为其日常办公机构，负责人由消防或警察方面的首脑担任。应急指挥中心的第三级机构分为六大块：信息和公共事件部门的协调、联络部门的协调、执行(指挥)部门的协调、计划和情报部门的协调、后勤部门的协调、财政和行政部门的协调六大块分别由相关的部门和单位组成，每个部门或单位有13名职员在应急指挥中心内共同工作”2。其中，各部门之间的协调者中可能有其他部门的代表，并且随情况变化，组织中的人员只有在需要的时候才活动。（2）英国对事故调查与安全评估在英国发生的一切事故（包括社会性的各服务行业、娱乐行业、事业和社会团体内部），除航海和航空事故由运输部负责调查外，其余均由英国安全卫生执行局（HSE）及其各地方局负责调查。英国的安全评价涉及各个领域，HSE的各地方政府设有少量监察员对少量危险性小的单位如商店进行安全监察，但事故的调查由HSE各地区局负责，且地方政府的监察员一定程度上接受各地区局的知道。事故发生后，HSE要与有关专家亲自到现场帮助研究制定措施和对策，防止类似事故再次发生，并把事故情况适时通报给各有关方面，特别是类似企业，事故的公布基本上不受约束，社会舆论和新闻媒介可以自由进行报道和监督。英国十分重视安全评价，它们吸收了各国特别是欧共体目前先进的方法标准的内核，发展成为自己一套独立的评价体系3。（3）西欧国家的城市住宅小区管理模式西欧国家住宅小区的日常管理，主要是有城市政府及其领导下的房屋管理部门和专业管理公司来承担，同时由于一些国家的住房规律制度的改革，居民参与住宅小区管理的作用不断加强，出现了小区居民管理委员会的形式。以瑞典为例，瑞典住宅小区的日常管理是由市政府领导下的房屋管理公司负责，全国由三百个城市，由近三百个住宅管理公司，这些公司的特点是不以盈利为目的。它们联合起来组成全国性的联盟，称为SABO。SABO联盟在全国各地城镇均设有分支机构，称为地方住宅建设与管理协会。每一个城市内，各个住宅下去的房屋管理员均属于管理协会领导和雇佣，城市政府内管理住宅问题的副市长参加协会的理事会。瑞典城市内，几乎所有的向居民提供服务的项目，如住房、福利设施、幼儿园、学校、卫生保健、文化及体育项目，都由这些公司管理和经营的。一般情况下,瑞典的房管公司在城市的各个住宅小区内设立服务处，每个管理处管理约100套住宅,设有经理一名,住宅的大修和小修都是在服务处经理的领导下进行的。瑞典进行住宅管理制度改革的主要内容是将房产管理公司的一部分责任委托给居民，即所谓的权利下放，这样就出现了住宅小区居民管理委员会的形式。小区居民管理委员会，是由小区内居民组成的机构，它是为协调管理机关与居民之间的关系而设立的，它有权了解小区内住宅管理的情况和协商有关小区管理的一切事务，同时它还负担领导房屋的维修工作。房屋管理公司的地方机构要向所在小区的居民管理委员会汇报和讨论它们的预算。由于住宅小区居民管理委员会的建立,房管公司的职能发生了变化，过去房管公司只是管理房产，保持其完整性，而居民只是住户，使用房屋；现在，它们则向居民提供可供选择的各种服务4。另外，日本有较为完善的房屋安全管理法律体系和防灾管理政策；法国有专门的工程质量协会进行房屋资料的汇总以及房屋安全管理5。2） 国内现状 （1）国内既有房屋安全管理的现状自1990年1月1日施行了城市危险房屋管理规定(建设部第4号令，现为建设部129号令)，我国房屋安全管理工作才真正起步，但主要是以危旧房管理为重点的。经过20多年的探索与实践，各级政府部门在房屋安全管理思想认识、法规建设、管理机构建设等方面都取得了长足的发展。第一、安全管理意识提高长期以来，各级政府部门在房屋安全管理过程中“重建设、轻管理”，“重应急、轻防范”。近年来，从中央到地方，在思想上高度重视，努力在行动上加快立法进程，加强机构建设，提高公众安全意识，注重汛期、台风等自然灾害来临时期的巡逻、管理，加强执法检查力度等，十分注重科学的发展观，以人为本的把经济建设与安全生产摆在同等地位，把房屋安全管理纳入政府日常管理议事范畴、公共管理当中。目前，有些城市还组织房屋安全普查活动，加大“预防式”管理。第二、地方法规建设加快随着经济发展和住房制度改革，大多数城市相继出台了房屋安全管理专项法律规章。目前，全国已有64个城市出台了条例或政府规章。内容涵盖面较广，大致包括房屋安全鉴定管理、白蚁防治、住宅室内装饰装修、危险房屋日常管理，房产行政主管部门负责房屋安全管理工作等。在法规立足点上，各地立足于房屋法规建设已不再仅限于危旧房管理，而是上升到日常“房屋安全”理念，把以往“救火式”治理转变为事前防范，提高了层次和扩大了视野，较具前瞻性和可操作性，对日常管理更具有指导意义和引领作用。但因各地经济发展不平衡，各城市制定的法规也各有特点。第三、房屋安全管理机构不断健全目前，我国约有200个县级以上城市建立了房屋安全管理与鉴定专职机构，机构模式为两类：一是由房产行政部门所属房屋安全鉴定机构承担，身兼二职，不仅承担房屋安全管理，又开展鉴定活动。二是房地产行政部门普遍设置专职安全管理机构，享受财政拨款。（2）国内既有房屋安全管理存在的问题虽说当前我国各城市房屋安全管理工作取得了一些成效，但也还存在着诸多问题。第一、法律法规体系不够完善我国建筑物从立项、可行性研究、征地、规划、设计、招投标、施工、质量监理、验收、审计等各环节都出台了相应法律法规，但在房屋使用阶段的安全管理，目前仅能沿用建设部129号令，且只是一部国务院部门规章。部门规章的法律位阶与省级地方性法规同等，在效力层次上并不高于省地方性法规，当然也不可能作为省级地方性法规的法律渊源。因而“上位法”的缺失，给省会城市制定条例带来不利。现有部门规章所规定的内容十分狭隘，例如，建设部129号令规定主要针对的是危险房屋管理及住宅装饰装修中涉及的问题，但对建筑物质量事故，如建筑外墙部件脱落，地下施工周边环境影响，城市房屋拆除等都未作规定。地方性房屋法规建设急需建立和完善，全国已出台房屋安全管理法律法规的城市仅为64个，占全国3229个县级以上城市的1.98%。第二、管理制度不够健全“在建”、“在役”管理制度不衔接。改革开放以来，我国加快城市化建设的步伐，各类多层、高层建筑宛如雨后春笋般拔地而起。在此期间，政府高度重视房屋建设的质量管理，从源头上把握住房屋的安全质量。随着时间的推移，大量的建筑物建设完毕，直至交付使用，这些建筑物的角色由“在建”转换为“在役”。然而，政府相关监管部门，未能及时地转变到“在建”、“在役”管理并重的理念上来，进而影响到房屋安全管理制度的建设。房屋安全管理制度应包括系统全面的前期建筑质量监管和后期行政监管两方面。建筑质量是房屋安全管理的前提，建筑质量问题有很大隐蔽性和滞后性，往往若干年后才发现，如何保障房屋建成到投入使用质量安全，需要一套完整的制度加以保障，这需要引入科学的建筑质量评定机制、保险机制、鼓励机制与惩罚机制。目前，我国对于建筑物的质量保险制度明显不足，与国外有很大差距。后期的行政监管应包括房屋安全预防制度、鉴定制度、危险房屋监管制度、房屋安全事件应急预案制度。目前我国各城市法规对危险房屋与房屋安全鉴定都有所规定，但对房屋安全定期检查、隐患治理修缮、专项维修基金、变动结构许可制度、附加物备案制度及房屋安全事件应急预案制度不够全面。第三、房屋安全管理网络不够完整如果把全国的房屋安全管理工作作为一个整体来审视，那么在全国内究竟是由哪个部门来执行呢？建设部第129号令第五条规定，“建设部负责全国的城市危险房屋管理工作”，但据了解，还没有内设的机构，没有一个机构有此职能。如果按“房屋安全管理归口于物业管理”理解，则物业管理条例的解释为，“物业管理，是指业主通过选聘物业管理企业，由业主和物业管理企业按照物业服务合同约定，对房屋及配套的设施设备和相关场地进行维修、养护、管理，维护相关区域内的环境卫生和秩序的活动”，并未涉及到房屋安全方面的内容，更何况引发房屋安全隐患的相邻施工、自然灾害等影响，物业管理又何以承担。因此，目前在国家层面，实质上是没有房屋安全管理的领导机构。目前，全国的房屋安全管理工作主要是以城市为单位，由房管部门组织实施。但从管理上看，仅是“点”到为止，不能很好地管理到“面”，尚未形成网络化。由于，未形成一个较为完整的管理网络，工作成效也可想而知了。同时，房屋安全管理是一项系统性工程，单靠某一部门管理是有限的，尤其当前大多由各地房屋安全鉴定机构兼管，因此要管理如此庞大的工程，这在人力上是远远不够的。需要建委、公安、工商、物价、消防、教育、文化、财政、人事、街道办事处、镇人民政府的参与，此外还需要各社区物业管理单位的合作。但就目前从全国来看，囿于管理体制、经费等客观原因，管理网络很难得到延伸和深入，其管理收效甚小。第四、房屋使用安全意识不够因国家加大对房屋安全的管理，全社会对房屋的安全总体已引起重视但由于缺乏有效的管理机制(主要是缺乏高位阶的法规)，社会公众在房屋的使用过程，特别是涉及到自身利益时，往往会有意或无意地忽略安全，如：装修中只讲自家舒适居住，私拆乱改房屋主体结构，改变用途，私自扩建加层；对相邻施工的影响冷漠处之，不懂得主动维权；房屋安全出现隐患，不主动委托鉴定；对公共场所的安全问题不重视等等。这些说明了社会民众对房屋使用安全基本常识及法律、法规还知之甚少，“重使用、轻安全”的意识依然存在。综上所述，我国房屋安全管理工作虽然向着好的方面发展，但其现状仍然让人担忧。为有效预防房屋安全事故发生，真正从源头上杜绝隐患，防患未然，将房屋安全事故消灭在萌芽状态，变“救火式”为“预防式”管理，杭州在二年前就创造性地提出了“建立房屋健康档案”构想，并进行了探索性的实践。1.2.2 既有房屋安全健康档案智能化管理的作用建立“既有房屋健康档案智能化管理”，可以对杭州市既有房屋的基础信息、安全、拆改信息、修缮等数据进行全方位信息化管理，保障信息及时、准确和完整，可以掌握危险房屋治理和灭失情况。具体的说有以下几个好处：（1）是确保各类房屋使用安全的前提条件房屋在使用过程中，由于材料的老化，构件强度的降低，结构安全储备的减少，必然会产生由完好到损坏，由小损到大损，由大损到危险的过程；同时房屋就像人的身体一样会有生老病死，风吹雨打中难免会受损，若维修不及时或维护不当，房屋的可靠性就会迅速降低，使用寿命大幅度缩短。在我国，多年来受“重建设，轻管理”思想的影响，对建成房屋的定期检查和维护工作还未引起足够的重视，也缺乏健全的管理制度，往往是房屋功能明显损耗或损坏严重时才进行检查、鉴定，其结果是房屋的使用寿命缩短，维修费用大大增加。（2）是防灾减灾的根据保证建立“房屋健康档案”，将能明确标志出目前存在安全隐患的房屋，有助于及时加固已损坏房屋，保持房屋抵御突发灾害的能力，更有利于在灾害来临前及时将危房内的人员撤到安全地带。另一方面，如果房屋遭受水灾、风宵、地震、滑坡、泥石流等自流灾害或火灾、爆炸等意外事故的侵袭后，房屋结构的承载能力、整体性等会受到不同程度的损伤甚至破坏，只有通过对受损房屋进行鉴定才能确定房屋能否安全使用，或需要采取排险解危后才能继续使用，同时我们将房屋的受灾情况及受灾程度在“健康档案”上进行标明，为下一步的防灾提供依据。（3）有助于及时发现险情通过对数据的整理、分析，用不同颜色对不同健康等级的房屋予以标识，可为城市各级管理部门提供辖区内房屋数量、分布、结构特点、抗灾能力等综合信息。有助于及时发现险情的房屋和房屋严重破损状况；将有助于通过抢修、加固或维修排除险情，防止发生房屋倒塌及破坏性事故，保障居住安全和房屋的正常使用；将有助于我们掌握房屋的破损状况，针对房屋破损情况制定措施，安排修缮，保持和提高房屋的完好程度，延长房屋的使用寿命；将有助于我们制度房屋的修缮计划，制定城市总体修建、改建规划，为实现房产的科学化管理提供可靠依据。（4）有助于延长房屋使用寿命驻足于繁华的街道，一座座造型时尚的建筑吸引着众人的眸光与脚步，而那些六十年代的建筑已凤毛麟角，七十年代的所剩无几，八十年代的正满目疮痍。同时，我国建设部于上世纪80年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用2530年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅1520年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有3040年。针对这些现状，越来越多的建筑学者提倡，不应该以拆建筑来建设城市，修缮与再利用才是一种积极地建设态度。（5）有助于节约资源众所周知，我国的资源有限且人口众多，面对日趋严峻的资源紧缺问题，而建设领域中的建筑业和住宅产业是资源消耗大户，据计算，建筑用钢材消耗量约占我国钢材生产总量的20%，水泥消耗量约占我国水泥生产量的20%，玻璃消耗量约占我国玻璃生产总量的15%。为此，建筑延长1030年的使用寿命可以说是一项利国利民的大事，不啻为资源的最大节约。也可以实现房屋效用的最大化。中国古语有云“衣食住行”，其住的重要性是不言而喻的。试想用三代人的钱、辛苦购买的房子，30年就不能用了，到时候一名普通的老百姓谁还有能力购买一套新的住房。（6）有助于实现既有房屋安全的数字管理通过建立的数据库与城市规划、城建、土管、消防、统计、财政等部门信息系统对接，实现数据共享，构建“数字城管”，建立长效的动态的城市管理机制，提高城市房屋抗灾防灾能力，为政府部门统筹使用城市建设、管理资金，城市科学规划，构件城市管理应急机制提供基础数据。1.3 课题研究的主要内容本论文课题是以建立“杭州既有房屋安全健康档案”工作为大背景。为了能实现既有房屋安全健康档案的智能化管理，本文通过将多层次模糊综合评判法应用到既有房屋健康评定中，制订了适合应用于房屋安全的日常管理工作的既有房屋健康评定标准，便于房管安全管理部门通过现场普查给出房屋的健康程度。并最终在此基础上开发了杭州市既有房屋健康档案信息化管理系统，实现了对房屋的分布、数量、建设年代、健康情况、抗灾能力、修缮情况等信息的全面管理，同时加以分析、统计、开发利用。课题的具体任务和内容是：（1）参加房屋安全管理部门对杭州市中小学校舍安全普查、地铁周边房屋安全普查、某社区的普查等工作，收集相关资料。（2）利用多层次模糊综合评判法和相关标准制订适合房屋日常管理工作的既有房屋健康评定标准。（3）编写Fortran程序，实现既有房屋健康评定标准的自动评级。（4）使用Visual Basic 6.0设计开发“既有房屋安全健康档案智能化管理系统”，实现对房屋的分布、数量、建设年代、健康情况、抗灾能力、修缮情况等信息的全面管理，同时加以分析、统计、开发利用。（5）基于ASP.NET的房屋安全管理网站开发。本人参与了该课题的前期调研、需求分析、初步设计、详细设计、数据库设计以及系统测试等各项主要工作。 11 浙江工业大学硕士学位论文 第二章 制定既有房屋健康评定标准第二章 制订既有房屋安全健康评定标准2.1引言在试点工作中，如何根据普查内容给房屋给定一个健康等级成为需要首要解决的问题。虽然国家也提出了不少管理房屋安全鉴定的标准，如：1984年原城乡建设环境保护部批准的房屋完损等级评定标准(试行)、建设部发布的行业标准危险房屋鉴定标准(JGJI2504)、国家标准民用建筑可靠性鉴定标准(GB502921999)、国家标准工业厂房可靠性鉴定标准(GBJ14490)、行业标准建筑拆除工程安全技术规范(JGJ1472004)、国家标准建筑 抗震鉴定标准(GB5002395)等，但是无法直接用于对既有房屋的健康评级的工作中。一方面，由于这些鉴定标准只考虑房屋本身的结构安全性因素，没有考虑一些附加的因素，如房屋的周边环境、图纸资料保存情况等；另一方面，由于这些标准的判定需要鉴定人员进行多方面的结构鉴定，工作较为复杂，且普查工作的工作量较大，不适合用于房屋安全的日常管理工作。因此参照现行的规范、标准和规程，制定一套适合于房屋安全日常管理工作的标准是十分必要的。既有房屋的健康评判工作具有诸多主观不确定性，因为受到专家意见及资料的不完善等因素的影响。模糊综合评判可用来判定各个影响因素在不确定的条件下其最可能的确定性结论。在建筑这一领域，国内一些学者已将该法应用到建筑施工招标中应用6。因此，尝试应用这种方法对既有房屋安全健康等级进行评判。2.2 理论基础所谓综合评判，是指对多种因素所影响的事物或现象进行总的评价，若在以上评价的过程中涉及到模糊因素，便称作模糊综合评判。在生产、科研和日常活动中，人们总要对一个事物进行优劣好坏的评价，以作出相应的处理7，例如:评价运动员的素质，评价各种商品质量的好坏，评价某设计参数的合理程度。在模糊集合理论产生之前，人们常用总分法和加权平均法来进行综合评判。总分法是对评判对象按每一影响因素评定一个分数，然后用所有分数的总分作为评判标准一种综合评判方法，这种方法把每个因素都看成是同等重要的，这显然不完全符合客观实际。实际上，影响事物的各个因素，其重要程度是各不一样的，而且同一因素，对甲事物很重要，对乙事物可能并不重要了。因此进行综合评判时，不仅应考虑因素的性质和多少，而且还应考虑各因素的重要程度。加权平均法是对每一因素按其重要程度分配相应的权数ai (i= 1 .2 ,.,m)，然后把各因索的评分Si ( i= 1,2,.,m )进行加权平均，再用加权平均值作为评判标准的一种综合评判方法。显然，加权平均法比总分法能给出更加合理的评判结果，因为它考虑了各个因素不同的重要程度。上述两种综合评定，相应于每一元素，都有一确定的评判分数。但对许多问题，并不能简单地用一个分数来加以评判。例如：评价服装的好坏时，影响评判的因索有花色、样式、价格、耐用度等。显然，按同一评判因素，不同的人会得出小同的评判结果。如按花色来评判，有的认为好，有的认为差，有的认为一般，评判结果不再是一个确定的数， 而是一个用语言来表达的模糊概念了。这时，为了得到合理的评判结果，便采用模糊综合评判法。应用模糊数学的基本原理，对某一方案进行全面的评价。对于涉及模糊性因素的评价对象，用传统的数学模型难以定量评价，而借助模糊评价可以把模糊性的定性评价转化成定量评价，模糊综合评判的数学模型可分为一级模型或多级模型。2.2.1 一级数学模型对于简单的评判问题，可以采用一级数学模型进行综合评判，步骤如下：（1）建立评判对象的因素集U=u1，u2，un。因素就是对象的各种属性或性能在不同的场合的影响指标，也称为参数指标或质量指标，它们综合地反映了对象的质量，人们就是根据这些因素给对象评价。（2）建立评语集V=v1,v2, vm。评判集一般就是等级的集合。（3）建立单因素评判，即建立一个从U到F(V)的模糊映射由f可以诱导出模糊关系R,得到模糊关系矩阵R： （2-1）rij表示第i个因素对于第j个判断的隶属度。第i个因素的m个隶属度中最大隶属度所对应的j值就是第i个因素的评价等级，也即是表示评价对象的因素ui属于评价等级Vj。（4）综合评价一般地，各评价因素对评价结果的影响是不一样的，因此各因素前要加上一个权重系数，各因素的权重系数可以视为上的模糊子集，记为： （2-2）设B表示对评价对象的模糊综合评价，则，其中为算子符号，它可以表示为普通乘法，也可以是模糊合成等各种算子，可根据实际情况选择不同的算子。对于复杂事物进行评价时，往往需要考虑很多因素，这时一方面各因素的权重系数难以确定，另一方面即使得到权重系数，其必然很小，这样会在模糊评价中丢失很多信息，甚至有可能得不出结果。这时需要应用多级模糊评价的方法对事物进行评价。2.2.2 多层次模糊综合评价模型构造多层次模糊综合评价模型的步骤如下：将给定模糊综合评价因素按某些属性分成s个子集U1，U2，Us。它们满足：则可以得到第二层次因素集合：U1，U2，Us。对每个子因素集Ui分别进行综合评判，例如：U1=u11，1u2，u1k，设Ui的各因素权重系数为Ai,Vi的模糊评价矩阵为Ri则得。把U=U1，U2，Us中Ui的综合评判结果Bi看成U的单因素评判，每个Ui反映U的某些属性，按它们的重要性重新分权重系数A，于是总的模糊评价矩阵为： （2-3）则得到二级评价向量8。2.3 利用多层次模糊综合评判法制订既有房屋安全健康评定标准2.3.1 既有房屋安全健康影响因素的确定及评价体系的建立既有房屋健康状况包括房屋的资料保存情况、房屋使用状态、房屋周边环境情况等。房屋的健康状况具体分为十四个影响因素，根据这十四个影响因素的影响角度不同，划分为四类：房屋的出生状态、房屋使用情况、房屋的抗灾能力、房屋的历史状况。1） 房屋的出生状态房屋的出生状态主要涉及因素有：（1）出生指标-指既有建筑的建造是否按当时国家的基本建设程序。（2）资料指标-指既有建筑的相关图纸资料情况，包括设计图纸、地质勘探报告和建设单位、设计单位、产权单位的信息。（3）缺陷指标-指既有建筑建成后结构是否存在缺陷，比如是否设置构造柱、圈梁等。第一个和第二个因素会给房屋的管理、房屋的部分抗灾能力带来影响，因此将这些影响因素评判指标是合理的。2） 房屋的使用情况房屋的使用情况是指房屋在使用过程中各个部分的损坏情况，是日常检查最直观的、最重要的表现指标。通过这些指标可以直接看出房屋在结构上和围护结构的安全情况。通过归纳主要有下面几个主要因素：（1）地基基础（2）上部承重结构（3）围护结构（4）设施设备。这些因素作为最直接最重要的评判指标。3） 房屋的抗灾能力房屋的抗灾能力有很多，本文中的抗灾能力只包括房屋最常见的抗灾能力，包括：（1）抗震能力（2）抗风能力（3）消防指标（4）周边环境。周边环境因素主要考虑房屋是否受到周边环境的影响，如基坑的开挖、爆破等。由于房屋的安全管理本身具有预防性质，因此将这些因素作为评判房屋的健康能力是合理的。4） 房屋的历史状况房屋的历史状况主要涉及因素有：（1）房屋用途变更（2）结构构件变更情况（3）突发事件的历史纪录（如建筑物是否曾经遭受过洪水、火灾、爆炸以及来自于其它机械设备的冲击） 9。尽管这些因素不会直接造成建筑物的破坏，但会不同程度地削弱建筑结构的整体性和耐久性等。通过以上因素归类，建立评估模型，见图2-1。图2-1 房屋的健康状况评估模型Fig .2-1 Model of housing health status assessment2.3.2 评价系统方法的确定 由前文所建立的关于房屋健康状态的层次结构模型（图2-1），采用模糊综合评判的评价体系。模糊综合评判的目的是希望能够对若干个对象，按一定意义进行排序，从中挑出最重要或最不重要对象，即是决策过程10-11。模糊综合评判首先要解决的问题是计算各个层次因素的权重，这里采用层次分析法确定权重。1） 层次分析法（AHP）确定权重层次分析法（AHP）是美国数学家萨蒂在20世纪70年代提出的。它是一种整理和综合人们主观判断的客观方法，也是一种新的定性分析与定量分析相结合的系统评价方法。层次分析法的一般步骤：（1）建立评价矩阵以U表示目标，ui表示评价因素，如图2-1所示。uij表示ui对uj的相对重要性数值，（j=1,2,3,n），uij的取值参照表2-1进行。如以上方法构造判断矩阵P=uij，即：该矩阵称之为A-U判断。表2-1 重要性标度及定义Table 2-1 the importance of scale and definition重要性标度定义1表示因素ui与uj比较，同等重要性3表示因素ui与uj比较，稍微重要性5表示因素ui与uj比较，明显重要性7表示因素ui与uj比较，强烈重要性9表示因素ui与uj比较，极端重要性注：1，2，4，6，8 分别表示相邻判断1-3，3-5，5-7，7-9的中值。 （2）计算重要性排序权重计算方法有很多种,通常采用根法、和法、特征根法、最小二乘法等。根法计算较为简便、且精度满足要求，因此这里使用根法计算。根据A-U矩阵,求出最大特征根所对应的特征向量，所求特征向量即为各评价因素重要性排序,就是权重分配。第一步、计算判断矩阵每行元素的乘积Mi； （2-4）第二步、计算Mi的n次方根； （2-5）第三步、对作归一化或正规化处理，即： （2-6）则W=(W1,W2,Wn)T即为所求特征向量。第四步、计算判断矩阵的最大特征根max； （2-7）（3）检验在构造判断矩阵时，并不要求判断具有一致性，即不要求上式成立，这是客观事物的复杂性与人们认识的多样性所决定的。但是要求判断具有大体的一致性却是应该的，若出现A比B极端重要，B比C极端重要，C又比A极端重要的情况显然是违反常识的。而且，当判断偏差多，一致性过大时，排序向量计算的特征根值将出现某些问题,因此在求出特征根后要进行一致性检验，这是保证结论可靠的必要条件。得到的特征向量即为所求权重，那么权重的分配是否合理，尚需要对判断矩阵进行一致性检验，检验公式为： （2-8）式中：CR为判断矩阵的随机一致性比率；CI为判断矩阵的一般一致性指标，它由下式给出： （2-9）RI为判断矩阵的平均随机一致性指标，其取值如表2-2。当CR0.10时，即认为判断矩阵具有满意的一致性，说明权重分配是合理的；否则，就需要调整判断矩阵，直到取得具有满意的一致性为止。35表2-2 判断矩阵的平均随机一致性指标Table 2-2 The average random consistency index of matrix to determinenRInRI1061.242071.3230.5881.4140.9091.4551.12由建立的多层次评估模型（图2-1），将影响既有建筑健康状态的14个主导因素构成因素U=u1，u2，u14，按照评判模型第一层次： U=U1，U2，U3，U4，第二层次：U1=U11，U12，U13、U2=U21，U22，U23，U24、U3=U31，U32，U33，U34、U4=U41，U42，U43，U44。以第一层次为例，计算U权重：第一层次U权重打分并确定如表2-3表 2-3 第一层次各指标权重Table 2-3 every index weight of the first level指标UU1 U2 U3 U4权重 U111/51/31/40.07 U251320.47 U331/311/20.17 U441/2210.29（a） 计算（b） 计算 （c） 计算 （d） 计算（e） 检验一次性比率，符合要求。权重A=（0.07，0.47，0.17，0.29）。第二层次权重分别为：A1=（0.4，0.2，0.4）、A2=（0.51，0.28，0.105，0.105）、A3=（0.37，0.28，0.105，0.105）、A4=（0.12，0.61，0.27）。2） 确定各单因素值将各个单因素进行定量化、有助于房屋的健康状态数据分析。依据建筑行业相应的规范和行业标准，并结合以往的研究以及实际经验。将各因素分为3类标准：满足、基本满足、不满足，取值分别为ri（0.3,0.6,0.9），i=(1,2,14)。下面给出影响房屋安全状态的各个因素值及确定依据。（1）出生指标出生指标指既有建筑的建造是否按当时国家的基本建设程序，分三个等级：建造规范、建筑正规（正规设计与施工但不符合基本建设程序）和建造非正规。建造规范是指建筑有正规的设计和施工，且建设程序按照当时的国家法规；建筑正规是指建筑有正规的设计和施工，但是建设程序不符合当时的国家法规；建造非正规是指建筑无正规的设计或施工，且建设程序不符合当时的国家法规。房屋的出生指标评定标准及相应估值见表2-4。表2-4 房屋的出生指标评定标准及估值表Table2-4 The assessment standards of housings Birth Indicators and evaluation index程度房屋的出生评定标准数值(ri )满足建造规范0.9基本满足建筑正规0.6不满足建造非正规0.3（2）资料指标资料指标对于房屋的安全检查和维修都具有重要的作用，因此这一指标也是评定既有建筑的健康程度的有效指标。资料主要包括：房屋的设计图纸、施工图纸、地质资料、建设单位、设计单位、产权单位等。主要资料包括：设计图纸和地质资料，这些资料是对房屋进行健康体检的必要条件。房屋的资料指标评定标准及相应估计见表2-5。表2-5 房屋的资料指标评定标准及估值表Table 2-5 The assessment standards of housings date and evaluation index程度房屋的资料评定标准数值(ri )满足资料齐全0.9基本满足主要资料齐全0.6不满足无资料0.3（3）缺陷指标缺陷指标是指建筑建成后结构按照现行标准是否存在缺陷，如砖混结构房屋是否设置了构造柱、混凝土构件是否存在蜂窝麻面等。具体的评定原则：无缺陷就定为满足，缺陷存在但不影响结构安全的缺陷定为基本满足，缺陷存在但影响结构安全的缺陷定为有不满足。房屋的缺陷指标评定标准及相应估计见表2-6。表2-6 房屋的缺陷指标评定标准及估值表Table 2-6 The assessment standards of housings Defect and evaluation index程度房屋的缺陷评定标准 数值(ri )满足无0.9基本满足有、但不影响结构安全0.6不满足有、但影响结构安全0.3（4）地基基础地基基础是建筑工程的重要组成部分，地基基础的工程质量直接关系到整个建筑物的结构安全，因此检查它的安全是十分重要的。在检查过程中，一方面由于地基基础工程具有高度的隐蔽性，使得不能直接观察地基的损坏情况；另一方面由于检测工作要适合日常的检测和管理工作，使得不能通过使用仪器等较为复杂的检测手段来实现基础的检测。因此，如何制定一个较为准确、且操作简单的评定标准就成为首要的问题。地基基础作为建筑物的最大受力构件、如果基础出现问题，必定会导致上部结构出现问题，如墙、柱出现裂缝，地面出现塌陷或者裂缝等情况，因此，我们可以通过上部结构的这些现象来判断地基基础的危险程度12。结合以上因素，将地基基础损坏程度通过以下三个指标来反映：第一、沉降指标沉降指标主要指基础的不均匀沉降，主要通过不均匀沉降对上部结构产生的破坏程度来确定其破坏情况，如墙、柱出现斜裂缝的程度和地面塌陷的程度。沉降指标分为三个等级：满足、基本满足、不满足。对于没有出现不均匀沉降现象的定为满足；对于地面存在轻微开裂且稳定，墙、柱存在表层破坏且裂缝稳定，定为基本满足；对于地面开裂严重，墙、柱存在结构斜裂缝，或者出现持续开裂现象的定为不满足。第二、老化指标老化指标是指基础在受腐蚀、风化、使基础剪强度不足以支承上部结构的荷载，从而局部或整体被剪切破坏。这一指标主要根据地基受腐蚀程度来确定其破坏程度，如该房屋常年受污水浸泡，常年失修失养的房屋定为老化较为严重的，即为不满足；如所处环境较好的，则为满足。第三、稳定性指标稳定性指标是指地基基础是否处于稳定状态，为了便于检查方式便于日常管理工作，这里采取较为简单的检查方法来确定基础的稳定性，主要根据房屋是否存在沉降不稳定的检测记录、周边居民是否能感觉到等指标来确定。稳定性指标分为三个等级：满足、一般满足、不满足。房屋的地基基础评定标准及相应估值见表2-7。表2-7 房屋的地基基础评定标准及估值表Table 2-7 The assessment standards of housings Base foundation and evaluation index程度房屋地基基础指标评定标准数值(ri )满足沉降指标、老化指标、稳定指标均为满足0.9基本满足除满足和不满足的所有情况0.6不满足沉降指标不满足或老化指标为不满足或稳定性指标不满足0.3(5) 上部承重结构上部承重结构作为房屋的主要承重框架，其主要检测的一项是其承载力。例如钢筋混凝土结构，评估其承载力通常采用试验来测定混凝土的强度、构件的尺寸及构件的配筋是否符合规范。但是，这些具体的、直接的测定和试验对服役的建筑物是不现实的，同时这些工作也超越了对建筑日常检查监测的范围。因此，通过观察结构构件的破坏情况来分析其承载力，通过以下四个指标来反映：第一、裂缝指标裂缝的出现和开展是结构破坏的先兆，通过目测和仪器观察裂缝的部位、形式、走向、宽度、深度可以知道构件的损坏程度。裂缝指标分三个等级：满足、不满足、基本满足。具体的判定原则：首先从工程鉴定和处理的角度，将裂缝分为受力裂缝和非受力裂缝。对出现受力裂缝且宽度、深度较为明显的，裂缝指标定为不满足；对于只出现少量轻微的非受力裂缝，裂缝指标定为满足。第二、变形和位移指标结构的变形和位移对结构的承载力和正常使用有密切的关系，通过目测和仪器相结合的方法进行评定。变形和位移指标分三个等级：满足、基本满足、不满足。具体的评定原则：对于目测无明显变形和位移的构件，直接定为满足，对于目测可以看出明显变形和位移的构件，通过仪器来确定变形情况，对于未超过规范的定为满足，对于未超过危标的定为基本满足，对于超过危标的定为不满足。第三、构造、连接和支撑指标构造、连接和支撑指标分三个等级：满足、基本满足、不满足。具体的评定原则：预埋件的锚板和锚筋的构造合理，连接节点的焊缝或螺栓符合国家现行规范规定和使用要求经检查无异常（无变形或位移）者，定为满足；当预埋件的锚板有明显变形或锚板、锚筋与混凝土之间有明显滑移、脱落现象时，当节点焊缝或螺栓连接有局部拉脱、剪断、破损或较大滑移者，根据其严重程度可评为基本满足或不满足13。第四、残损指标残损指标是结构耐久性的重要指标，体现结构或结构中的杆件抗腐蚀破坏的能力，包括结构的老化、腐蚀现象等情况。残损指标分三个等级：满足、基本满足、不满足。具体的评定原则：对于腐蚀和老化面积小于构件面积的5%时，评为满足；对于腐蚀和老化面积大于构件面积的5%，但小于构件面积的10%时，评为基本满足；对于腐蚀和老化面积大于构件面积的10%时，评为不满足。房屋的上部承重结构评定标准及相应估值见表2-8。表2-8 房屋的上部承重结构评定标准及估值表Table 2-8 The assessment standards of housings upper loading structure and evaluation index程度房屋的上部承重结构指标评定标准数值(ri )满足有关结构承载力指标每项都满足要求，有关结构耐久性指标为满足或基本满足。0.9基本满足除满足和不满足的所有情况0.6不满足有关结构承载力指标其中一项为不满足项0.3注：有关结构承载力指标为：裂缝指标、变形和位移指标、构造、连接和支撑指