防灾科技学院北2B学生宿舍楼火灾分析

1、防灾科技学院学生宿舍楼火灾风险评估分析制作人李平序言高等学校是为国家培养高层次人才的地方，一个学生从入学 到毕业也在完成自己人生一个重要转变。随着高等教育事业发 展，大学校园日新月异，高楼林立；然而校园安全及各类突发事 件处置一直是社会关心的热点，特别是2008年11月14日，上 海商学院学生宿舍楼发生火灾，给人教训深刻，使高校学生宿舍， 特别是高层学生公寓安全倍受社会关注。在我国高校中良好学习环境、求知探索的学习风气、院校学 习和生活规范性、制度性管理外，学生们在学习时间及内容选向 方面，社会交往方面，有了更加多样自主的个性化的选择。学生 们的学习和生活有了更多的自由决断的空间，往往使学生疏

2、忽了 对突发事件处置能力的自我培养。学生来自全国各地和社会各个 层面，对高层建筑认知不同，特别是对高层建筑火灾发生时逃生 知识知之甚少，一旦学校高层学生公寓发生火灾，后果将不堪设 想。一、高层学生公寓消防安全特点高层学生公寓居住人员集中，数量较大，使得其火灾特性变得更 加复杂：1、学生集中而人数多，火灾隐患多，不良行为难控制 居住学 生集中，数量大，用电负荷大，配线交错复杂，发生火灾概率大。学 生个人不良行为对火灾发生概率影响较大。2、电气设备、可燃物及火源多学生宿舍中学生用电气设备和 家用电器多，可燃、易燃物多，火灾荷载大，燃烧强烈；高层学生公 寓一旦发生火灾，燃烧速度快、火焰温度高、燃烧猛

3、烈。通过热辐射 和对流传递，室内空间温度迅速升高，引起室内可燃、易燃物质分解， 产生大量可燃气体，当室内温度达到400600C即会发生轰然，并 很快会形成大面积猛烈燃烧。3、火灾蔓延途经多，蔓延速度快 高层学生公寓内部空间复杂， 且层层相同，有的缺乏防火分隔、墙壁。同时建筑内竖向管井多，如 楼梯、通风管道井、电缆井等，当火灾发生后，烟囱效应明显，火焰、 烟雾和热气流很快通过这些途径向上蔓延，倾刻间形成多层立体火 灾。根据有关实验测试结果表明，火灾时，烟气的水平流速是0.3 0.8m/s，而垂直流速则为24m/s，使高温浓烟在高层建筑内猛烈扩散， 并导致火灾迅速蔓延。4、产生大量的烟雾和毒气 学

4、生公寓中有大量塑料、橡胶等制 品，有机化学高分子材料制成的商品，电气设备中的绝缘材料等在燃 烧时，都会产生大量的浓烟，并释放出CO，CO2，HCL，HCN等大 量有毒和窒息性气体。据统计，火灾中丧生的人员约80%死于烟气毒 害和窒息。5、空间复杂、人员密集不利于疏散高层学生公寓层数多，通 道复杂，空间丰富多变。如果空间元素组织不当，标志、标识不清， 就容易给人带来迷失感，这也是火灾发生时的不利因素，不利于人们 快速寻找出口和疏散。6、缺乏周边及社会组织消防支持受到周边基础消防设施、灭 火设备及技术限制，很难得到周边单位的消防支援，火灾扑救难度 大。二、高层学生公寓火灾危害性1极易造成重大人员伤

5、亡由于高层学生公寓人员密集，且不易疏散；火灾负荷增加，人员 火灾防范安全教育不足；火灾蔓延后的速度快以及消防设施的保护作 用受到限制等因素；再之高层建筑发生火灾后，建筑内受到伤亡危险 性较一般建筑和场所要大得多；同时由于该类建筑结构所受的承重 大，在火灾高温作用下发生坍塌可能性也增大等，造成大量人员伤亡 是可以预见而又难以施救的。2易造成重大经济损失高层学生公寓是学生日常生活、休息的地方，学生所用的所有 日常生活必须品、学习用具用品及贵重物品都存放在此。发生火灾后 扑救不及时，其经济损失远远超过特大火灾界定标准，对学生财产安 全造成重大损失。3学校正常教学、科研及师生生活受到很大影响一旦发生大

6、火，势必影响到学校正常教学、科研、工作，由于学 生数量大，且集中，学生安置困难大，给师生造成许多不方便和困难， 影响学校的安全稳定。4社会影响巨大、深远由于该类火灾易造成重大经济损失和人员伤亡，对社会稳定、社 会发展都将带来极大的负面影响，甚至造成负面国际影响。例如：2003年11月24日，莫斯科人民友谊大学学生宿舍重大火灾，当场 有33人丧生，近200人受伤，后又有8人在送往医院后不治身亡，造成 很大负面的国际影响；2008年11月14日上海商学院一学生宿舍楼发生火灾，造成4名女 生从6楼宿舍阳台跳楼逃生，当场坠楼死亡，酿成近年来国内最为惨烈的校园火灾事故，在社会上造成很大负面影响等。三、客

7、观风险度量（火灾）客观风险度量的方法有很多种，我们主要介绍两种。一种是美国NASA风险评估，另一种是澳大利亚AS/NZS 4360标准。（一）NASA风险评估表表致灾因子的撬率雄列水平生命刖嬲率可能见的次数A敬观B甦数次许多清况下发生C翊一次数次D几率4卧不太可i跋生不太可能，旭不能恕衩E不可径几乎不能发生，可能邮零不口径，怛存在几率表#致灾因T亭t后果严重畤冽水平描述爨和狎I灾难曲J死亡和系獭失11致命的系列事故，皴伤害111微不足道的彳眇的事故，微1啪系统伤害IV可徵ffJ伤害比微d律故少严重业致灾因子撅率灾涸致命匪（】1）微不足道5D可智的 3）辕大可能性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可接受风险指标分类类别目标数值15不可接受的(unacceptable)69带来不良效果的的（undearable）10171820进一步评估可接受的(acceptable with furtherassessment)没进一步评估可接受的(aocq)table with furtherassessment)步骤：1、一般火灾发生的概率我们都认为是偶然的，所以是表3-1中C。2、接着看表3-2, 一旦发生火灾，后果是灾难性的，火灾会导致学生死亡，所以选I。3、再看表3-3,先横向是火灾的概率，上面我们已经选择

9、C；再纵向看严重程度，上表我们 已经选择火灾带来的火锅是灾难性的，带来人员死亡的I。得到矩阵中a31=4。4、把这个数值带入表3-4,即可以得到答案。其中4在15的第一类，其结果是不可接受 的，现在中我们队火灾灾害危险也是不可接受的。（二）澳大利亚AS/NZS 4360标准表3-5可能性的定性度量*描述情景和细节（可能性） 概率16非常可能的较高的可能具有一定程度的可能（有可能）不太可能几乎在所有条件下都会 发生在很多条件下会发生往往会发生有时会发生85%50-85%21-49%1-20%可能性非常小没有预期过1%水平描述1,000灾害与巨灾100严重事故一股性事故, 潜在危险3小事故可能怛非

10、常意外1000不可接受的1011000不箱望发生的21100可接受的20可忽略的步骤：1、高校学生宿舍楼火灾的发生概率我们大概估计为不大可能的，即表3-5中的水平中的4, 然后带人表3-6； 一旦火灾发生，其后果是严重的，为3-6表中的水平100,。2、接着带人3-7表，先看发生的可能性为可能性很低，再看后果为很严重的，得到a44=400。3、再把数值400带人表3-8,可以得到可接受风险指数为不希望发生的。这个结果和现实 也是比较吻合的，我们都不希望火灾的发生。四、层次分析法（AHP）模糊评价模型AHP法原理高校火灾的发生是多个因素的，并且各因素之间又有着相关联 的，对于管理者来说，如何才能

11、做好高火灾危险的防范，面对这类复 杂的决策问题，处理的方法是，先对火灾发生所涉及的因素进行分类， 然后构造一个各因素之间相互联接的层次结构模型。1、建立评价指标综合集高校学生宿舍楼火灾是多个火灾诱发因素相互作用的结果，我 们在实地调查研究的基础上，结合有关消防专家对其他高校的测评 （网上参考像类似的高校）和问卷抽样调查（我们指定十个同学参照 其他高校评分原则，让他们给出相应的分数），构建了高校学生宿舍 楼火灾危险性的评价指标体系。评价指标体系分为消防安全管理、群 居特性、安全疏散设施和防火设计等4大类一级指标，每个一级指标 又分为若干个二级单项考核指标（见表2）。2、确定评价指标的权重采用层次

12、分析法（AHP）确定权重，用19标度法.再。进行每两 个指标间的相对比较，构造判断矩阵Q，再计算判断矩阵的最大特征值和其特征向量，可求出某层各指标相对于它们的上层相关指标的重 要权值，组成指标体系的权重集合A；。这种方法的原来是：设有N件物体A1，A2, A3，An；他 们的重量分布为巴，2,.想。若将他们两两相比较重量，其比值可 以构成 n x n 矩阵A。aa11 12aaQ =2122(aa1na2n:ann为了使各个因素之间进行两两比较得到量化的判断矩阵，弓|入19的标度。根据心理学家的研究提出：人们区分信息等级的极 限能力为7土 2,得出下表1标度aij定义1i因素与j因素同样重要3

13、i因素比j因素略重要5i因素比j因素较重要7i因素比j因素非常重要9i因素比j因素绝对重要2,4,6,8为以上两判断直接的中间状态对于的标度值倒数若j因素与i因素比较，得到判断值为a =1/a，a=1（1）计算判断矩阵每行元素的几何平均值。i, = J a i=1,2,3,n(1)得到 5 = (Q2,，n”(2)将-归一化。_ i(2)-=七 i=1,2,3,.,nU i=1得到- = （-，.,）T，即为所求特征向量的近似值，这也是各个因素的相对权重2 n高校学生宿舍楼火灾危险性评r指火系一级指标二级指标消防安全管理U1消防安全责任制U消防安全意识U 11.、- 、12消防安全教育U13安

14、全疏散演习U14群居特性U2公寓内人员数量U、-一 、21公寓内人员密度U 学生身体状况U 2223 学生消防素质U 学生安全行为U24 学生逃生自救能力 U26安全疏散设施U3安全疏散指示标志U,31 .安全疏散通道U.-32应急照明U33安全出口 U、,、34安全疏散距离U35防火设计U4防雷击设备U灭火器设备U1 火灾应急广播U 一43消防栓系统UU表2高校学生宿舍楼火灾危险性评价指标体系（3）计算最大特征值_Y (Aw) ni=1i入max（4）一致性检验一致性判断依据:CR = CRI式中，CI = max ，RI为平均随机一致性指标（见表3）， n 1当 CR0.1时，认为判断矩阵

15、具有满意的一致性。表3平均随机一致性指标阶数n123456789RI000.580.961.121.241.321.411.45以一级指标群居特性（U2）为例，构造比较矩阵如下:111112/2532112213121311.%231111可得此评价因素的权重集A 二（0.166, 0.181,据式（1）和式（2），2、0.101, 0.099, 0.364, 0.089） t，再由式（3）计算最大特征值人 max =6.232； n=6,查表得 RI=1.24，由式（4），CR=0.0370.1，故判断矩阵的一致性可以接受。同理可确定其他评价指标的权重集：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、高校学生宿舍楼火灾危险性评价等级的确定1、建立评价指标的评语集诱发高校学生宿舍楼火灾的因素分为5个评价等级，组成评语集 为V，V=优v，良v，中等v，合格v，差v 。将各个评语等,J ,2345级按百分制评分，则 v =95，v =85，v =70,v =50,v =30。123452、单因素模糊评价单因素模糊评价，即对指标内各个因素的评定，是一种模糊映射

17、f : U TV。对于数量型指标可以根据评价指标和评价标准的要求建 立隶属度函数，然后对于评价指标分别给出评价方案的隶属度，再把 每个单因素的隶属度组合起来得到隶属度矩阵。对于高校学生宿舍楼 火灾危险性的单指标模糊评价，隶属度采用指定同学参照同类高校的 评分（系统）来确定，如果参加评判的同学有M个，对指标U进行 考评打分，考评结果中有N，N，N，N，N人分别评其优，良， 中等，合格，差，则指标U 的等级隶属度分别为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标

18、u ,中所有因素的隶属度评价矩阵R ,。rm riij5 仍J? 一*-+fE i*+I*a*t3、多级模糊综合评价诱发高校学生宿舍楼火灾的因素较多，又都是具有模糊性，而且 各因素之间还有层次之分，如果采用一级综合评价，不仅其因素较为 庞大，而且由于因素较多使得模糊评价矩阵中的数值相对较小，这样 就难以比较事物之间的优劣次序，得不到有意义的评价结果。多级模 糊综合评价是从最低一级开始，逐级计算，每级利用公式(5)得出 上一级的隶属度评价矩阵，最终计算出最上一级的综合评价矩阵。B = A R(5)式中，A代表评价指标的权重集；“ ”代表模糊算子；R代表隶 属度矩阵。模糊算子的运算模型有四种，各种

19、模型都有一定的适用范围，普 通的乘法及加法运算模型运算时依据权重大小对所有元素进行兼顾， 既突出主要因素，又兼顾其他因素，评价结果体现了被评价对象的整 体特征，因此常被称为“加权平均型”，比较适合于整体指标的优化， 本文使用该运算模型进行高校宿舍楼火灾危险陛的模糊综合评价实 例计算。4、火灾危险性等级划分根据评价指标的评语集将高校学生宿舍 楼火灾危险性划分为5级，1级：火灾危险性非常小；2级：火灾危 险性很小，但是不能忽视；3级：火灾危险性一般，若某环节出现问 题就有可能引发火灾；4级：火灾危险性很大，应及时采取预防措施； 5级：火灾危险性非常大，应加强消防安全管理并对局部危险部位进 行整改，

20、以预防火灾的发生。各个火灾危险性等级分值F为：1级 10090； 2 级 8980； 3 级 7960； 4 级 5940； 5 级 40 以下。多级模糊综合评价得出的模糊评价矩阵表明火灾危险性按5个 等级评价所得结果的分布状况，采用线性加权平均模型计算高校学生 宿舍楼火灾危险性评价分值，从而确定高校学生宿舍楼所属的火灾危 险性等级。F =寸 b xe,(6)i=1式中，F为高校学生宿舍楼火灾危险性评价分值；e为各指标评 价等级对应的分数。六、评价应用实例以防灾科技学院北校区北2B学生宿舍楼为例，探讨多级模糊评 价法在高校学生宿舍楼火灾危险性评价中的应用。该宿舍楼2001年 以后修建的，为钢筋

21、混凝土框架结构，耐火等级为二级，共6层，建 筑面积6000m2，共有198间宿舍，每间宿舍平均6人，楼内共住宿 学生1188人左右，人口密度达到0.198人/m2。宿舍楼设计了室内 消防栓系统（每层有4个），楼内没有防排烟设施。宿舍楼走道上设 计了应急照明及疏散标志，有两个疏散出口（一个常不开），楼内各 层均配置了8个干粉灭火器。1、隶属度评价矩阵的确定请10位同学对每个评价指标相对于不 同的评语等级打分，确定隶属度评价矩阵R。其中一级指标群居特性 （以）的评分结果如表3所示。表3群居特性模糊评价评价指标权重评价指标等级优良中等及格差U210.16611620U220.18111521U230

22、.10162110U240.09911431U250.36471110U260.08923320则群居特性的隶属度评价矩阵为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同理可得评价指标权重评价指标等级优良中等 十等及格差U110.13618100U120.11412610U130.28001720U140.47001144评价指标权重评价指标等级优良中等及格差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、多级模糊综合评价将诱发高校学生宿舍楼火灾的因素分成两个层次进行二级模糊 评价，评价模型为(U, V, R)。首先对四个一级指标U分别进行一 级模糊评价，通过专家对高校学生宿舍楼火灾危险性的单指标模糊评 价结果和层次分析法确定的指标劝重，利用公式(5)计算一级模糊 综合评价集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,