利用模糊数学评估高层建筑火灾

1 5, 所以拿取非常方便。 Pinqy 还得到了比利时消防
队和法国蒙彼利埃最大的消防组织的支持, 并且他们
已经在使用它。
这款灭火器在去年的英国创新展示会上夺得了金
奖, 最近它已开始走进英国的千家万户。和传统的灭
火器不同, 它还有一个安全阀, 如果温度过高, 安全阀
能防止它爆炸。
( 小 溪)
参考文献:
( b1 , b2 , ∀, bm ) = ( a1 , a2 , ∀, an )
r11 r 12 ∀ r 1m
r21 r 22 ∀ r 2m
! rn1 rn2 ∀ rnm 式中 B = ( b1 , b2 , ∀, bm ) 为 V 上的模糊子集, bj ( j = 1, 2, ∀, m) 表示结果 Vj 对B 的隶属程度。 在这里表 示模糊运算的通用算子, 在模糊理论中它有多种形式, 不同的形式构成不同的模糊评判模型。 对于高层建筑火灾危险性的评估, 比较适合采用 模糊分析算子 M ( ! ∀ ) , 它对所有因素依权重大小均 衡兼顾, 比较适用于要求整体指标优化的情况, 也称为
称R ( 这里的 m 表示平估专家的数量) 。
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( 3) 由此得出 模糊关系矩阵 R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、 R6 、R7 、R 8 。 2. 4 模型计算
当因素权重集合 A 及单因素评判关系矩阵 R 确 定后, 便可以按照一定的模糊运算规则进行模糊综合 评判, 以求得模糊综合评判集合 B 。B = A R 。
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利用模糊数学评估高层建筑火灾
王之羽
( 上海市消防总队, 上海 201208)
摘要: 依据影响高层建筑火灾危险性的主要因素 , 应用模糊数学理论并选择合适的综合 评判模型, 研究适 用于高层建 筑 火灾危险性评价的方法。 关键词: 模糊数学; 综合评判模型; 高层建筑火灾; 危险性评价
太难看就是太笨重, 多数房主在他们自家的厨房或客
厅里都没有配备灭 火器, 意识到这一点之 后, Pinqy
的设 计师 埃里克! 克伦 梅 利 克 想 出 了这 个 主 意 。他 介
绍说, 没人在厨房或客厅放置灭火器是因为它们不但
难看, 而且还要占 很大的地方。而 Pinqy 就 不同了,
因为你把它放在书架上就行, 它看起来很漂亮、很吸引
[ 1] 吴启鸿, 肖学锋, 朱东杰, 等. 今后若 干年内我 国火灾发 展 趋势的探讨[ J] . 消防科学与技术, 2003, ( 5) .
关系矩阵:
R1
r11 r 12 ∀ r 1m
R=
R2 =
r21 r 22
∀ r 2m 。
!
Rn
rn1 rn2 ∀ rnm
矩阵的每一行是某因素在某评语的隶属度, 是单
因素评判集合, 它是评语集 V 上的模糊子集。而矩阵
的每一列则是同一评语各因素的隶属度。所以矩阵 R
是多因素评判的基础。
根据前面确定的因素集和评语集, 在确定模糊矩
7 结论
经上述性能化分析, 可以认为本报告所提出的消 防安全设计基本上可以满足消防安全要求, 达到性能 化消防设计的目标。
参考文献:
[ 1] 施 , 韩新. 浅析城市大型交通枢纽工程的消 防性能化设 计[ J] . 消防技术与产品 信息, 2005, ( 6) : 3 5.
[ 2] 卢小平. 广州太古汇消防性能化 设计探讨[ J] . 消防科 学 与技术, 2007, 26( 4) : 393 396.
U 61 U 62 U63 U 64
电器设备 管理及其它
消防电源及其配电
U 71
输配电线路及其灯具 U7 火灾事故照明
U 72 U 73
消防控制室
U 74
建筑物内人员的消防素质 U 81
管理水平
U 82
维护情况 U8 建筑物周边环境
U 83 U 84
建筑物地理位置
U 85
当地气候条件
U 86
在整个评判过程中, 每个因素对评判的结果影响 是不同的, 需要对每个评判因素按照重要程度的不同,
阵时可以根据下述隶属函数映射。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
( 1) 由参与评估的专家根据自己所掌握的知识以
及 GB 50045 1995( 2005 年版) % 高层民用建 筑设计规 范&的规定对各个因素分别在五个评语等级上作出属
于或不属于的二值判断。
( 2) 先用二值逻辑特征的布尔矩阵统计评价结果;
再将各个评估者的布尔矩阵相加得到次级矩阵 F; 然 后根据 R = F m 得出用隶属度表示的单因素评价据
给与不同的权重 ai , 由这些权重构成了权重因素集合 A , 它 是 U 上 的模 糊子 集, 可 以用 向量 表示 为: A =
( a1 , a2 , ∀, an ) 。在整个模糊综合评判过程中, 权重
n
集合要满足 # a1 = 1。 i= 1 对于高层建筑火灾危险性的评估, 权重集合适合
用定性的程序 delphi 法确定或者定性定量相结合的层
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王之羽: 利用模糊数学评估高层建筑火灾
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集。所谓因素集就是影响评判对象的各个因素所组成 的集合, U= { U1 , U2 , ∀, Un } , 其中 Ui 是被评价体系
的评价指标。 对于一座高层建筑, 火灾危险性综合评价由以下
几个主要因素组成: 建筑物火灾荷载状态、火灾自动报 警系统、自动灭火系统、安全疏散设施、消防施救设施、 阻燃与防火构造、电器设备、管理等。如表 1 所示。
气体灭火系统
安全通道
安全出口
安全疏散设施
U4 疏散距离
火
疏散用楼梯间、楼梯、门
灾
疏散指示标志
危
险
防火墙、防火卷帘
性
阻燃、防 火结构及 建
防火门
筑构造
U5 防火分区
建筑构件及管道井
消防施救设施
通风与排烟系统 消防电梯 U6 消防车通道 消防施救楼梯
U 11 U 12 U 13 U 14 U 15 U 21 U 22 U 23 U 24 U 25 U 26 U 31 U 32 U 33 U 41 U 42 U 43 U 44 U 45 U 51 U 52 U 53 U 54
n
# 加权平均型。同时由于 airij ∃ 1, 于是运算 ∀ 实际 i= 1
上退化为一般的实数加法, 于是模型又可写成( !, + ) ,
n
# 于是 bj = airij , 其中 j = ( 1, 2, ∀, m ) , 权系数的和 i= 1 n
为 # ai = 1。 i= 1 通过上述的计算, 各项准则层因素的综合评判结
次分析法( AHP) , 都是比较普遍使用的权重确定方法。
2. 2 评语集 评语集是评判对象各个因素的评判结果所组成的
集合, 通常以 V 表示为: V= { V1 , V2 , ∀, Vm } 。其中 Vj ( j = 1, 2, ∀, m ) 为评判的可能结果, 它是根据具体的
情况而人为设定的。通过综合评判, 从评语集中寻求
果: B n = A n R n , ( n= 1, 2 ∀, 8) 。采用同样方法对准则 层因素集继续进行模糊计算确定整个高层建筑的火灾 危险性。
3 结束语
消防管理部门以及我国的火灾保险企业, 需要的 是对高层建筑火灾有一个非常准确的认识, 以便于制 定相关的强制整改措施或确定相应的保险费用, 所以 不能简单地 拍脑袋 作决定。另外, 随着单位和居民 的法制观念增强, 简单粗暴的行政命令再也行不通, 必 须要拿出科学的依据, 特别是要给出危险性评估的定 量结果。所以, 建筑火灾中模糊综合评判具有其独特 的优势, 将会逐步取代其 它方法而得到广泛 的应用。 当然, 模糊综合评判在建筑火灾评价中的应用还只是 处于初级阶段, 还不够成熟, 本人提供了一个对高层火 灾危险性进行评估的数学评估模型, 它不仅适用于今 后的高层建筑火灾危险性评估, 同时对一般的建筑评 估也有很好的借鉴作用。
表 1 火灾危险性主要因素组成
准则层因素集
指标层因素集
火灾荷载状态
建筑物类别 单位面积可燃物重量 U1 装修标准 装修材料燃烧性能 建筑老化情况( 楼龄)
火灾自动报警系统
火灾探测装置 手动火灾报警装置 消防通讯设施 U2 消防联动装置 火灾警报装置 火灾应急广播
自动灭火系统
室内外消防栓系统 U3 自动喷水灭火系统
原始数据 评价等级
建立隶属函数 因子权重
计算隶属度
因子归一化权重
模糊矩阵 R
模糊矩阵 A
模糊矩阵复合 B = A! R 计算隶属度
求最大隶属度 模糊综合评判
图 1 模糊综合法操作流程
2 模糊评判基本要素及计算
2. 1 因素集 模糊综合评判的首先 必须建立评判 对象的因素
6 防火分隔带分析
对理论公式计 算结果( 8 03 m) 与 FDS 模拟结果 ( 6 m) 进行分析比较, 取二者较大值来确定防火分隔带 宽度, 即为8 03 m。考虑一定的安全系数, 增加 50% 的 隔离带宽度, 建议防火隔离带宽度不小于9 m。
建筑的火灾危险本身是一个模糊概念, 即危险的 程度本身不存在确定的数量界限。同时, 高层建筑的 火灾危险受到多个因素的影响。因此, 将模糊数学方 法应用到建筑的火灾危险性评价上就很有必要。
1 概述
模糊数学擅长于解决定性问题的定量表示和分 析, 它将人的主观因素和事物中的许多客观规律的东 西进行有机的结合, 并通过合理的推理, 得出在一定程 度的可信结论, 在处理复杂的工程问题时显得十分有 效。许多较新的评判决策研究, 都以模糊数学作为基 本的数学工具。模糊综合评判并不像经典的综合评判 能够用一些简单的数值来表示, 然后用总分法或加权 平均的方法得出一个总分而进行排序择优来完成。它 是运用模糊数学理论, 统计学规律, 使得方案优选和决 策建立在量的比较基础上, 并使以其为基础开发的计 算机辅助论证系统更具科学性。模糊综合评判法的操 作流程( 见图 1) 。