高层宿舍火灾人员疏散问题评价.doc

作者：贾水库 田斌【摘要】分析高层学生公寓的消防安全特点及其火灾发生危害性，评述现有的高层建筑火灾风险评价方法；在现有的评价方法的基础上，从人员因素、建筑物属性、安全疏散设施、报警与灭火系统、防火与防烟系统、建筑物内电气因素和消防安全管理7个方面综合考虑，建立了高层学生公寓的建筑火灾危险评价指标体系；利用层次分析法对高层学生公寓火灾危险性进行分析，确定其评价指标体系中各层次各指标的权重；分析结果表明：消防安全教育与培训是学生公寓火灾危险评价指标体系中最重要的因素。加强和改进高层学生公寓消防安全管理，对预防或减少高层学生公寓火灾具有现实指导价值。【关键词】高层学生公寓；火灾危险；评价指标体系；层次分析法(AHP)；安全教育0 引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2003年11月莫斯科大学火灾事故，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。笔者在多年校园安全管理工作中深切感受到，校园消防安全管理部门需要对校园高层建筑，特别是高层学生公寓的总体安全状况进行分析评估，进而据此采取针对性的管理措施，提高高校总体消防安全能力。1 高层学生公寓消防安全特点1-3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。现在高层每栋学生公寓少者居住1000多名学生，多者居住30004000名学生，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400600，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，如电梯井、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0.30.8m/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。2 高层学生公寓火灾危害性2.1 极易造成重大人员伤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。2.2 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。2.3 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。2.4 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日上海商学院徐汇校区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。3 国内现有高层建筑火灾安全评价方法综述现有高层建筑火灾安全评价方法的基本思路是，综合考虑与高层建筑消防安全相关各种因素及其相互作用，建立相应的评价指标体系和指标分析计算方法，借以评估高层建筑的总体安全性能。2002年杜红兵等人4参考高层民用建筑设计防火规范并征求专家意见，从高层建筑主动防火性能、被动防火性能和火灾安全管理3个方面选取了消防设备、消防队、防火间距、建筑结构、楼面火灾载荷、水平防火分区、垂直防火分隔、消防电梯、水平疏散距离、安全出口、建筑物内部人员、管理水平和建筑占用模式等13个二级指标，建立了高层建筑火灾风险的多级多层次评价因素集，并用层次分析法确定了各评价因素的权重，根据模糊综合评价原理提出了高层建筑火灾风险的模糊综合评价模型。其中消防设备、建筑物内部人员和管理水平3个指标又被进一步细化成若干三级指标。该模型最终需要直接确定的指标数目共计22个。2003年胡忠日等人5基于类似的原理提出了另外一套高层建筑火灾危险性模糊综合评估方法。在该方法中，共包含两级指标，一级指标有8个，分别为物火灾荷载状态、自动报警系统、自动灭火系统、安全疏散设施、消防施救设施、阻燃与防火结构和建筑构造、电器设备和管理及其他，这8个一级指标又被细分为37个二级指标。2004年伍爱友等人6建立了一套基于模糊识别的建筑物火灾危险性评价方法，该方法所建立的指标体系共包含两级指标，一级指标有6个，分别为安全管理、群集特性、商品性质、安全疏散、防火设计和建筑情况，这些指标又被细化成31个二级指标。2005年刘爱华7提出了包含三级指标的高层建筑火灾风险评价指标体系。其中，一级指标有4个，分别为建筑防火能力、建筑灭火能力、安全疏散能力和安全管理水平，这些一级指标又进一步被细化成13个二级指标和41个三级指标。2008年初毛春艳等人8提出一套基于多级物元分析的高层建筑火灾风险评估方法，该方法共包含安全疏散、阻燃与防火、消防施救设施、报警与灭火系统以及管理与其他等5个一级指标，这些指标又被细化成22个二级指标。2008年，田玉敏9提出了一个通用性的建筑火灾风险评价体系框架，该体系框架共包含建筑、消防设施、人群、消防管理和外部环境5个一级指标和29个二级指标，并指出工业建筑和仓储建筑在运用该体系框架进行评价应该额外考虑的因素。从上述研究可以看出，尽管各研究者所建立的指标体系的原理、方法和所考虑的主要因素大同小异，但其具体的指标选取、权重及其计算方法差异很大。另外，上述研究者的主要目的在于建立一种通用性的评价指标体系，因而无法充分考虑特定建筑类型的具体特点。笔者旨在借鉴上述通用性方法，紧密联系高校消防安全管理实际工作情况，建立针对高层学生公寓的火灾安全性评价指标体系。4 建立高层学生公寓火灾危险评价指标体系高层建筑火灾危险评价指标包括定性指标和定量指标。对于定性指标，对照国家标准，采取问卷调查方式给出具体分数，将其量化，使其转换为定量指标。对于定量指标，直接代入数据计算；定量指标暂时无法确定具体分类标准的，也可按分值来确定。火灾危险性指火灾发生的可能性与暴露于火灾或燃烧产物而产生预期灾害程度的总体反映。根据上述评价指标制定原则，结合高层建筑防火设计规范、建筑防火对策、消防安全技术、防火措施和专家意见，以及大量火灾安全调查、分析和总结，确定主要评价指标应由以下几个主要因素组成：人员因素及建筑物属性、安全疏散设施、报警与灭火系统、防火与防烟系统、建筑物内电气因素、消防安全管理，建筑物属性等7个方面的因素。高层建筑火灾危险指标体系如下图所示。高层建筑火灾危险指标体系经过对北京科技大学高层学生公寓深入研究及充分调查，综合消防专业管理部门、消防安全研究人员和高校具体消防安全管理人员的建议和意见，建立了北京科技大学学生公寓火灾危险性评价指标体系：1)人员因素U1，包括楼内人员U11、日间人员密度U12、夜间人员密度U13；2)安全疏散设施U2，包括疏散通道宽度U21、安全出口数量U22、疏散距离U23、疏散通道结构U24、应急照明系统U25；3)火灾报警与灭火系统U3，包括火灾探测系统U31、火灾应急广播U32、室内外消防栓系统U33、自动喷淋灭火系统U34；4)防火与防烟结构U4，包括防火分区大小U41、防火间距U42、防火门U43、防火墙与防火卷帘U44、防雷击设备U45、防烟分区大小U46；5)建筑物电气因素U5，包括装修材料耐火等级U51、应急电源设备U52、配电室防护和管理U53、消防配电专用线路U54、照明装置防火保护U55、日光灯镇流器U56；6)建筑物消防安全管理U6，包括建筑物内人员的消防意识U61、消防管理人员业务素质U62、消防安全教育与培训U63、消防器材日常维护与管理U64、消防演习与应急预案的编制U65；7)建筑物属性U7，包括建筑物老化情况U71、火灾荷载密度U72、建筑荷载分布U73。5 用层次分析法计算高层学生公寓火灾危险评价指标权重在建立高层学生公寓火灾危险评价指标体系基础上，按层次分析原理10-11分析递阶层次结构特征。U为高层建筑火灾总体日标层；准则层为Ui，包括人员因素及建筑物属性、安全疏散设施、报警与灭火系统、防火与防烟系统、建筑物内电气因素、消防安全管理；Uij指标层。利用多层次模糊综合评判方法对高层学生公寓火灾危险性进行综合评价。根据高层学生公寓火灾危险评价特点，参考同行专家，确定了每个层次之间判断矩阵，再由层次分析方法确定判断矩阵特征向量得出相应评价指标体系及其权重表。其计算相对权重如表1表8所示。表1 总目标层因素相对重要性两两判断矩阵与相对权重向量表2 人员因素相对重要性两两判断矩阵与相对权重向量表3 安全疏散设施相对重要性两两判断矩阵与相对权重向量表4 火灾报警与灭火系统相对重要性两两判断矩阵与相对权重向量表5 防火与防烟结构相对重要性两两判断矩阵与相对权重向量表6 建筑物内电气因素相对重要性两两判断矩阵与相对权重向量表7 消防安全管理相对重要性两两判断矩阵与相对权重向量表8 建筑物属性相对重要性两两判断矩阵与相对权重向量6 对高层学生公寓火灾危险评价指标体系的分析与讨论从高层学生公寓火灾危险评价指标体系及权重可以得到：高层学生公寓火灾危险评价指标体系共分为7个二级指标和33个三级指标，其中消防安全教育与培训是二级指标建筑物消防安全与管理中的一个三级指标，其余各三级指标两两之间重要度如下为：1)建筑物内人员的消防意识与消防安全教育与培训的重要程度的比值为2/5，2)消防管理人员的业务素质与消防安全教育与培训的重要程度的比值为1/2。3)消防器材的日常维护与管理与消防安全教育与培训的重要程度的比值为2/3。4)消防演习与应急预案编制与消防安全教育与培训的重要程度的比值为2。5)人员因素与建筑物消防安全与管理的重要程度的比值为5/4。6)安全疏散设施与建筑物消防安全与管理的重要程度的比值为9/4。7)火灾报警与灭火气系统与建筑物消防安全与管理的重要程度的比值为2。8)防火与防烟结构与建筑物消防安全与管理的重要程度的比值为7/4。9)建筑物内电气因素与建筑物消防安全与管理的重要程度的比值为5/4。10)建筑物属性与建筑物消防安全与管理的重要程度的比值为3/2。由此可以明显看出，建筑物消防安全与管理在整个风险评估指标体系中重要度较大，建筑物内人员消防意识与消防安全教育对建筑物内消防安全与管理十分重要，从三级指标上传到二级指标，再由二级指标上传到一级指标。因此，消防安全教育与培训是整个学生公寓火灾危险评估体系中的重要影响因素，做好消防安全教育与培训可以有效地降低高层学生公寓火灾危险。7 结论目前国内学者已经提出高层建筑火灾风险评价的基本思路，笔者结合多年从事高校消防安全管理工作的实践经验，提出了高层学生公寓火灾危险性评价的方法。从笔者所建立的评价指标体系的分析讨论结果不难看出：1)对于高层学生公寓而言，学生自身的安全意识和消防安全能力对高层学生公寓的总体消防安全水平至关重要。2)因为学生的可控性比较强，所以，与消防安全教育、培训和管理相关的指标在指标体系中占据重要位置。3)在高层学生公寓管理和使用过程中，校方应对其公寓管理者、学生进行有效的防火安全知识教育和培训，学会安全用火，熟悉各种避难方法，提高心理承受能力，定期进行疏散演习，熟悉疏散路线。这样即使初期灭火失败，没能控制火势发展蔓延，楼内人员也将会安全逃生，从而大大降低火灾事故损失，减少人员伤亡。4)加强消防安全教育和培训，对有效降低高层学生公寓火灾危险有着十分重要的现实意义。参考文献1罗志勇高等院校学生公寓火灾隐患及其预防对策J湘潭师范学院学报(自然科学版)，2009，31(1)：130-1312刘海涛高校学生公寓火灾成因及对策J河北工程大学学报(社会科学版)，2008，25(2)：28-293谢占洪，黄海峰高校学生公寓现存火灾隐患及防范措施J承德职业学院学报，2005，10(3)：5-64杜红兵，周心权，张敬宗高层建筑火灾风险的模糊综合评价J中国矿业大学学报，2002，31(3)：242-2455胡忠日，孙迎霞，方正高层建筑火灾危险性模糊综合评估初探J消防科学技术，2003，22(5)：354-3566伍爱友，肖国清，蔡康旭基于模糊识别的建筑物火灾危险性评价方法J中国安全科学学报，2004，14(5)：72-757刘爱华高层建筑火灾危险的评价模式及应用研究M长沙：中南大学硕士论文，20058毛春艳，周宗放基于多级物元分析的高层建筑火灾风险评估J建筑科学，2008，24(1)：24-269田玉敏建筑火灾风险评价体系的建立与应用探讨J中国安全科学学报，2008，18(8)：74-7910王振，刘茂应用区间层次分析法(IAHP)研究高层建筑火灾安全因素J安全与环境学报，2006，6(1)：12-1511杨霞基于层次分析法的化工企业火灾风险评估研究J武警学院学报，2007，23(10)：41-43信息来源：中国安全科学2009.05（责任编辑：张潇文)