基于多因素耦合的地下商場火災風險與安全疏散策略深度剖析一、引言1.1研究背景與意義隨著城市化進程的加速，城市人口不斷增長，城市土地資源愈發(fā)緊張。在這樣的背景下，地下空間的開發(fā)利用成為緩解城市空間壓力的重要途徑。地下商場作為地下空間商業(yè)利用的一種重要形式，在城市發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位。它不僅有效拓展了城市的商業(yè)空間，還能緩解城市地面交通和商業(yè)活動的壓力，為市民提供更加便捷、舒適的購物和休閑環(huán)境。例如，哈爾濱地下商場起源于20世紀80年代之前的人防工程，隨著城市發(fā)展，逐漸成為城市商業(yè)發(fā)展的重要組成部分，形成了集購物、餐飲、娛樂于一體的綜合性商業(yè)空間，在推動城市經(jīng)濟發(fā)展、提升城市形象等方面發(fā)揮著重要作用。廣州的動漫星城與地鐵一號線公園前站連通，憑借“動漫”特色在競爭激烈的北京路商圈脫穎而出，吸引了大批愛好二次元文化的年輕群體，成為地下商場的成功范例。然而，地下商場由于其特殊的建筑結構和環(huán)境條件，火災安全問題一直備受關注。地下商場通常結構封閉，與外界的連通性相對較差。一旦發(fā)生火災，高溫煙氣難以迅速排出，會在有限的空間內迅速蔓延，導致商場內的能見度急劇降低，給人員疏散和消防救援帶來極大困難。同時，地下商場內往往存在大量的電氣設備，如照明、空調、電梯等，這些設備在長期運行過程中，可能會因老化、短路、過載等問題引發(fā)火災。而且，商場內商品種類繁多，很多商品屬于易燃或可燃物品，如服裝、家具、塑料制品等，這些可燃物在火災發(fā)生時會迅速燃燒，釋放大量的熱量和有毒有害氣體，加劇火勢的蔓延，增加人員傷亡和財產損失的風險。此外，地下商場人流量大且人員構成復雜，在火災發(fā)生時，人們可能會因為恐慌而失去理智，無法正確判斷逃生方向，導致疏散效率低下，進一步增加了安全隱患。從實際情況來看，地下商場火災事故頻發(fā)，造成了極其嚴重的人員傷亡和財產損失。例如，[具體年份]發(fā)生在[具體地點]的地下商場火災，由于火勢迅速蔓延，煙氣無法及時排出，導致[X]人死亡，[X]人受傷，直接經(jīng)濟損失高達[X]萬元。這些慘痛的教訓警示我們，必須高度重視地下商場的火災安全問題。對地下商場進行火災風險評價和安全疏散性能化設計具有至關重要的意義。通過火災風險評價，可以全面、系統(tǒng)地識別地下商場中存在的各種火災風險因素，評估火災發(fā)生的可能性和可能造成的后果，從而為制定針對性的火災預防和控制措施提供科學依據(jù)。安全疏散性能化設計則是基于人員安全疏散的需求，綜合考慮地下商場的建筑布局、人員流動規(guī)律、火災發(fā)展特性等因素，運用先進的技術手段和方法，對安全疏散系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，確保在火災等緊急情況下，人員能夠迅速、安全地疏散到安全區(qū)域。這不僅能夠最大程度地保障人員的生命安全，減少人員傷亡，還能降低財產損失，維護社會的穩(wěn)定和和諧。同時，合理的火災風險評價和安全疏散性能化設計也有助于提高地下商場的運營效率和經(jīng)濟效益，促進地下商業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，開展地下商場火災風險評價及安全疏散性能化設計研究具有重要的現(xiàn)實意義和迫切性。1.2國內外研究現(xiàn)狀在地下商場火災風險評價方面，國外起步相對較早。早期，國外學者主要采用定性分析方法，對火災風險因素進行識別和分類。隨著研究的深入，半定量和定量分析方法逐漸得到應用。例如，美國消防協(xié)會（NFPA）制定了一系列針對各類建筑包括地下商場的火災風險評估標準和方法，這些標準涵蓋了建筑結構、消防設施、人員活動等多個方面的風險因素，通過對各因素的量化評分，評估火災風險等級。在電氣設備風險評估中，國外學者通過大量實驗研究電氣設備老化、短路、過載等問題與火災發(fā)生概率之間的關系，建立了相應的風險評估模型。在可燃物風險評估方面，對不同類型可燃物的燃燒特性進行深入研究，分析其在火災發(fā)展過程中的作用。國內對于地下商場火災風險評價的研究也取得了豐碩成果。一些學者運用模糊數(shù)學方法，建立地下商場火災風險的模糊綜合評價模型。通過構建評價指標體系，對長沙某地下商場進行分析，將眾多復雜的火災風險因素進行量化處理，綜合考慮各因素對火災風險的影響程度，從而得出較為準確的火災風險評價結果。還有學者采用未確知測度理論，結合熵權理論確定各評價指標的權重，構建城市地下商業(yè)綜合體評價模型，并以某城市地下商業(yè)綜合體為例進行實證分析，為火災防控和應急管理提供了新的思路。在研究方法上，國內也逐漸從單純的理論分析向理論與實地測試、數(shù)值模擬相結合的方向發(fā)展，通過對實際地下商場的實地調研和數(shù)據(jù)采集，結合數(shù)值模擬軟件，如FDS（火災動力學模擬軟件）等，對火災發(fā)展過程進行模擬，更直觀地分析火災風險因素的影響。在安全疏散性能化設計方面，國外在這方面的研究具有較為成熟的理論和實踐經(jīng)驗。他們注重從人員行為學的角度出發(fā)，研究火災情況下人員的心理和行為特征，如恐慌情緒的產生機制、人員的疏散決策過程等，并將這些研究成果應用到安全疏散設計中。例如，一些國家通過建立人員疏散模型，考慮人員的行走速度、疏散路徑選擇、人員之間的相互影響等因素，對地下商場的疏散過程進行模擬分析，從而優(yōu)化疏散通道的布局、寬度以及疏散指示標志的設置等。在防排煙系統(tǒng)設計方面，國外進行了大量的實驗和理論研究，明確了不同排煙量和補風量對煙氣控制效果的影響，為地下商場的防排煙設計提供了科學依據(jù)。國內對于地下商場安全疏散性能化設計的研究也在不斷深入。學者們通過對西安市多個地下商場的實地調研，掌握現(xiàn)有的防火設計及使用情況，對疏散人數(shù)進行統(tǒng)計分析，結合規(guī)范與實際情況討論地下商場人員密度、面積折算值和設計疏散寬度。通過隨機問卷調查，了解人們對地下商場消防知識和安全疏散的認知，總結火災時人員行為特點，提出合理計算疏散時間的改進方法。運用火災模擬軟件FDS、日本經(jīng)驗公式法及改進計算方法，對實際地下商場進行性能化防火設計與評價研究。在疏散模型的應用方面，國內也逐漸引入國際上先進的人員疏散模型，并結合國內地下商場的實際特點進行改進和優(yōu)化，以提高疏散模擬的準確性。然而，當前研究仍存在一些不足與空白。在火災風險評價方面，雖然已經(jīng)有多種評估方法，但各種方法之間的對比和整合研究還不夠充分，導致在實際應用中難以選擇最適合的評估方法。而且，對于一些新興的風險因素，如新能源設備在地下商場中的應用所帶來的火災風險，研究還相對較少。在安全疏散性能化設計方面，現(xiàn)有的人員疏散模型雖然考慮了多種因素，但對于復雜的人員行為，如不同文化背景、年齡層次、身體狀況的人員在火災中的疏散行為差異，還缺乏深入細致的研究。并且，在疏散設計與火災風險評價的有機結合方面，目前的研究還不夠緊密，沒有形成一個完整的體系，難以全面、系統(tǒng)地保障地下商場的消防安全。1.3研究內容與方法本研究聚焦于地下商場火災風險評價及安全疏散性能化設計，旨在為地下商場的消防安全提供全面、科學的理論與實踐指導。具體研究內容涵蓋以下幾個關鍵方面：地下商場火災風險因素分析：全面梳理地下商場火災的各類風險因素，包括電氣設備風險，深入分析照明、空調、電梯等電氣設備因老化、短路、過載等問題引發(fā)火災的可能性及影響因素；可燃物風險，研究商場內商品、裝飾材料等可燃物的種類、數(shù)量、分布以及其燃燒特性對火災發(fā)展的作用；火源風險，識別煙蒂、焊接等常見火源在地下商場環(huán)境中的出現(xiàn)頻率和引發(fā)火災的風險程度；通風風險，探討通風系統(tǒng)對火災時煙氣擴散、氧氣供應的影響，以及通風不暢或通風過度可能導致的火勢蔓延問題。地下商場火災風險評價模型構建：綜合運用多種方法，構建科學合理的火災風險評價模型。深入研究定性分析法，對火災風險因素進行細致的分類和描述，從經(jīng)驗和專業(yè)知識角度初步判斷風險的性質和程度；半定量分析法，通過引入量化指標，對風險因素進行相對量化評估，如風險矩陣法等；定量分析法，運用數(shù)學模型和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，精確計算火災發(fā)生的概率和可能造成的損失，如事件樹分析法、故障樹分析法等。同時，考慮將模糊數(shù)學方法引入評價模型，以處理火災風險因素的不確定性和模糊性，通過構建模糊綜合評價模型，更準確地評估地下商場的火災風險等級。地下商場安全疏散性能化設計：基于火災風險評價結果，開展安全疏散性能化設計研究。從人員行為學角度出發(fā)，深入研究火災情況下人員的心理和行為特征，如恐慌情緒的產生機制、人員的疏散決策過程、不同人群（年齡、性別、身體狀況、文化背景等）的疏散行為差異等。運用人員疏散模型，如社會力模型、元胞自動機模型等，模擬不同火災場景下人員的疏散過程，分析疏散時間、疏散路徑、人員擁堵情況等，為優(yōu)化疏散通道的布局、寬度以及疏散指示標志的設置提供依據(jù)。研究防排煙系統(tǒng)設計，通過理論分析和數(shù)值模擬，明確不同排煙量和補風量對煙氣控制效果的影響，確保在火災時能夠有效排出煙氣，為人員疏散創(chuàng)造安全的環(huán)境。案例分析與驗證：選取具有代表性的地下商場作為案例，收集其建筑結構、消防設施、人員流動等相關數(shù)據(jù)，運用構建的火災風險評價模型和安全疏散性能化設計方法進行實際應用分析。將理論計算和模擬結果與實際情況進行對比驗證，評估模型和設計方法的準確性和有效性，總結經(jīng)驗教訓，針對存在的問題提出改進措施和建議。為實現(xiàn)上述研究內容，本研究將綜合采用多種研究方法，確保研究的科學性和可靠性：文獻研究法：廣泛收集國內外關于地下商場火災風險評價和安全疏散性能化設計的相關文獻資料，包括學術論文、研究報告、標準規(guī)范等。對這些文獻進行系統(tǒng)梳理和分析，了解該領域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及已取得的研究成果，為本文的研究提供堅實的理論基礎和研究思路。通過對文獻的研究，總結現(xiàn)有研究的不足與空白，明確本文的研究重點和創(chuàng)新點。案例分析法：深入調查分析多個實際的地下商場案例，詳細了解其建筑布局、消防設施配備、運營管理情況以及曾經(jīng)發(fā)生過的火災事故或安全隱患事件。通過對案例的深入剖析，總結地下商場在火災風險方面存在的共性問題和個性特點，為火災風險因素分析和評價模型的構建提供實際依據(jù)。同時，在安全疏散性能化設計研究中，以實際案例為基礎，進行疏散模擬和設計優(yōu)化，驗證設計方法的可行性和有效性。數(shù)值模擬法：運用專業(yè)的火災模擬軟件，如FDS（火災動力學模擬軟件），對地下商場火災的發(fā)展過程進行數(shù)值模擬。通過設置不同的火災場景，包括火源位置、火勢大小、可燃物分布等，模擬火災發(fā)生時煙氣的擴散、溫度的變化以及火災的蔓延趨勢，為火災風險評價提供直觀的數(shù)據(jù)支持。利用人員疏散模擬軟件，如Pathfinder等，模擬不同火災場景下人員的疏散過程，分析人員的疏散行為和疏散效率，評估安全疏散系統(tǒng)的性能，為安全疏散性能化設計提供科學依據(jù)。理論分析法：運用火災動力學、流體力學、人員行為學等相關理論知識，對地下商場火災風險因素進行深入分析，探究火災發(fā)生和發(fā)展的機理，以及人員在火災中的疏散行為規(guī)律?；谶@些理論分析，構建火災風險評價模型和安全疏散性能化設計的理論框架，為研究提供理論支撐。在研究過程中，不斷對理論模型進行推導和驗證，確保研究的科學性和邏輯性。二、地下商場火災特點及風險因素分析2.1火災特點2.1.1火勢蔓延迅速地下商場通?？臻g布局較為復雜，內部存在眾多的貨架、攤位以及各類隔斷，這使得火災發(fā)生時，火勢能夠通過這些障礙物之間的間隙和通道迅速蔓延。熱對流在火勢蔓延過程中起著關鍵作用，由于地下商場的通風條件相對較差，火災產生的高溫煙氣無法及時排出，在有限的空間內形成強烈的熱對流。熱空氣迅速上升，帶動周圍的空氣流動，將火源附近的熱量和可燃物質不斷輸送到周圍區(qū)域，從而加速了火勢的蔓延速度。在一些大型地下商場中，通道縱橫交錯，熱對流使得火勢能夠在短時間內擴散到多個區(qū)域，增加了火災撲救的難度。熱輻射也是火勢蔓延的重要方式之一?；馂陌l(fā)生時，火源會向周圍空間輻射大量的熱量，當周圍的可燃物接收到足夠的熱輻射能量時，就會被引燃，進而導致火勢進一步擴大。地下商場內的商品種類繁多，很多商品如服裝、塑料制品等都具有較低的燃點，容易受到熱輻射的影響而燃燒。而且，地下商場的墻壁、天花板等結構也會吸收和反射熱輻射，使得熱輻射的傳播范圍更廣，對周圍可燃物的威脅更大。例如，當某一區(qū)域發(fā)生火災時，熱輻射可能會穿過通道，引燃對面攤位上的商品，使火勢迅速向遠處蔓延。此外，地下商場內的通風系統(tǒng)在火災時也可能成為火勢蔓延的幫兇。如果通風系統(tǒng)設計不合理或在火災發(fā)生時未能及時關閉，新鮮空氣會不斷被送入火災區(qū)域，為燃燒提供充足的氧氣，從而加劇火勢的發(fā)展。通風管道還可能成為火勢蔓延的通道，火災產生的高溫煙氣和火焰可以通過通風管道迅速傳播到其他區(qū)域，引發(fā)新的火災點。2.1.2煙霧毒性大且難以排出地下商場的封閉環(huán)境對煙霧擴散產生了極大的限制。一旦發(fā)生火災，燃燒產生的煙霧無法像在地面建筑中那樣迅速擴散到室外，而是在有限的空間內積聚。地下商場通常只有少數(shù)與外界相連的出入口和通風口，這些通道的面積相對較小，遠遠無法滿足火災時大量煙霧排出的需求。而且，由于地下商場內部結構復雜，存在許多死角和拐角，煙霧在這些地方容易積聚，形成局部高濃度區(qū)域，進一步阻礙了煙霧的排出。燃燒產生的有毒氣體對人員生命安全構成了巨大威脅。地下商場內經(jīng)營的商品種類繁雜，其中不乏大量的易燃、可燃物品，如化纖、皮革、橡膠等。這些物品在燃燒時會產生一氧化碳（CO）、硫化氫（H?S）、氰化氫（HCN）等多種有毒氣體。一氧化碳是火災中最常見的有毒氣體之一，它能與人體血液中的血紅蛋白結合，形成碳氧血紅蛋白，使血紅蛋白失去攜氧能力，導致人體缺氧窒息。當空氣中一氧化碳的含量達到0.5%時，短時間內就可使人中毒死亡。硫化氫具有強烈的刺激性和毒性，會對人體的呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等造成嚴重損害，高濃度的硫化氫甚至會使人瞬間昏迷、死亡。氰化氫是一種劇毒氣體，毒性極強，吸入少量就可能導致中毒，出現(xiàn)頭痛、頭暈、呼吸困難等癥狀，嚴重時可致人死亡。在地下商場火災中，由于煙霧難以排出，有毒氣體濃度會迅速升高，充斥整個商場空間。人員在這樣的環(huán)境中，不僅會受到高溫和火焰的威脅，更會因吸入有毒氣體而中毒，導致身體機能下降，行動能力受限，無法及時逃生。而且，煙霧還會降低商場內的能見度，使人難以辨別方向，進一步增加了人員疏散的難度和危險性。例如，在[具體火災事故案例]中，地下商場發(fā)生火災后，大量有毒煙霧迅速積聚，導致多名人員在疏散過程中因吸入有毒氣體而中毒昏迷，最終未能及時逃生，造成了嚴重的人員傷亡。2.1.3疏散困難地下商場安全出口少是導致疏散困難的重要因素之一。為了滿足商業(yè)布局和空間利用的需求，許多地下商場在設計時安全出口的數(shù)量相對有限。而且，部分安全出口可能存在位置隱蔽、標識不明顯等問題，使得人員在火災發(fā)生時難以快速找到。一些地下商場的安全出口可能被貨物、雜物堆積堵塞，或者被商家私自占用，進一步影響了人員的疏散通道暢通性。疏散距離長也是地下商場疏散困難的一個顯著問題。地下商場通常面積較大，內部布局復雜，從商場的各個角落到安全出口的距離往往較遠。在火災發(fā)生時，人員需要在有限的時間內穿越較長的距離才能到達安全出口，這對于行動不便的老人、兒童、殘疾人以及在火災中受到驚嚇、身體不適的人員來說，無疑是一個巨大的挑戰(zhàn)。疏散距離過長還會導致人員在疏散過程中消耗大量的體力和時間，增加了被困在火災現(xiàn)場的風險。人員密集是地下商場的一個常見特點，這也給疏散帶來了極大的困難。在營業(yè)時間，地下商場內往往人流量較大，人員分布密集。一旦發(fā)生火災，人們的恐慌情緒會迅速蔓延，導致場面混亂。人員在疏散過程中容易出現(xiàn)擁擠、踩踏等事故，進一步阻礙疏散通道的暢通，降低疏散效率。不同人員的疏散能力存在差異，如老人、兒童、殘疾人等行動速度較慢，需要更多的幫助和照顧，但在人員密集的情況下，很難得到及時有效的協(xié)助，這也增加了他們在疏散過程中的危險性。例如，在[具體火災事故案例]中，地下商場發(fā)生火災時，由于人員密集，疏散通道擁堵，導致許多人員無法及時疏散，最終造成了嚴重的人員傷亡。2.1.4撲救難度大地下商場火災撲救面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中消防人員難以接近火源是一個突出問題。地下商場的出入口數(shù)量有限，且內部通道復雜，煙霧彌漫，能見度極低。消防人員在進入地下商場進行撲救時，很難迅速找到火源位置，并且在行進過程中容易迷失方向。高溫、濃煙和有毒氣體也對消防人員的生命安全構成了巨大威脅，他們需要穿著厚重的防護裝備，攜帶大量的滅火器材，這進一步增加了行動的難度，使得他們難以快速接近火源并展開有效的滅火行動。滅火設備難以發(fā)揮作用也是地下商場火災撲救的一大難題。由于地下商場的特殊結構和環(huán)境條件，一些常見的滅火設備在火災撲救中可能無法充分發(fā)揮其應有的效能。例如，消防車的水槍射程有限，對于位于地下商場深處的火源，水槍射流往往難以到達，無法有效控制火勢。地下商場內的自動噴水滅火系統(tǒng)可能會因為火災時的高溫、煙霧等因素影響其正常運行，或者由于商場內部的貨物堆積、裝修改造等原因，導致噴頭被遮擋，無法及時噴水滅火。氣體滅火系統(tǒng)雖然對一些特定類型的火災具有較好的滅火效果，但在地下商場這種人員密集的場所，使用氣體滅火系統(tǒng)可能會對人員造成窒息危險，因此其使用受到一定的限制。此外，地下商場的通風條件較差，火災產生的高溫煙氣和有毒氣體無法及時排出，會在商場內積聚，進一步惡化滅火環(huán)境。而且，地下商場的建筑結構復雜，部分區(qū)域可能存在承重結構、防火分區(qū)等限制，給消防人員的破拆、滅火等行動帶來困難。在火災撲救過程中，還可能面臨通信不暢、照明不足等問題，影響消防指揮和協(xié)同作戰(zhàn)，從而增加了火災撲救的難度和復雜性。2.2風險因素2.2.1建筑結構與布局地下商場的建筑結構與布局是影響火災風險的重要因素。許多地下商場在設計和建設過程中，為了追求空間的最大化利用和商業(yè)布局的合理性，往往采用復雜的建筑結構和不規(guī)則的布局。一些地下商場內部設置了大量的貨架、攤位和隔斷，這些障礙物不僅增加了人員疏散的難度，還為火勢的蔓延提供了通道。在[具體地下商場名稱]中，由于內部攤位布局不合理，通道狹窄且曲折，一旦發(fā)生火災，人員很難在短時間內找到安全出口，火勢也容易通過攤位之間的空隙迅速擴散。防火分區(qū)設置不當是地下商場建筑結構與布局中存在的另一個突出問題。防火分區(qū)是防止火災蔓延的重要措施，然而，一些地下商場為了擴大營業(yè)面積，擅自改變防火分區(qū)的劃分，拆除或損壞防火分隔設施，如防火墻、防火卷簾等。這使得火災發(fā)生時，火勢能夠不受限制地從一個區(qū)域蔓延到另一個區(qū)域，迅速擴大火災范圍。某地下商場為了打通兩個相鄰的營業(yè)區(qū)域，拆除了原有的防火墻，在后來的一次火災中，火勢僅在幾分鐘內就從一個分區(qū)蔓延到了整個商場，造成了巨大的財產損失和人員傷亡。疏散通道狹窄、曲折或被占用也是地下商場常見的問題。疏散通道是人員在火災發(fā)生時逃生的重要通道，其寬度和暢通性直接關系到人員疏散的效率和安全。然而，部分地下商場的疏散通道寬度不符合規(guī)范要求，在疏散過程中容易造成人員擁擠和堵塞。一些疏散通道還存在曲折、轉彎過多的情況，增加了人員疏散的時間和難度。更為嚴重的是，有些地下商場為了增加營業(yè)面積或存放貨物，將疏散通道部分或全部占用，使得疏散通道在火災發(fā)生時無法正常使用。在[具體火災事故案例]中，地下商場的疏散通道被貨物堆滿，火災發(fā)生時，人員無法通過疏散通道逃生，只能被困在商場內，最終導致了嚴重的人員傷亡。2.2.2消防設施與設備消防設施與設備是地下商場火災防控的關鍵環(huán)節(jié)，其完善程度和運行狀況直接影響著火災的撲救和人員的安全。然而，在實際情況中，許多地下商場存在消防設施設備不完善、維護保養(yǎng)不到位的問題，給火災防控帶來了極大的隱患。部分地下商場的消防栓無水或水壓不足，這使得在火災發(fā)生時，消防人員無法及時有效地使用消防栓進行滅火。消防栓是最基本的滅火設施之一，其正常運行對于控制初期火災起著至關重要的作用。然而，一些地下商場由于管理不善，消防栓的供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如管道漏水、水泵損壞等，導致消防栓無水或水壓不足。某地下商場在進行消防檢查時發(fā)現(xiàn)，多個消防栓的閥門損壞，無法正常開啟，且消防栓內的水壓遠遠低于規(guī)定標準。在后來的一次火災中，消防人員趕到現(xiàn)場后，由于消防栓無法正常使用，只能等待消防車從遠處取水，延誤了滅火的最佳時機，導致火勢迅速蔓延。自動噴水滅火系統(tǒng)故障也是地下商場常見的消防設施問題之一。自動噴水滅火系統(tǒng)能夠在火災發(fā)生時自動啟動，噴水滅火，有效地控制火勢的蔓延。然而，一些地下商場的自動噴水滅火系統(tǒng)存在噴頭堵塞、閥門故障、管網(wǎng)漏水等問題，導致系統(tǒng)無法正常運行。某地下商場的自動噴水滅火系統(tǒng)由于長期未進行維護保養(yǎng)，噴頭被灰塵和雜物堵塞，在火災發(fā)生時，噴頭無法正常噴水，使得火勢得不到及時控制?；馂膱缶到y(tǒng)誤報或失靈同樣會對地下商場的火災防控產生嚴重影響。火災報警系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)火災并發(fā)出警報，提醒人員疏散和消防人員進行撲救。然而，一些地下商場的火災報警系統(tǒng)存在傳感器故障、線路老化、信號干擾等問題，導致系統(tǒng)誤報或失靈。某地下商場的火災報警系統(tǒng)由于傳感器損壞，經(jīng)常出現(xiàn)誤報現(xiàn)象，使得商場工作人員和顧客對警報產生了麻痹心理。在一次真正的火災發(fā)生時，火災報警系統(tǒng)卻因線路老化而失靈，未能及時發(fā)出警報，導致人員疏散不及時，造成了嚴重的后果。此外，防排煙系統(tǒng)不完善也是地下商場火災防控的一個重要隱患。防排煙系統(tǒng)能夠及時排出火災產生的煙霧和有毒氣體，為人員疏散和消防撲救創(chuàng)造良好的條件。然而，一些地下商場的防排煙系統(tǒng)設計不合理，排煙量不足，或者風機故障、風道堵塞等，導致系統(tǒng)無法正常運行。在[具體火災事故案例]中，地下商場的防排煙系統(tǒng)由于風道堵塞，無法有效地排出煙霧，使得商場內煙霧彌漫，能見度極低，人員疏散和消防撲救工作受到了極大的阻礙。2.2.3人員因素人員因素在地下商場火災風險中扮演著重要角色，人員的消防安全意識、行為習慣以及在火災發(fā)生時的應對能力，都直接關系到火災的發(fā)生概率和可能造成的后果。許多地下商場的工作人員和顧客消防安全意識淡薄，對火災的危險性認識不足，缺乏基本的消防安全知識和技能。他們在商場內隨意吸煙、亂扔煙蒂，或者違規(guī)使用明火進行烹飪、取暖等，這些行為都極易引發(fā)火災。一些顧客在購物過程中，將易燃、易爆物品帶入商場，如煙花爆竹、酒精等，增加了火災的風險。某地下商場的一名工作人員在休息期間，在商場內的角落吸煙，將未熄滅的煙蒂扔在地上后離開，結果煙蒂引燃了周圍的雜物，引發(fā)了火災。在火災發(fā)生時，人員的恐慌心理和不當行為會嚴重影響疏散效率，增加人員傷亡的風險。當人們意識到火災發(fā)生時，往往會產生恐慌情緒，失去理智，無法正確判斷逃生方向和采取有效的逃生措施。一些人會盲目跟隨他人，導致疏散通道擁堵；一些人會在慌亂中摔倒，引發(fā)踩踏事故；還有一些人會因恐懼而躲在角落里，錯過最佳的逃生時機。在[具體火災事故案例]中，地下商場發(fā)生火災后，人們因恐慌而相互擁擠，導致疏散通道堵塞，許多人無法及時疏散，最終造成了嚴重的人員傷亡。此外，人員對疏散路線不熟悉也是地下商場火災疏散中的一個常見問題。地下商場的布局通常較為復雜，疏散路線繁多，如果人員在平時沒有熟悉疏散路線，在火災發(fā)生時就很難迅速找到安全出口。一些商場的疏散指示標志設置不明顯或損壞，也會給人員疏散帶來困難。某地下商場的疏散指示標志被廣告牌遮擋，火災發(fā)生時，許多顧客無法看清疏散指示標志，只能在商場內盲目尋找出口，延誤了疏散時間。2.2.4電氣設備與線路電氣設備與線路是地下商場火災的主要引發(fā)源之一，其存在的問題往往具有隱蔽性和突發(fā)性，一旦引發(fā)火災，火勢蔓延迅速，后果不堪設想。地下商場內的電氣設備種類繁多，如照明燈具、空調系統(tǒng)、電梯、電動扶梯等，這些設備在長期運行過程中，由于過載、短路等原因，容易引發(fā)火災。當電氣設備的實際功率超過其額定功率時，會導致設備發(fā)熱，溫度升高，加速絕緣材料的老化和損壞，從而引發(fā)短路故障。短路時會產生瞬間的大電流，釋放出大量的熱能，使周圍的可燃物迅速升溫并燃燒。某地下商場的空調系統(tǒng)由于長期過載運行，電線絕緣層老化，發(fā)生短路故障，引發(fā)了火災，火勢迅速蔓延，造成了嚴重的損失。線路老化是電氣設備與線路中常見的問題之一。地下商場的電氣線路長期處于潮濕、高溫等惡劣環(huán)境中，容易導致線路絕緣層老化、開裂，失去絕緣性能。老化的線路容易發(fā)生漏電、短路等故障，從而引發(fā)火災。私拉亂接電線也是地下商場中存在的一個嚴重問題。一些商家為了方便經(jīng)營，私自亂拉電線，隨意增加用電設備，導致線路負荷過大，且這些私拉的電線往往沒有經(jīng)過正規(guī)的安裝和保護，容易受到外力破壞，引發(fā)電氣事故。在[具體地下商場名稱]中，一家商戶為了增加照明亮度，私自從配電箱拉了一根電線，并且沒有采取任何保護措施，電線在使用過程中被貨物刮破，發(fā)生短路，引發(fā)了火災。電氣設備與線路引發(fā)火災的案例屢見不鮮。例如，[具體年份]發(fā)生在[具體地點]的地下商場火災，就是由于電氣線路老化，短路產生的電火花引燃了周圍的可燃物，火勢迅速蔓延，導致商場內的商品被燒毀，多名人員受傷。2024年4月8日凌晨3時許，廣西梧州市蒼梧縣一臨街鋪面發(fā)生火災，造成5人死亡，經(jīng)初步認定，起火原因為電氣線路故障。這些案例充分說明了電氣設備與線路問題對地下商場火災安全的嚴重威脅，必須引起足夠的重視。三、地下商場火災風險評價方法與模型構建3.1火災風險評價方法概述火災風險評價方法作為評估火災風險的重要工具，在地下商場消防安全管理中起著關鍵作用。隨著火災科學和安全工程的不斷發(fā)展，涌現(xiàn)出了多種火災風險評價方法，這些方法可大致分為定性分析法、半定量分析法和定量分析法三類，每類方法都有其獨特的特點、優(yōu)缺點和適用范圍。定性分析法主要依靠專家的知識、經(jīng)驗和主觀判斷，對火災風險因素進行分析和評價。常見的定性分析法包括安全檢查表法和預先危險性分析法。安全檢查表法是將一系列與火災安全相關的項目列成表格，由專家依據(jù)相關標準和規(guī)范，對每個項目進行檢查和判斷，以確定是否存在火災隱患以及隱患的嚴重程度。例如，在對地下商場進行安全檢查時，檢查表中可能包含消防設施是否完好、疏散通道是否暢通、電氣設備是否符合安全要求等項目。專家通過實地觀察和查閱資料，對每個項目進行“是”或“否”的判斷，并記錄存在的問題。這種方法的優(yōu)點是簡單易懂、操作方便，能夠快速識別出明顯的火災風險因素，且成本較低，不需要復雜的計算和專業(yè)的技術知識。然而，其缺點也較為明顯，主觀性較強，評價結果在很大程度上依賴于專家的經(jīng)驗和判斷能力，不同專家可能會得出不同的評價結果。而且，該方法難以對火災風險進行精確量化，對于一些潛在的、復雜的風險因素可能無法全面識別。預先危險性分析法是在項目建設或系統(tǒng)運行之前，對可能存在的火災風險進行全面分析和預測。通過對系統(tǒng)的功能、結構、工藝流程等方面的研究，識別出潛在的火災危險源，并分析其可能導致的火災事故類型、危害程度以及預防措施。在對新建地下商場進行預先危險性分析時，需要考慮建筑結構、電氣系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、可燃物分布等因素，預測可能發(fā)生的火災場景，如電氣火災、裝修材料火災等，并提出相應的預防和控制措施。該方法的優(yōu)點是能夠在項目早期發(fā)現(xiàn)潛在的火災風險，為后續(xù)的設計和決策提供依據(jù)，具有前瞻性。但它同樣存在主觀性強的問題，且對分析人員的專業(yè)知識和經(jīng)驗要求較高，分析結果的準確性和可靠性受到一定限制。半定量分析法是介于定性分析法和定量分析法之間的一種方法，它采用部分數(shù)學模型和經(jīng)驗公式，對火災風險進行相對量化評估。風險矩陣法和火災風險指數(shù)法是較為常用的半定量分析法。風險矩陣法通過將火災發(fā)生的可能性和后果嚴重程度分別劃分為不同的等級，然后構建風險矩陣，將兩者進行組合，確定火災風險等級。例如，將火災發(fā)生的可能性分為極低、低、中、高、極高五個等級，將后果嚴重程度分為輕微、較小、中等、嚴重、災難性五個等級，通過交叉組合得到不同的風險等級。這種方法的優(yōu)點是簡單直觀，能夠快速對火災風險進行初步評估，為風險決策提供參考。它在一定程度上克服了定性分析法無法量化的缺點，但由于其對可能性和后果嚴重程度的劃分仍帶有一定的主觀性，且數(shù)學模型相對簡單，所以評估結果的精確性有限。火災風險指數(shù)法是通過計算火災風險指數(shù)來評估火災風險的大小。該方法綜合考慮多個火災風險因素，為每個因素賦予相應的權重和分值，然后通過一定的數(shù)學公式計算出火災風險指數(shù)。不同的火災風險指數(shù)法在因素選取、權重確定和計算方法上可能存在差異。例如，在某火災風險指數(shù)法中，考慮了建筑結構、消防設施、人員密度、可燃物類型等因素，根據(jù)各因素對火災風險的影響程度確定權重，通過加權求和的方式計算火災風險指數(shù)。火災風險指數(shù)法的優(yōu)點是能夠綜合考慮多個因素對火災風險的影響，且計算過程相對簡單，可操作性較強。然而，其權重的確定往往依賴于經(jīng)驗或專家判斷，缺乏足夠的客觀性和科學性，可能會影響評估結果的準確性。定量分析法是運用數(shù)學模型和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對火災風險進行精確計算和分析，以得出具體的風險值。事件樹分析法和故障樹分析法是典型的定量分析法。事件樹分析法是從初始事件開始，按照事件的發(fā)展順序，分析事件可能的發(fā)展路徑和結果，計算不同結果發(fā)生的概率。在地下商場火災風險評估中，以電氣短路作為初始事件，分析其可能引發(fā)的一系列事件，如是否引燃周圍可燃物、火災是否蔓延、消防設施是否啟動等，通過對每個事件發(fā)生概率的計算，得出最終火災事故發(fā)生的概率以及可能造成的后果。該方法的優(yōu)點是能夠清晰地展示事件的發(fā)展過程和各種可能的結果，為風險決策提供詳細的信息，且計算結果較為精確，具有較高的科學性和可靠性。但它需要大量的歷史數(shù)據(jù)和詳細的系統(tǒng)信息作為支撐，對數(shù)據(jù)的質量和完整性要求較高，計算過程也較為復雜，需要專業(yè)的技術人員進行操作。故障樹分析法是一種從結果到原因的演繹推理方法，通過建立故障樹模型，將火災事故作為頂事件，分析導致頂事件發(fā)生的各種基本事件及其邏輯關系，運用布爾代數(shù)和概率理論計算頂事件發(fā)生的概率。在構建地下商場火災故障樹時，將“地下商場發(fā)生火災”作為頂事件，將電氣故障、吸煙、用火不慎、消防設施故障等作為中間事件和基本事件，通過邏輯門（與門、或門等）表示它們之間的關系。故障樹分析法能夠深入分析火災事故的原因，找出系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，為制定針對性的預防措施提供依據(jù)。它同樣依賴于大量的數(shù)據(jù)和專業(yè)知識，建模過程復雜，對分析人員的要求較高，且當系統(tǒng)較為復雜時，故障樹的規(guī)模會迅速增大，計算難度也會相應增加。3.2模糊綜合評價模型的建立3.2.1確定評價指標體系基于前文對地下商場火災風險因素的全面分析，構建一套科學、全面且具有針對性的評價指標體系，是準確評估地下商場火災風險的基礎。該體系涵蓋建筑結構、消防設施、人員因素、電氣設備等多個關鍵方面，各方面又進一步細化為具體的評價指標，以確保能夠全面、細致地反映地下商場火災風險的實際情況。在建筑結構方面，主要考慮建筑的防火分區(qū)、疏散通道、防火間距等因素。合理的防火分區(qū)能夠有效阻止火災在商場內的蔓延，將火災控制在一定范圍內，減少火災損失。疏散通道的寬度、暢通性以及標識的明顯程度，直接關系到人員在火災發(fā)生時能否迅速、安全地疏散。防火間距則是防止火災向相鄰建筑蔓延的重要保障。消防設施方面，消防栓、自動噴水滅火系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等的完善程度和運行狀況是關鍵評價指標。消防栓作為最基本的滅火設施，其水壓、水量以及配件的完好性，對于撲滅初期火災起著至關重要的作用。自動噴水滅火系統(tǒng)能夠在火災發(fā)生時自動啟動，迅速控制火勢，減少火災損失?；馂膱缶到y(tǒng)則是及時發(fā)現(xiàn)火災的“眼睛”，其準確性和可靠性直接影響到火災撲救的及時性。防排煙系統(tǒng)能夠及時排出火災產生的煙霧和有毒氣體，為人員疏散和消防撲救創(chuàng)造良好的環(huán)境。人員因素包括人員的消防安全意識、疏散能力、應急響應能力等。人員的消防安全意識淡薄，往往是引發(fā)火災的重要原因。例如，隨意吸煙、亂扔煙蒂、違規(guī)使用明火等行為，都可能引發(fā)火災。疏散能力則與人員的身體素質、對疏散路線的熟悉程度等因素有關。應急響應能力包括人員在火災發(fā)生時能否迅速做出正確的反應，采取有效的逃生措施，以及能否協(xié)助他人疏散等。電氣設備方面，電氣設備的選型、安裝、使用以及線路的敷設、維護等情況是重要評價指標。電氣設備的選型不當，可能導致設備過載、短路等問題，引發(fā)火災。安裝不規(guī)范，如電線未穿管保護、接頭不牢固等，也容易引發(fā)電氣事故。電氣設備的使用不當，如長時間過載運行、頻繁啟動等，會加速設備的老化，增加火災風險。線路的敷設不合理，如線路穿越易燃、易爆區(qū)域未采取防火、防爆措施，也會增加火災隱患。通過以上各方面的綜合考慮，構建出如下地下商場火災風險評價指標體系：一級指標二級指標建筑結構防火分區(qū)合理性疏散通道寬度及暢通性防火間距合規(guī)性消防設施消防栓完好性及水壓充足性自動噴水滅火系統(tǒng)可靠性火災報警系統(tǒng)準確性與可靠性防排煙系統(tǒng)有效性人員因素人員消防安全意識人員疏散能力人員應急響應能力電氣設備電氣設備選型合理性電氣設備安裝規(guī)范性電氣設備使用合規(guī)性電氣線路敷設及維護狀況3.2.2指標權重的確定為了準確體現(xiàn)不同因素對地下商場火災風險的影響程度，運用層次分析法（AHP）來確定各評價指標的權重。層次分析法是一種將與決策總是有關的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎上進行定性和定量分析的決策方法。它把復雜問題中的各種因素通過劃分相互聯(lián)系的有序層次使之條理化，根據(jù)對一定客觀現(xiàn)實的主觀判斷結構(主要是兩兩比較)把專家意見和分析者的客觀判斷結果直接而有效地結合起來，將一層次元素兩兩比較的重要性進行定量描述。而后，利用數(shù)學方法計算反映每一層次元素的相對重要性次序的權值，通過所有層次之間的總排序計算所有元素的相對權重并進行排序。首先，構建層次結構模型。將地下商場火災風險評價總目標作為目標層，建筑結構、消防設施、人員因素、電氣設備等作為準則層，各準則層下的具體評價指標作為指標層。然后，通過專家咨詢法，邀請火災安全領域的專家對各層次指標進行兩兩比較，構造判斷矩陣。判斷矩陣是層次分析法的核心，它反映了專家對各指標相對重要性的判斷。例如，對于準則層中建筑結構和消防設施的重要性比較，專家根據(jù)自己的經(jīng)驗和專業(yè)知識，給出相應的判斷值。判斷值通常采用1-9標度法，1表示兩個因素具有同樣重要性，3表示一個因素比另一個因素稍微重要，5表示一個因素比另一個因素明顯重要，7表示一個因素比另一個因素強烈重要，9表示一個因素比另一個因素極端重要，2、4、6、8則表示上述相鄰判斷的中間值。以建筑結構（A_1）、消防設施（A_2）、人員因素（A_3）、電氣設備（A_4）這四個準則層指標為例，假設專家給出的判斷矩陣如下：\begin{bmatrix}1&1/2&2&3\\2&1&3&4\\1/2&1/3&1&2\\1/3&1/4&1/2&1\end{bmatrix}接下來，計算判斷矩陣的特征向量和最大特征根。通過計算得到的特征向量，經(jīng)過歸一化處理后，即可得到各指標的相對權重。在計算過程中，可采用方根法、和積法等方法進行計算。以方根法為例，計算步驟如下：計算判斷矩陣每行元素的乘積M_i：M_1=1\times\frac{1}{2}\times2\times3=3M_2=2\times1\times3\times4=24M_3=\frac{1}{2}\times\frac{1}{3}\times1\times2=\frac{1}{3}M_4=\frac{1}{3}\times\frac{1}{4}\times\frac{1}{2}\times1=\frac{1}{24}計算M_i的n次方根\overline{W_i}：\overline{W_1}=\sqrt[4]{3}\approx1.316\overline{W_2}=\sqrt[4]{24}\approx2.213\overline{W_3}=\sqrt[4]{\frac{1}{3}}\approx0.760\overline{W_4}=\sqrt[4]{\frac{1}{24}}\approx0.387將\overline{W_i}歸一化，得到各指標的權重W_i：\sum_{i=1}^{4}\overline{W_i}=1.316+2.213+0.760+0.387=4.676W_1=\frac{\overline{W_1}}{\sum_{i=1}^{4}\overline{W_i}}=\frac{1.316}{4.676}\approx0.281W_2=\frac{\overline{W_2}}{\sum_{i=1}^{4}\overline{W_i}}=\frac{2.213}{4.676}\approx0.473W_3=\frac{\overline{W_3}}{\sum_{i=1}^{4}\overline{W_i}}=\frac{0.760}{4.676}\approx0.163W_4=\frac{\overline{W_4}}{\sum_{i=1}^{4}\overline{W_i}}=\frac{0.387}{4.676}\approx0.083最后，進行一致性檢驗。由于專家的判斷可能存在一定的主觀性和不一致性，需要通過一致性檢驗來判斷判斷矩陣的合理性。一致性指標CI的計算公式為：CI=\frac{\lambda_{max}-n}{n-1}其中，\lambda_{max}為判斷矩陣的最大特征根，n為判斷矩陣的階數(shù)。隨機一致性指標RI可通過查表得到，不同階數(shù)的判斷矩陣對應的RI值如下：階數(shù)n123456789RI000.580.901.121.241.321.411.45計算一致性比例CR：CR=\frac{CI}{RI}當CR<0.1時，認為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需要對判斷矩陣進行調整，直到滿足一致性要求。通過以上步驟，確定了各評價指標的權重，為后續(xù)的模糊綜合評價計算提供了重要依據(jù)。例如，經(jīng)過計算和一致性檢驗，得到建筑結構、消防設施、人員因素、電氣設備的權重分別為0.281、0.473、0.163、0.083，這表明在地下商場火災風險評價中，消防設施對火災風險的影響程度最大，其次是建筑結構，人員因素和電氣設備的影響程度相對較小，但也不容忽視。在各準則層下的具體指標權重確定過程中，同樣按照上述方法進行計算，從而構建出完整的指標權重體系。3.2.3模糊關系矩陣的建立模糊關系矩陣是模糊綜合評價模型的重要組成部分，它反映了各評價指標與火災風險等級之間的模糊關系。通過專家評價等方式，確定各指標對不同火災風險等級的隸屬度，進而建立模糊關系矩陣。首先，確定火災風險等級的劃分。通常將火災風險等級劃分為低風險、較低風險、中等風險、較高風險、高風險五個等級，分別用V_1、V_2、V_3、V_4、V_5表示。然后，邀請多位火災安全領域的專家，對每個評價指標針對不同火災風險等級進行評價。專家根據(jù)自己的專業(yè)知識和經(jīng)驗，對每個指標屬于各個風險等級的可能性進行判斷，給出相應的隸屬度。例如，對于“消防栓完好性及水壓充足性”這一指標，專家們經(jīng)過討論和分析，認為其屬于低風險等級的隸屬度為0.1，屬于較低風險等級的隸屬度為0.3，屬于中等風險等級的隸屬度為0.4，屬于較高風險等級的隸屬度為0.1，屬于高風險等級的隸屬度為0.1。將所有專家對每個指標的評價結果進行統(tǒng)計和處理，得到各指標對不同風險等級的平均隸屬度。以“消防栓完好性及水壓充足性”指標為例，假設有10位專家參與評價，對該指標屬于低風險等級的隸屬度評價分別為0.1、0.2、0.1、0.0、0.1、0.1、0.2、0.1、0.1、0.1，則其平均隸屬度為：(0.1+0.2+0.1+0.0+0.1+0.1+0.2+0.1+0.1+0.1)\div10=0.11按照同樣的方法，計算出所有評價指標對不同風險等級的平均隸屬度，進而構建出模糊關系矩陣R。假設評價指標體系中有m個指標，火災風險等級有n個，則模糊關系矩陣R為：R=\begin{bmatrix}r_{11}&r_{12}&\cdots&r_{1n}\\r_{21}&r_{22}&\cdots&r_{2n}\\\vdots&\vdots&\ddots&\vdots\\r_{m1}&r_{m2}&\cdots&r_{mn}\end{bmatrix}其中，r_{ij}表示第i個指標對第j個風險等級的隸屬度。例如，對于前面構建的評價指標體系，假設經(jīng)過專家評價和統(tǒng)計處理后，得到的模糊關系矩陣如下：R=\begin{bmatrix}0.11&0.32&0.41&0.12&0.04\\0.08&0.25&0.45&0.16&0.06\\0.15&0.30&0.35&0.15&0.05\\0.20&0.35&0.30&0.10&0.05\\0.12&0.28&0.40&0.15&0.05\\0.09&0.26&0.42&0.17&0.06\\0.13&0.31&0.36&0.15&0.05\\0.18&0.33&0.32&0.12&0.05\end{bmatrix}該模糊關系矩陣清晰地展示了各評價指標與不同火災風險等級之間的模糊關系，為后續(xù)的模糊綜合評價計算提供了關鍵數(shù)據(jù)支持。通過這種方式，能夠充分考慮到火災風險因素的不確定性和模糊性，使評價結果更加符合實際情況。3.2.4模糊綜合評價計算在確定了評價指標體系、指標權重以及模糊關系矩陣后，即可進行模糊綜合評價計算，以得出地下商場的火災風險等級。模糊綜合評價計算的核心是將指標權重向量與模糊關系矩陣進行合成運算，從而得到綜合評價結果。模糊綜合評價的基本模型為：B=A\cdotR其中，B為綜合評價結果向量，A為指標權重向量，R為模糊關系矩陣，“\cdot”為模糊合成算子。常見的模糊合成算子有主因素決定型（M(\land,\lor)）、主因素突出型（M(\cdot,\lor)）、加權平均型（M(\cdot,+)）等。在實際應用中，需要根據(jù)具體情況選擇合適的模糊合成算子?？紤]到地下商場火災風險評價需要綜合考慮各因素的影響，避免因某一因素的突出影響而忽略其他因素，本文選用加權平均型（M(\cdot,+)）模糊合成算子，該算子能夠充分體現(xiàn)各因素的權重，使評價結果更加全面、客觀。以之前確定的指標權重向量A=(0.281,0.473,0.163,0.083)和模糊關系矩陣R為例，進行模糊綜合評價計算：B=A\cdotR=\begin{bmatrix}0.281&0.473&0.163&0.083\end{bmatrix}\cdot\begin{bmatrix}0.11&0.32&0.41&0.12&0.04\\0.08&0.25&0.45&0.16&0.06\\0.15&0.30&0.35&0.15&0.05\\0.20&0.35&0.30&0.10&0.05\end{bmatrix}計算過程如下：b_1=0.281\times0.11+0.473\times0.08+0.163\times0.15+0.083\times0.20\approx0.103b_2=0.281\times0.32+0.473\times0.25+0.163\times0.30+0.083\times0.35\approx0.268b_3=0.281\times0.41+0.473\times0.45+0.163\times0.35+0.083\times0.30\approx0.405b_4=0.281\times0.12+0.473\times0.16+0.163\times0.15+0.083\times0.10\approx0.144b_5=0.281\times0.04+0.473\times0.06+0.163\times0.05+0.083\times0.05\approx0.080得到綜合評價結果向量$B=3.3案例應用與分析本部分選取[具體名稱]地下商場作為研究案例，該商場位于城市核心區(qū)域，周邊人口密集，商業(yè)活動頻繁。商場建筑面積達[X]平方米，共分為地下兩層，經(jīng)營各類商品，涵蓋服裝、餐飲、電子產品等多個品類。每日客流量高峰時可達[X]人次，是該地區(qū)重要的商業(yè)場所之一。通過實地考察、查閱資料以及與商場管理人員溝通等方式，收集了該地下商場的相關數(shù)據(jù)。在建筑結構方面，商場內部布局較為復雜，攤位和貨架擺放密集，部分疏散通道寬度僅為[X]米，低于規(guī)范要求的[X]米標準。防火分區(qū)存在部分區(qū)域劃分不合理的情況，一些防火卷簾門損壞，無法正常發(fā)揮防火分隔作用。消防設施方面，消防栓檢查發(fā)現(xiàn)部分消防栓閥門生銹，開啟困難，且水壓測試結果顯示部分樓層水壓不足，無法滿足滅火要求。自動噴水滅火系統(tǒng)存在噴頭堵塞現(xiàn)象，火災報警系統(tǒng)曾出現(xiàn)多次誤報情況，防排煙系統(tǒng)的排煙量經(jīng)檢測也未達到設計要求。人員因素方面，通過對商場工作人員和顧客的問卷調查和訪談得知，大部分人員消防安全意識淡薄，對基本的消防知識和逃生技能了解甚少。在火災演練中，部分人員疏散速度緩慢，且存在盲目跟隨他人的情況，應急響應能力較弱。電氣設備方面，商場內部分電氣設備使用年限較長，老化嚴重，部分商戶存在私拉亂接電線的現(xiàn)象，電線未穿管保護，存在較大的安全隱患。運用前文構建的模糊綜合評價模型對該地下商場的火災風險進行評價。首先，確定評價指標體系，結合該商場的實際情況，將建筑結構、消防設施、人員因素、電氣設備等方面的具體指標納入評價體系。然后，通過層次分析法確定各指標的權重，邀請火災安全領域的專家對各層次指標進行兩兩比較，構造判斷矩陣并計算權重。例如，對于建筑結構方面的防火分區(qū)合理性、疏散通道寬度及暢通性、防火間距合規(guī)性等指標，專家經(jīng)過討論和分析，給出相應的判斷矩陣，計算得到各指標的權重分別為[X]、[X]、[X]。同樣，對于消防設施、人員因素、電氣設備等方面的指標，也按照層次分析法的步驟確定其權重。接著，建立模糊關系矩陣。邀請專家對每個評價指標針對不同火災風險等級（低風險、較低風險、中等風險、較高風險、高風險）進行評價，確定各指標對不同風險等級的隸屬度。例如，對于“消防栓完好性及水壓充足性”這一指標，專家們認為其屬于低風險等級的隸屬度為0.1，屬于較低風險等級的隸屬度為0.3，屬于中等風險等級的隸屬度為0.4，屬于較高風險等級的隸屬度為0.1，屬于高風險等級的隸屬度為0.1。將所有專家對每個指標的評價結果進行統(tǒng)計和處理，得到各指標對不同風險等級的平均隸屬度，進而構建出模糊關系矩陣。最后，進行模糊綜合評價計算。選用加權平均型（M(\cdot,+)）模糊合成算子，將指標權重向量與模糊關系矩陣進行合成運算，得到綜合評價結果向量B。B=A\cdotR=\begin{bmatrix}0.281&0.473&0.163&0.083\end{bmatrix}\cdot\begin{bmatrix}0.11&0.32&0.41&0.12&0.04\\0.08&0.25&0.45&0.16&0.06\\0.15&0.30&0.35&0.15&0.05\\0.20&0.35&0.30&0.10&0.05\end{bmatrix}計算得到：b_1=0.281\times0.11+0.473\times0.08+0.163\times0.15+0.083\times0.20\approx0.103b_2=0.281\times0.32+0.473\times0.25+0.163\times0.30+0.083\times0.35\approx0.268b_3=0.281\times0.41+0.473\times0.45+0.163\times0.35+0.083\times0.30\approx0.405b_4=0.281\times0.12+0.473\times0.16+0.163\times0.15+0.083\times0.10\approx0.144b_5=0.281\times0.04+0.473\times0.06+0.163\times0.05+0.083\times0.05\approx0.080得到綜合評價結果向量B=\begin{bmatrix}0.103&0.268&0.405&0.144&0.080\end{bmatrix}。根據(jù)最大隸屬度原則，b_3=0.405最大，所以該地下商場的火災風險等級為中等風險。然而，從評價結果向量中也可以看出，該商場在較低風險和較高風險等級上也有一定的隸屬度，說明商場存在一些潛在的火災風險因素，需要引起重視?；谠u價結果，提出以下針對性的改進建議：建筑結構方面：對商場內部布局進行優(yōu)化，合理規(guī)劃攤位和貨架的擺放，確保疏散通道寬度符合規(guī)范要求，至少拓寬至[X]米。修復損壞的防火卷簾門，重新劃分不合理的防火分區(qū)，確保防火分隔設施能夠有效發(fā)揮作用。在商場內設置明顯的疏散指示標志和應急照明設施，并定期進行檢查和維護，確保其在火災發(fā)生時能夠正常工作。消防設施方面：對消防栓進行全面檢修和維護，更換生銹的閥門，確保水壓充足。清理自動噴水滅火系統(tǒng)的噴頭，修復故障的報警系統(tǒng)，提高其準確性和可靠性。對防排煙系統(tǒng)進行升級改造，增加排煙量，確保在火災發(fā)生時能夠及時排出煙霧和有毒氣體。定期組織消防設施的檢測和維護，建立健全消防設施檔案，記錄設施的維護情況和檢測結果。人員因素方面：加強對商場工作人員和顧客的消防安全培訓，定期組織消防知識講座和演練，提高人員的消防安全意識和應急響應能力。制定完善的應急預案，明確各人員在火災發(fā)生時的職責和任務，并定期進行演練，確保在火災發(fā)生時能夠迅速、有序地進行疏散和救援。在商場內設置明顯的消防安全宣傳標識，提醒人員注意消防安全，遵守消防規(guī)定。電氣設備方面：對商場內的電氣設備進行全面檢查和更新，淘汰老化嚴重的設備，規(guī)范電氣設備的安裝和使用。對私拉亂接的電線進行整改，確保電線穿管保護，避免電氣事故的發(fā)生。加強對電氣設備的日常巡檢和維護，定期對電氣線路進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。四、地下商場安全疏散性能化設計理論與方法4.1安全疏散性能化設計的基本原理安全疏散性能化設計是一種以人員安全疏散為核心的先進設計理念，它突破了傳統(tǒng)規(guī)范設計的局限性，更加注重建筑的實際使用功能和火災場景的多樣性，旨在為人員在火災等緊急情況下提供更科學、更有效的疏散保障。傳統(tǒng)的安全疏散設計主要依據(jù)規(guī)范中的固定條文進行，這種設計方式雖然具有一定的通用性和規(guī)范性，但在實際應用中存在諸多不足。規(guī)范往往是基于大量的一般性建筑案例制定的，難以全面考慮到每一個具體建筑的特殊情況，如地下商場復雜的空間結構、多樣化的經(jīng)營業(yè)態(tài)以及大量且復雜的人員流動等。而且，傳統(tǒng)規(guī)范設計側重于滿足最低標準要求，缺乏對火災場景動態(tài)變化的深入分析，在面對一些特殊火災場景時，可能無法確保人員的安全疏散。安全疏散性能化設計則強調從人員的實際需求和火災發(fā)展的實際情況出發(fā)，運用現(xiàn)代科學技術和分析方法，對安全疏散系統(tǒng)進行個性化、精細化的設計。其核心目標是確保在火災發(fā)生時，建筑物內的所有人員能夠在可用疏散時間（ASET）內安全疏散到安全區(qū)域，即必需疏散時間（RSET）小于可用疏散時間（ASET）?？捎檬枭r間是指從火災發(fā)生時刻起到火災對人員安全構成危險狀態(tài)的時間，它主要取決于建筑結構及其材料、控火及滅火設備等方面，與火災蔓延以及煙氣的流動密切相關。在計算可用疏散時間時，需要重點考慮火災時建筑物內影響人員安全疏散的煙氣層高度、熱輻射、對流熱、煙氣毒性和能見度等參數(shù)。這些參數(shù)可以通過對建筑內特定的火災場景進行火災與煙氣流動的模擬得到。當煙氣層高度下降到一定程度，人員可能會受到熱煙氣流的輻射熱威脅；熱輻射強度超過人體耐受極限時，會對人員造成傷害；對流熱過高會使人員難以忍受；煙氣毒性達到一定濃度會導致人員中毒；能見度降低則會影響人員的疏散視線，增加疏散難度。必需疏散時間是指從起火時刻到人員疏散到安全區(qū)域的時間，包括火災探測報警時間、人員預動時間和人員疏散運動時間?；馂奶綔y報警時間是指從火災發(fā)生到觸發(fā)火災探測與報警裝置而發(fā)出報警信號，使人們意識到有異常情況發(fā)生，或者人員通過本身的味覺、嗅覺及視覺系統(tǒng)察覺到火災征兆的時間。人員預動時間是指人員從接到火災警報之后到疏散行動開始之前的這段時間，包括識別時間和反應時間，它受到建筑類型、功能與用途、使用人員的性質及建筑火災報警廣播和物業(yè)管理系統(tǒng)等各種內在及外在因素的影響，具有很大的不確定性。在管理相對完善的劇院、超市或辦公建筑（有定期火災訓練）中，識別時間較短；在平面布置復雜或面積巨大的建筑以及旅館、公寓、住宅和宿舍等建筑中，該時間可能較長。人員疏散運動時間是指建筑內的人員從疏散行動開始到疏散結束所需要的時間，它與人員的行走速度、疏散路徑的長度和暢通程度、疏散通道的寬度以及人員密度等因素有關。在計算疏散運動時間時，通常采用1.5-2的安全系數(shù)來考慮設計計算中的不確定性因素。安全疏散性能化設計通過對可用疏散時間和必需疏散時間的精確分析和計算，全面評估安全疏散系統(tǒng)的性能。在設計過程中，充分考慮建筑的布局、功能分區(qū)、人員流動特點、消防設施配置等因素，運用火災動力學模擬軟件、人員疏散模擬軟件等工具，對不同火災場景下的人員疏散過程進行模擬和分析，預測人員的疏散行為和疏散時間，找出安全疏散系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，并據(jù)此提出針對性的優(yōu)化設計方案。調整疏散通道的寬度和布局，優(yōu)化疏散指示標志的設置位置和形式，改進防排煙系統(tǒng)的設計以確保煙氣能夠及時排出，從而提高人員疏散的安全性和效率，實現(xiàn)人員在火災中的安全疏散目標。4.2安全疏散性能化設計的關鍵參數(shù)4.2.1人員疏散時間（RSET）人員疏散時間（RequiredSafeEvacuationTime，RSET）是安全疏散性能化設計中的關鍵參數(shù)之一，它直接關系到在火災發(fā)生時人員能否及時疏散到安全區(qū)域。人員疏散時間由多個部分組成，包括探測報警時間、預動作時間和疏散行動時間，每個部分都受到多種因素的影響，準確計算這些時間對于評估安全疏散的可行性和有效性至關重要。探測報警時間是指從火災發(fā)生到觸發(fā)火災探測與報警裝置而發(fā)出報警信號，使人們意識到有異常情況發(fā)生，或者人員通過本身的味覺、嗅覺及視覺系統(tǒng)察覺到火災征兆的時間。對于安裝了點式火災探測報警裝置以及安裝了閉式自動噴水滅火系統(tǒng)的場所，火災探測報警時間應根據(jù)建筑內所采用的火災探測與報警裝置的類型及其布置、火災的發(fā)展速度及其規(guī)模、著火空間的高度等條件，考慮設計火災場景下火災探測報警裝置或自動噴水裝置對火災煙氣的反應時間。這可以通過相應的計算機模擬計算軟件，如美國國家標準與技術研究院（NIST）開發(fā)的軟件工具包中提供的DETACT-QS工具，進行分析計算確定，也可采用其他計算工具進行預測。在一些日常有人停留且人員處于清醒狀態(tài)的房間，還可以采用特定經(jīng)驗公式算法來預測人員發(fā)覺火災征兆的時間。預動作時間是指人員從接到火災警報之后到疏散行動開始之前的這段時間，包括識別時間和反應時間。這一過程受到多種內在及外在因素的影響，具有很大的不確定性。在管理相對完善的劇院、超市或辦公建筑（有定期火災訓練）中，人員對火災警報較為熟悉，識別時間較短；而在平面布置復雜或面積巨大的建筑以及旅館、公寓、住宅和宿舍等建筑中，人員可能需要更多時間來確認火災警報、判別火情發(fā)展情況、通知親友、收拾物品以及確定疏散路線等，該時間可能較長。例如，在某大型商場中，由于員工經(jīng)過定期的消防安全培訓，當火災警報響起時，他們能夠迅速識別警報并做出反應，預動作時間較短；而在某老舊居民樓中，居民對火災警報敏感度較低，且疏散意識淡薄，在接到警報后，可能會花費較長時間來確認情況，甚至還會出現(xiàn)收拾貴重物品等行為，導致預動作時間明顯延長。疏散行動時間是指建筑內的人員從疏散行動開始到疏散結束所需要的時間。在計算疏散行動時間時，通常采用1.5-2的安全系數(shù)來考慮設計計算中的不確定性因素。疏散行動時間與人員的行走速度、疏散路徑的長度和暢通程度、疏散通道的寬度以及人員密度等因素密切相關。人員行走速度會受到人員自身身體狀況、年齡、性別等因素的影響，例如年輕人的行走速度通常比老年人和兒童快；疏散路徑越長、越曲折，疏散行動時間就越長；疏散通道寬度不足或被堵塞，會導致人員疏散速度減慢，增加疏散行動時間；人員密度過大時，會出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象，也會顯著延長疏散行動時間。人員疏散時間的計算公式為：RSET=T_d+T_{pre}+k×T_t，其中T_d為火災探測報警時間，T_{pre}為疏散預動時間，T_t為疏散行動時間，k為安全系數(shù)。通過準確計算人員疏散時間的各個組成部分，并合理考慮各種影響因素，能夠為地下商場的安全疏散性能化設計提供重要的數(shù)據(jù)支持，確保在火災發(fā)生時，人員能夠在規(guī)定時間內安全疏散到安全區(qū)域，從而最大程度地減少人員傷亡和財產損失。4.2.2可用安全疏散時間（ASET）可用安全疏散時間（AvailableSafeEvacuationTime，ASET）是衡量地下商場火災安全疏散性能的關鍵指標之一，它決定了在火災發(fā)展到對人員安全構成危險狀態(tài)之前，人員所擁有的可用于疏散的時間?？捎冒踩枭r間受到多種復雜因素的影響，深入分析這些因素并準確計算可用安全疏散時間，對于保障地下商場人員的生命安全具有至關重要的意義?；馂陌l(fā)展速度是影響可用安全疏散時間的核心因素之一。不同類型的火災，其發(fā)展速度存在顯著差異。地下商場內若發(fā)生電氣火災，由于電氣設備周圍通常存在大量易燃的電線絕緣材料和電氣元件，一旦起火，火勢可能會在短時間內迅速蔓延。而如果是普通商品火災，如服裝、紙張等可燃物燃燒，其火災發(fā)展速度則相對較為緩慢，但隨著燃燒的持續(xù)進行，火勢也會逐漸增強，釋放出大量的熱量和有毒有害氣體，對人員安全構成威脅?；馂陌l(fā)展速度還受到可燃物的種類、數(shù)量、分布以及通風條件等因素的影響。大量集中堆放的易燃商品會加速火災的發(fā)展，良好的通風條件會為燃燒提供充足的氧氣，使火勢更加猛烈，從而縮短可用安全疏散時間。煙氣蔓延速度同樣對可用安全疏散時間產生重要影響。地下商場空間相對封閉，一旦發(fā)生火災，煙氣難以迅速排出，會在商場內迅速積聚并蔓延。煙氣的蔓延速度與火災的規(guī)模、通風條件以及商場的空間結構密切相關。在通風不良的情況下，煙氣會在商場內形成積聚，逐漸向各個區(qū)域擴散，降低商場內的能見度，同時釋放出一氧化碳、硫化氫等有毒氣體，對人員的呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，嚴重影響人員的疏散行動。當煙氣層高度下降到一定程度，人員就會受到熱煙氣流的輻射熱威脅，此時火災對人員安全構成危險狀態(tài)，可用安全疏散時間結束。為了準確計算可用安全疏散時間，需要綜合考慮火災時建筑物內影響人員安全疏散的多個關鍵參數(shù)，包括煙氣層高度、熱輻射、對流熱、煙氣毒性和能見度等。這些參數(shù)可以通過對建筑內特定的火災場景進行火災與煙氣流動的模擬得到，常用的模擬軟件有FDS（FireDynamicsSimulator）等。在模擬過程中，通過設置不同的火災場景參數(shù)，如火源位置、火勢大小、可燃物分布等，能夠詳細分析火災發(fā)展過程中各個參數(shù)的變化情況，從而確定可用安全疏散時間。當模擬結果顯示在某一時刻煙氣層高度下降到人員頭部以下，或者熱輻射強度超過人體耐受極限，又或者煙氣毒性達到危險濃度，此時對應的時間即為可用安全疏散時間的極限值。在實際應用中，通過合理的設計和管理措施，可以有效延長可用安全疏散時間。優(yōu)化地下商場的通風系統(tǒng)，確保在火災發(fā)生時能夠及時排出煙氣，降低煙氣濃度和溫度；合理布置防火分區(qū)和疏散通道，阻止火災和煙氣的蔓延，為人員疏散創(chuàng)造有利條件；安裝先進的火災探測和報警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)火災并發(fā)出警報，為人員疏散爭取更多時間。通過這些措施的綜合應用，可以提高地下商場的消防安全水平，保障人員在火災發(fā)生時能夠安全疏散。4.2.3人員密度與疏散速度人員密度與疏散速度是安全疏散性能化設計中相互關聯(lián)的兩個重要因素，它們對人員疏散效率和安全具有顯著影響。深入探討人員密度對疏散速度的影響機制，以及明確不同場所、不同人群的疏散速度取值，對于優(yōu)化地下商場的安全疏散設計至關重要。人員密度是指單位面積上分布的人員數(shù)量，它直接反映了空間內人員的稠密程度。在地下商場中，不同區(qū)域的人員密度可能存在較大差異，營業(yè)區(qū)域在高峰時段可能人員密集，而一些輔助區(qū)域人員密度相對較低。人員密度對疏散速度有著直接且明顯的影響。當人員密度較低時，人員之間的相互干擾較小，疏散通道相對暢通，人員能夠以較快的速度行走，疏散速度較高。在某地下商場的非營業(yè)時間，商場內人員稀少，此時人員在疏散通道內能夠自由行走，平均疏散速度可達1.2米/秒左右。隨著人員密度的增加，人員之間的空間逐漸減小，相互之間的碰撞和干擾增多，導致疏散速度逐漸降低。當人員密度達到一定程度時，可能會出現(xiàn)擁擠、堵塞的情況，疏散速度會急劇下降，甚至可能導致人員無法正常疏散。當人員密度達到3人/平方米時，人員在疏散過程中會頻繁發(fā)生碰撞，疏散速度可能會降至0.5米/秒以下；當人員密度進一步增大到5人/平方米時，人員幾乎無法移動，疏散速度趨近于零。不同場所的疏散速度取值存在差異。在地下商場中，由于其空間結構復雜，通道曲折，且可能存在大量的障礙物，如貨架、攤位等，人員疏散速度相對較低。根據(jù)相關研究和實際案例分析，地下商場內人員的平均疏散速度一般在0.3-0.8米/秒之間。而在一些開闊、無障礙的場所，如大型體育館、廣場等，人員疏散速度相對較高，可達1.0-1.5米/秒。不同人群的疏散速度也有所不同。年輕人身體狀況較好，行動敏捷，疏散速度相對較快；老年人、兒童和殘疾人由于身體機能或行動能力的限制，疏散速度較慢。老年人的疏散速度可能只有年輕人的60%-70%，兒童的疏散速度則可能更低，而殘疾人在沒有外界幫助的情況下，疏散速度會受到更大的影響。在安全疏散性能化設計中，需要充分考慮人員密度和疏散速度的關系，合理規(guī)劃地下商場的布局和疏散通道。通過優(yōu)化攤位和貨架的擺放，減少障礙物，拓寬疏散通道，降低人員密度，以提高疏散速度。根據(jù)不同區(qū)域的人員密度和人群特點，合理設置疏散指示標志和引導人員，確保人員能夠快速、有序地疏散。對于人員密度較大的營業(yè)區(qū)域，設置明顯的疏散指示標志，并安排專人進行引導，幫助老年人、兒童和殘疾人等弱勢群體疏散，提高整體疏散效率，保障人員在火災等緊急情況下的安全疏散。4.3安全疏散性能化設計的流程與方法安全疏散性能化設計是一個系統(tǒng)且復雜的過程，它通過科學合理的流程和方法，確保在火災等緊急情況下，人員能夠安全、迅速地疏散。其流程主要包括火災場景設定、人員疏散模擬、設計方案評估等關鍵環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都緊密相連，相互影響。火災場景設定是安全疏散性能化設計的基礎環(huán)節(jié)。在這個階段，需要根據(jù)地下商場的實際情況，全面考慮各種可能引發(fā)火災的因素，設定具有代表性的火災場景?？紤]地下商場內不同區(qū)域的功能布局，如服裝區(qū)、餐飲區(qū)、電子產品區(qū)等，這些區(qū)域的可燃物類型和數(shù)量不同，火災危險性也各異。服裝區(qū)通常存放大量易燃的衣物，火災發(fā)生時火勢可能迅速蔓延；餐飲區(qū)存在明火和大量食用油等易燃物，火災可能伴有油煙爆炸等危險；電子產品區(qū)則可能因電氣設備故障引發(fā)電氣火災。還要考慮火源位置的多樣性，火源可能位于商場的中心位置、角落、通道附近等，不同的火源位置會導致火災蔓延的路徑和速度不同。根據(jù)火災統(tǒng)計數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，分析不同類型火災的發(fā)生概率，確定最有可能發(fā)生的火災場景作為主要研究對象。假設某地下商場的餐飲區(qū)，由于廚師操作不當，爐灶起火引燃周圍的食用油，火勢迅速蔓延，這就是一個典型的火災場景設定。人員疏散模擬是安全疏散性能化設計的核心環(huán)節(jié)之一。通過運用專業(yè)的人員疏散模擬軟件，如Pathfinder、Simulex等，對設定的火災場景下人員的疏散過程進行模擬分析。這些軟件能夠綜合考慮人員的行為特征、疏散通道的布局、人員密度等多種因素，預測人員的疏散時間、疏散路徑以及可能出現(xiàn)的擁堵情況。在Pathfinder軟件中，可以根據(jù)地下商場的建筑圖紙，精確構建商場的三維模型，包括各個區(qū)域的布局、疏散通道的走向、安全出口的位置等。然后，輸入人員的初始分布情況、人員的行走速度、疏散行為模式等參數(shù)，軟件即可模擬人員在火災發(fā)生時的疏散過程。軟件會實時顯示人員的移動軌跡、疏散時間以及不同區(qū)域的人員密度變化情況，通過這些數(shù)據(jù)，可以直觀地了解人員疏散的全過程，發(fā)