大型公共建筑安全運營風險管理與應急處置

周紅波++姜琦

導讀：隨著城市化進程的加劇，城市公共安全問題日趨復雜，而大型公共建筑人流密集，是城市較為復雜的區(qū)域，也是發(fā)生公共安全問題的敏感地帶，因此，保證大型公共建筑的安全運營是城市管理的關鍵任務之一。在我國相關政策法規(guī)的引領下，只有加強風險管理意識，不斷健全城市管理標準體制，在風險評估、預防控制、監(jiān)測預警、應急處置等關鍵技術持續(xù)創(chuàng)新，提升公共安全突發(fā)事件的預防、準備和應對的能力，才能確保大型公共建筑的安全運營，避免公共安全突發(fā)事件發(fā)生。

DOI：10.3969/j.issn.1674-7739.2015.05.008

城市是現(xiàn)代經(jīng)濟社會活動中最集中、最活躍的核心地帶，是現(xiàn)代社會人們生活和生產(chǎn)的主要場所。隨著城市化步伐的加快，城市人口大幅度增加，城市規(guī)?？焖僭鲩L，城市公共安全面臨空前的挑戰(zhàn)。城市公共安全問題涉及范圍廣泛，從2001年“9·11”世貿(mào)中心恐怖事件、2003年全球“非典”肆虐、2008年中國四川省汶川縣發(fā)生8.0級大地震，到2014年“馬航370失聯(lián)事件”、2015年元旦前夕上海“外灘踩踏事件”，公共安全問題不斷升級，造成了大量生命、財產(chǎn)損失以及嚴重的社會負面影響。各類事故的升級對城市預防公共安全事件及應付突發(fā)事件的能力提出了新的要求，尤其是對于大型公共建筑，如城市的交通樞紐、商業(yè)中心、人群高度聚集的場所、特大型建筑物、建筑群等，在公共安全的內涵、管理上所表現(xiàn)出來的復雜程度往往明顯高于城市的其他區(qū)域，城市復雜建筑物、復雜區(qū)域一旦出現(xiàn)公共安全問題，后果和影響往往難以彌補。本文聚焦城市管理的熱門話題，談談對城市大型建筑安全運營問題的幾點思考。

一、城市大型建筑的運營現(xiàn)狀

我國建筑業(yè)長期存在重建設、輕運營維護的弊端，城市建筑物在長期運營過程中累積了諸多安全隱患，致使其安全運營事故頻發(fā)，引起巨大的生命和財產(chǎn)損失，其中尤以受地下工程施工影響、圍護結構高空墜落最為常見，已嚴重危害到廣大居民的生命和財產(chǎn)安全。

從“九五”期間，我國開始重視建設工程安全問題，以城鄉(xiāng)居民住宅工程、特種工程、城鄉(xiāng)建設為重點，解決建筑設計、產(chǎn)品開發(fā)、工程施工和管理中的關鍵技術難題，研究超高、大跨度建筑、城市地下空間和水下工程、隧洞工程等特種工程的設計方法、結構和施工技術。隨著各類城市公共安全事故的升級，國務院以及上海市政府都將城市公共安全作為重點發(fā)展領域予以關注，對城市預防公共安全事件及應付突發(fā)事件的能力提出了新的要求?！笆晃濉逼陂g，國家科技支撐計劃不斷加大對公共安全領域的支持力度，重點開展重大工程活動與自然環(huán)境相互作用及誘變?yōu)暮Φ臋C理、預測和防治研究?！笆晃濉笨茖W技術發(fā)展規(guī)劃中就公共安全領域確定“國家公共安全應急技術保障工程”為重點項目，提出研究城市災害和工程事故類別及其應急救援措施和快速反應的指揮與裝備，提高城市生命線工程和地下空間的抗災能力?！笆濉逼陂g制訂了《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》和《國家“十二五”科學和技術發(fā)展規(guī)劃》，圍繞社會安全等多個領域的重大科技需求，加強基礎理論研究和技術攻關，力爭實現(xiàn)突發(fā)事件預防控制、監(jiān)測預警、應急處置等關鍵技術的持續(xù)創(chuàng)新，形成公共安全核心技術與裝備的自主研發(fā)與工程技術能力，大幅度提升公共安全科技支撐突發(fā)事件的預防、準備和應對的能力。此外，《城鄉(xiāng)建設防災減災“十二五”規(guī)劃》提出了防災減災工作的主要任務和保障措施，是各級住房和城鄉(xiāng)建設主管部門履行公共服務職能、制定防災減災政策、安排防災減災工作的依據(jù)，指導公共安全領域基礎研究、技術研發(fā)、集成示范、成果轉化和產(chǎn)業(yè)培育，重點解決公共安全領域的共性關鍵科學技術問題，形成公共安全綜合保障與應急處置關鍵環(huán)節(jié)的核心技術，構建多學科交叉的公共安全信息共享平臺。

綜上所述，“九五”期間國家將建設工程提到重點發(fā)展領域，“十五”以來逐步開展了工程安全的機理、預測、防治、應急等各個方面的研究，工程安全首次作為戰(zhàn)略任務被列入發(fā)展規(guī)劃；“十一五”將公共安全提升到新的高度，建設行業(yè)針對城市生命線、地下空間等重點工程的安全防災進行了廣泛深入的研究?！笆濉备蔷劢构舶踩榷鄠€領域的關鍵問題，強調突發(fā)事件預防控制、監(jiān)測預警、應急處置等關鍵技術的持續(xù)創(chuàng)新，提升公共安全科技支撐突發(fā)事件的預防、準備和應對的能力。

雖然城市建筑運營階段的安全風險已逐漸成為關注的焦點，但重大安全運營事故仍頻繁發(fā)生，折射出我國城市建筑的安全運營保障技術落后、安全運營控制與預警響應方法和手段欠缺，不利于現(xiàn)代化城市健康運行和可持續(xù)發(fā)展的需要。城市大型建筑運營安全風險評價與控制研究是十分困難和復雜的課題，與城市的經(jīng)濟發(fā)展水平直接相關，我國近幾年來的高速發(fā)展對城市大型建筑安全運營公共安全造成了很大的壓力。如何提升城市建筑安全運營風險的評估、監(jiān)測、預警、應急響應及安全保障水平顯得越來越重要，只有通過高效的信息化監(jiān)測、預警和應急響應風險管理體系，才能最大限度地降低大型建筑安全運營風險，減少經(jīng)濟損失、人員傷亡，切實降低社會負面影響。

二、城市大型建筑安全運營問題原因分析

城市大型建筑運營安全問題與人民社會生活息息相關，它以大型公共建筑為載體，涉及范圍之廣、影響程度之深、牽涉因素之多、突發(fā)能力之大，任何其它社會經(jīng)濟問題均無法與之相比。

（一）城市大型建筑運營安全問題的特點

第一、大型建筑安全運營事故往往損失巨大、修復難度高、恢復期長，可能帶來嚴重的人員傷亡、財產(chǎn)損失、社會與經(jīng)濟次序的破壞以及生產(chǎn)系統(tǒng)紊亂等后果。大型建筑空間的集中性、人口密度的集中性和經(jīng)濟的密集性決定了運營突發(fā)事件損失巨大的特點。一般城市建筑發(fā)生突發(fā)事件時，影響范圍小，其功能的基本恢復需要一個月以上，而對于大型公共建筑，一次突發(fā)災害可能影響整座城市的正常運行，恢復難度高，代價巨大。

第二、大型建筑安全運營風險種類多樣，原因復雜，包括建筑自身因素、外界環(huán)境干擾、人為因素等等。其中，由于城市災害的多樣性，使得城市大型建筑所受災害復雜，包括受地震、風災、海嘯、洪災、地質災害的威脅等。多種原因共同作用導致的運營風險往往難以控制。

第三、大型建筑安全運營風險連鎖性強，影響面廣。一方面，由于大型建筑依托城市功能網(wǎng)才能正常運行，城市功能網(wǎng)的整體性強，當一種功能失效時，常波及建筑中其他系統(tǒng)的功能；另一方面，大型建筑的災害鏈發(fā)生明顯，一種災害常誘發(fā)一連串的災害，如1995年神戶地震，由大型建筑的電力系統(tǒng)短路發(fā)生的火花引爆煤氣管網(wǎng)，導致煤氣泄漏，最終造成巨大的火災。

第四、大型建筑風險防范難度大。由于城市大型建筑不僅基礎設施等物理功能網(wǎng)復雜，而且組織結構也復雜，在防災減災措施或法律法規(guī)執(zhí)行的程度很難保證達到統(tǒng)一標準，其中有些災害是由于操作不當、人為造成的，無法實現(xiàn)風險的前期預測和主動控制。

（二）城市大型建筑安全運營風險的原因

1.建筑自身素質

所謂的建筑素質是指構成建筑的結構、設施設備、系統(tǒng)等等組成建筑實體的軟硬件條件。建筑自身素質是影響城市公共安全的因素之一，而且某種程度上代表城市建筑抵御公共安全問題的一種能力。影響建筑素質的主要因素包括建筑的設計合理性（空間設計、結構設計、防火設計、抗震設計等等）、施工質量、工程結構耐久性、設施設備條件（建筑內部給水系統(tǒng)、燃氣及熱水供應工程、建筑消防給水、建筑通風及高層建筑防排煙工程、供熱工程、空氣調節(jié)工程、電氣照明及設備安裝、檢測與控制儀表）、系統(tǒng)（管理體系、預警應急防范措施等軟件配備）等。

由于建設期施工質量不合格造成的建筑在運營期發(fā)生公共安全事件的案例數(shù)不勝數(shù)。1995年6月29日韓國首都首爾市三豐百貨大樓突然發(fā)生坍塌事故，造成501人死亡，910人受傷。事故原因調查表明，三豐事件的根本原因在于偷工減料：混凝土質量差；澆注立柱的沙子是從海灘運回的，因含有鹽份致使鋼筋腐蝕；樓頂混凝土預制板的厚度比當初設計的厚度大25厘米，造成大廈樓頂不堪重負。

運營期的建筑改造也會影響建筑結構的安全。住宅拆改是一個十分嚴重的社會問題，如原設計無地下室改出來一個地下室，原來基礎變成了擋土墻，原來埋在地下的給排水管道暴露于外；原來符合抗震的建筑，由于增加了地下室，拆改了墻，可能不符合抗震設計要求。原來墻被拆掉、被鑿洞、被位移，樓下拆墻，樓上有的墻就等于作用在板上，有的開大門窗洞口，橫墻嵌入暖氣片，廚房、衛(wèi)生間排氣道縮小嵌入橫墻內造成橫墻斷開。這就給建筑物的耐久性和特殊荷載帶來潛在的危害，家庭裝修往往其荷載都比原設計超載，這種不利情況的組合加劇了安全問題的幾率。例如，衡陽大廈“11·3”火災事故中，大樓在救火過程中倒塌，致使20名消防官兵犧牲，很大程度上也是由于開發(fā)商擅自改變設計，并采用不合格材料。

2.外界環(huán)境影響

影響城市建筑公共安全的另一個因素就是外界干擾，包括各種自然災害、人為災害、生命線工程災害，如火災、風災，水災（包括城市型水災、洪災等）、地震等，人為災害如恐怖襲擊，以及供水、供氣、供電、通信系統(tǒng)不作為的生命線工程災害等。

3.時間效應

對于城市建筑而言，建筑運營期遠遠長于建設期，長達數(shù)十年、上百年。隨著時間效應的增加，建筑結構自身素質漸漸下降，在經(jīng)歷過數(shù)次外界干擾后，發(fā)生公共安全問題的概率會越來越高。例如，國家規(guī)范明確要求各省地市按抗震區(qū)劃圖進行抗震設防，同時提出未抗震設防之前的建筑加固問題，有關地市1994年開始抗震設防，但由于認識和財政資金方面存在問題，抗震加固幾乎沒有進行。在2008年發(fā)生“汶川地震”之后，暴露了我國抗震規(guī)范相關規(guī)定已不滿足建筑實際抗震要求，尤其是1990年代以前建造的建筑抵御外界災害的能力弱，是城市建筑中最脆弱的一環(huán)。

建筑耐久性下降導致安全問題也是運營期常見的案例。例如由于材料開裂、木結構腐朽等原因，建筑承載能力會不斷減弱，特別是在環(huán)境污染嚴重的城市里，這一趨勢更快更嚴重。建筑結構老化容易在一些不利荷載作用下發(fā)生突然破壞并造成災害。

三、城市大型建筑保障安全運營對策

根據(jù)我國的政策需求和城市大型公共建筑安全運營的特點，安全運營風險問題一方面需要站在戰(zhàn)略的高度進行宏觀的研究和判斷，以確定管理機制、政策、力量配置、資源儲備等多方面的宏觀決策；另一方面，公共建筑安全問題又是具體的，是由大量瑣碎的日常管理缺位、硬件老化、矛盾沖突等“隱患”與“缺陷”導致的具體事件表現(xiàn)。建筑運營安全的宏觀分析力求對城市公共安全的整體形勢、中長期發(fā)展走向、重大城市公共安全事件的顯現(xiàn)特點與規(guī)律、國家有關城市公共安全的法規(guī)與政策體系建設、各級政府層面的應對策略與力量配置等重大問題做出科學和客觀的判斷與建議。微觀分析則是針對具體的建筑運營安全隱患排查、風險分析、異常判斷、預防與預警、應急處置、善后處理等展開有深度的研究，力求分門別類地提出對具體風險事件管理的行動建議。大型公共建筑安全運營問題的宏觀與微觀研究相互間有著極強的關聯(lián)與支撐作用，缺一不可。

對于城市大型建筑運營安全風險管理而言，風險控制策略在很大程度上體現(xiàn)于日常管理架構、法規(guī)制度、日常管理實踐，以及對重大公共安全事件的應對預案之中。因此，在對建筑物安全運營風險做出評估之后，如何抓住各類風險事件的防控關鍵因素做出合理的統(tǒng)籌部署，成為了城市大型建筑公共安全風險控制的關鍵問題。針對城市大型建筑運營安全問題給出以下建議：

（一）強化風險評估技術創(chuàng)新和集成應用，系統(tǒng)評估運營安全風險

高效的風險識別和風險評估技術是城市大型建筑安全運營風險管理的基礎和保障。建筑物安全運營風險評估和管理是一個動態(tài)的過程，為了有效防范、化解和處置社會穩(wěn)定風險，在建筑物運營過程中，需要根據(jù)建筑物運營的實際情況，對建筑物進行動態(tài)監(jiān)測，更新識別的主要風險因素，評判風險等級，為優(yōu)化完善風險防范、化解和處置措施提供基礎。建筑物安全運營風險控制需要從風險的識別和評估開始，根據(jù)建筑物功能特性、外界環(huán)境變遷、突發(fā)事件等動態(tài)變化，形成具有持續(xù)性、動態(tài)性的預控、預警、應急救援為一體的動態(tài)風險控制機制。準確識別風險是成功進行風險評估的基礎。風險識別是一個系統(tǒng)、持續(xù)的過程，應盡可能詳盡地占有和分析項目信息，包括項目方案、項目所在區(qū)域的環(huán)境資料、類似項目的管理經(jīng)驗和教訓、已有的風險管理數(shù)據(jù)和模板等。通過對上述信息的整理和分析，可以有效識別出影響建筑安全運營的潛在風險。只有通過運行數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測，建立基于信息共享、協(xié)調控制、技術集成等于一體的城市建筑安全運營風險評估體系，對大型建筑各類運營安全關鍵技術和管理技術進行梳理和分類，集成應用大型建筑安全運營風險性狀跟蹤、監(jiān)控、預警、應急等專項技術，才能提高建筑安全運營風險的識別和評估技術水平，實現(xiàn)安全運營風險的系統(tǒng)評估，從而提升風險跟蹤監(jiān)測與預警能力和應急管理水平，縮短預警和應急聯(lián)動控制反應時間。

（二）完善城市監(jiān)測預警和應急管理體制，明確風險主動控制措施

應急管理是指對于已經(jīng)發(fā)生的災害或突發(fā)事件，根據(jù)事先制定的應急預案，采取應急行動，控制或者消滅正在發(fā)生的災害或突發(fā)事件，減輕災害危害，保障系統(tǒng)的運營，保護人民生命和財產(chǎn)安全，一般包括災前的減災、防備、預報、預警和應急，災后的應急、恢復與重建。應急預案的具體組成包括準備程序、基本應急程序和特殊應急程序等內容，具體體現(xiàn)在如下若干方面：（1）對災害或突發(fā)事件、事故的辨識與評價，確定響應的應急啟動機制及應急管理等級；（2）對人力、物質和工具等資源的管理、確認和準備；（3）指導建立現(xiàn)場內外合理、科學、高效的應急組織實施體系；（4）涉及應急行動開展的程序及戰(zhàn)術；（5）制定訓練及演習計劃；（6）針對特殊災害制定的專項應急計劃；（7）制定災后的現(xiàn)場評估、整理與恢復措施等。

以數(shù)據(jù)監(jiān)測預警為基礎的主動控制措施是改善城市大型建筑運營安全問題的關鍵技術之一。建立監(jiān)測預警和應急管理體制需要考慮多災種可能性及緊急事件的復雜性（風災、水災、火災、地震災害、恐怖襲擊），以及報警層次多（緊急事件報警、災害發(fā)生報警、小中大災報警）等原因，須對各種報警信息進行分類與分級，以便準確地啟動各種聯(lián)動模式（火災聯(lián)動、區(qū)段聯(lián)動、災間聯(lián)動等）與各級應急預案。由于建筑通常有多個運營管理主體的客觀存在，預案啟動須考慮到災害的影響面，即集中救災力量至災害發(fā)生面，同時兼顧可能的蔓延面或影響面。

健全的應急管理體制能夠最大程度弱化突發(fā)事件帶來的后果。一旦發(fā)生風險預警后，由監(jiān)控信息管理機構首先接受報警信息，立即通知應急管理中心和災害現(xiàn)場監(jiān)測指揮機構在最短事件內確定災情，并趕往災害現(xiàn)場，應急中心根據(jù)反饋信息啟動應急預案，開展應急指揮與調度，并保持與現(xiàn)場應急救援聯(lián)系，對現(xiàn)場實施必要的管制，同時將相關信息向上級主管部門和相關人員發(fā)布，從支持保障機構調動應急所需的人員、技術支持和物質投入到災害現(xiàn)場救援工作，信息管理機構則同步為其它各機構提供信息服務，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，分工協(xié)作，確保應急救援的快速、高效和有序。

（三）探索BIM技術和數(shù)字化管控技術應用，構建公共安全信息平臺

BIM技術應用的意義是使建筑信息在規(guī)劃、設計、建造和運營、維護各階段各參與方中充分共享和無損傳遞，為建筑全壽命周期的管理決策提供可靠依據(jù)。借助BIM技術和數(shù)字化管控技術構建基于數(shù)字技術的公共建筑安全運營管理系統(tǒng)，與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)相結合，形成公共安全信息平臺，從而實現(xiàn)對大型公共建筑的智慧運維和管理，包括設施空間實時狀態(tài)管理、實時構件健康監(jiān)測信息反饋以及智能化運維預警。目前，有效的公共安全信息平臺應包括以下幾點功能：

1.公共安全信息平臺必須實現(xiàn)各類災害報警事件集中處理，歷史事件管理及查詢；預先設定各類事件聯(lián)動接口，并記錄所有樞紐運行緊急事件及處理過程。

2.通過公共安全信息平臺實現(xiàn)對事件進行聯(lián)動處理，用戶可定義報警事件的級別、報警聯(lián)動流程、報警事件處理流程、報警顯示與提示信息等；當重要報警發(fā)生時，實現(xiàn)集中顯示、報警定位、報警統(tǒng)一處理。

3.當有緊急事件發(fā)生時，按照預案規(guī)則，進行聯(lián)動處理。根據(jù)相應設置及提示，引導操作人員的決定，并記錄所有工作過程；可通過電子地圖顯示各類監(jiān)測預警系統(tǒng)布置情況，自動記錄各類事件，可在電子地圖上直接進行相關操作，如在某區(qū)域發(fā)布廣播。目前，上海浦東國際機場T1航站樓的鋼結構、屋面及幕墻等復雜系統(tǒng)率先應用基于BIM的運營管理系統(tǒng)，對建筑內各類復雜系統(tǒng)的運維計劃進行智能化預警，確保人流密集的公共建筑的設施安全。

綜上，隨著我國近幾年來的高速發(fā)展帶動了城市化的進程，為我國城市管理帶來了諸多前進中的問題和巨大的壓力。如何進行城市大型建筑公共安全風險評價與控制，逐漸變成十分困難和復雜的課題，在建筑安全運營領域尚待完善的研究內容還很多，特別是如何將微觀分析手段與宏觀評價更為順暢地銜接起來，進一步提高公共安全風險評價的客觀性和應急管理的有效性，還有待后續(xù)工作加以推進。

責任編輯：王 縉