消防性能化設(shè)計(jì)簡單介紹

1、性能化防火設(shè)計(jì)簡單介紹前言隨著現(xiàn)代建筑和現(xiàn)代消防技術(shù)的飛速發(fā)展，以及人類對自己居住環(huán)境的安全程度的進(jìn)一步關(guān)注，以及對火災(zāi)成因發(fā)展機(jī)理及防治技術(shù)的深入研究，國際上逐步形成了一門新的交叉學(xué)科：火災(zāi)安全科學(xué)。自1985年國際火災(zāi)安全學(xué)會成立以來，該學(xué)科不斷發(fā)展，其基礎(chǔ)研究領(lǐng)域 涉及到探索和認(rèn)識火災(zāi)現(xiàn)象及其過程機(jī)理和規(guī)律的各個方面，以及在火災(zāi)中人員安全問題。 如火災(zāi)化學(xué)、火災(zāi)物理、火災(zāi)動力、人員疏散、人在火災(zāi)中的心理學(xué)等等。應(yīng)用研究領(lǐng)域包括火災(zāi)安全工程學(xué)、火災(zāi)防治技術(shù)學(xué)和人群疏散，它涉及到火災(zāi)探測報(bào)警， 自動滅火系統(tǒng)，被動防火技術(shù)（結(jié)構(gòu)中的防火保護(hù)）防火分隔、防火通道、防火材料、人員 移動、人在火災(zāi)中

2、行為、警報(bào)與路標(biāo)、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估，火災(zāi)安全管理等應(yīng)用研究領(lǐng)域?；馂?zāi)安全工程學(xué)是火災(zāi)研究中最前沿，最活躍的研究領(lǐng)域， 主要研究火災(zāi)科學(xué)理論以及工程防治技術(shù)原理在建筑防火中的應(yīng)用，并致力于建立一個"以性能為基礎(chǔ)的建筑防火設(shè)計(jì)方法（Performance-based Fire Safety Engineering Approach,簡稱"性能化防火設(shè)計(jì)方法”）。目前，該方法正逐步得到大多數(shù)國家和地區(qū)的認(rèn)可，其中包括日本、英國、澳大利亞、加拿 大以及北歐的一些國家等。香港特區(qū)政府也接受這一做法超過10年。在1996年出版的防火規(guī)范中，1998年9月第一屆國際性能化防火工程設(shè)計(jì)研討會在

3、香港召開，香港特區(qū)政府明 確說明消防性能化設(shè)計(jì)是可以替代處方式規(guī)范設(shè)計(jì)。由于過去10年國際上防火工程研究的迅速發(fā)展，應(yīng)用性能化設(shè)計(jì)的建筑工程也越來越多。尤其是在大型復(fù)雜建筑，性能化消防設(shè)計(jì)已經(jīng)是普遍通用的設(shè)計(jì)手法。從十年前，香港每一年接到兩到三個性能化設(shè)計(jì)個案，到今天每一年接到超過 80個個案可以看到消防性能化設(shè)計(jì)已經(jīng)受到建筑設(shè)計(jì)師的接受。但由于各國的技術(shù)經(jīng)濟(jì)具體情況不同，性能化設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。其中西歐國家的建筑物類型、人員行為、建筑法制等都跟中國和很多亞洲國家不同，因此在中國推廣消防性能化研究與應(yīng)用、規(guī)范的制定、審批的程序等研究具有意義。由于不同功能的建筑物， 其評估點(diǎn)

4、略有差異，因此建筑消防安全性能化評估的步驟不是唯一 的，也不是固定不變的。 盡管不同評估對象的評估內(nèi)和目標(biāo)可能有所不同，但評估的程序或步驟基本相同，一般包括八個步驟：1. 確定評估對象2. 確定消防安全總目標(biāo)3. 確定能判定準(zhǔn)及量化指標(biāo)4. 確定評估范圍和定量分析評估方法5. 設(shè)置火災(zāi)場景6. 火災(zāi)模擬計(jì)算分析7. 判斷是否滿足能判定標(biāo)準(zhǔn)8.評估結(jié)論，撰寫評估報(bào)告（三）消防安全評估的判定標(biāo)準(zhǔn)及其量化指標(biāo)建筑消防性能化評估過程就是證明性能化試設(shè)計(jì)是否達(dá)到安全性能判定標(biāo)準(zhǔn)的過程，只有達(dá)到能判斷定標(biāo)準(zhǔn)的試設(shè)計(jì)才可認(rèn)為是最絡(luò)設(shè)計(jì)草案，因此建立用以判斷設(shè)計(jì)是否充分的判定標(biāo)準(zhǔn)是非常重要。我們以人員暴露于火

5、災(zāi)中的危險(xiǎn)況作為判定標(biāo)準(zhǔn)。這一能判定標(biāo)準(zhǔn)為：火災(zāi)發(fā)展到致使環(huán)境件達(dá)到人體耐受極限的時(shí)間（ASET）必須大于以火災(zāi)生到人員疏散到安全地點(diǎn)所用的時(shí)間（RSET）,即ASET > RSET。具體化指標(biāo) 我國一些評估機(jī)構(gòu)根據(jù)我國實(shí)際情況和社會可接受風(fēng)險(xiǎn)水平，參照國外性能化評估案例，確定了人員安全疏散的性能判定標(biāo)準(zhǔn)量化指標(biāo)如下：1. 2.1m以上空間內(nèi)的煙氣層平均溫度不大于 200 ;2. 2.1m以下空間的煙氣層平均溫度不超過100且可視度不小于10m當(dāng)空間內(nèi)火災(zāi)環(huán)境同時(shí)滿足上述兩個件時(shí)，認(rèn)為在疏散過程中建筑內(nèi)人員是安全的。另外，在需要考慮毒性影響的情況下，還要滿足一氧化碳濃度不超過2500pp

6、m（即0.25%）,二氧化碳濃度不超過1%勺條件。（四）性能化評估中面對的問題1. 在目前性能化設(shè)計(jì)應(yīng)用之初，在消防行政管理部門不熟悉、 不適應(yīng)的情況下，由于缺少相應(yīng)的專業(yè)人員進(jìn)行分析審查，可能對批準(zhǔn)這種設(shè)計(jì)方案存在顧慮。2. 與處方式設(shè)計(jì)相比，性能化設(shè)計(jì)分析和設(shè)計(jì)步驟需要更多的工程時(shí)間以便進(jìn)行分 析、計(jì)算和準(zhǔn)備設(shè)計(jì)檔。3. 相關(guān)人員對該項(xiàng)技術(shù)的理解存在差異， 存在被“濫用”的可能。它更多地要求設(shè)計(jì)者和審查者的自身素質(zhì)以保證設(shè)計(jì)適當(dāng)性的質(zhì)量控制措施。特別是，當(dāng)前設(shè)計(jì)者的素質(zhì)差別很大，而性能化設(shè)計(jì)的要求又具有很大的彈性， 所以難以根據(jù)他們的素質(zhì)給出正確的評價(jià)。4. 如同在處方設(shè)計(jì)中一樣，建筑物的

7、占用或使用性質(zhì)的變更可能改變防火的需要，而這直接與性能化設(shè)計(jì)初設(shè)的各種前提條件相關(guān)。因而，這種類似建筑使用用途的改變，將直接導(dǎo)致性能化設(shè)計(jì)方案的失效5. 性能化設(shè)計(jì)與日常的消防安全管理密切相關(guān)。因?yàn)樾阅芑O(shè)計(jì)的安全目標(biāo)與消防系統(tǒng)、人員疏散組織等密不可分，火災(zāi)時(shí)需要保證消防系統(tǒng)如同所預(yù)想的那樣運(yùn)行，這就要 求消防監(jiān)督部門在日常監(jiān)督中時(shí)刻注意，因而也給監(jiān)督管理工作提出了更高的要求。（五）正確對待和推動性能化防火設(shè)計(jì)1. 必須審慎地確定性能化防火設(shè)計(jì)的適用范圍。性能化防火設(shè)計(jì)的對象必須是國家和本地現(xiàn)行的消防技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)所未能涵蓋、按規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施確有困難或影響建筑物使用功能的建筑工程。不能以消防安

8、全性能化設(shè)計(jì)為由任意突破國家規(guī)范，把它作為不按規(guī)范施工逃避監(jiān)督的借 口。因此，對那些國家和本地現(xiàn)行的消防技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)已有明確規(guī)定的建筑工程，和國家現(xiàn)行消防技術(shù)規(guī)范明令禁止的設(shè)計(jì)內(nèi)容，不能使用性能化防火設(shè)計(jì)。 在性能化設(shè)計(jì)的過程中還必須遵循嚴(yán)格的設(shè)計(jì)審核程序，實(shí)行全程監(jiān)控，確保設(shè)計(jì)能達(dá)到確定的消防安全目標(biāo)。2. 缺乏統(tǒng)一的設(shè)計(jì)指南，工作程序、從業(yè)人員的素質(zhì)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和要求，尚未建立資質(zhì)認(rèn)證體系；必須盡快制定性能化設(shè)計(jì)導(dǎo)則，為其提供廣闊的應(yīng)用舞臺。性能化防火設(shè)計(jì)需要較高的技術(shù)背景，需要有一支高素質(zhì)的設(shè)計(jì)審核隊(duì)伍。因此，必須深入開展對火災(zāi)安全工程學(xué)的研究，建立火災(zāi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，開發(fā)實(shí)用的消防安全評

9、估模型和方法，制訂設(shè)計(jì)導(dǎo)則，進(jìn)而制訂與導(dǎo)則相配套的技術(shù)規(guī)范和技術(shù)法規(guī)（如建筑防火審查的方法與程序等），使性能化設(shè)計(jì)有法可依，有章可循。3. 必須處理好性能化設(shè)計(jì)規(guī)范和處方式設(shè)計(jì)規(guī)范的關(guān)系。現(xiàn)行的處方式設(shè)計(jì)方法以其應(yīng)用簡單，安全目標(biāo)的可評估性強(qiáng)， 而具有強(qiáng)大的生命力。 即使是性能化規(guī)范制訂出來以后，性能化設(shè)計(jì)方法也不可能完全取代“處方式”的設(shè)計(jì)方法，兩者必將是相互依存，互為補(bǔ)充。因此，我們必須科學(xué)、嚴(yán)格地把握好兩種規(guī)范的應(yīng)用范圍， 處理好兩種規(guī)范的關(guān)系，把它們科學(xué)地運(yùn)用到防火設(shè)計(jì)和消防審核工作中。（六）性能化消防設(shè)計(jì)以下幾個環(huán)節(jié)1. 對安全疏散問題的研究。性能化消防設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要任務(wù)就是保證人的

10、安全。人在建筑物內(nèi)運(yùn)動的基本特征及在火災(zāi)中的心理行為是研究安全疏散的基礎(chǔ)。安全疏散模型的建立就是把定性的認(rèn)識演變?yōu)槎康姆椒ǎ@個模型是源自實(shí)際疏散訓(xùn)練的資料。這個模型應(yīng)該包含許多因素：對建筑物內(nèi)人員分布的研究、對個體運(yùn)動特征及運(yùn)動安全的研究、對人群在火災(zāi)中行為與管理的綜合研究等。通過確定人數(shù)、人員疏散最佳流量，然后確定人員疏散所需要的時(shí)間，完成疏散模型。2. 對各類火災(zāi)場景中火災(zāi)發(fā)展情況的研究。不同的建筑物可以假設(shè)不同的火災(zāi)場景，同一建筑物中也可以發(fā)生多個不同的火災(zāi)場景。對常見的建筑物火災(zāi)場景的研究是性能化設(shè)計(jì)中確定最不利火災(zāi)場景的條件。當(dāng)確定了最不利火災(zāi)場景后，研究火災(zāi)的發(fā)展情況，火災(zāi)中煙及熱量的擴(kuò)散、自動報(bào)警的時(shí)間、水噴淋的模擬動作情況、排煙設(shè)施動作的模擬情況、消防隊(duì)員滅火效果評估等，可以建立火災(zāi)場景模 型。利用火災(zāi)模型程序模擬計(jì)算出火災(zāi)得到控制的時(shí)間及火災(zāi)發(fā)生的熱量釋放率。目前國外性能化設(shè)計(jì)有兩種主要的火災(zāi)模型形式：區(qū)域模型和點(diǎn)陣模型。 區(qū)域模型有較快的計(jì)算時(shí)間、相對簡單的輸入?yún)?shù)、 對復(fù)雜形體的局限性、 對具體的通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)量化不 能確定等特點(diǎn)。點(diǎn)陣模型具有較長的計(jì)算時(shí)間、復(fù)雜的輸入?yún)?shù)、對復(fù)雜形體可以處理、對具體的通風(fēng)排煙系統(tǒng)設(shè)