消防防火设计方案实用13篇

消防防火设计方案
消防防火设计方案篇1

1 火灾消防联动系统的组成及其控制原理

火灾消防联动系统一般由报警控制器、联动控制盘(多线控制盘)以及现场联动控制模块组成,以实现对消火栓、喷淋泵、送风机、排烟风机、火灾应急照明、防火卷帘等消防设备的联动控制。在所需联动控制的消防设备中,对湿式消防设备及干式消防设备的联动控制尤其重要和复杂,下面分别对湿式消防系统以及干式消防系统的消防联动控制原理进行简单的阐述。

2 火灾消防联动控制系统的设计方案

本工程的火灾自消防联动控制系统具体可分为以下几个子系统:(1)消火栓、喷淋泵水灭火监控、联动系统;(2)送风及排烟监控、联动系统;(3)水池水位控制系统;(4)电梯迫降及非消防电源断电系统;(5)火灾应急照明控制系统;(6)防火卷帘控制系统;(7)气体灭火控制系统。

2.1 消火栓、喷淋泵水灭火监控、联动系统的设计方案

对消火栓的手动控制方式一般有以下两种:一是通过消防栓启泵按钮(俗称破玻璃按钮)直接启动消防泵(消火栓泵);二是通过手动报警按钮,将报警信号送入消防控制中心内的火灾报警控制器后,由火灾报警控制器反馈回启动消防泵的讯号,从而启动消防泵。喷淋泵的手动控制一般是当火灾发生时,喷淋泵不能自启动(一般是发生故障的时候),可由在地下室的工作值班人员到泵房去直接手动启动。一般情况下消防泵都是经消防控制中心联动控制的。本超高层建筑的消防水泵设置在地下一层以及三十二层(避难层),由双电源供电,以确保当火灾发生时,手动报警按钮将火灾信号反馈到报警联动控制器,经确认后再由火灾报警控制器间接的启动消防水泵,并不是直接启动消防水泵。消火栓、喷淋泵的联动控制通过GST-LD-8303型双输入/输出模块来配合实现。消防水泵联动控制方框图详见图1所示。

图1 消防水泵联动控制方框图2.2 送风及排烟监控、联动系统的设计方案

送风以及排烟监控、联动系统的设计,一般是在选定了自然排烟、机械排烟以及自然与机械排烟并用或机械加压送风方式以后进行的,一般情况下排烟控制方式可以分为消防控制中心控制和现场模块控制两种,本工程采用消防控制中心控制的方式,即是当火灾发生时,通过离子感烟型火灾报警探测器探测到火灾发生的区域,并将信号通过信号二总线传送至消防控制中心,消防控制中心在接到火警信号后,通过联动控制器直接产生动作信号控制排烟防火阀门的开启以及排烟风机启动等,并同时关闭防火门、空调、送风机等非消防的风机(空调机组),并接收各设备的返回信号以及防火阀的动作信号,并实时检测各设备的运行情况。各消防风机的联动控制均可通过GST-LD-8303型双输入/输出模块来进行配合实现。

2.3 水池水位控制系统的设计方案

本工程对消防水池的水位监控为:当水池水位达到溢流水位时,橙灯亮,电铃响;处于中池水位时,绿灯亮;水池水位低于设计水位时,消防水泵能启动,水池及时充水。对水池水位的监控及控制通过设在现场的GST-LD-8300型单输入模块实现。

2.4 电梯迫降及非消防电源断电系统的设计方案

当发生火灾时消控中心通过GST-LD-8301型单输入/输出模块控制电梯控制屏迫降电梯停于首层;同时也通过GST-LD-8301型单输入/输出模块控制非消防电源的配电箱内的带分励脱扣的断路器断开,从而切断非消防的电源。

2.5 防火卷帘控制系统的设计方案

发生火灾时消防控制中心通过GST-LD-8303型双输入/输出模块控制着火区的防火卷帘门下降并将防火卷帘门工况信号反馈回消控中心(在疏散走道内的防火卷帘,当其某一侧感烟探测器动作后,卷帘下降至距楼面1.8M,感温探测器动作后,卷帘下降到底。用作防火分隔的卷帘应在火灾探测器动作后下降到底。系统可由消防控制室自动或手动控制,也可由现场卷帘门控制箱或两侧手动紧急按钮进行控制)。

2.6 气体灭火控制系统的设计方案

本工程气体灭火采用超音速干粉灭火,该灭火系统与火灾自动报警系统联动使用,当某一区内的任一路火灾探

测器报警时,在控制器处在自动状态下,延时30s后,灭火系统自动启动灭火,声光报警器和释放指示灯同时启动。当控制器处在手动状态下,现场发生火灾时,可通过控制器上的手动启动按钮远程启动灭火装置或通过现场的紧急启动按钮启动灭火装置灭火,声光报警器和释放指示灯同时启动。

2.7 火灾应急照明控制系统的设计方案

应急照明(也称为事故照明),是指在非正常状况下(一般分为停电和发生火灾两种情况)才使用的照明设施。当发生火灾时消控中心通过GST-LD-8301型单输入/输出模块强行点亮消防应急照明回路(灯具),为人员的疏散提供应急照明及疏散指示方向(出口)。本工程为超高层综合办公楼,在日常的使用中,人员密集,发生火灾时,怎样引导大楼内的人员在最短的时间内疏散到安全区域是减少火灾造成伤害的关键。按超高层防火安全的要求,一旦发生火灾,即使不能疏散所有的人,也能在最短的时间能给剩下人提高一个安全的避难场所,等待救援的到来。本工程在15层及34层设置了避难层,当发生火灾时,大楼内的人员依据其所在的楼层分别向四个地方疏散:(1)天面;(2)34层避难层;(3)15层避难层;(4)一层室外。

依据本工程建筑布局的特点,在上部(办公标准层)的火灾应急照明控制方式为:采用通过ST-LD-8301型单输入/输出模块给出动作信号,强行断开事故照明配电箱的电源断路器(带24V分励脱扣附件),从而点亮该配电箱出线回路上的所有应急照明灯具(带蓄电池),因为在上部应急照明的区域基本为疏散走道,需设置自带蓄电池的应急灯具数量少,且能满足疏散走道火灾时照度的要求,在下部(地下室部分)的火灾应急照明控制方式为:采用通过GST-LD-8301型单输入/输出模块给出动作信号,通过继电器来闭合地下室事故照明配电箱内应急照明回路上的常开触点,从而点亮该配电箱出线回路上的所有应急照明灯具,因为地下室部分为大空间的车道及停车库,发生火灾时,需要设应急照明的区域较大,仅设自带蓄电池的应急灯具不能满足火灾时照度的要求,故需采用平时与火灾共用照明灯具的方式来进行控制。地下室火灾报警联动控制原理图详见图2。

图2 地下室火灾报警联动控制原理图3 结语

通过对高层办公楼火灾消防联动控制系统设计方案的分析,我们不难发现,在这样一个大型的办公建筑中有许多的消防设备需要联动控制,上述七个消防联动控制子系统既是相对独立的系统,在火灾联动控制时又是一个相互配合的整体,任何一个子系统出现故障都会影响到其它系统的可靠运行。为了最大的保障火灾消防联动控制系统的稳定性,我们一般采用总线制与多线制相结合的控制系统结构。也即是在采用设备编码信号巡检和数据编码传输的方式继续通信,火灾探测器及消防联动设备通过编码与译码电路与主报警控制器通信实现消防报警及联动进行控制的同时(即总线制),火灾报警控制器采用直流信号巡检并控制每个消防设备(例如消防泵、消防风机等),各消防设备和火灾报警控制器之间采用直接连线一一对应连接关系(即多线制)。这样既可简化系统及接线减少故障率(采用总线制),又能一对一的通过火灾报警控制器控制各消防设备,采用放射式的联接,提高系统稳定性(采用多线制)。从而能够在总线制与多线制的双重作用下,才能更好的保障发生火灾时,各设备之间才能更好的联动控制,保证了火灾消防联动控制系统的稳定性。

消防防火设计方案篇2

1 项目概况

某建筑高度为125.4m,总建筑面积9.5万m2。地下一层为车库、变配电室及设备用房;地下2层为车库及附属设备用房;1层~12层、14~23层、25~37层为办公,13层及24层为避难层,避难层内设有空调室外机机房、水泵房、电气用房及风机房等;顶层为风机房、电梯机房及水箱间等;屋顶设停机坪。本工程设有室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统等。

2 室内消火栓系统设计方案分析

2.1 消防供水设计要点

根据GB50045—95《高层民用建筑设计防火规范》第7.4.6.5条规定,消火栓栓口的静水压力不应大于1.00MPa,当大于此值时,应采取分区给水系统。消火栓栓口的出水压力大于0.5MPa时,应采取减压措施。根据《消防给水及消火栓系统技术规范》(2011年征求意见稿)第4.3.2.3条规定,消防给水系统任何时间和地点系统的压力不宜超过2.4MPa。

2.2 设计方案研究

本工程的建筑高度125.6m,消防水池和水泵房设置于地下2层,水泵房至建筑屋面垂直高度为131.5m。根据此种情况,在满足超高层建筑消防设计基本要求的前提下,分别设计了并联分区供水、减压阀减压分区供水、串联分区供水、高位消防水池分区供水四种设计方案。各消防给水系统的方案及具体分析如下:

2.2.1 并联分区给水系统

供水方式介绍:消防给水管网竖向分区时,每个区分别有各自专用消防水泵,并集中设置于消防泵房内。

本工程按照此供水方式,选择设计方案如图1所示。系统分为高、中、低3个区。分区原则充分考虑在避难层设置分区设施和布置管道。其中,地下2层~13层为低区,14~23层为中区,24层以上为高区。低区消防给水由设于地下2层低区消火栓给水泵组供给;中、高区消防给水由设于地下2层高区消火栓给水泵组供给;中、高区消火栓系统的压力依靠屋顶消防水箱间的增压设备确保;低区消火栓系统的压力依靠屋顶消防水箱静水压力确保。低区消火栓系统设置独立低区用水泵结合器,对于超出消防车供水范围的高、中区,设置独立高、中区用水泵结合器,且加设消防水泵结合器接力泵两台。

上述设计方案中,本建筑各分区供水设施集中放置在地下2层消防水泵房内,系统构成简单、各区互不影响,运行和维护管理方便,安全系数较高。考虑到国内消防水泵扬程的局限性和系统管网的承压能力,结合规范对系统压力不宜超过2.4MPa的要求,扣除系统的压力损失及确保最不利点消火栓的0.15MPa压力,理论上此方案适用于供水高度低于180m的超高层建筑。

2.2.2 减压阀减压分区给水系统

供水方式介绍:消防给水管网竖向分区时,通过比例式减压阀或可调式减压阀按照规范要求的系统压力限值,将系统分成若干个分区。减压阀通常有可调式减压阀和比例减压阀两种。可调式减压阀前后最大压差不应大于0.4MPa;比例式减压阀的减压比一般不宜大于3:1,当一级减压阀减压不能满足要求时,可采用减压阀串连减压,减压阀串连减压不宜超过2级。

本工程按照此供水方式,选择设计方案如图2所示。系统分为高、中、低3个区,其中地下2层~13层为低区,14~24层为中区,25层以上为高区,各分区均由设于地下二层消防泵房内的两台消防水泵组统一供水,其中低区和中区通过减压阀减压后供给。各区消火栓系统的增压设施与水泵结合器的设置与并联供水设计方案相同。

与并联供水设计方案相比,此方案是在并联供水方案的基础上,通过在中、低区分别增设一套比例减压阀组并减少一组消防供水泵组来实现。此方案构成简洁明了,减少了各分区的独立供水设备,大大降低了初始投资。但是由于低区和中区的供水压力均通过减压阀减压来实现,因而减压阀的可靠性就成为了系统安全可靠与否的关键,在实际工程中减压阀组宜设计为两组同径并联及在减压阀前后两侧分别增设压力传感器的方式,以确保减压阀组的正常工作,提高系统的安全性。理论上,该设计方案与并联供水设计方案的供水高度均可达到180m。但考虑到加压阀质量的安全、可靠性,此种供水方式一般适用于减压阀组设置数量不多的一般高层建筑的消防供水中,而作为可靠性要求较高的超高层消防供水应谨慎采用。

2.2.3 串联分区给水系统

消防防火设计方案篇3

1消防安全管理机构和人员。(1)在安全管理部门内配备专职消防安全管理人员,或单独设立消防安全管理部门;消防安全管理人员应经过培训上岗;(2)消防控制室应安排24小时值班,每班不少于2人;持证上岗,并保存培训考核记录;

2消防安全管理制度和应急预案。(1)制定企业消防安全相关管理制度;(2)消防控制室应编制管理制度或作业指导书;消防重点部位宜结合现场实际制定相关消防规定;(3)建立消防设施和器材台账或清单,保存相关资料;(4)编制火灾专项应急预案,各重点消防部位应编制火灾现场处置预案。

3动火审批制度。(1)动火作业应实行分级管理;(2)高风险动火应由企业消防管理部门负责人或企业主管领导批准;应编制动火方案,审批时应对方案进行审核;(3)其中相关方从事的高风险动火应由相关方编制动火方案,企业审批时审核;(4)灭火器材的配置应作为动火审批的审核要求;动火作业前,应通知动火所在部门或所在部位。

消防防火设计方案篇4

一、性能化防火设计的概念

所谓性能化防火设计,是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,是针对特定建筑对象确立消防安全目标,提出消防安全问题的解决方案,并采用被广泛认可或验证为可靠的分析工具和方法,对方案设计在建筑对象中的火灾场景进行确定性和随机性定量分析,以判断不同解决方案所体现的消防安全性能是否满足消防安全目标,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。它是传统消防设计方法的一种替代办法,描述能够达到某种规定性能水平的设计。

建筑防火设计最终应达到的安全目标是:1、防止起火及火势扩大,减少财物损失;2、保证安全疏散,确保生命安全;3、保护建筑结构不致因火灾而损失或波及邻房;4、为消防救援提供必要的设施。为此,建筑物防火安全设计须对建筑规划、结构耐火性能、防火分区划分、内部装修、防火设备、防排烟系统及避难对策等方面做出考虑。应该说现行的、条文式的设计方法对上述的问题都有相对独立、完整的考虑。但存在的最大弱点是没有清晰、统一的安全水准,无法体现各消防系统间的协同功效,并导致综合经济性低下。但是,消防安全的性能化设计方法能够考虑到项目所特有的危险和防护这些危险所特有的消防安全措施,可以实现综合性的消防对策,所有系统都综合其中,而不是分别独立设计的,人们除了可增进对潜在的损失了解外,这种综合性工程方法通常可提供更具体成本-效率的建筑防火设计方案。

二、性能化消防安全设计的基本步骤

笔者认为,一个完整的性能化消防安全设计过程应该分为七个基本步骤:

(1)确定性能化防火设计的工程范围与内容。首先要了解工程各方面的信息,如建筑的特征,使用功能等;其次对建筑的工艺特征做专门的研究,如非同一般的作业区、危险物品的使用或储存区、昂贵设备区以及零故障区等;再次就是不同使用功能的建筑,其使用者特征也不同(如住宅建筑与商业建筑),使用者特征包括年龄、智力、是否睡觉、体能状态等因素。

(2)确定消防安全总体目标、功能目标和性能目标。在消防安全设计中,消防安全设计总体目标是一个范围比较广泛的概念,它表示的是社会所期望的安全水平。概括地说,消防安全应达到的总体目标应该是保护生命、保护财产、保护使用功能、保护环境不受火灾的有害影响。功能目标是设计总目标的基础,它把总目标提炼为能够用工程语言进行量化的数值,指出了一个建筑物怎样才能达到总体目标中所要求的社会期望的安全目标。性能目标及性能要求,是性能水平的表述,建筑材料、建筑构件、系统、组件以及建筑方法等必须满足性能水平的要求,从而达到消防安全总体目标和功能目标。

(3)将定性的消防安全目标转化为定量的性能化判据。基本判据如下:a.生命安全判据。烟气层的高度下限、烟气层和火焰的温度上限、烟气层内毒性气体的浓度上限、烟气透过能见度下限、人员从建筑内最不利位置疏散到安全地点所需时间等。b.结构安全判据。对建筑结构安全起至关重要作用的重点构件的承温上限、耐火极限等。c.环境安全判据。烟气的浓度上限、腐蚀性燃烧生成物的浓度上限等。

(4)确定火灾场景。火灾场景是对某特定火灾从引燃或者从设定的燃烧到火灾增长到最高峰以及火灾所造成的破坏的描述。在建立火灾场景时,应考虑的因素包括:建筑的平面布局;火灾荷载及分布状态;火灾可能发生的位置;室内人员的分布与状态;火灾可能发生时的环境因素等。

(5)建立设计火灾“热释放速率-时间”变化曲线。综合考虑火灾场景中燃料、点火源、通风状况、空间分布、火灾发生时主动式消防系统的动作情况等因素,确定火灾载荷、火灾规模的大小和增长趋势、以及发生轰燃的可能性,采用火灾增长曲线,热释放速率随时间变化的典型火灾增长曲线,一般具有火灾增长期、最高热释放速率期、稳定燃烧期和衰减期等共同特征。每一个需要考虑的火灾场景都应该具有这样的设计火灾曲线。

(6)提出和评估设计方案。评估过程是一个不断反复的过程。在此过程中,许多消防安全措施的评估都是依据设计火灾曲线和设计目标进行的。像增加报警装置和自动喷淋装置、对通风特征的修改、变更建筑材料、内装修和建筑内部摆设等因素,都在该步骤进行评估。在评估不同的方案时,清楚地了解该方案是否达到了设计目标是很重要的。在性能化设计评估过程中一些基本因素通常需要被充分考虑,即:起火和发展;烟气蔓延和控制;火灾蔓延和控制;火灾探测和灭火;通知居住者和组织安全疏散;消防部门的接警和现场救助等。

(7)编制报告和说明。分析和设计报告是性能化设计能否被批准的关键因素。该报告需要概括分析和设计过程的全部步骤,并且报告分析和设计结果所提出的格式和方式都要符合审查机构和建筑业主的要求。

三、性能化消防安全设计与处方式消防安全设计的比较

传统的建筑消防安全设计被国外称为“处方式”设计,将传统的建筑防火规范称为“处方式”规范。“处方式”规范简单明了,便于设计方案的制定。“处方式”规范中给出的设计参数和指标是在总结过去的实践经验和火灾教训的基础上确定的,具有一定的实用性。应该说,“处方式”规范为社会的发展和进步做出了十分巨大的贡献,但从社会发展看,现形的“处方式”规范也存在着以下一些突出的问题:a、规范中有关条文之间常常出现互不沟通,相互矛盾的现象,条文与条文之间无法解释清楚;b、传统的设计只能给出局部保障,无法给出一个统一、清晰的整体安全度水准;c、部分技术问题国家消防技术标准尚未规定或未能涵盖,跟不上新技术、新工艺和新材料的发展;d、限制了设计人员主观创造力的发展,无法充分体现人的因素对整体安全度的影响。

因此,“处方式”规范和设计方法在客观上存在着相当大的局限性。而性能化消防安全设计是运用消防安全工程学的原理和方法,考虑火灾本身发生、发展和蔓延的基本规律,结合实际火灾中积累的经验,通过对建筑物及其内部可燃物的火灾危险性进行综合分析和计算,从而确定性能指标和设计指标;然后再预设各种可能起火的条件和由此所造成的火、烟蔓延途径以及人员疏散情况来选择相应的消防安全工程措施并评估、核定预定的消防安全目标是否已达到;最后再视具体情况对设计方案作调整、优化。其主要思想是在消防设计时仅提出建筑消防安全所需要的性能要求或指标,而不直接要求设计人员为此而必须采用某些特定的解决方法。如何达到这一指标要求,采取什么样的工程措施则由设计人员自己确定,但是设计人员最终要向审核人员证明其所选择的工程解决方法是安全可靠的,所采用的设计计算方法是得到公认的,审核人员也要利用相应的评估工具检验设计方案是否达到了安全目标。

与传统的消防安全设计相比,性能化消防安全设计具有以下优点

(1)性能化设计体现了一座建筑的独特性能或用途、某个特定风险承担者的需要;

(2)性能化设计注重安全目标的达到,而不考虑采取什么样的途径,有利于发挥防火设计人员的主观创造性;

(3)性能化设计根据工程需要,为开发和选择替代消防方案提供了方法;

(4)性能化设计可在安全水平方面与替代设计方案进行比较,通过这种对比机制,可确定安全等级与成本之间的最佳点;

(5)性能化设计要求在分析中使用多种分析工具,从而提高了工程精度,并可产生更具有革新性的设计;

(6)性能化设计体现了一种新的消防战略,即消防系统是作为一个整体考虑的,而不是孤立地进行设计;

(7)性能化设计能够为保险部门提供可靠的建筑安全评估报告,有利于保险部门参与建筑的消防工作。

四、性能化消防安全设计时应注意的问题

从总体看,性能化设计是一个发展的方向,但就目前的技术支撑条件看,也存在一些问题。首先,社会各界对它的接受程度不一;另外,与“处方式”设计相比,性能化分析和设计过程需要在分析、计算和设计文件制作上花费更多的工程时间。增加了工程设计的人力投入,带来了较高的设计成本。综合起来看,目前使用性能化方法还存在一些技术问题:如性能判断标准不一致;对火灾中人员的行为假设的成分过多或预测性火灾模型中存在未得到很好证明或者没有广泛理解的局限性;火灾模型没有将不确定性因素考虑进去;设计过程常常要求专业人员在超出他们专业之外的领域工作。

五、性能化设计的未来展望

由于性能化消防安全设计的目的是以最有效、最经济的方法从系统安全的角度将火灾的损失控制在最低限度。从而保证总体消防安全目标的实现,其设计方法具有灵活性和科学性,比传统“处方式”消防设计具有更多的优点。因此,目前这种设计已成为世界各国建筑消防设计的发展趋势,是不可抗拒的潮流。随着消防安全工程的快速发展,消防安全工程学已随着其潜力、复杂性以及应用性而在基础理论、方法学和实用工具领域得到较大的发展,性能化设计方法将会越来越完善。

参考文献:

1消防安全工程工作组编.《国外建筑物性能化设计研究译文集》2001

2肖学锋.发展性能化防火设计:迎接加入WTO的挑战,《消防科学与技术》2002

消防防火设计方案篇5

1  前言

    如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃,那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。   

               

    消防设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式设计方法”,其基于场所类型进行设计考虑;另一种是“性能化设计方法”,它立足于危害分析及火灾假想,对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。

               

    由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流,受到许多发达国家和发展中国家的高度重视,得到越来越广泛的应用。

2  性能化消防设计的概念

    性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后用已开发出的工程学方法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。

    与“处方式”设计相比较,性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”,而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证,能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果,比较起来,性能化设计方案具有设计成本有效性,设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。

               

    性能化消防设计的两个关键点,第一是确认危害,第二是明确设计目标。具体来说,它针对建筑物的特点,建筑物内人员特点,建筑物内部操作方式,建筑物外部特征,消防灭火组织特点等。从而针对每种危害或者每个设计区域选择设计方法及评估方法。这种设计方法突破了传统设计针对建筑物结构类型、相应的层高及面积的限制,同时提供了更加灵活而有效的设计选择性。

消防防火设计方案篇6

如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃,那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。

消防设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式设计方法”,其基于场所类型进行设计考虑;另一种是“性能化设计方法”,它立足于危害分析及火灾假想,对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。

由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流,受到许多发达国家和发展中国家的高度重视,得到越来越广泛的应用。

2性能化消防设计的概念

性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后用已开发出的工程学方法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。

与“处方式”设计相比较,性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”,而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证,能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果,比较起来,性能化设计方案具有设计成本有效性,设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。

性能化消防设计的两个关键点,第一是确认危害,第二是明确设计目标。具体来说,它针对建筑物的特点,建筑物内人员特点,建筑物内部操作方式,建筑物外部特征,消防灭火组织特点等。从而针对每种危害或者每个设计区域选择设计方法及评估方法。这种设计方法突破了传统设计针对建筑物结构类型、相应的层高及面积的限制,同时提供了更加灵活而有效的设计选择性。

性能化消防设计包括确立消防安全目标,建立可量化的性能要求,分析建筑物及内部情况,设定性能设计指标,建立火灾场景和设计火灾,选择工程分析计算方法和工具,对设计方案进行安全评估,制定设计方案并编写设计报告等步骤。在设计过程中,需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析,并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算,因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大,往往需要采用计算机火灾模拟软件等分析和计算工具。

3性能化消防设计的流程

性能化设计利用火灾科学和消防安全工程建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数(如人在火灾中的行为和反应)进行定义的工程过程。

4建筑物性能化消防设计的内容

建筑物的性能化消防设计主要包括两个方面的设计内容:一是保证建筑内人员安全疏散的性能设计,二是保证建筑构件耐火的性能设计。

人员安全疏散的性能设计是从建筑内人员安全方面进行考虑的,通过综合考虑各种火灾因素对人员逃生的影响,采用性能化的设计方法来保证建筑物内人员的火灾安全性,从而防止人员伤亡。其性能化的设计准则是:烟层下降高度和烟气浓度达到人不能忍耐的时间大于人员安全疏散所需的时间。

构件耐火的性能化设计是从建筑物的稳定性方面进行考虑的,通过分析建筑构件在火灾中的反应,采用性能化的设计方法来保证建筑物结构的火灾稳定性,从而防止建筑物的倒塌。其性能化设计准则是:火灾持续时间小于构件的耐火时间。

5国内外性能化设计应用概况

自20世纪80年代英国提出了“以性能为基础的消防安全设计方法”(performance——basedfiresafety

design

method,以下简称性能化防火设计)的概念以来,日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防性能化设计技术和方法的研究,南非、埃及、巴西等发展中国家也都纷纷开展了这方面研究工作。世界各国都在积极推行性能化设计方法的应用,并取得了巨大成就。

英国于1985年颁布了第一部性能化防火规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定“必须建造一座安全的建筑”,但不详细确定应如何实现这一目标。

新西兰1991年的建筑法案对建筑监督立法体系进了彻底调整,于1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法,于1993年强制执行。1993~1998年,继续开展了“消防安全性能评估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延五部分。

瑞典于1994年了新的包含有性能化设计内容的建筑防火设计规范。

澳大利亚于1996年颁布了性能化防火设计规范的《澳大利亚建筑设计规范》(《BuildingCodeof

Australia》,简称"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陆续推行。

巴西于1999年颁布了新的《钢结构防火设计》和《对建筑构件耐火极限的要求》两部标准。这是南美首次制定的建筑标准,由SaoPaulo大学、Mi—nasGerais大学和OuroPreto大学编制。标准中引入了如时间计算方法与风险评估方法以及其他消防安全工程设计方法等性能化的新概念,允许建筑物的火灾安全根据其火灾荷载、建筑物高度、建筑总面积以及灭火设备的安装与否等条件确定,而对建筑物的耐火等级不做要求。

日本政府于1998年6月对《建筑基准法》进行了修订,引入了一些有关性能化设计的内容,并于2000年6月施行;另外,还于2003年8月开始对《消防法》进行修订,计划于2005年施行。

加拿大于2001年了性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。

美国也于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。

目前,已有不少于13个国家(澳大利亚、加拿大、芬兰、法国、英国、日本、荷兰、新西兰、挪威、波兰、西班牙、瑞典和美国)采用或积极发展性能化规范和基于规范结构形式下建筑防火设计方法,并取得了一定成果。中国也正在加紧性能化设计方法的研究和性能化设计规范的制定。公安部所属消防研究所承担了几项有关性能化设计的国家十五科技攻关课题,如公安部天津消防研究所承担的“建筑物性能化防火设计技术导则”的研究和制定,公安部四川消防研究所承担的“高层建筑性能化防火设计安全评估技术研究”等。

6推行性能化设计方法是一个逐步过程

尽管建筑物消防性能化设计方法有很多优点,作为性能化设计技术的基础一“火灾模型”在性能化设计中起着举足轻重的作用,但它们作为一种新生事物,还不为人们所理解和接受,特别是建筑设计师和建筑管理部门的人员都不太了解这种新的设计方法。

有人曾对美国、中国香港和澳大利亚的建筑管理人员在对待性能化设计和处方式设计在能否保证建筑消防安全,以及火灾模型是否足以支持性能化设计的态度进

行了一个调查,并进行了比较。发现半数以上的管理人员认为性能化设计不能保证建筑的安全,三分之二以上的管理人员认为处方式设计能保证建筑的安全,以及三分之二以上的人认为火灾模型不足以支持性能化设计。调查结果参见表1。

世界各国几乎都存在着类似这样的情况。在很长一段时期内,建筑设计师和建筑管理人员对性能化设计技术还存在一个从初步认识、深入了解到最终肯定的意识转变过程。

另外,对于采用性能化方法设计的建筑,如何正确地评估其消防安全性方面也存在很多技术上的难题有待解决。

7展望

性能化消防设计已成为世界性建筑消防设计发展的必然趋势,它的发展将大大促进消防安全设计的科学化、合理化和成本效益的最优化,并将产生十分重大的社会效益和经济效益。尽管目前还有许多人不太理解和排斥使用它,但我们坚信随着时间的推移,将会有

越来越多的人加入到肯定性能化设计方法的行列中来。据日本方面的统计,采用性能化方法进行消防设计的建筑正在逐年增加。

我国也应该加快性能化规范及配套技术的研究步伐,充分发挥性能设计的优越性。今后应从以下几个方面人手,促进性能化设计技术的发展:

(1)加强各种火灾预测模型和火灾风险评估模型的研究,拓展性能化设计方法的应用空间。

(2)加强新材料、新技术研究,规范材料性能参数,建立和完善消防数据库,提供准确的性能化指标,为性能化应用积累基础性数据。

(3)深入研究火灾规律、火灾情况下建筑内人员逃生规律和构件变化规律,为各种火灾模型的建立提供坚实的理论依据,并拓展计算机技术在消防中的应用。

(4)积极向建筑设计师和建筑管理人员介绍性能化设计方法,使他们从认识、理解并自觉接受性能化设计方法。

(5)出台可操作性强的性能化设计指南,使建筑设计师能尽快地掌握性能化设计方法的使用。

(6)制定性能化消防设计规范,为性能化设计方法的应用提供法律依据。

参考文献:

[1]田玉敏.论“性能化”的建筑防火设计方法.消防技术与产品信息,2003,(7).

[2]肖学锋.发展性能化防火设计,迎接加入WTO的挑战.消防科学与技术,2002,(5).

[3]SFPE性能化消防分析和设计工程指南.

[4]倪照鹏.国外以性能为基础的建筑防火规范研究综述.消防技术与产品信息,2001,(10).

[5]国外建筑物性能化设计研究译文集.消防安全工程工作组编,2001.

[6]T.Tanaka.性能化消防案例设计标准和用于评估的FSE工具.国外建筑物性能化设计研究译文集.消防安全工程工作组编.

消防防火设计方案篇7

如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃,那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。

消防设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式设计方法”,其基于场所类型进行设计考虑;另一种是“性能化设计方法”,它立足于危害分析及火灾假想,对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。

由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流,受到许多发达国家和发展中国家的高度重视,得到越来越广泛的应用。

2 性能化消防设计的概念

性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后用已开发出的工程学方法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。

与“处方式”设计相比较,性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”,而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证,能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果,比较起来,性能化设计方案具有设计成本有效性,设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。

性能化消防设计的两个关键点,第一是确认危害,第二是明确设计目标。具体来说,它针对建筑物的特点,建筑物内人员特点,建筑物内部操作方式,建筑物外部特征,消防灭火组织特点等。从而针对每种危害或者每个设计区域选择设计方法及评估方法。这种设计方法突破了传统设计针对建筑物结构类型、相应的层高及面积的限制,同时提供了更加灵活而有效的设计选择性。

性能化消防设计包括确立消防安全目标,建立可量化的性能要求,分析建筑物及内部情况,设定性能设计指标,建立火灾场景和设计火灾,选择工程分析计算方法和工具,对设计方案进行安全评估,制定设计方案并编写设计报告等步骤。在设计过程中,需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析,并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算,因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大,往往需要采用计算机火灾模拟软件等分析和计算工具。

3 性能化消防设计的流程

性能化设计利用火灾科学和消防安全工程建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数(如人在火灾中的行为和反应)进行定义的工程过程。

4 建筑物性能化消防设计的内容

建筑物的性能化消防设计主要包括两个方面的设计内容:一是保证建筑内人员安全疏散的性能设计,二是保证建筑构件耐火的性能设计。

人员安全疏散的性能设计是从建筑内人员安全方面进行考虑的,通过综合考虑各种火灾因素对人员逃生的影响,采用性能化的设计方法来保证建筑物内人员的火灾安全性,从而防止人员伤亡。其性能化的设计准则是:烟层下降高度和烟气浓度达到人不能忍耐的时间大于人员安全疏散所需的时间。

构件耐火的性能化设计是从建筑物的稳定性方面进行考虑的,通过分析建筑构件在火灾中的反应,采用性能化的设计方法来保证建筑物结构的火灾稳定性,从而防止建筑物的倒塌。其性能化设计准则是:火灾持续时间小于构件的耐火时间。

5 国内外性能化设计应用概况

自20世纪80年代英国提出了“以性能为基础的消防安全设计方法”(performance——based fire safety

design

method,以下简称性能化防火设计)的概念以来,日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防性能化设计技术和方法的研究,南非、埃及、巴西等发展中国家也都纷纷开展了这方面研究工作。世界各国都在积极推行性能化设计方法的应用,并取得了巨大成就。

英国于1985年颁布了第一部性能化防火规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定“必须建造一座安全的建筑”,但不详细确定应如何实现这一目标。

新西兰1991年的建筑法案对建筑监督立法体系进了彻底调整,于1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法,于1993年强制执行。1993~1998年,继续开展了“消防安全性能评估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延五部分。

瑞典于1994年了新的包含有性能化设计内容的建筑防火设计规范。

澳大利亚于1996年颁布了性能化防火设计规范的《澳大利亚建筑设计规范》(《Building Code of

Australia》,简称"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陆续推行。

巴西于1999年颁布了新的《钢结构防火设计》和《对建筑构件耐火极限的要求》两部标准。这是南美首次制定的建筑标准,由SaoPaulo大学、Mi—nasGerais大学和OuroPreto大学编制。标准中引入了如时间计算方法与风险评估方法以及其他消防安全工程设计方法等性能化的新概念,允许建筑物的火灾安全根据其火灾荷载、建筑物高度、建筑总面积以及灭火设备的安装与否等条件确定,而对建筑物的耐火等级不做要求。

日本政府于1998年6月对《建筑基准法》进行了修订,引入了一些有关性能化设计的内容,并于2000年6月施行;另外,还于2003年8月开始对《消防法》进行修订,计划于2005年施行。

加拿大于2001年了性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。

美国也于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。

目前,已有不少于13个国家(澳大利亚、加拿大、芬兰、法国、英国、日本、荷兰、新西兰、挪威、波兰、西班牙、瑞典和美国)采用或积极发展性能化规范和基于规范结构形式下建筑防火设计方法,并取得了一定成果。中国也正在加紧性能化设计方法的研究和性能化设计规范的制定。公安部所属消防研究所承担了几项有关性能化设计的国家十五科技攻关课题,如公安部天津消防研究所承担的“建筑物性能化防火设计技术导则”的研究和制定,公安部四川消防研究所承担的“高层建筑性能化防火设计安全评估技术研究”等。

6 推行性能化设计方法是一个逐步过程

尽管建筑物消防性能化设计方法有很多优点,作为性能化设计技术的基础一“火灾模型”在性能化设计中起着举足轻重的作用,但它们作为一种新生事物,还不为人们所理解和接受,特别是建筑设计师和建筑管理部门的人员都不太了解这种新的设计方法。

有人曾对美国、中国香港和澳大利亚的建筑管理人员在对待性能化设计和处方式设计在能否保证建筑消防安全,以及火灾模型是否足以支持性能化设计的态度进行了一个调查,并进行了比较。发现半数以上的管理人员认为性能化设计不能保证建筑的安全,三分之二以上的管理人员认为处方式设计能保证建筑的安全,以及三分之二以上的人认为火灾模型不足以支持性能化设计。调查结果参见表1。

世界各国几乎都存在着类似这样的情况。在很长一段时期内,建筑设计师和建筑管理人员对性能化设计技术还存在一个从初步认识、深入了解到最终肯定的意识转变过程。

另外,对于采用性能化方法设计的建筑,如何正确地评估其消防安全性方面也存在很多技术上的难题有待解决。

7 展望

性能化消防设计已成为世界性建筑消防设计发展的必然趋势,它的发展将大大促进消防安全设计的科学化、合理化和成本效益的最优化,并将产生十分重大的社会效益和经济效益。尽管目前还有许多人不太理解和排斥使用它,但我们坚信随着时间的推移,将会有

越来越多的人加入到肯定性能化设计方法的行列中来。据日本方面的统计,采用性能化方法进行消防设计的建筑正在逐年增加。

我国也应该加快性能化规范及配套技术的研究步伐,充分发挥性能设计的优越性。今后应从以下几个方面人手,促进性能化设计技术的发展:

(1)加强各种火灾预测模型和火灾风险评估模型的研究,拓展性能化设计方法的应用空间。

(2)加强新材料、新技术研究,规范材料性能参数,建立和完善消防数据库,提供准确的性能化指标,为性能化应用积累基础性数据。

(3)深入研究火灾规律、火灾情况下建筑内人员逃生规律和构件变化规律,为各种火灾模型的建立提供坚实的理论依据,并拓展计算机技术在消防中的应用。

(4)积极向建筑设计师和建筑管理人员介绍性能化设计方法,使他们从认识、理解并自觉接受性能化设计方法。

(5)出台可操作性强的性能化设计指南,使建筑设计师能尽快地掌握性能化设计方法的使用。

(6)制定性能化消防设计规范,为性能化设计方法的应用提供法律依据。

参考文献:

[1] 田玉敏.论“性能化”的建筑防火设计方法.消防技术与产品信息,2003,(7).

[2] 肖学锋.发展性能化防火设计,迎接加入WTO的挑战.消防科学与技术,2002,(5).

[3] SFPE性能化消防分析和设计工程指南.

[4] 倪照鹏.国外以性能为基础的建筑防火规范研究综述.消防技术与产品信息,2001,(10).

[5] 国外建筑物性能化设计研究译文集.消防安全工程工作组编,2001.

[6] T.Tanaka.性能化消防案例设计标准和用于评估的FSE工具.国外建筑物性能化设计研究译文集.消防安全工程工作组编.

消防防火设计方案篇8

建筑防火设计最终应达到的安全目标是:1、防止起火及火势扩大,减少财物损失;2、保证安全疏散,确保生命安全;3、保护建筑结构不致因火灾而损失或波及邻房;4、为消防救援提供必要的设施。为此,建筑物防火安全设计须对建筑规划、结构耐火性能、防火分区划分、内部装修、防火设备、防排烟系统及避难对策等方面做出考虑。应该说现行的、条文式的设计方法对上述的问题都有相对独立、完整的考虑。但存在的最大弱点是没有清晰、统一的安全水准,无法体现各消防系统间的协同功效,并导致综合经济性低下。但是,消防安全的性能化设计方法能够考虑到项目所特有的危险和防护这些危险所特有的消防安全措施,可以实现综合性的消防对策,所有系统都综合其中,而不是分别独立设计的,人们除了可增进对潜在的损失了解外,这种综合性工程方法通常可提供更具体成本-效率的建筑防火设计方案。

二、性能化消防安全设计的基本步骤

笔者认为,一个完整的性能化消防安全设计过程应该分为七个基本步骤:

(1)确定性能化防火设计的工程范围与内容。首先要了解工程各方面的信息,如建筑的特征,使用功能等;其次对建筑的工艺特征做专门的研究,如非同一般的作业区、危险物品的使用或储存区、昂贵设备区以及零故障区等;再次就是不同使用功能的建筑,其使用者特征也不同(如住宅建筑与商业建筑),使用者特征包括年龄、智力、是否睡觉、体能状态等因素。

(2)确定消防安全总体目标、功能目标和性能目标。在消防安全设计中,消防安全设计总体目标是一个范围比较广泛的概念,它表示的是社会所期望的安全水平。概括地说,消防安全应达到的总体目标应该是保护生命、保护财产、保护使用功能、保护环境不受火灾的有害影响。功能目标是设计总目标的基础,它把总目标提炼为能够用工程语言进行量化的数值,指出了一个建筑物怎样才能达到总体目标中所要求的社会期望的安全目标。性能目标及性能要求,是性能水平的表述,建筑材料、建筑构件、系统、组件以及建筑方法等必须满足性能水平的要求,从而达到消防安全总体目标和功能目标。

(3)将定性的消防安全目标转化为定量的性能化判据。基本判据如下:a.生命安全判据。烟气层的高度下限、烟气层和火焰的温度上限、烟气层内毒性气体的浓度上限、烟气透过能见度下限、人员从建筑内最不利位置疏散到安全地点所需时间等。b.结构安全判据。对建筑结构安全起至关重要作用的重点构件的承温上限、耐火极限等。c.环境安全判据。烟气的浓度上限、腐蚀性燃烧生成物的浓度上限等。

(4)确定火灾场景。火灾场景是对某特定火灾从引燃或者从设定的燃烧到火灾增长到最高峰以及火灾所造成的破坏的描述。在建立火灾场景时,应考虑的因素包括:建筑的平面布局;火灾荷载及分布状态;火灾可能发生的位置;室内人员的分布与状态;火灾可能发生时的环境因素等。

(5)建立设计火灾“热释放速率-时间”变化曲线。综合考虑火灾场景中燃料、点火源、通风状况、空间分布、火灾发生时主动式消防系统的动作情况等因素,确定火灾载荷、火灾规模的大小和增长趋势、以及发生轰燃的可能性,采用火灾增长曲线,热释放速率随时间变化的典型火灾增长曲线,一般具有火灾增长期、最高热释放速率期、稳定燃烧期和衰减期等共同特征。每一个需要考虑的火灾场景都应该具有这样的设计火灾曲线。

(6)提出和评估设计方案。评估过程是一个不断反复的过程。在此过程中,许多消防安全措施的评估都是依据设计火灾曲线和设计目标进行的。像增加报警装置和自动喷淋装置、对通风特征的修改、变更建筑材料、内装修和建筑内部摆设等因素,都在该步骤进行评估。在评估不同的方案时,清楚地了解该方案是否达到了设计目标是很重要的。在性能化设计评估过程中一些基本因素通常需要被充分考虑,即:起火和发展;烟气蔓延和控制;火灾蔓延和控制;火灾探测和灭火;通知居住者和组织安全疏散;消防部门的接警和现场救助等。

(7)编制报告和说明。分析和设计报告是性能化设计能否被批准的关键因素。该报告需要概括分析和设计过程的全部步骤,并且报告分析和设计结果所提出的格式和方式都要符合审查机构和建筑业主的要求。

三、性能化消防安全设计与处方式消防安全设计的比较

传统的建筑消防安全设计被国外称为“处方式”设计,将传统的建筑防火规范称为“处方式”规范。“处方式”规范简单明了,便于设计方案的制定。“处方式”规范中给出的设计参数和指标是在总结过去的实践经验和火灾教训的基础上确定的,具有一定的实用性。应该说,“处方式”规范为社会的发展和进步做出了十分巨大的贡献,但从社会发展看,现形的“处方式”规范也存在着以下一些突出的问题:a、规范中有关条文之间常常出现互不沟通,相互矛盾的现象,条文与条文之间无法解释清楚;b、传统的设计只能给出局部保障,无法给出一个统

一、清晰的整体安全度水准;c、部分技术问题国家消防技术标准尚未规定或未能涵盖,跟不上新技术、新工艺和新材料的发展;d、限制了设计人员主观创造力的发展,无法充分体现人的因素对整体安全度的影响。

因此,“处方式”规范和设计方法在客观上存在着相当大的局限性。而性能化消防安全设计是运用消防安全工程学的原理和方法,考虑火灾本身发生、发展和蔓延的基本规律,结合实际火灾中积累的经验,通过对建筑物及其内部可燃物的火灾危险性进行综合分析和计算,从而确定性能指标和设计指标;然后再预设各种可能起火的条件和由此所造成的火、烟蔓延途径以及人员疏散情况来选择相应的消防安全工程措施并评估、核定预定的消防安全目标是否已达到;最后再视具体情况对设计方案作调整、优化。其主要思想是在消防设计时仅提出建筑消防安全所需要的性能要求或指标,而不直接要求设计人员为此而必须采用某些特定的解决方法。如何达到这一指标要求,采取什么样的工程措施则由设计人员自己确定,但是设计人员最终要向审核人员证明其所选择的工程解决方法是安全可靠的,所采用的设计计算方法是得到公认的,审核人员也要利用相应的评估工具检验设计方案是否达到了安全目标。

与传统的消防安全设计相比,性能化消防安全设计具有以下优点

(1)性能化设计体现了一座建筑的独特性能或用途、某个特定风险承担者的需要;

(2)性能化设计注重安全目标的达到,而不考虑采取什么样的途径,有利于发挥防火设计人员的主观创造性;

(3)性能化设计根据工程需要,为开发和选择替代消防方案提供了方法;

(4)性能化设计可在安全水平方面与替代设计方案进行比较,通过这种对比机制,可确定安全等级与成本之间的最佳点;

(5)性能化设计要求在分析中使用多种分析工具,从而提高了工程精度,并可产生更具有革新性的设计;

(6)性能化设计体现了一种新的消防战略,即消防系统是作为一个整体考虑的,而不是孤立地进行设计;

(7)性能化设计能够为保险部门提供可靠的建筑安全评估报告,有利于保险部门参与建筑的消防工作。

四、性能化消防安全设计时应注意的问题

消防防火设计方案篇9

性能化建筑的规范只对建筑物需要达到的目标要求、性能水平以及功能陈述,并不明确的规定解决方案,只确定能够达到规范的可接受方法。所谓可接受,指的是已经被权威结构采纳并接受的具有法律依据的规范。所谓科教授方法,指的是被批准应用的拟定设计方案,借以满足性能化要求的方法,也包括试验方法。

1.概述

建筑物的性能和防火,其设计规范中的明确可接受方法对性能化的防火设计其最终实现有着十分重要的现实意义。首先,建筑物的性能化防火漆设计规范中的目标、性能要求、功能表达等都是定性规定,然而不同的使用者,对其理解可能也会不同,所有设计上也会存在差异,要想对这种差异进行统一,借以确保设计中消防安全性能其水平符合建筑使用规范和要求的规定,则必须要在规范中对那些方法是可接受的方法加以明确。其次,现阶段我国的性能化防火漆设计中使用的技术标准以及验证方法如果想要实现与设计规范的对应,则需要依靠可接受方法的实现来提供链接。

2.国外性能化规范中的可接受方法

概括的讲,包括美国、新西兰、澳大利亚、加拿大在内的四个国家所建立的性能化规范可以分为两个种类:一是,美国和新西兰作为代表的体系,规范的内容是以性能要求形式进行规定的,没有具体的指标要求。二是,澳大利亚和加纳带作为代表的体系,体系中关于性能化的要求和规范格式的要求是并存于同一规范内的。这四国的规范中新更换设计中都包括可接受的解决方案以及代替方案两个部分。

首先,可接受的解决方案。对可接受的解决方案,加拿大以及澳大利亚的规范中具有明确的规定,而新西兰和美国的规范中则没有明确,需要参考其他文件,例如,美国需要参照权威文件或者设计指南,而新西兰则参照合规文件。这些规定或者文件中的具体技术内容其要求都是各国规格式的规范内容,新西兰的合规文件以及加拿大的规范中的B篇,澳大利亚的规范都被视为接受的规定,其中某些规定也属于性能化规定的要求,但占据的比例很小,而且都需要根据规格式的要求加以确定,因此,我们可以看出规格式规范其规定在性能化规范其可接受方法中依然要被有限的考虑。

其次,替代方案。加拿大的替代方案被称为备选方案,但是美国的替代方案则被称为单独证明设计的方法。在各国规范中都要求替代方案需要经过验证或者要有证明文件,都明确或者暗含需要与现存的可接受方案进行对比,保障其等效性的规定。各国对替代方案的原则性规定基本一致,都需要使消防性能的安全水平符合相关要求。

3.我国的建筑物性能化方法设计的可接受方法

对于性能化防火设计我国的研究由于起步较晚,现阶段完成了公安部的和行业标准编写,其中对建筑物的性能化防火设计其基本程序和步骤、烟气流动分析、火灾增长分析、人员疏散分析、火灾风险评估、结构耐火分析的原则和方法进行了规定,为性能化方法的设计所采用的安全评估方法规定了实际操作中的具体准则。性能化设计的可接受方法包括可接受解决方案以及替代方案两个不同种类,结合我国的具体情况而言,可接受解决方案就是指我国的现行的规格式规范,替代方案指的是按照建筑物性能化防火设计的通则要求设计的防火措施。

我国建筑物性能化的方法设计规范中的可接受方法为:对于符合下列要求中一条的建筑防火设计都可以被视为已经满足了建筑消防安全的性能要求。第一,建筑物防火设计可以符合现行的国家标准的规定。第二,建筑物防火设计中不能符合现行的国家标准的相关规定的部分可以满足国家性能化方法设计的相关管理规定以及通则的规定。

可接受方法按照国家现行的工程建设标准来进行对比可表述为:首先,对于处于不同耐火等级下的建筑物,其使用的建筑构件的耐火极限以及燃烧性能等需要满足国家的标准以及国家消防技术的规范规定要求。第二,建筑物的内装修所用材料及装饰物等其燃烧性能需要满足国家标准的相关规定。第三,建筑物内的防火分隔和防治火灾蔓延措施,以及建筑物俄之间的防火间距等都需要满足国家标准的规定。第四,自动报警系统以及消防控制室其设置等都必须符合国家标准的规定,自动报警系统其设计需要满足国家标准的规定。第五,建筑物内的灭火设施以及排烟设施其设计必须符合建筑设计防火规范的规定,对于相关系统的设计需要符合自动喷水灭火系统的设计规范规定。第六,建筑物的安全出口、疏散宽度、疏散距离以及疏散避难设施的设计需要符合国家标准的规定。第七,建筑物内的可燃气体、采暖管道、空气调节系统以及各类液体管道等的设计都应该符合国家相关防火设计规范的规定。

总结:

综合以上,建筑物其性能化防火的设计其可接受方法可以分为两种,本文主要针对建筑物性能防火其设计通则以及过关性能防火的实际管理规定制定的可接受方法进行了分析和介绍。具有十分重要的现实意义。

参考文献:

1 何伟东;;浅谈大空间建筑性能化防火设计[J];中国城市经济;2011年11期

2 黄德祥;阳世群;;建筑防火性能化评估设计若干问题的分析[J];消防科学与技术;2006年03期

3 杨东升;;服装城建筑消防安全评估与管理[J];山西建筑;2011年27期

4 李华;万杰;段海英;杨祖南;陈存劳;郭大刚;韩立姣;;咸阳国际机场T3A航站楼防火分区性能化设计[J];消防科学与技术;2011年08期

5 李桂芳;赵伟;韩蕾;;大型商业建筑的防火设计问题探讨[J];消防科学与技术;2011年06期

消防防火设计方案篇10

当屋面构造层已施工完毕,正准备屋面构造层侧面建筑的下一道工序施工时,两个功能馆屋面连续发生了两起失火事故,而且两次失火相隔时间不到半个月。消防部门对事故原因的认定是违章操作,是因为在功能馆其他部位电焊施工时所产生的电焊渣和电火花引燃了屋面构造层中可燃的防水隔热材料。

无独有偶,近期新闻报道了外地某大学运动场馆屋面在施工过程中,也发生了失火事故、失火原因完全相同,而且其屋面构造层中,使用的防水隔热材料也是一样的。

看来,人们虽对钢结构的使用安全性已有了科学的认识,也能采取相关的技术手段加以防范,但对屋面构造层中的防水隔热等材料的安全性尚未引起足够的重视,屋面钢结构系统施工过程中的安全技术管理措施,也远没有到位。同时,也反映了采用现行建筑防火设计方法进行消防设计,是很难达到全面、可靠、安全的效果的。

随着经济建设的迅速发展,建筑物类型日趋多样化。如:大型会堂、场馆、候车(机)厅以及超大型的综合商业场以及住宅建筑群等。现行建筑防火规范在适应发展方面显现出局限性,当遇到规范条文无力涵盖的特殊工程时,设计人员就无法找到有针对性的设计依据,而这些建筑物多是一些形式非常特殊、功能非常特定及火灾危害性突出的场所。有的条文没有规定,有的虽规定但与实际情况有矛盾的问题,而且有时在不同的规范中,还会发生条文之间互不协调的情况,例如:

(1)本工程中的球类馆观众席的净空高度为10~18m,按规定,在屋面层下设置了消防喷淋装置,但现行的建筑防火规范规定喷淋装置设置的有效高度不大于8m,显然规定与实际情况有矛盾。

(2)图像模式识别型火灾探测、定位与联动控制技术及自动消防炮灭火设备,已是成熟技术和设备,但到目前为止无国标,上海无地方标准。存在着实施的难度。

(3)建筑防火设计规范规定了屋面承重结构的耐火极限,但对屋面构造层中可燃材料的耐火性能未作明确的量化,建筑节能设计也未对建筑维护结构的绝热材料的耐火性能作明确的规定,现行规范条文之间有待协调。

性能化防火设计。

性能化防火设计是针对火灾特性而采取的专项措施,所谓“性能化”,意思就是根据建筑物的结构、用途、功能、火灾荷载、人员密度、人员状态,有针对性地提出建筑物的总体目标和功能目标,然后进行防火设计。这是一种创新性的工作。性能设计方法的具体形式可以是多种多样的,它需要一定的规范、规定、标准来指导。性能化防火设计方法,自20世纪70年代末期在世界上一些发达国家开始研究兴起,并逐渐应用在大量特殊的超出现行规范、规定、标准来指导。性能化设计已成为国际上火灾科学研究的一个热点。

通常情况下,性能化设计在很多方面又弥补了规范的不足。由于它对改善建筑防火设计方案和节省消防费用的突出优点,现在已得到业内人士的广泛赞同。

性能化设计方法具有以下优点:

(1)设计方案更加合理,能有效地保证建筑设计达到预期的消防安全目标;(2)设计方法更加灵活,有利于充分发挥设计人员的才能;(3)可以减低建筑成本;(4)有利于新技术、新材料、新产品的发展;(5)有利于设计规范和标准的国际化等。

性能化评估不仅优化重大工程项目的防火设计和消防投资,为建筑物“量身定做”一套更合理的防火设计解决方案,能够使得建筑物的消防安全、建筑功能和经济利益达到一个合理的优化的配置,而且解决了依靠现行国家消防规范无法解决的消防设计重大技术难题。

根据失火原因分析,以性能化防火分析的思路,项目管理部会同有关各方提出了如下的整改方案:(1)控制火源,就是杜绝违章动火。在屋面构造层施工方案中,增设防火技术章节,加强现场监控,严格执行动火审批制度;(2)隔绝可燃物层。用不燃物或难燃物在可燃物四周围成隔离带,因原设计屋面最上下两层已为不燃材料,在侧面增设不燃层隔离,从而可形成一个封闭保护区域;(3)增设消防措施。对于大空间灭火设备的应用,在考察了目前国内已建和在建工程实例后,提出了增设消防水炮的设想。

为了确保方案的可行性,现场还进行了模拟试验。按1:1比例做成1m×1m的实物模型,在模型(屋面板)下置明火10min,实验过程中火焰未蔓延。实验结束后,拆开构造层,玻璃纤维吸音棉表面有烧焦的痕迹,模型未失重。

该方案得到了市区两级领导以及建设、消防等部门的高度重视,市建委科技委召开了屋面结构防火安全性评估会议;在消防系统内部又召开了屋面结构安全性的专题研讨会;有关部门还组织了由全国防火专家材料专家参加的屋面层防火整改方案专家评审论证会。

评审的结论,确定了在大空间馆内应用火灾安全监控和自动消防水炮灭火技术等若干项安全强化措施,最终解决了现行规范没有明确的问题。

结语

消防防火设计方案篇11

Key words: Performance-based fire protection; devise; idea

中图分类号:TU2 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)

1.性能化防火设计概述

性能化防火设计就是一种在消防安全工程学的基础上兴起的另一种防火设计的方法,这种方法现在已经已经被大量的使用并且认可,在火灾现场的场景要进行定量的分析,分析从确定性和随机性方面入手,用来判断所使用的不同类型的方案是不是它们的消防安全性能可以达到消防安全所规定的那样,这样就可以得到最大化的优化设计方案,还给建筑的结构提供了防火保护,该保护是最合理的。这种方法可以替代传统的消防设计方法,达到一种规定的设计水平。以下是防火设计的几个目标:

①火灾发生的时候要保护建筑结构不损失还不能殃及到邻居。

②要有必要的消防救援设备。

③时刻关注火势,不能让火势不断的扩大,尽量避免财产的损失。

④能够安全的对人员进行疏散,保证生命的安全。

于是,在做安全设计的时候必须从多方面进行考虑,比如耐火的性能、防火设备、救火设备、建筑规划等等方面进行综合性的考虑。现行的设计方法对上面所提出的问题都有相对完整独立的考虑。但是也有很大的缺点就是没有统一的、明确的安全水平,没有办法体现出各个消防系统之间的系统关系,而且这一会使综合经济降低。项目特有的危险和保护这些危险的有关消防安全措施能够被消防安全的性能化设计考虑到,消防安全的性能化还能对消防对策进行一个综合性的实现,把所有的系统都融入在一起,当成一个整体设计,这种综合起来的工程能提供更具体的更经济的消防防火设计方案。

2.性能化防火设计步骤

2.1确定性能化防火设计的工程范围与内容

首先要对建筑的特征、建筑的使用功能等方面全面的了解它们的信息;然后对昂贵设备区、非同一般的作业区等建筑地区分别作特色研究;最后就是不同的功能的建筑所面对的使用者也有不同的特征,在年龄、智力等方面是其中一部分。

2.2确定消防安全总体目标、功能目标和性能目标

消防安全的设计在消防安全设计中的设计总体目标的范围很广,它甚至代表了当今社会所期望的水平。简单点说,消防安全的最终目标就是生命、财产、环境等方面不受火灾的影响。

2.3将定性的消防安全目标转化为定量的性能化判据

基本判据如下:

a.生命安全判据。烟气层的高度下限、烟气层和火焰的温度上限、烟气层内毒性气体的浓度上限、烟气透过能见度下限、把人员从火灾地点内非安全地段带到安全地段所需要的时间等等。

b.结构安全判据。建筑内部对建筑有着非常重要作用的一些关键构件的承受温度的上限、耐火的能力等等。

c.环境安全判据。腐蚀性燃烧生成物浓度的上限、烟气的浓度的上限等等。

2.4确定火灾场景

特定的火灾从引燃到燃烧到最高峰以及火灾造成的后果,或者的设定燃烧到最高峰以及火灾造成的后果,对这两种的描述就是火灾场景。建立火灾场景时要考虑到下面几个方面的因素:火灾载荷以及分布的状态;火灾可能在哪些环境下发生;火灾可能在哪些位置发生;建筑的平面布局等等的因素。

2.5建立设计火灾“热释放速率-时间”变化曲线

综合考虑火灾中燃料、点火源、通风的情况等等在火灾发生时的主动式消除系统的一系列的情况因素,还要肯定知道火灾的载荷、火灾的规模大小以及火灾的增长趋势,还要确定该火灾有没有可能出现轰然以及出现轰然的可能性有多高。要使用到火灾增长曲线,任何一个需要考虑的火灾场景都应该具备一个这样的火灾曲线。这些曲线可以反映出火灾的特点,方便人们更科学的控制火灾。

2.6提出和评估设计方案

评估是一个反反复复不断进行的一个过程。在评估的过程中,对于消防安全措施进行评估的时候都要根据火灾曲线来作为一个依据。比如是否增加报警装置、是否对建筑的材料进行改进、是否安装自动喷水系统、以及对通风条件的改动等等的因素,都是在这个阶段开始评估的。对不同的方案进行评估的时候,有一个很重要的地方就是这个解决方案有没有达到设计的目的。

3.性能化防火设计应用需注意的问题

处方式设计是人们长期与火灾进行斗争的过程中得出的宝贵经验,处方式的设计也为后来的防火设计起到了很大的作用,还减少了因为火灾而造成的损失。但是处方式的设计有它的弊端和一定的局限性,首先,它已经不能跟上现在的新兴建筑工艺的对材料、结构、工艺、技术方面的步伐,这就造成了不能满足当下的高大多功能建筑空间的要求。形成了一块短板。然而性能化防火就比较灵活,而且综合能力比较强,能够解决现在发展消防出现的新问题,能更好的满足当前的需求。处方式与性能化都是以防火为目的的方法,但是它们解决问题的方式完全不相同。性能化防火设计能够解决更加复杂的一些问题,比如空间比较大、功能更加复杂或者是特殊的建筑的设计问题,处方式就是对于比较常规、不是那个高难的问题解决起来更加的简单。因此,性能化防火设计与处方式防火设计是不能互相取代的,它们各自有自己的优势。所以不能滥用性能化防火设计技术,要根据实际情况而选择最适合目标方案的技术进行设计。

4.结束语

性能化防火有很多优点,而且这些优点能够解决建筑防火方面的比较难、比较复杂的问题,很大程度上弥补了传统防火设计方面的不足,但是它也有缺陷,千万不能盲目的使用。我们要更加的关注防火在国际上的动态,第一时间掌握新的、更有效的防火技术,更进一步完善现在的防火技术的不足。避免火灾带来的不必要的人员财产的损失。

参考文献:

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[2] 朱力平.消防工程师手册[M].南京大学出版社,2005.

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[4] 霍然,袁宏永.性能化建筑防火分析与设计[M].安徽科学技术出版社,2003.

[5] 李晶,张奇.为洞察防火安全专供焚烧的楼房[J].国外科技动态.1995(11).

消防防火设计方案篇12

Key words: building fire safety design; performance analysis

中图分类号:TU2 文献标识码:A文章编号:

1.建筑设计与建筑防火的关系

大型、重要建筑的可行性研究报告、初步设计中单独设立建筑防火专篇,建筑防火是建筑设计的有机组成部分。合理的建筑防火设计能保证建筑物的使用安全。《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》是建筑设计的强制规范。

1.1现代建筑的发展趋势

前些年,建筑功能相对简单,高层建筑、超高层建筑较少,建筑设计过程中,按照《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》要求设计,基本能够满足消防安全要求。近几年,随着我国城市建设和建筑科学技术的发展,一批功能复杂、面积或空间较大的大型建筑、超高层建筑应孕而生。

建筑外观体量的庞大化、摩天化,显示了现代建筑的雄伟和神奇,各类功能场所在一起,共同组成一个建筑群,甚至一个超大规模的建筑物,建筑高度不断增高,这些都给消防灭火的登高作业、内攻侦察、火场供水等带来了不少困难。结构外壳的轻灵化、通透化,创新了现代建筑的风格与形象;新颖的钢结构使建筑的跨度增大,荷载减少;玻璃幕墙或金属幕墙的运用使建筑外形日趋明快。但这些却都造成建筑的耐火等级的降低,建筑构件的耐火极限的缩短,也造成竖向防火分隔难以实施。内部环境的互融化,智能化,丰富了现代建筑的情趣和内涵,花园式室内庭院,集中控制的楼宇设施,将整个建筑融为一体,相映生辉,产生充满韵味的空间组合,给人以舒适和贯通的感觉。但是传统的建筑防火分区的措施难以落实,火灾的排烟更加困难。

1.3建筑防火的重要性

我国现行的建筑防火法规是《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》,规范的条文严谨细致,在耐火等级、平面布置、安全疏散、消防给水、防(排)烟和电气等方面都有严格要求。但在实际执行过程中,要兼顾防火安全性和投资合理性,建筑的防火设计有时达不到法规要求,这就留下了安全隐患。近年来,建筑火灾频发。

现代城市大型建筑和高层建筑越来越多,建筑物的使用功能也越来越复杂,对这些建筑而言,建筑内部防火分隔对充分预防群死、群伤特大恶性火灾事故至关重要。

大跨度、大空间的建筑越来越多地涌现出来,而发生火灾的几率也随之大幅度地增加。火灾统计也表明,近年来全国各地的大空间建筑也多次发生重、特大火灾事故。例如新疆克拉玛依市友谊馆火灾、深圳市安贸危险品储运公司清水河仓库火灾、北京市玉泉营环岛家具城火灾、中央电视台新址附属文化中心大楼火灾等。

血淋淋的事实告诫我们:每一次重大火灾,都会造成生命、财产的巨大损失。我们应该切实从思想上加强防火安全意识,从建筑设计做起,真正的做到:“以防为主,防消结合”!

2.建筑防火设计的方法

2.1目前采用方法

建筑防火设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式”设计方法,它基于场所类型,根据国家现行技术规范进行设计;另一种是“性能化”防火设计方法,它立足于危害分析及火灾假想,运用科学方法进行安全评估,从而确定设计方案。对于部分突破现行消防技术规范的设计项目,消防主管部门组织本部门和设计部门有关建筑防火专家对疑难问题进行研讨,提出修改、弥补措施后形成会议纪要,以作为设计的依据,这种被称为“专家论证会”的方法日常工作中也经常采用。

2.2“处方式”防火设计

“处方式”设计方法是根据现行的消防技术规范进行的消防安全设计,并利用现行的消防技术规范进行审核。我国广泛采用消防技术规范进行消防安全管理,制定有《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》等40余部消防技术规范和标准,几乎涵盖了现有的各类行业和各种建筑。消防技术规范(标准)在对建筑物进行分类的基础上,按有关防火安全的要求,对每项设计都详细规定了具体的参数和指标,例如建筑物的耐火等级、防火间距、防火分区、装修材料、安全疏散、防排烟设施、火灾自动报警装置、室内外消火栓系统、自动喷水灭火系统及其它灭火设施的设置等。它直接给出了达到规范的安全水平,不需要使用者和查阅者有高深的专业知识,不需要复杂的分析计算,对设计和监督单位来说易于掌握,易于使用,其调整修改也较为容易。设计人员根据所设计的建筑物的形式,结合本人的实践经验,从规范中直接选定与该建筑物相应的设计参数和指标,建审人员也是对照标准逐项进行审核。整个设计和审核过程类似于医生开单抓药,所以被人们形象地称为“处方式”设计或“规范化”设计。但是,由于每座建筑的结构、用途及内部可燃物的数量和分布情况均不一样,其居住者或使用者的条件也存在很大差异,因此按照“处方式”设计规范统一给定的设计参数所做出的设计方案,并不一定是最科学、最合理、最有效的。同时,由于规范条文本身的复杂性和对安全经济性因素的影响考虑不够,弹性较小等原因,也逐渐显现出“处方式”设计规范的不足。“处方式”设计方法要求直接根据相应的消防规范,选定设计参数和指标,当遇到规范中没有规定的建筑物类型时,就无法选用适合的防火设计方案,而这些未被规范涵盖的建筑,往往都是形式非常特殊、功能非常特定的场所,保证这些场所的消防安全是十分重要的,可在这种情况下,“处方式”设计方法却无能为力,就迫切需要一种全新的防火安全设计方法,这就是建筑防火性能化设计。

考虑到我国的经济水平和建筑防火设计、审核技术力量,以强制性防火设计规范或防火设计指南为主要依据的建筑防火技术体系——“处方式”设计,在很长一个时期内仍将是适合我国国情的、较为切实可行的途径。但现行技术体系在实际应用中出现的种种问题,说明必须对其进行深入的修订完善。

2.3“性能化”防火设计

性能化防火设计是于20世纪末兴起的一种全新的防火设计理念,与“处方式”设计方式不同的是,它不是根据确定的,一成不变的模式进行设计,而是运用消防安全工程学的原理和方法制定整个建筑防火系统所应达到的目标,在对建筑进行火灾风险评估的基础上,寻找实现建筑防火安全的最佳方案。

2.3.1与传统的“处方式”设计相比,“性能化”防火设计具有以下优点

(1)性能化设计体现了一座建筑的独特性能或用途、某个特定风险承担者的需要。

消防防火设计方案篇13

关键词:性能化设计;处方式设计;消防设计;火灾模型

1前言

如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃,那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。

消防设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式设计方法”,其基于场所类型进行设计考虑;另一种是“性能化设计方法”,它立足于危害分析及火灾假想,对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。

由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流,受到许多发达国家和发展中国家的高度重视,得到越来越广泛的应用。

2性能化消防设计的概念

性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后用已开发出的工程学方法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。

与“处方式”设计相比较,性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”,而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证,能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果,比较起来,性能化设计方案具有设计成本有效性,设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。

性能化消防设计的两个关键点,第一是确认危害,第二是明确设计目标。具体来说,它针对建筑物的特点,建筑物内人员特点,建筑物内部操作方式,建筑物外部特征,消防灭火组织特点等。从而针对每种危害或者每个设计区域选择设计方法及评估方法。这种设计方法突破了传统设计针对建筑物结构类型、相应的层高及面积的限制,同时提供了更加灵活而有效的设计选择性。

性能化消防设计包括确立消防安全目标,建立可量化的性能要求,分析建筑物及内部情况,设定性能设计指标,建立火灾场景和设计火灾,选择工程分析计算方法和工具,对设计方案进行安全评估,制定设计方案并编写设计报告等步骤。在设计过程中,需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析,并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算,因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大,往往需要采用计算机火灾模拟软件等分析和计算工具。建筑物性能化消防设计方法及其应用情况

澳大利亚于1996年颁布了性能化防火设计规范的《澳大利亚建筑设计规范》(《BuildingCodeofAustralia》,简称"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陆续推行。

巴西于1999年颁布了新的《钢结构防火设计》和《对建筑构件耐火极限的要求》两部标准。这是南美首次制定的建筑标准,由SaoPaulo大学、Mi—nasGerais大学和OuroPreto大学编制。标准中引入了如时间计算方法与风险评估方法以及其他消防安全工程设计方法等性能化的新概念,允许建筑物的火灾安全根据其火灾荷载、建筑物高度、建筑总面积以及灭火设备的安装与否等条件确定,而对建筑物的耐火等级不做要求。

日本政府于1998年6月对《建筑基准法》进行了修订,引入了一些有关性能化设计的内容,并于2000年6月施行;另外,还于2003年8月开始对《消防法》进行修订,计划于2005年施行。

加拿大于2001年了性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。

美国也于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。

目前,已有不少于13个国家(澳大利亚、加拿大、芬兰、法国、英国、日本、荷兰、新西兰、挪威、波兰、西班牙、瑞典和美国)采用或积极发展性能化规范和基于规范结构形式下建筑防火设计方法,并取得了一定成果。中国也正在加紧性能化设计方法的研究和性能化设计规范的制定。公安部所属消防研究所承担了几项有关性能化设计的国家十五科技攻关课题,如公安部天津消防研究所承担的“建筑物性能化防火设计技术导则”的研究和制定,公安部四川消防研究所承担的“高层建筑性能化防火设计安全评估技术研究”等。

6推行性能化设计方法是一个逐步过程

尽管建筑物消防性能化设计方法有很多优点,作为性能化设计技术的基础一“火灾模型”在性能化设计中起着举足轻重的作用,但它们作为一种新生事物,还不为人们所理解和接受,特别是建筑设计师和建筑管理部门的人员都不太了解这种新的设计方法。

有人曾对美国、中国香港和澳大利亚的建筑管理人员在对待性能化设计和处方式设计在能否保证建筑消防安全,以及火灾模型是否足以支持性能化设计的态度进行了一个调查,并进行了比较。发现半数以上的管理人员认为性能化设计不能保证建筑的安全,三分之二以上的管理人员认为处方式设计能保证建筑的安全,以及三分之二以上的人认为火灾模型不足以支持性能化设计。

3性能化消防设计的流程

性能化设计利用火灾科学和消防安全工程建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数(如人在火灾中的行为和反应)进行定义的工程过程。

4建筑物性能化消防设计的内容

建筑物的性能化消防设计主要包括两个方面的设计内容:一是保证建筑内人员安全疏散的性能设计,二是保证建筑构件耐火的性能设计。

人员安全疏散的性能设计是从建筑内人员安全方面进行考虑的,通过综合考虑各种火灾因素对人员逃生的影响,采用性能化的设计方法来保证建筑物内人员的火灾安全性,从而防止人员伤亡。其性能化的设计准则是:烟层下降高度和烟气浓度达到人不能忍耐的时间大于人员安全疏散所需的时间。

构件耐火的性能化设计是从建筑物的稳定性方面进行考虑的,通过分析建筑构件在火灾中的反应,采用性能化的设计方法来保证建筑物结构的火灾稳定性,从而防止建筑物的倒塌。其性能化设计准则是:火灾持续时间小于构件的耐火时间。

5国内外性能化设计应用概况

自20世纪80年代英国提出了“以性能为基础的消防安全设计方法”(performance——basedfiresafetydesignmethod,以下简称性能化防火设计)的概念以来,日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防性能化设计技术和方法的研究,南非、埃及、巴西等发展中国家也都纷纷开展了这方面研究工作。世界各国都在积极推行性能化设计方法的应用,并取得了巨大成就。

英国于1985年颁布了第一部性能化防火规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定“必须建造一座安全的建筑”,但不详细确定应如何实现这一目标。

新西兰1991年的建筑法案对建筑监督立法体系进了彻底调整,于1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法,于1993年强制执行。1993~1998年,继续开展了“消防安全性能评估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延五部分。瑞典于1994年了新的包含有性能化设计内容的建筑防火设计规范。建筑物性能化消防设计方法及其应用情况世界各国几乎都存在着类似这样的情况。在很长一段时期内,建筑设计师和建筑管理人员对性能化设计技术还存在一个从初步认识、深入了解到最终肯定的意识转变过程。

另外,对于采用性能化方法设计的建筑,如何正确地评估其消防安全性方面也存在很多技术上的难题有待解决。

7展望

性能化消防设计已成为世界性建筑消防设计发展的必然趋势,它的发展将大大促进消防安全设计的科学化、合理化和成本效益的最优化,并将产生十分重大的社会效益和经济效益。尽管目前还有许多人不太理解和排斥使用它,但我们坚信随着时间的推移,将会有越来越多的人加入到肯定性能化设计方法的行列中来。据日本方面的统计,采用性能化方法进行消防设计的建筑正在逐年增加。

我国也应该加快性能化规范及配套技术的研究步伐,充分发挥性能设计的优越性。今后应从以下几个方面人手,促进性能化设计技术的发展:

(1)加强各种火灾预测模型和火灾风险评估模型的研究,拓展性能化设计方法的应用空间。

(2)加强新材料、新技术研究,规范材料性能参数,建立和完善消防数据库,提供准确的性能化指标,为性能化应用积累基础性数据。

(3)深入研究火灾规律、火灾情况下建筑内人员逃生规律和构件变化规律,为各种火灾模型的建立提供坚实的理论依据,并拓展计算机技术在消防中的应用。

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