建筑消防性能化

《建筑消防性能化设计初步》讲座提纲

一、问题的提出

现代建筑规模越来越大、高、复杂、新技术、新材料的趋势。现行传统的消防规范不能涵盖。

二、传统防火设计规范的缺点和局限

1修编、改版周期长。

2内容的缺点：

规范不统一造成多层比高层的耐火极限长。如《建规》和《高规》关于墙的耐火极限的规定分别是：防火墙4h/3h，承重墙（一级）3h/2h；

地下室《建规》和《高规》的分区面积不一致。如商业、展览厅，《建规》为500（喷淋1000）、《高规》为500（喷淋2000）；汽车库为2000（喷淋4000）；

剪刀楼梯前室加压送风合并还是分设前后不一致；

防火墙、防火门窗和卷帘的耐火极限不一致；

新建材无依据如防火玻璃幕墙、聚苯板、岩棉、防爆减压板、直燃机等。

3建筑规模的不适应，用防火分区限制区域。

如每个防火分区均需一个直通室外的安全出口。实施困难。

如汽车库每个防火分区须汽车疏散口（分区间不能间接利用）。

4单独设防，缺少系统的综合考虑，造成投资浪费。

5未考虑建筑环境和人的因素。

如距水源、消防站远近（消防队设备与救援距离）、消防安全管理（灭火安全员、设备保养与更新、堆物、窗栏杆、门锁）。

建筑使用人群的因素：年龄、体能、心理、携物否、活动特点（状态）、环境生熟、文化程度、消防知识和训练。

6对新技术、材料、产品的开发、推广和应用不敏感。

7特殊建筑的要求。

8规范未涵盖或涉及。

9规范的统一要求导致可能出现对某些具体工程要求过严，加大了消防设施投资的现象；

或要求过宽，无法保证建筑物的防火安全。

三、消防性能化设计的定义

针对特定的对象建立消防安全目标和消防安全问题的解决方案，采用被广泛认可或被验证为可靠的分析工具和方法对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，从而达到合理的消防安全设计目的。

简单表述为：以火灾安全工程学的思想为指导，采用以火灾性能为基础的建筑防火设计方法（Performance-based Fire Protection Design）。

火灾安全工程学的主要目标是：在进行建筑物的设计、使用和管理时，应优先保证人员在火灾中的安全，同时考虑如何减少火灾的发生和造成的损失，防止火灾大面积蔓延，并最大限度地降低火灾对财产、环境的破坏。

其特点是依据具体建筑物的火灾发展特性来决定其防火的需要，以定量计算为基础进行的火灾危险分析和设计。能够使防火安全目标、火灾损失目标和工程设计目标之间达到较好的协调，从而有助于实现火灾防治的科学性、有效性和经济性的统一。

性能化防火方法涉及性能化防火分析、性能化防火设计、性能化防火设计规范3个基本方面。

消防工程设计将每一个工程都作为一个独特的项目进行处理。

四、消防性能化设计的基本内容

消防工程是一门运用最新的防火技术和消防科学的研究成果进行建筑设计的新兴专业。它是物理学、心理学和社会学等多学科的交叉领域，涉及火焰的发展与扩散、烟气流动、持久性与毒性分析、火焰探测与扑灭、逃生方法与疏散、火灾时的人类行为、消防安全管理，以及建筑物对火灾的反应。

消防工程设计提供包括以下内容：

●火焰、烟气流动和疏散模型；

●主动式火焰探测与扑灭系统

●全面的消防安全对策；

●以性能为基础的设计和分析；

●危害与风险评估。

常用术语：

火灾模型（Fire Modeling）：

热释放速率（Heat Release Rate）：

火灾时放出能量的特征。其变化曲线称为设定火灾曲线

烟气羽流（Plume）：

烟气危害可能是高温、遮光、毒性。

在烟气运动过程中，羽流起着十分重要的作用，它不断向室内上层输送质量和热量，羽流所卷吸的大量空气是烟气的主要来源，直接决定着烟气的生成速率。

ASET（Available Safe Egress Time）：

火灾发展到对人构成危险所需时间，或称可用安全疏散时间

RSET（Required Safe Egress Time）：

人员疏散到达安全区域所需时间，或称所需安全疏散时间ASET> RSET

“危险”和“风险”的区别

五、消防性能化设计的步骤

1．评估建筑物设计现状

包括原建筑设计在内的各种信息

2．确定防火目的和损失目标

3．将损失目标量化为设计目标

4．设置火灾场景及可能的设定火灾

火源、初始可燃物和二次可燃物等

5．选择设定火灾曲线

在所设定的火灾场景中，火源的热释放速率的变化曲线

6．制定、评估防火设计方案，编制设计文件

多个可供选择的初步方案均成立，但各有优缺点，在科学性、有效性、经济性方面的差别。

六、消防性能化设计方法的优缺点

1．与强制性的防火设计规范方法相比，以性能设计为基础的消防工程方法具有一系列的优点。

(1) 灵活性由于建筑设计和使用功能上的原因，机场、展览、商业等大型设施常常设计成无分隔的大空间，容纳大人流。消防工程设计能够确定安全性和风险，并提供充分的保护。

(2) 高安全性消防工程设计是以采用最新研究成果和技术的火灾荷载、火情和风险分析为基础的。性能设计同时也兼顾强制性要求和以往火灾的统计资料。这一方法提供与强制性方法相当，在许多情况下更高的安全性。

(3) 降低建筑建设和运行成本以性能设计为基础的消防工程方法采用设计火情进行消防系统设计，提供消防保护系统以满足性能要求。它能优化整个消防系统，避免过量提供设施，因而可以在不降低用户安全性的情况下，大大减少资金投入和以后的维护开支。

(4) 风险的量化消防工程设计对火灾荷载、火焰的发展、烟气的扩散及持久性与毒性和人