建筑(jiànzhù)防火設(shè)計(jì)

第11章建筑防火性能化設(shè)計(jì)(shèjì)簡(jiǎn)介共三十四頁(yè)第11章建筑防火性能(xìngnéng)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介性能設(shè)計(jì)是一種新型的防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，是建立在更加理性條件上的一種新的設(shè)計(jì)方法。它不是根據(jù)確定的、一成不變的模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是運(yùn)用消防安全工程學(xué)的原理和方法首先制定整個(gè)防火系統(tǒng)應(yīng)該達(dá)到的性能目標(biāo)，并針對(duì)各類(lèi)建筑物的實(shí)際狀態(tài)，應(yīng)用所有可能的方法去對(duì)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)和將導(dǎo)致的后果進(jìn)行定性、定量地預(yù)測(cè)與評(píng)估，以期得到最佳的防火設(shè)計(jì)方案和最好(zuìhǎo)的防火保護(hù)。共三十四頁(yè)基本(jīběn)內(nèi)容概念1性能(xìngnéng)化設(shè)計(jì)的框架和支撐體系2性能化設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容3性能化設(shè)計(jì)的基本步驟4共三十四頁(yè)第1節(jié)概念性能化設(shè)計(jì)方法是當(dāng)前建筑防火領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)，是人們關(guān)注的最前沿、最活躍的研究領(lǐng)域。建筑防火設(shè)計(jì)最終應(yīng)達(dá)到的安全目標(biāo)是：①防止起火及火勢(shì)擴(kuò)大，減少財(cái)物損失；②保證安全疏散(shūsàn)，確保生命安全；③保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)不致因火災(zāi)而損壞或波及鄰房；④為消防救援提供必要的設(shè)施。返回(fǎnhuí)目錄共三十四頁(yè)消防系統(tǒng)的性能化設(shè)計(jì)(shèjì)比

條文式設(shè)計(jì)具有更多的優(yōu)越性(1)性能化設(shè)計(jì)體現(xiàn)了一座建筑的獨(dú)特性能或用途、某個(gè)(mǒuɡè)特定風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者的需要、或大型社區(qū)的需要。(2)性能化設(shè)計(jì)根據(jù)工程需要，為開(kāi)發(fā)和選擇替代消防方案提供了方

法(例如，當(dāng)規(guī)范規(guī)定的方法與風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者的需要不一致時(shí))。(3)性能化設(shè)計(jì)可在安全水平方面與替代設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較。通過(guò)這

種對(duì)比機(jī)制，可確定安全等級(jí)與成本之間的最佳點(diǎn)。(4)性能化設(shè)計(jì)要求在分析中使用多種分析工具，從而提高工程精度，

并可產(chǎn)生更具革新性的設(shè)計(jì)。(5)性能化設(shè)計(jì)體現(xiàn)了一種新的消防戰(zhàn)略，即消防系統(tǒng)是作為一個(gè)整

體考慮的，而不是孤立地進(jìn)行設(shè)計(jì)。共三十四頁(yè)火災(zāi)(huǒzāi)科學(xué)研究的現(xiàn)狀

已經(jīng)提出了工程中可以應(yīng)用的許多計(jì)算機(jī)程序，如建筑物火災(zāi)模型，可用于計(jì)算火焰、煙氣、毒氣蔓延運(yùn)動(dòng)，逃生時(shí)間

，計(jì)算結(jié)構(gòu)的火災(zāi)承受能力和穩(wěn)定性及作為火災(zāi)災(zāi)害評(píng)定的專(zhuān)家系統(tǒng)。(2)已建立了材料可燃性能和毒性測(cè)試的試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)試方法，

找到了一批新的耐火、阻火、滅火材料(3)出現(xiàn)了火災(zāi)安全防護(hù)的新措施、新結(jié)構(gòu)、新系統(tǒng)，而且對(duì)這

些火災(zāi)安全防護(hù)工程有了計(jì)算機(jī)輔助的火災(zāi)火險(xiǎn)或安全評(píng)估方法。(4)對(duì)城市、城市街區(qū)、建筑物制定了安全防護(hù)設(shè)計(jì)方法并進(jìn)行鑒評(píng)。(5)對(duì)整個(gè)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)、評(píng)定，火災(zāi)安全防護(hù)工程中很重視謀求實(shí)效和經(jīng)濟(jì)效益，如歐洲共同體已提出了在建筑中降低火災(zāi)代價(jià)(dàijià)的問(wèn)題。共三十四頁(yè)火災(zāi)科學(xué)現(xiàn)在已發(fā)展到了應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)入定量分析的階段，火災(zāi)科研在控制火災(zāi)損失方面已取得(qǔdé)了明顯效果?；馂?zāi)安全學(xué)是近期發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新型學(xué)科，它的出現(xiàn)為性能設(shè)計(jì)及其規(guī)范的建立，奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。共三十四頁(yè)性能(xìngnéng)設(shè)計(jì)的基本特征①目標(biāo)的確定性所謂目標(biāo)的確定性是指公眾和整個(gè)社會(huì)要求不同類(lèi)型的建筑物在火災(zāi)中應(yīng)達(dá)到的基本安全水準(zhǔn)，以確保建筑物內(nèi)的人員和財(cái)物不受到較大的傷害。②方法的靈活性

在建筑安全水準(zhǔn)確定的前提下，設(shè)計(jì)師可以選擇不同方法保證目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。這些方法包括：改變建筑平面布局；減少建筑內(nèi)火災(zāi)荷載容度；調(diào)整消防設(shè)施；強(qiáng)化消防管理等等。當(dāng)然也可以對(duì)各因素進(jìn)行綜合考慮。③評(píng)估驗(yàn)證(yànzhèng)的必要性

對(duì)具體的設(shè)計(jì)結(jié)果，應(yīng)采用一些公認(rèn)較成熟的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行理論驗(yàn)證。這些驗(yàn)證模型可評(píng)估出建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)程度，可以計(jì)算出人員到達(dá)心理承受極限狀態(tài)時(shí)所需的時(shí)間以及煙氣運(yùn)行的狀態(tài)等。共三十四頁(yè)性能化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于如何對(duì)某一建筑物明確規(guī)定其所必需的消防性能指標(biāo)。針對(duì)建筑物火災(zāi)的各方面危險(xiǎn)性需制定(zhìdìng)功能目標(biāo)，例如在阻燃、人員疏散安全、防止火焰?zhèn)鞑ヒ约按_保防火分區(qū)功能等方面。在確保人員安全方面，必須要設(shè)立避難區(qū)和疏散通道，以及確保人員免受熱輻射、煙氣及其他有毒氣體的傷害；在火災(zāi)傳播方面，必須要做到附近建筑物及周?chē)臻g不被引燃；對(duì)于防火分區(qū)的控制，必須要達(dá)到可控制火災(zāi)于本建筑內(nèi)等。針對(duì)上述功能目標(biāo)去確定性能設(shè)計(jì)的邊界條件值是方法的核心所在。在工程設(shè)計(jì)中試圖滿(mǎn)足所有的消防性能指標(biāo)是不可能的，因此在工程設(shè)計(jì)中只需滿(mǎn)足與自身建筑有關(guān)的那部分防火性能指標(biāo)即可，而如何正確選用所需的性能指標(biāo)也是影響評(píng)估結(jié)果的重要內(nèi)容。共三十四頁(yè)第2節(jié)性能(xìngnéng)化設(shè)計(jì)的框架和支撐體系性能設(shè)計(jì)是一個(gè)比較復(fù)雜的體系，其應(yīng)用需要社會(huì)環(huán)境和技術(shù)條件的支持。一般的說(shuō)，性能設(shè)計(jì)的運(yùn)行流程可由圖11-1來(lái)表示。實(shí)現(xiàn)性能設(shè)計(jì)首先(shǒuxiān)必須要有三個(gè)必要的支撐要素。圖11-1性能設(shè)計(jì)運(yùn)行流程返回目錄共三十四頁(yè)1性能規(guī)范規(guī)范的作用是制定防火安全的系統(tǒng)目標(biāo)。首先是社會(huì)性目標(biāo)，即希望建筑物能夠滿(mǎn)足社會(huì)安全所需要達(dá)到的基本目標(biāo)；其次是功能性目標(biāo)，即為實(shí)現(xiàn)社會(huì)性目標(biāo)而在建筑功能設(shè)計(jì)中所采用的技術(shù)方法；第三是性能要求，即為了實(shí)現(xiàn)社會(huì)性目標(biāo)和功能性目標(biāo)所必須達(dá)到的具體的性能標(biāo)準(zhǔn)。怎樣才能使性能目標(biāo)既能保證足夠的安全程度，又是符合自然規(guī)律，并在技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的，這需要大量相關(guān)研究提供依據(jù)，因而性能規(guī)范的制定必須有配套科研項(xiàng)目的配合，需要來(lái)自科研、工程及管理等各個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家共同進(jìn)行。由指令性規(guī)范向性能規(guī)范的轉(zhuǎn)型不是一蹴而就的。目前國(guó)際上所謂性能規(guī)范都只是包含部分性能規(guī)定，并沒(méi)有百分之百的性能規(guī)范。指令性規(guī)定逐步被性能規(guī)定替代，在某個(gè)時(shí)期內(nèi)二者甚至可以并存，這樣既不妨礙新技術(shù)的應(yīng)用，而當(dāng)不具備足夠的技術(shù)水準(zhǔn)時(shí)又能夠保持(bǎochí)當(dāng)前的安全程度。

共三十四頁(yè)

3評(píng)估模型性能化消防工程工具包括：定性分析技術(shù)、概率分析技術(shù)、火災(zāi)動(dòng)力學(xué)理論應(yīng)用、定性和概率火災(zāi)影響模型應(yīng)用以及人的行為和毒性影響模型的應(yīng)用等。建立在科學(xué)實(shí)驗(yàn)(kēxuéshíyàn)、計(jì)算模型和概率分析基礎(chǔ)上的評(píng)估模型可對(duì)設(shè)計(jì)方案在建筑火災(zāi)中的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行測(cè)算和模擬，并判斷其是否能實(shí)現(xiàn)既定的性能目標(biāo)。在火災(zāi)安全評(píng)估中有許多數(shù)學(xué)評(píng)估模型，其中有兩種較復(fù)雜的評(píng)估模型被認(rèn)為是評(píng)價(jià)性能設(shè)計(jì)的最重要的評(píng)估模型。共三十四頁(yè)3．1區(qū)域(qūyù)模型區(qū)域模型通常把房間分為兩個(gè)(liǎnɡɡè)控制體，即上部熱煙氣層與下部冷空氣層。區(qū)域模型的基本思想是假定每個(gè)房間可分成幾個(gè)部分，在每一個(gè)部分當(dāng)中，一些熱物理參數(shù)如溫度、壓力、組分濃度等相對(duì)來(lái)說(shuō)差別不大，可認(rèn)為是均勻的。運(yùn)用這種思想解決復(fù)雜的火災(zāi)模擬計(jì)算可大大減少問(wèn)題的復(fù)雜程度。它可用以求解單室內(nèi)多個(gè)可燃物，以及多個(gè)通風(fēng)口的火災(zāi)煙氣流動(dòng)問(wèn)題；可用來(lái)模擬火災(zāi)發(fā)生時(shí)的熱氣層煙氣運(yùn)動(dòng)規(guī)律及燃燒產(chǎn)物的濃度變化規(guī)律；也可研究火源在不同位置及高度對(duì)火災(zāi)發(fā)展的影響。它也可以用來(lái)模擬火災(zāi)發(fā)生時(shí)多個(gè)房間內(nèi)部熱氣層和空氣層的運(yùn)行變化以及煙氣流動(dòng)的規(guī)律。另外它還可以計(jì)算人在火災(zāi)中的安全逃生時(shí)間。目前使用的比較多的、有典型作用的區(qū)域模型是由美國(guó)NIST開(kāi)發(fā)的計(jì)算多室火災(zāi)與煙氣蔓延的CFAST模型。CFAST可以用來(lái)預(yù)測(cè)用戶(hù)設(shè)定火源條件下建筑內(nèi)的火災(zāi)環(huán)境。用戶(hù)需要輸入建筑內(nèi)多個(gè)房間的幾何尺寸和連接各房間的門(mén)窗等開(kāi)口情況、壁面結(jié)構(gòu)的熱物性參數(shù)、火源的熱釋放速率或質(zhì)量燃燒速率以及燃燒產(chǎn)物的生成速率。該模型可以預(yù)測(cè)各有關(guān)房間內(nèi)上部煙氣層和下部空氣層的溫度、煙氣層界面位置以及代表性氣體濃度隨時(shí)間的變化。

共三十四頁(yè)3．2場(chǎng)模型(móxíng)場(chǎng)模型也稱(chēng)作CFD模型，即計(jì)算流體動(dòng)態(tài)模型。這種模型的流體動(dòng)態(tài)理論的平衡方程，如Navier—Stokes平衡方程，需通過(guò)數(shù)值方法解出。場(chǎng)模型可以應(yīng)用于模擬封閉系統(tǒng)中三維、非正常、具有強(qiáng)輻射和浮力效應(yīng)的湍流燃燒過(guò)程，其計(jì)算非常復(fù)雜。近十年來(lái)，火災(zāi)場(chǎng)模擬技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)(liútǐlìxué)的應(yīng)用已使人們確信，它可以取得令人滿(mǎn)意的計(jì)算結(jié)果。

CFD模型的主要優(yōu)點(diǎn)是在具有復(fù)雜幾何體的開(kāi)間內(nèi)，因?yàn)镃FD模型對(duì)空間細(xì)致劃分的靈活性使得創(chuàng)造出一個(gè)這樣復(fù)雜的劃分體成為可能。所以盡管這些模型存在大量耗費(fèi)和疑難問(wèn)題，但是由于其提供給防火工程師一種獨(dú)特的設(shè)計(jì)工具，人們還是努力完善這些方法。它們最占優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用領(lǐng)域是那些幾何形體復(fù)雜、資金充足的火災(zāi)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目采用CFD模型是一個(gè)很好的選擇。從總體看，場(chǎng)模擬是一種更加先進(jìn)，但是更加復(fù)雜的方法，這種方法需要海量計(jì)算，在若干年前，即使理論研究深度足夠，計(jì)算能力也不能滿(mǎn)足其計(jì)算需要。共三十四頁(yè)FLUENTFLUENT軟件采用有限體積方法，提供了三種數(shù)值算法。其他任何一個(gè)商用CFD軟件都僅能提供其中的一種。FLUENT的網(wǎng)格生成器GAMBIT，具備突出的非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格生成能力，被公認(rèn)為目前商用CFD軟件最優(yōu)秀的前置處理器。

FIUENT軟件提供了豐富的物理模型，包括理想氣體、真實(shí)氣體模型，多種燃燒模型，各種物性參數(shù)，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)模型，傳熱模型，針對(duì)外流場(chǎng)與內(nèi)流的特定的邊界條件等。另外，F(xiàn)LUENT軟件包含了8種工程上常用的湍流模型，而每一種模型又有若干子模型。其他任何軟件都沒(méi)有像FLUENT這樣提供如此豐富的物理模型。

FLUENT具有強(qiáng)大的后置處理功能，能夠完成CFD計(jì)算所需求的功能，包括速度矢量圖、等值線圖、等值面圖、流動(dòng)軌跡圖、并具有積分功能，可以求得力、力矩及其對(duì)應(yīng)的力和力矩系數(shù)、流量(liúliàng)等。對(duì)于用戶(hù)關(guān)心的參數(shù)和計(jì)算中的誤差可以隨時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤顯示。共三十四頁(yè)

FDS軟件是由美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)開(kāi)發(fā)的，用于預(yù)測(cè)在擬定的最不利的可信設(shè)計(jì)火災(zāi)下所導(dǎo)致的火災(zāi)環(huán)境。該模型是一個(gè)基于有限元方法概念的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型。

FDS是一個(gè)由公認(rèn)的政府權(quán)威機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的模型，并且未受到任何特定經(jīng)濟(jì)利益及與之關(guān)聯(lián)的特定行業(yè)的影響及操縱。有相當(dāng)多的關(guān)于該模型文獻(xiàn)資料，而且該模型經(jīng)過(guò)了大型及全尺寸火災(zāi)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。FDS模型的輸入數(shù)據(jù)包括：空間環(huán)境溫度，建筑內(nèi)物品的燃燒特性類(lèi)型，滅火系統(tǒng)的影響，煙氣的性質(zhì)，考慮或不考慮某些障礙物的影響(例如擋煙垂壁)，為搜集有用數(shù)據(jù)所需的模擬時(shí)間，網(wǎng)格劃分(計(jì)算精確度)，所要測(cè)量的數(shù)據(jù)的類(lèi)型及位置(數(shù)據(jù)采集)，設(shè)計(jì)火災(zāi)等。除了未經(jīng)處理(chǔlǐ)的輸出數(shù)據(jù)外，F(xiàn)DS模型還提供了多個(gè)圖形輸出模式，有助于直觀地觀察數(shù)據(jù)?！敖孛嫖募?、“等值面”、“熱電偶”以及“邊界文件”就是用于這一目的。

截面文件為彩色的“切片”，或貫穿整個(gè)控制體的斷面，通過(guò)這個(gè)斷面可以使用戶(hù)直觀地觀察氣體內(nèi)的溫度分布。允許用戶(hù)觀察隨時(shí)間改變的溫度分布及變化。對(duì)于本次分析，截面文件被用來(lái)評(píng)估空氣溫度、能見(jiàn)度及減光系數(shù)、溫度、濃度、能見(jiàn)度等分布云圖。

共三十四頁(yè)除了上述三要素之外，性能設(shè)計(jì)還有賴(lài)于其他(qítā)幾個(gè)條件

設(shè)計(jì)觀念的轉(zhuǎn)變

系統(tǒng)管理水平(shuǐpíng)

培訓(xùn)項(xiàng)目和專(zhuān)業(yè)團(tuán)體123共三十四頁(yè)第3節(jié)

性能化設(shè)計(jì)的基本(jīběn)內(nèi)容

在性能化規(guī)范中，這些對(duì)建筑物內(nèi)的健康、安全和舒適(shūshì)程度的要求都通過(guò)政策性的總體目標(biāo)、功能目標(biāo)和性能要求等術(shù)語(yǔ)來(lái)表述的。在大多數(shù)情況下，規(guī)范不明確規(guī)定某項(xiàng)解決方案，而是確定能達(dá)到規(guī)范要求的可接受的方法。在所有使用性能化規(guī)范的情況中，都存在可以采用以性能為基礎(chǔ)的替代方法。那么其結(jié)果就是性能化設(shè)計(jì)。

從根本上說(shuō)，性能化設(shè)計(jì)只是一個(gè)描述能夠達(dá)到某種規(guī)定性能水平的設(shè)計(jì)過(guò)程的術(shù)語(yǔ)。返回目錄共三十四頁(yè)

火災(zāi)安全工程是指應(yīng)用工程原理來(lái)評(píng)估所要求的火災(zāi)安全等級(jí)，并設(shè)計(jì)和計(jì)算必要安全措施的方法(fāngfǎ)。關(guān)于建設(shè)工程的火災(zāi)安全，可應(yīng)用幾種火災(zāi)安全工程的方法(fāngfǎ)。

（5)對(duì)疏散(shūsàn)和營(yíng)救規(guī)定的評(píng)估和設(shè)計(jì)目前只開(kāi)發(fā)了防火工程方法的某些方面。(4)對(duì)探測(cè)、行動(dòng)、滅火的評(píng)估①控制系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、消防隊(duì)、使用者的行動(dòng)時(shí)間；②火和煙霧控制系統(tǒng)的效力(包括滅火劑)；③探測(cè)時(shí)間(取決于火/煙霧探測(cè)器的性能和位置)的估計(jì)；④滅火和其他安全裝置的相互作用。（3)對(duì)暴露在火災(zāi)中的建筑產(chǎn)品性能的估計(jì)①發(fā)生火災(zāi)時(shí)，諸如可燃性、火焰擴(kuò)展、熱釋放率以及產(chǎn)生煙霧和毒氣等特性；②由于承載力和分隔功能，火對(duì)結(jié)構(gòu)抗力的影響。（2)關(guān)于作用的評(píng)估①對(duì)人和工程的熱輻射和火流輻射；②對(duì)建筑結(jié)構(gòu)和/或工程的力學(xué)作用。(1)確定火和火流在建設(shè)工程中蔓延和傳播的基礎(chǔ)信息，如：①火勢(shì)在房間中蔓延的計(jì)算；②火源所在房間的建筑物內(nèi)外，火勢(shì)擴(kuò)展的估計(jì)；③建筑物和類(lèi)似工程中火流運(yùn)動(dòng)的評(píng)價(jià)。共三十四頁(yè)英國(guó)建筑物防火安全工程(FSE)設(shè)計(jì)主要參考資料為英國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“BSDD240：Part1：1997建筑物防火安全工程——防火安全工程原則的應(yīng)用指南”。有關(guān)FSE設(shè)計(jì)可區(qū)分為四個(gè)階段(jiēduàn)：定性設(shè)計(jì)、定量分析、基準(zhǔn)比對(duì)評(píng)估、報(bào)告與結(jié)果。定性設(shè)計(jì)的目的用以探討建筑設(shè)計(jì)有何危害、會(huì)造成什么后果，或設(shè)定防火安全目標(biāo)及分析方法。此階段可使設(shè)計(jì)師了解整體的防火策略。定量分析則對(duì)防火建議方案的有效性加以計(jì)算驗(yàn)證。定量分析有兩種：決定性程序?qū)⒒馂?zāi)成長(zhǎng)、擴(kuò)展、煙移動(dòng)及對(duì)人員后果影響予以定量化(從理論分析、經(jīng)驗(yàn)關(guān)系推論、使用方程式及火災(zāi)模擬方法)。(2)概率性程序估算發(fā)生某種不預(yù)期火災(zāi)情景的可能性(利用火災(zāi)發(fā)生

頻率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)可靠度、建筑背景資料及決定性程序所獲得的

資料)。定量分析系統(tǒng)包含以下六項(xiàng)子系統(tǒng)。①SS1：起火居室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生及發(fā)展；②SS2：煙及有毒氣體的擴(kuò)散；③SS3：火災(zāi)延燒超過(guò)起火居室以外；④SS4：火災(zāi)探測(cè)及消防設(shè)施的啟動(dòng)；⑤SS5：消防行動(dòng)介入；⑥SS6：人員避難。

共三十四頁(yè)基準(zhǔn)比對(duì)評(píng)估則以所設(shè)定的基準(zhǔn)值(從決定或概率性程序所獲得)用來(lái)與實(shí)際結(jié)果(絕對(duì)限界值或比較限界值)比較。報(bào)告(bàogào)與結(jié)果的內(nèi)容宜包括研究目標(biāo)、建筑物基本資料描述、結(jié)果分析(假設(shè)條件、計(jì)算過(guò)程、靈敏度分析)、結(jié)果與合格基準(zhǔn)比較、管理要求、結(jié)論、參考資料等。國(guó)家SS1SS2SS3SS4SS5SS6英國(guó)區(qū)劃內(nèi)的火災(zāi)產(chǎn)生及發(fā)展煙霧及有毒氣體的擴(kuò)散起火區(qū)劃外的火勢(shì)蔓延探測(cè)與動(dòng)作消防隊(duì)的聯(lián)系與反映人員避難澳洲火災(zāi)生成及發(fā)展煙的發(fā)展與處理火的延燒與管理探測(cè)與控制探測(cè)與控制人員避難消防隊(duì)的聯(lián)系反應(yīng)美國(guó)火災(zāi)發(fā)生及發(fā)展煙的擴(kuò)散控制與管理火災(zāi)探測(cè)火災(zāi)控制人員行為與逃生被動(dòng)式防火系統(tǒng)表l1-l英國(guó)、美國(guó)、澳大利亞三國(guó)性能(xìngnéng)防火設(shè)計(jì)中子系統(tǒng)的比較共三十四頁(yè)1引燃及火災(zāi)(huǒzāi)發(fā)展子系統(tǒng)SS1中的主要內(nèi)容包含火災(zāi)成長(zhǎng)曲線的介紹、分區(qū)內(nèi)溫度的計(jì)算、熱釋放率的大小、是否(shìfǒu)發(fā)生轟燃等，相關(guān)參數(shù)與得到的結(jié)果可由圖11-2所示。圖11-2引燃及火災(zāi)發(fā)展子系統(tǒng)

共三十四頁(yè)2火災(zāi)延燒及管理子系統(tǒng)

延燒與管理(guǎnlǐ)的子系統(tǒng)主要是探討能否延燒到鄰近的區(qū)域、較高的樓層或其他建筑物中。但除特殊情況外，一般在轟燃前不考慮火勢(shì)延燒。圖11-3火災(zāi)(huǒzāi)延燒及管理子系統(tǒng)共三十四頁(yè)火災(zāi)探測(cè)(tàncè)與控制子系統(tǒng)也提供了如圖11-4所示的計(jì)算方式。圖11-4火災(zāi)探測(cè)(tàncè)與控制子系統(tǒng)

3火災(zāi)探測(cè)與控制子系統(tǒng)共三十四頁(yè)第4節(jié)性能(xìngnéng)化設(shè)計(jì)的基本步驟性能化設(shè)計(jì)過(guò)程可分成若干的過(guò)程，各步驟相互聯(lián)系，并最終形成一個(gè)整體。以美國(guó)防火工程學(xué)會(huì)(SFPE)“建筑物性能式防火分析與設(shè)計(jì)工程指南”為參考文件，其步驟簡(jiǎn)化如下要點(diǎn)：①設(shè)定計(jì)劃范圍；②確定防火安全目的；③設(shè)定設(shè)計(jì)目標(biāo)條件；④擬定性能基準(zhǔn)值；⑤確定可能的火災(zāi)(huǒzāi)情景及設(shè)計(jì)火災(zāi)(huǒzāi)；⑥進(jìn)行嘗試性設(shè)計(jì)；⑦評(píng)估嘗試性設(shè)計(jì)及比較性能基準(zhǔn)值；⑧選定最終設(shè)計(jì)方案；⑨完成報(bào)告。在有些文章中，將設(shè)計(jì)過(guò)程分成7個(gè)步驟，但總的看7個(gè)步驟與9個(gè)步驟的本質(zhì)內(nèi)容是一樣的?，F(xiàn)簡(jiǎn)述這一基本過(guò)程。返回目錄共三十四頁(yè)1確定工程參數(shù)及具體(jùtǐ)評(píng)估內(nèi)容性能化設(shè)計(jì)的第一步就是要確定工程的范圍及相關(guān)的參數(shù)。首先要了解工程各方面的信息，如建筑的特征，使用功能等。對(duì)特殊的建筑，如大空間(如中庭或倉(cāng)庫(kù))，或者人員密集的商場(chǎng)、禮堂和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等要格外關(guān)注。對(duì)建筑的工藝特征也要做專(zhuān)門(mén)的研討，如非同一般的作業(yè)區(qū)、危險(xiǎn)物品的使用或貯存區(qū)、昂貴設(shè)備區(qū)以及零故障(gùzhàng)區(qū)等。不同使用功能的建筑，其使用者特征也不同(如住宅建筑與商業(yè)建筑)，使用者特征包括年齡、智力、是否睡覺(jué)、體能狀態(tài)等因素。共三十四頁(yè)2確定消防安全總體目標(biāo)、功能(gōngnéng)目標(biāo)和性能指標(biāo)

2.1總體目標(biāo)

一旦確定了工程的范圍，性能化設(shè)計(jì)過(guò)程的下一步就是要確定消防安全總目標(biāo)。

在消防安全設(shè)計(jì)中，消防安全總體目標(biāo)是一個(gè)范圍比較廣泛的概念，它表示的是社會(huì)所期望的安全水平。它們主要是用概括性的語(yǔ)言進(jìn)行描述，通常指保護(hù)(bǎohù)人類(lèi)生命和相鄰建筑及其他財(cái)產(chǎn)安全等方面的需要。概括地說(shuō)，消防安全應(yīng)達(dá)到的總體目標(biāo)應(yīng)該是保護(hù)(bǎohù)生命、保護(hù)(bǎohù)財(cái)產(chǎn)、保護(hù)(bǎohù)使用功能、保護(hù)(bǎohù)環(huán)境不受火災(zāi)的有害影響。2.2功能目標(biāo)

設(shè)計(jì)過(guò)程的第三步是制訂功能目標(biāo)。功能目標(biāo)是設(shè)計(jì)總目標(biāo)的基礎(chǔ)，它把總目標(biāo)提煉為能夠用工程語(yǔ)言進(jìn)行量化的數(shù)值。

概括地說(shuō)，它們指出一個(gè)建筑物怎樣才能達(dá)到上述的社會(huì)期望的安全目標(biāo)。功能目標(biāo)通常可用計(jì)量的術(shù)語(yǔ)加以表征。為了滿(mǎn)足這些目標(biāo)，一旦功能目標(biāo)或者損失目標(biāo)搞清楚了，人們就必須有一個(gè)確定建筑及其系統(tǒng)發(fā)揮作用的性能水平的方法。這項(xiàng)工作是通過(guò)性能要求完成的。共三十四頁(yè)2.3性能(xìngnéng)要求

性能要求是性能水平的表述。建筑材料、建筑構(gòu)件、系統(tǒng)、組件以及建筑方法等必須滿(mǎn)足性能水平的要求，從而達(dá)到消防安全總體目標(biāo)和功能目標(biāo)。我們不僅能夠量化這些參數(shù)，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行計(jì)量和計(jì)算。

例如要求：“將火災(zāi)(huǒzāi)的傳播限制在起火房間內(nèi)，在煙氣蔓延出起火房間以前通知使用者，保證疏散通道處于可使用狀態(tài)直到使用者到達(dá)安全地點(diǎn)”。這些要求中的每一個(gè)都涉及建筑及其系統(tǒng)如何工作才能滿(mǎn)足規(guī)定的生命安全總體目標(biāo)和功能目標(biāo)，并且可對(duì)每項(xiàng)要求都進(jìn)行計(jì)量或計(jì)算。性能判定標(biāo)準(zhǔn)包括材料溫度、氣體溫度、碳氧血紅蛋白(COHb)含量、能見(jiàn)度以及熱輻射量等的臨界值。共三十四頁(yè)3制定設(shè)計(jì)(shèjì)目標(biāo)

該目標(biāo)是為滿(mǎn)足性能要求所采用的具體方法和手段。為此允許采用兩種方法去滿(mǎn)足性能要求。這兩種方法可以獨(dú)立使用，也可以聯(lián)合使用。(1)視為合格的規(guī)定這包括如何采用材料、構(gòu)件、設(shè)計(jì)因素和設(shè)計(jì)方法的示例，如果采用了，其結(jié)果就滿(mǎn)足性能要求。(2)替代方案如果能證明某設(shè)計(jì)方案能夠達(dá)到相關(guān)的性能要求，或者與視為合格的規(guī)定等效，那么對(duì)于與上述(1)款中“視為合格的規(guī)定”不同的設(shè)計(jì)方案，仍可以被批準(zhǔn)為合格。該性能方法為使用消防安全工程提供了許多機(jī)會(huì)。評(píng)估替代方案的方法不是特別指定的，所以，事實(shí)上消防安全工程評(píng)估將是證明設(shè)計(jì)方案是否符合性能規(guī)范的一個(gè)主要途徑。為了(wèile)更好地全面理解這些不同的要求和指標(biāo)，下面做一連續(xù)性的概述。共三十四頁(yè)①消防安全總體目標(biāo)是保護(hù)那些沒(méi)有靠近初起火災(zāi)處的人員不至喪命。這很容易理解，但很難量化。②為了達(dá)到這一總體目標(biāo)，其功能目標(biāo)之一就是為人們提供足夠到達(dá)安全地方而不被火災(zāi)吞噬的時(shí)間。這就提供了更詳細(xì)的規(guī)定，即必須保護(hù)人們不受熱、熱輻射和煙氣的侵害。③為了達(dá)到這一目標(biāo)，其性能要求之一就是限制起火房間內(nèi)的火災(zāi)蔓延。如果火災(zāi)沒(méi)有蔓延到起火房間之外，那么(nàme)起火房間外的人員就不會(huì)暴露于熱輻射或高溫中，他們受到煙氣影響也會(huì)大大減小。④為了滿(mǎn)足這一性能要求，我們可以制訂防止起火房間發(fā)生轟燃的性能指標(biāo)。其依據(jù)是火災(zāi)蔓延至起火房間之外的情況總是發(fā)生在轟燃之后，上層煙氣引燃并使火災(zāi)前鋒開(kāi)始蔓延之時(shí)。⑤為了滿(mǎn)足這一指標(biāo)．工程師可能會(huì)建立一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)，從而將上層煙氣溫度限制在500℃，該溫度以下不大可能發(fā)生轟燃。這就是從一個(gè)總體目標(biāo)到建立一種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的整個(gè)分析過(guò)程。共三十四頁(yè)4確定火災(zāi)場(chǎng)景

火災(zāi)場(chǎng)景是對(duì)某特定火災(zāi)從引燃或者從設(shè)定的燃燒到火災(zāi)增長(zhǎng)到最高峰以及火災(zāi)所造成的破壞的描述?；馂?zāi)場(chǎng)景的建立應(yīng)包括概率因素和確定性因素；也就是說(shuō)，此種火災(zāi)發(fā)生的可能性有多大，如果真的發(fā)生了，那么火災(zāi)又是怎么發(fā)展和蔓延的。在建立火災(zāi)場(chǎng)景時(shí)，我們應(yīng)該考慮的因素有很多，其中包括：建筑的平面布局；火災(zāi)荷載及分布狀態(tài)；火災(zāi)可能發(fā)生的位置；室內(nèi)人員的分布與狀態(tài)；火災(zāi)可能發(fā)生時(shí)的環(huán)境因素等。

5建立設(shè)計(jì)火災(zāi)

設(shè)計(jì)火災(zāi)是對(duì)某一特定火災(zāi)場(chǎng)景的工程描述，可以用一些參數(shù)如熱釋放速率、火災(zāi)增長(zhǎng)速率、燃燒產(chǎn)物、物質(zhì)分解率等或者其他與火災(zāi)有關(guān)的可以計(jì)量或計(jì)算的參數(shù)來(lái)表現(xiàn)其特征。

概括設(shè)計(jì)火災(zāi)特征的最常用方法是采用火災(zāi)增長(zhǎng)曲線(qūxiàn)。熱釋放速率隨時(shí)間變化的典型火災(zāi)增長(zhǎng)曲線，一般具有火災(zāi)增長(zhǎng)期、最高熱釋放速率期、穩(wěn)定燃燒期和衰減期等共同特征。每一個(gè)需要考慮的火災(zāi)場(chǎng)景都應(yīng)該具有這樣的設(shè)計(jì)火災(zāi)曲線。共三十四頁(yè)6提出(tíchū)和評(píng)估設(shè)計(jì)方案

在該步驟中，應(yīng)提出多個(gè)消防安全設(shè)計(jì)方案，并按照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行評(píng)估，以確定最佳的設(shè)計(jì)方案。

評(píng)估過(guò)程是一個(gè)不斷反復(fù)的過(guò)程。在此過(guò)程中，許多