1、建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),1,建筑物性能化防火設(shè)計簡介,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),2,性能化防火設(shè)計，是指針對特定建筑物的消防安全目標(biāo)，綜合考慮其使用功能、建筑構(gòu)造、火災(zāi)荷載、環(huán)境條件等相關(guān)因素，運用消防安全工程學(xué)的原理和方法，提出具體防火設(shè)計方案；對設(shè)計方案進(jìn)行消防安全評估，驗證其設(shè)計結(jié)果是否達(dá)到現(xiàn)行國家工程建設(shè)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的同等消防安全水平；根據(jù)評估結(jié)論對設(shè)計方案進(jìn)行修改完善，形成相應(yīng)的設(shè)計文件，是設(shè)計與評估一體化的一個完整過程。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),3,建筑物防火設(shè)計分為建筑物指令性防火設(shè)計和建筑物性能化防火設(shè)計，建筑物指令性防火設(shè)計又稱處方式，設(shè)計者只要按照規(guī)范規(guī)

2、定進(jìn)行設(shè)計就認(rèn)為該建筑的防火安全是符合要求的。建筑物性能化防火設(shè)計又稱目標(biāo)式，是社會需求和經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，具有可預(yù)見性，前瞻性。設(shè)計者可根據(jù)設(shè)計對象，按規(guī)范許可的措施或性能化設(shè)計和評估方法來完成可以滿足最低規(guī)定安全水平的設(shè)計。性能化適應(yīng)于新型的、特殊的建筑設(shè)計與評估；指令性適用于一般的、普遍的建筑設(shè)計與評估。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),4,一、建筑物性能化防火設(shè)計的總體目標(biāo)和內(nèi)容,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),5,（一）建筑物性能化防火設(shè)計的總體目標(biāo)： 建筑物的消防安全目標(biāo)隨建筑物的使用功能和性質(zhì)及其建筑高度而有所區(qū)別，設(shè)計中應(yīng)根據(jù)實際情況確定是否應(yīng)達(dá)到下述全部或部分目標(biāo)。 1保證建筑

3、物內(nèi)使用人員的生命安全以及救援人員的人身安全； 2保證建筑物的結(jié)構(gòu)不會受到嚴(yán)重破壞而發(fā)生垮塌，或雖有局部垮塌，但不會發(fā)生連續(xù)垮塌而影響建筑物結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性； 3保證建筑物內(nèi)財產(chǎn)的安全，防止火災(zāi)發(fā)生或延緩火災(zāi)增長，減少火災(zāi)損失； 4保證相鄰建筑物不會被引燃，控制火災(zāi)擴散； 5保證建筑物不會因火災(zāi)而對商業(yè)運營、生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生較大損失，保護(hù)環(huán)境。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),6,（二）建筑物性能化防火設(shè)計的主要內(nèi)容： 建筑物性能化消防設(shè)計的核心是建筑物的總體消防安全性能評估。該評估既是為了驗證其設(shè)計方法及其結(jié)果是否與現(xiàn)行規(guī)定的規(guī)定等效或者是否能達(dá)到與該建筑相適應(yīng)的消防安全水平，也是為了進(jìn)一步修改和

4、完善現(xiàn)有設(shè)計方案。不同功能的建筑物，其評估重點略有差異。一般應(yīng)至少包括下列全部或其中幾項內(nèi)容： 1確定建筑防火規(guī)范設(shè)定的評估目標(biāo)及其相應(yīng)的定量指標(biāo) 2火災(zāi)場景確定和火災(zāi)設(shè)定 3建筑物的結(jié)構(gòu)特征、性能和防火分區(qū)評價 4人員的特征、特性和安全疏散能力分析與評價 5火災(zāi)的蔓延特性預(yù)測 6煙氣的流動特性預(yù)測 7鋼結(jié)構(gòu)耐火性能評價 8火災(zāi)探測與報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等消防系統(tǒng)的可行性與可靠性分析與評價 9危險性評價與不確定性分析,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),7,二、建筑物性能化消防設(shè)計的程序和步驟,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),8,（一）建筑物性能化消防設(shè)計的程序 建筑物性能設(shè)計一般由設(shè)計

5、師、業(yè)主、消防工程咨詢專家等共同參與實施。建筑物性能化消防設(shè)計的一般程序為： 1確定建筑物的使用功能和用途、建筑設(shè)計的性能設(shè)計目標(biāo)； 2檢查為實現(xiàn)建筑師的設(shè)計思想與業(yè)主的要求，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中哪些規(guī)定無法按規(guī)定要求實施，從而確定需要采用性能化設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計的問題。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),9,確定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過程示意圖（1）,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),10,3進(jìn)行性能化試設(shè)計和評估驗證 評估結(jié)果綜合分析過程示意圖（2）,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),11,4修改完善設(shè)計并進(jìn)一步評估驗證確定是否滿足所確定的消防安全目標(biāo) 防火性能改進(jìn)決策過程示意圖（3）,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),12,5提

6、交審查與標(biāo)準(zhǔn)。 （二）性能化設(shè)計的基本步驟： 建筑物性能化防火設(shè)計是建筑設(shè)計的一部分，一般在建筑的方案設(shè)計或擴初設(shè)計階段開始。對于可能需要采用性能化防火設(shè)計方法的建筑設(shè)計，消防工程師應(yīng)盡可能早地參與其中。建筑物性能化消防設(shè)計一般步驟（圖4）：,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),13,防火性能化設(shè)計步驟圖（4）,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),14,1定性設(shè)計。確定建筑物進(jìn)行性能化設(shè)計的范圍和目標(biāo)，建立一個或幾個設(shè)計方案,收集設(shè)計要素，性能化設(shè)計與評估應(yīng)清楚地闡明消防安全設(shè)計目標(biāo)并根據(jù)設(shè)計范圍設(shè)定更為具體的安全目標(biāo)。 2量化分析。應(yīng)用火災(zāi)科學(xué)原理，采用確定性研究方法或概率性風(fēng)險評估方法，評估設(shè)計方案。

7、分析可針對一個、幾個或全部的分系統(tǒng)進(jìn)行。分系統(tǒng)如下： （1）火災(zāi)在著火部位的增長過程。目的：量化火災(zāi)增長，為建筑消防設(shè)施和消防撲救提供設(shè)計依據(jù)。 （2）煙氣在著火部位內(nèi)外蔓延過程。目的：確定場所形成人員不可耐受條件產(chǎn)生的時間及火災(zāi)探測系統(tǒng)的響應(yīng)時間。 （3）火災(zāi)在著火部位外的蔓延。目的：確定建筑構(gòu)件的耐火等級或抗火能力。 （4）建筑消防設(shè)施的運作。目的：確定火災(zāi)探測和防排煙、噴淋等相關(guān)系統(tǒng)的的效應(yīng)。 （5）消防救援系統(tǒng)。目的：消防滅火救援資源組合效率的評估。 （6）安全疏散系統(tǒng).目的：評估建筑的疏散體系。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),15,3目標(biāo)判定：可采用確定性研究方法，對重大項目同時應(yīng)使

8、用概率性研究方法。 （1）確定性研究方法的判定標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計對象在假設(shè)發(fā)生火災(zāi)(通常為最不利情況)的基礎(chǔ)上, 應(yīng)該達(dá)到的消防安全指標(biāo)。 （2）概率性研究方法的判定標(biāo)準(zhǔn)是一個給定事件的可接受的低發(fā)生概率。 4方案產(chǎn)生：在完成上述程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行試設(shè)計，對試設(shè)計進(jìn)行評估和修改完善設(shè)計； 選擇和確定最終性能化設(shè)計方案。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),16,（三）性能化設(shè)計必須具備的設(shè)計要素： 性能化設(shè)計必須收集相關(guān)設(shè)計要素（圖5），設(shè)計要素一般分為： 1特征要素：建筑物的特征、發(fā)生火災(zāi)的規(guī)模、人員特征、熱釋放速率、火焰尺寸、煙量、煙氣溫度、煙密（濃）度、毒性氣體濃度等。 2環(huán)境要素：疏散策略、環(huán)境影響、

9、構(gòu)件的耐火極限、消防隊滅火能力等。 3時間要素：轟燃時間、火在封閉空間內(nèi)蔓延的時間、報警系統(tǒng)動作時間、防排煙系統(tǒng)動作時間、防火防煙分隔物動作時間、滅火系統(tǒng)動作時間、消防隊響應(yīng)時間、消防撲救時間、疏散時間等。 4概率要素：火災(zāi)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，建筑消防設(shè)施各系統(tǒng)可靠性數(shù)據(jù)等。進(jìn)行性能化評估，如采用概率性研究方法需增加概率要素。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),17,收集性能數(shù)據(jù)過程示意圖 （5）,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),18,人員疏散分析方法,人員安全疏散分析是建筑物性能化消防設(shè)計與評估的重要內(nèi)容之一，其目的是通過計算火災(zāi)發(fā)展到致使環(huán)境條件達(dá)到人體耐受極限的時間（ASET）和從火災(zāi)發(fā)生到人員疏散到安

10、全地點所用的時間（RSET），從而判定人員在建筑物內(nèi)的疏散過程是否安全（圖7）。判定標(biāo)準(zhǔn)為：如果AESTRSET，則可認(rèn)為人員的疏散過程是安全的；否則，人員的疏散過程應(yīng)視為不安全，需要修改設(shè)計。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),19,火災(zāi)發(fā)展與人員安全疏散時間線示意圖（7）,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),20,（一）ASET的計算 計算ASET時，通過分析火災(zāi)燃燒過程中產(chǎn)生的高熱毒性煙氣環(huán)境對人體生理及心理的影響，從而判定火災(zāi)發(fā)展達(dá)到人員的耐受極限的時間?；馂?zāi)時建筑物內(nèi)影響人員安全疏散的主要因素包括：著火空間內(nèi)的煙氣層高度、對人的熱輻射、熱對流、毒性和可視度、人員的生理與心理特征、建筑物內(nèi)其他區(qū)

11、域內(nèi)的人員分布狀況和疏散條件。 在性能化設(shè)計中，一般如果同時滿足以下兩個條件，則認(rèn)為能夠保證人員的疏散安全： 12m以上空間的煙氣平均溫度不大于180； 22m以下空間內(nèi)的煙氣溫度不超過50且可視度不小于10m。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),21,（二）REST的計算。 火災(zāi)發(fā)生之后，人員疏散行動受諸多環(huán)境因素的影響，且不會同時、馬上開始。一般，人員疏散時間可由報警時間、人員的疏散預(yù)動時間和從開始疏散到到達(dá)安全地點的行動時間組成，即： RSET=Td+Tpre+Tt 式中：Td報警時間 Tpre人員的疏散預(yù)動時間 Tt人員疏散行動時間 1報警時間。火災(zāi)發(fā)展到一定階段，可燃物燃燒產(chǎn)生的火焰、熱

12、煙氣或輻射熱將觸發(fā)火災(zāi)探測與報警裝置而發(fā)出報警信號，使人們意識到有異常情況發(fā)生，或者人員通過本身的味覺、嗅覺及視覺察覺到火災(zāi)征兆并且報警。這個過程所耗時間一般視為報警時間。 報警時間的長短取決于所采用的火災(zāi)探測與報警裝置的類型及其布置、火災(zāi)的發(fā)展速度及其規(guī)模、著火空間的高度等因素，還應(yīng)考慮當(dāng)時建筑內(nèi)人員的密度及人員的安全意識與清醒狀態(tài)等。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),22,2人員的疏散預(yù)動時間。人員的疏散預(yù)動時間為人員從接到火災(zāi)警報之后到疏散行動開始之前的之段時間間隔，包括識別時間和反應(yīng)時間。識別時間為從火災(zāi)警報發(fā)出后到人員還未開始反應(yīng)的這一時間段。反應(yīng)時間為從人員識別警報并開始做出反應(yīng)至開

13、始直接朝出口方向疏散的時間。與識別階段類似，反應(yīng)階段的時間長短也與建筑空間的環(huán)境狀況有密切關(guān)系，從數(shù)秒鐘到數(shù)分鐘不等。 3人員疏散行動時間。人員疏散計算主要有水力模型和人員行為模型兩種方法。在設(shè)計中涉及到人員密度、疏散速度、建筑的有效疏散寬度、建筑的功能與用途、平面布置等參數(shù)。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),23,建筑結(jié)構(gòu)耐火安全分析 建筑火災(zāi)是一種損失較大的多發(fā)性災(zāi)害，火災(zāi)后往往會對建筑結(jié)構(gòu)造成一定的破壞和損傷。通過建筑構(gòu)件的耐火設(shè)計，合理確定構(gòu)件的耐火能力，以限制火災(zāi)蔓延，保證建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完整，減輕建筑物的火災(zāi)損害是建筑防火設(shè)計中必須考慮的重要內(nèi)容。 （一）結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的目標(biāo) 結(jié)構(gòu)耐火一

14、般通過對結(jié)構(gòu)構(gòu)件采取防火保護(hù)措施，使其在火災(zāi)中承載力基本不下降。因此，建筑物結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的總目標(biāo)可描述為：建筑物中主要受力構(gòu)件的耐火性能應(yīng)能在合理的基礎(chǔ)上保持建筑結(jié)構(gòu)在火災(zāi)條件下的安全性和整體穩(wěn)定性，力求實現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全與消防投入的高效統(tǒng)一。結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計的具體目標(biāo)可描述為： 1減輕結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的破壞，避免結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中局部倒塌影響內(nèi)部人員安全疏散和造成外部滅火救援困難。 2預(yù)防因構(gòu)件破壞而加劇火災(zāi)中的熱對流和熱輻射，使火災(zāi)蔓延至其它防火分隔空間或相信建筑物。 3能為災(zāi)后修復(fù)提供條件、減少災(zāi)后結(jié)構(gòu)的修復(fù)費用和難度。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),24,三、建筑物性能化防火設(shè)計的使用范圍和社會條件 建筑

15、物性能化消防設(shè)計是建筑物設(shè)計的一種可供選擇工程設(shè)計方法之一,它可以完全按照性能化消防規(guī)范或火災(zāi)數(shù)學(xué)模擬與數(shù)值分析方法進(jìn)行,也可以與現(xiàn)行規(guī)格式規(guī)范一起使用.但在實際工程設(shè)計中,并不是所有的建筑物都應(yīng)該或有必要完全按照性能化的工程方法進(jìn)行設(shè)計。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),25,（一）建筑物性能化防火設(shè)計的適用范圍 建筑物的消防設(shè)計必須依據(jù)國家現(xiàn)行的防火規(guī)范及相關(guān)的工程建筑規(guī)范進(jìn)行.只有對于現(xiàn)行國家和地方消防技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)未明確規(guī)定的、或按規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)實施確有困難，并影響建筑使用功能的一些特殊、大型的項目可以就整座建筑物或建筑物中的某些特殊部位進(jìn)行全部或部分系統(tǒng)的性能化設(shè)計與評估。即使如此，所設(shè)計的建筑物的消防安全性能仍不低于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的安全水平。一般為： 1大型的車站、機場、展覽館、體育館、劇院； 2空間高大的商場、超市、物資倉庫、物流中心； 3中庭等共享空間 4醫(yī)藥、電子等潔凈廠房 5其他性質(zhì)重要、火災(zāi)危險性大、發(fā)生火災(zāi)后影響大的建筑。,建筑性能化設(shè)計的消防安全目標(biāo),26,對于現(xiàn)行國家工程建設(shè)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未作規(guī)定的、或執(zhí)行現(xiàn)行國家工程建設(shè)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確有困難的功能復(fù)雜或空