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1、建筑物性能化防火设计简介建筑物性能化防火设计简介n n性能化防火设计，是指针对特定建筑物的消防平安目的，综合思索其运用功能、建筑构造、火灾荷载、环境条件等相关要素，运用消防平安工程学的原理和方法，提出详细防火设计方案；对设计方案进展消防平安评价，验证其设计结果能否到达现行国家工程建立消防技术规范要求的同等消防平安程度；根据评价结论对设计方案进展修正完善，构成相应的设计文件，是设计与评价一体化的一个完好过程。n n 建建建建筑筑筑筑物物物物防防防防火火火火设设设设计计计计分分分分为为为为建建建建筑筑筑筑物物物物指指指指令令令令性性性性防防防防火火火火设设设设计计计计和和和和建建建建筑筑筑筑物物物
2、物性性性性能能能能化化化化防防防防火火火火设设设设计计计计，建建建建筑筑筑筑物物物物指指指指令令令令性性性性防防防防火火火火设设设设计计计计又又又又称称称称处处处处方方方方式式式式，设设设设计计计计者者者者只只只只需需需需按按按按照照照照规规规规范范范范规规规规定定定定进进进进展展展展设设设设计计计计就就就就以以以以为为为为该该该该建建建建筑筑筑筑的的的的防防防防火火火火平平平平安安安安是是是是符符符符合合合合要要要要求求求求的的的的。建建建建筑筑筑筑物物物物性性性性能能能能化化化化防防防防火火火火设设设设计计计计又又又又称称称称目目目目的的的的式式式式，是是是是社社社社会会会会需需需需求求求
3、求和和和和经经经经济济济济技技技技术术术术开开开开展展展展的的的的结结结结果果果果，具具具具有有有有可可可可预预预预见见见见性性性性，前前前前瞻瞻瞻瞻性性性性。设设设设计计计计者者者者可可可可根根根根据据据据设设设设计计计计对对对对象象象象，按按按按规规规规范范范范答答答答应应应应的的的的措措措措施施施施或或或或性性性性能能能能化化化化设设设设计计计计和和和和评评评评价价价价方方方方法法法法来来来来完完完完成成成成可可可可以以以以满满满满足足足足最最最最低低低低规规规规定定定定平平平平安安安安程程程程度度度度的的的的设设设设计计计计。性性性性能能能能化化化化顺顺顺顺应应应应于于于于新新新新型型
4、型型的的的的、特特特特殊殊殊殊的的的的建建建建筑筑筑筑设设设设计计计计与与与与评评评评价价价价；指指指指令令令令性性性性适适适适用用用用于于于于普普普普通通通通的的的的、普普普普遍遍遍遍的的的的建建建建筑筑筑筑设计与评价。设计与评价。设计与评价。设计与评价。 一、建筑物性能化防火设计的一、建筑物性能化防火设计的总体目的和内容总体目的和内容n n一建筑物性能化防火设计的总体目的：一建筑物性能化防火设计的总体目的：n n建筑物的消防平安目的随建筑物的运用功能和建筑物的消防平安目的随建筑物的运用功能和性质及其建筑高度而有所区别，设计中应根据性质及其建筑高度而有所区别，设计中应根据实践情况确定能否应到
5、达下述全部或部分目的。实践情况确定能否应到达下述全部或部分目的。n n1 1保证建筑物内运用人员的生命平安以及救保证建筑物内运用人员的生命平安以及救援人员的人身平安；援人员的人身平安；n n2 2保证建筑物的构造不会遭到严重破坏而发保证建筑物的构造不会遭到严重破坏而发生垮塌，或虽有部分垮塌，但不会发生延续垮生垮塌，或虽有部分垮塌，但不会发生延续垮塌而影响建筑物构造的整体稳定性；塌而影响建筑物构造的整体稳定性；n n3 3保证建筑物内财富的平安，防止火灾发生保证建筑物内财富的平安，防止火灾发生或延缓火灾增长，减少火灾损失；或延缓火灾增长，减少火灾损失；n n4 4保证相邻建筑物不会被引燃，控制火
6、灾分保证相邻建筑物不会被引燃，控制火灾分散；散；n n5 5保证建筑物不会因火灾而对商业运营、消保证建筑物不会因火灾而对商业运营、消费作业产生较大损失，维护环境。费作业产生较大损失，维护环境。 n n二建筑物性能化防火设计的主要内容：二建筑物性能化防火设计的主要内容：二建筑物性能化防火设计的主要内容：二建筑物性能化防火设计的主要内容：n n建筑物性能化消防设计的中心是建筑物的总体消建筑物性能化消防设计的中心是建筑物的总体消建筑物性能化消防设计的中心是建筑物的总体消建筑物性能化消防设计的中心是建筑物的总体消防平安性能评价。该评价既是为了验证其设计方防平安性能评价。该评价既是为了验证其设计方防平安
7、性能评价。该评价既是为了验证其设计方防平安性能评价。该评价既是为了验证其设计方法及其结果能否与现行规定的规定等效或者能否法及其结果能否与现行规定的规定等效或者能否法及其结果能否与现行规定的规定等效或者能否法及其结果能否与现行规定的规定等效或者能否能到达与该建筑相顺应的消防平安程度，也是为能到达与该建筑相顺应的消防平安程度，也是为能到达与该建筑相顺应的消防平安程度，也是为能到达与该建筑相顺应的消防平安程度，也是为了进一步修正和完善现有设计方案。不同功能的了进一步修正和完善现有设计方案。不同功能的了进一步修正和完善现有设计方案。不同功能的了进一步修正和完善现有设计方案。不同功能的建筑物，其评价重点
8、略有差别。普通应至少包括建筑物，其评价重点略有差别。普通应至少包括建筑物，其评价重点略有差别。普通应至少包括建筑物，其评价重点略有差别。普通应至少包括以下全部或其中几项内容：以下全部或其中几项内容：以下全部或其中几项内容：以下全部或其中几项内容：n n1 1 1 1确定建筑防火规范设定的评价目的及其相应的确定建筑防火规范设定的评价目的及其相应的确定建筑防火规范设定的评价目的及其相应的确定建筑防火规范设定的评价目的及其相应的定量目的定量目的定量目的定量目的n n2 2 2 2火灾场景确定和火灾设定火灾场景确定和火灾设定火灾场景确定和火灾设定火灾场景确定和火灾设定n n3 3 3 3建筑物的构造特
9、征、性能和防火分区评价建筑物的构造特征、性能和防火分区评价建筑物的构造特征、性能和防火分区评价建筑物的构造特征、性能和防火分区评价n n4 4 4 4人员的特征、特性和平安疏散才干分析与评价人员的特征、特性和平安疏散才干分析与评价人员的特征、特性和平安疏散才干分析与评价人员的特征、特性和平安疏散才干分析与评价n n5 5 5 5火灾的蔓延特性预测火灾的蔓延特性预测火灾的蔓延特性预测火灾的蔓延特性预测n n6 6 6 6烟气的流动特性预测烟气的流动特性预测烟气的流动特性预测烟气的流动特性预测n n7 7 7 7钢构造耐火性能评价钢构造耐火性能评价钢构造耐火性能评价钢构造耐火性能评价n n8 8
10、8 8火灾探测与报警系统、自动灭火系统、防排烟火灾探测与报警系统、自动灭火系统、防排烟火灾探测与报警系统、自动灭火系统、防排烟火灾探测与报警系统、自动灭火系统、防排烟系统等消防系统的可行性与可靠性分析与评价系统等消防系统的可行性与可靠性分析与评价系统等消防系统的可行性与可靠性分析与评价系统等消防系统的可行性与可靠性分析与评价n n9 9 9 9危险性评价与不确定性分析危险性评价与不确定性分析危险性评价与不确定性分析危险性评价与不确定性分析二、建筑物性能化消防设计的二、建筑物性能化消防设计的程序和步骤程序和步骤n n一建筑物性能化消防设计的程序n n建筑物性能设计普通由设计师、业主、消防工程咨询
11、专家等共同参与实施。建筑物性能化消防设计的普通程序为：n n1确定建筑物的运用功能和用途、建筑设计的性能设计目的；n n2检查为实现建筑师的设计思想与业主的要求，现行规范中哪些规定无法按规定要务虚施，从而确定需求采用性能化设计方法进展设计的问题。 n n确定设计规范过程表示图13进展性能化试设计和评价验证 评价结果综合分析过程表示图2 n n 4修正完善设计并进一步评价验证确定能否满足所确定的消防平安目的 n n防火性能改良决策过程表示图3 n n5提交审查与规范。n n二性能化设计的根本步骤：n n建筑物性能化防火设计是建筑设计的一部分，普通在建筑的方案设计或扩初设计阶段开场。对于能够需求采
12、用性能化防火设计方法的建筑设计，消防工程师应尽能够早地参与其中。建筑物性能化消防设计普通步骤图4：n n防火性能化设计步骤图4n n1 1定定性性设设计计。确确定定建建筑筑物物进进展展性性能能化化设设计计的的范范围围和和目目的的，建建立立一一个个或或几几个个设设计计方方案案, ,搜搜集集设设计计要要素素，性性能能化化设设计计与与评评价价应应清清楚楚地地阐阐明明消消防防平平安安设设计计目目的的并并根根据设计范围设定更为详细的平安目的。据设计范围设定更为详细的平安目的。n n2 2量量化化分分析析。运运用用火火灾灾科科学学原原理理，采采用用确确定定性性研研讨讨方方法法或或概概率率性性风风险险评评价
13、价方方法法，评评价价设设计计方方案案。分分析析可可针对一个、几个或全部的分系统进展。分系统如下：针对一个、几个或全部的分系统进展。分系统如下：n n1 1火火灾灾在在着着火火部部位位的的增增长长过过程程。目目的的：量量化化火火灾灾增长，为建筑消防设备和消防扑救提供设计根据。增长，为建筑消防设备和消防扑救提供设计根据。n n2 2烟烟气气在在着着火火部部位位内内外外蔓蔓延延过过程程。目目的的：确确定定场场所所构构成成人人员员不不可可耐耐受受条条件件产产生生的的时时间间及及火火灾灾探探测测系系统统的呼应时间。的呼应时间。n n3 3火火灾灾在在着着火火部部位位外外的的蔓蔓延延。目目的的：确确定定建
14、建筑筑构构件的耐火等级或抗火才干。件的耐火等级或抗火才干。n n4 4建建筑筑消消防防设设备备的的运运作作。目目的的：确确定定火火灾灾探探测测和和防排烟、喷淋等相关系统的的效应。防排烟、喷淋等相关系统的的效应。n n5 5消消防防救救援援系系统统。目目的的：消消防防灭灭火火救救援援资资源源组组合合效率的评价。效率的评价。n n6 6平安疏散系统平安疏散系统. .目的：评价建筑的疏散体系。目的：评价建筑的疏散体系。n n3目的断定：可采用确定性研讨方法，对艰苦工程同时应运用概率性研讨方法。n n1确定性研讨方法的断定规范是设计对象在假设发生火灾(通常为最不利情况)的根底上, 应该到达的消防平安目
15、的。n n2概率性研讨方法的断定规范是一个给定事件的可接受的低发生概率。n n4方案产生：在完成上述程序的根底上进展试设计，对试设计进展评价和修正完善设计； 选择和确定最终性能化设计方案。 n n三性能化设计必需具备的设计要素：三性能化设计必需具备的设计要素：n n性能化设计必需搜集相关设计要素图性能化设计必需搜集相关设计要素图5 5，设计，设计要素普通分为：要素普通分为：n n1 1特征要素：建筑物的特征、发生火灾的规模、特征要素：建筑物的特征、发生火灾的规模、人员特征、热释放速率、火焰尺寸、烟量、烟气人员特征、热释放速率、火焰尺寸、烟量、烟气温度、烟密浓度、毒性气体浓度等。温度、烟密浓度、
16、毒性气体浓度等。n n2 2环境要素：疏散战略、环境影响、构件的耐火环境要素：疏散战略、环境影响、构件的耐火极限、消防队灭火才干等。极限、消防队灭火才干等。n n3 3时间要素：轰燃时间、火在封锁空间内蔓延的时间要素：轰燃时间、火在封锁空间内蔓延的时间、报警系统动作时间、防排烟系统动作时间、时间、报警系统动作时间、防排烟系统动作时间、防火防烟分隔物动作时间、灭火系统动作时间、防火防烟分隔物动作时间、灭火系统动作时间、消防队呼应时间、消防扑救时间、疏散时间等。消防队呼应时间、消防扑救时间、疏散时间等。n n4 4概率要素：火灾统计数据，建筑消防设备各系概率要素：火灾统计数据，建筑消防设备各系统可
17、靠性数据等。进展性能化评价，如采用概率统可靠性数据等。进展性能化评价，如采用概率性研讨方法需添加概率要素。性研讨方法需添加概率要素。n n搜集性能数据过程表示图 5人员疏散分析方法人员疏散分析方法n n人员平安疏散分析是建筑物性能化消防设计与评价的重要内容之一，其目的是经过计算火灾开展到致使环境条件到达人体耐受极限的时间ASET和从火灾发生到人员疏散到平安地点所用的时间RSET，从而断定人员在建筑物内的疏散过程能否平 安 图 7 。 断 定 规 范 为 ： 假 设AESTRSET，那么可以为人员的疏散过程是平安的；否那么，人员的疏散过程应视为不平安，需求修正设计。火灾开展与人员平安疏散时间线表
18、示图7 n n一ASET的计算n n计算ASET时，经过分析火灾熄灭过程中产生的高热毒性烟气环境对人体生理及心思的影响，从而断定火灾开展到达人员的耐受极限的时间。火灾时建筑物内影响人员平安疏散的主要要素包括：着火空间内的烟气层高度、对人的热辐射、热对流、毒性和可视度、人员的生理与心思特征、建筑物内其他区域内的人员分布情况和疏散条件。n n在性能化设计中，普通假好像时满足以下两个条件，那么以为可以保证人员的疏散平安：n n12m以上空间的烟气平均温度不大于180；n n22m以下空间内的烟气温度不超越50且可视度不小于10m。n n二二RESTREST的的计计算。算。n n火灾火灾发发生之后，人
19、生之后，人员员疏散行疏散行动动受受诸诸多多环环境要素的影响，境要素的影响，且不会同且不会同时时、马马上开上开场场。普通，人。普通，人员员疏散疏散时间时间可由可由报报警警时间时间、人、人员员的疏散的疏散预动时间预动时间和从开和从开场场疏散到到达平疏散到到达平安地点的行安地点的行动时间组动时间组成，即：成，即：n nRSET=Td+Tpre+TtRSET=Td+Tpre+Ttn n式中：式中：TdTd报报警警时间时间n n Tpre Tpre人人员员的疏散的疏散预动时间预动时间n n Tt Tt人人员员疏散行疏散行动时间动时间n n1 1报报警警时间时间。火灾开展到一定。火灾开展到一定阶阶段，可燃
20、物熄段，可燃物熄灭产灭产生的火焰、生的火焰、热热烟气或烟气或辐辐射射热热将触将触发发火灾探火灾探测测与与报报警安警安装而装而发发出出报报警信号，使人警信号，使人们认识们认识到有异常情况到有异常情况发发生，生，或者人或者人员经过员经过本身的味本身的味觉觉、嗅、嗅觉觉及及视觉觉视觉觉察到火灾征察到火灾征兆并且兆并且报报警。警。这这个个过过程所耗程所耗时间时间普通普通视为报视为报警警时间时间。n n报报警警时间时间的的长长短取决于所采用的火灾探短取决于所采用的火灾探测测与与报报警安装警安装的的类类型及其布置、火灾的开展速度及其型及其布置、火灾的开展速度及其规规模、着火空模、着火空间间的高度等要素，的
21、高度等要素，还应还应思索当思索当时时建筑内人建筑内人员员的密度及的密度及人人员员的平安的平安认识认识与清醒形状等。与清醒形状等。 n n2人员的疏散预动时间。人员的疏散预动时间为人员从接到火灾警报之后到疏散行动开场之前的之段时间间隔，包括识别时间和反响时间。识别时间为从火灾警报发出后到人员还未开场反响的这一时间段。反响时间为从人员识别警报并开场做出反响至开场直接朝出口方向疏散的时间。与识别阶段类似，反响阶段的时间长短也与建筑空间的环境情况有亲密关系，从数秒钟到数分钟不等。n n 3人员疏散行动时间。人员疏散计算主要有水力模型和人员行为模型两种方法。在设计中涉及到人员密度、疏散速度、建筑的有效疏
22、散宽度、建筑的功能与用途、平面布置等参数。n n建筑构造耐火平安分析建筑构造耐火平安分析n n建筑火灾是一种损失较大的多发性灾祸，火灾后往往建筑火灾是一种损失较大的多发性灾祸，火灾后往往会对建筑构造呵斥一定的破坏和损伤。经过建筑构件会对建筑构造呵斥一定的破坏和损伤。经过建筑构件的耐火设计，合理确定构件的耐火才干，以限制火灾的耐火设计，合理确定构件的耐火才干，以限制火灾蔓延，保证建筑构造构件的完好，减轻建筑物的火灾蔓延，保证建筑构造构件的完好，减轻建筑物的火灾损害是建筑防火设计中必需思索的重要内容。损害是建筑防火设计中必需思索的重要内容。n n一构造耐火设计的目的一构造耐火设计的目的n n构造耐
23、火普统统过对构造构件采取防火维护措施，使构造耐火普统统过对构造构件采取防火维护措施，使其在火灾中承载力根本不下降。因此，建筑物构造耐其在火灾中承载力根本不下降。因此，建筑物构造耐火设计的总目的可描画为：建筑物中主要受力构件的火设计的总目的可描画为：建筑物中主要受力构件的耐火性能应能在合理的根底上坚持建筑构造在火灾条耐火性能应能在合理的根底上坚持建筑构造在火灾条件下的平安性和整体稳定性，力务虚现构造平安与消件下的平安性和整体稳定性，力务虚现构造平安与消防投入的高效一致。构造耐火设计的详细目的可描画防投入的高效一致。构造耐火设计的详细目的可描画为：为：n n1 1减轻构造在火灾中的破坏，防止构造在
24、火灾中部减轻构造在火灾中的破坏，防止构造在火灾中部分倒塌影响内部人员平安疏散和呵斥外部灭火救援困分倒塌影响内部人员平安疏散和呵斥外部灭火救援困难。难。n n2 2预防因构件破坏而加剧火灾中的热对流和热辐射，预防因构件破坏而加剧火灾中的热对流和热辐射，使火灾蔓延至其它防火分隔空间或置信建筑物。使火灾蔓延至其它防火分隔空间或置信建筑物。n n3 3能为灾后修复提供条件、减少灾后构造的修复费能为灾后修复提供条件、减少灾后构造的修复费用和难度。用和难度。n n三、建筑物性能化防火设计的运用范围和社会条件n n建筑物性能化消防设计是建筑物设计的一种可供选择工程设计方法之一,它可以完全按照性能化消防规范或
25、火灾数学模拟与数值分析方法进展,也可以与现行规格式规范一同运用.但在实践工程设计中,并不是一切的建筑物都应该或有必要完全按照性能化的工程方法进展设计。n n一建筑物性能化防火设计的适用范围一建筑物性能化防火设计的适用范围n n建筑物的消防设计必需根据国家现行的防火规范建筑物的消防设计必需根据国家现行的防火规范及相关的工程建筑规范进展及相关的工程建筑规范进展. .只需对于现行国家和只需对于现行国家和地方消防技术规范和规范未明确规定的、或按规地方消防技术规范和规范未明确规定的、或按规范和规范实施确有困难，并影响建筑运用功能的范和规范实施确有困难，并影响建筑运用功能的一些特殊、大型的工程可以就整座建
26、筑物或建筑一些特殊、大型的工程可以就整座建筑物或建筑物中的某些特殊部位进展全部或部分系统的性能物中的某些特殊部位进展全部或部分系统的性能化设计与评价。即使如此，所设计的建筑物的消化设计与评价。即使如此，所设计的建筑物的消防平安性能仍不低于现行规范规定的平安程度。防平安性能仍不低于现行规范规定的平安程度。普通为：普通为：n n1 1大型的车站、机场、展览馆、体育馆、剧院；大型的车站、机场、展览馆、体育馆、剧院；n n2 2空间高大的商场、超市、物资仓库、物流中心；空间高大的商场、超市、物资仓库、物流中心；n n3 3中庭等共享空间中庭等共享空间n n4 4医药、电子等干净厂房医药、电子等干净厂房
27、n n5 5其他性质重要、火灾危险性大、发生火灾后影其他性质重要、火灾危险性大、发生火灾后影响大的建筑。响大的建筑。 n n对于现行国家工程建立消防技术规范未作规定的、或执行现行国家工程建立消防技术规范确有困难的功能复杂或空间超大的建筑物，可以就其整体或其中的某些特殊部位进展性能化防火设计。n n对于符合以下情况的建筑物，以及其他现行国家工程建立消防技术规范已有明确规定的建筑物，不应采用性能化防火设计的方法进展设计：n n一住宅、公寓、宿舍等居住建筑；n n二公共建筑的办公室、客房、病房、教室等普通场所；n n三甲、乙类厂房、仓库；n n四歌舞文娱放映游艺场所；n n五老年人建筑；n n六托儿所、幼儿园的儿童用房及儿童游乐厅等儿童活动场所。
