建筑物性能化消防設計論文

導語：建筑物性能化消防設計論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：從性能化設計與“處方式”設計比較出發，介紹了性能化消防設計方法的概念和流程、建筑物性能化消防設計的內容，以及國內外性能化設計的應用概況，指出了在性能化設計方法的推行中所遇到的一些困難，并提出了對性能化設計方法在消防設計中應用的展望和我國如何發展性能化規范及其配套技術的建議。

關鍵詞：性能化設計；處方式設計；消防設計；火災模型

1前言

如果說納米技術使新材料的研究起到了革命性飛躍，那么也可以說性能化設計方法將開創消防科技的新局面。

消防設計目前有兩種設計思想，一種是傳統的“處方式設計方法”，其基于場所類型進行設計考慮；另一種是“性能化設計方法”，它立足于危害分析及火災假想，對于解決超越法規或現行法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。

由于性能化防火設計的方法與傳統的設計方法相比具有許多優越性，所以很快成為建筑防火的一種新理念，并將發展成為建筑防火技術領域里一個全球性發展潮流，受到許多發達國家和發展中國家的高度重視，得到越來越廣泛的應用。

2性能化消防設計的概念

性能化消防設計是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法，它運用消防安全工程學的原理與方法，根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況，由設計者根據建筑的各個不同空間條件、功能條件及其它相關條件，自由選擇為達到消防安全目的而應采取的各種防火措施，并將其有機地組合起來，構成該建筑物的總體防火安全設計方案，然后用已開發出的工程學方法，對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估，從而得到最優化的防火設計方案，為建筑結構提供最合理的防火保護。

與“處方式”設計相比較，性能化設計方案更關注是否能夠實現“保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響”這一“目的”，而不是拘泥于滿足規范要求的最低排煙量。性能化的消防設計方案通過科學的論證，能夠提供比之處方式的消防規范更為安全的設計表現效果，比較起來，性能化設計方案具有設計成本有效性，設計選擇多樣性及設計效果更為優化性的特點。

性能化消防設計的兩個關鍵點，第一是確認危害，第二是明確設計目標。具體來說，它針對建筑物的特點，建筑物內人員特點，建筑物內部操作方式，建筑物外部特征，消防滅火組織特點等。從而針對每種危害或者每個設計區域選擇設計方法及評估方法。這種設計方法突破了傳統設計針對建筑物結構類型、相應的層高及面積的限制，同時提供了更加靈活而有效的設計選擇性。

性能化消防設計包括確立消防安全目標，建立可量化的性能要求，分析建筑物及內部情況，設定性能設計指標，建立火災場景和設計火災，選擇工程分析計算方法和工具，對設計方案進行安全評估，制定設計方案并編寫設計報告等步驟。在設計過程中，需要對建筑物可能發生的火災進行量化分析，并對典型火災場景下火災及煙氣的發展蔓延過程進行模擬計算，因此計算的工作量以及各類基礎數據的需要量非常大，往往需要采用計算機火災模擬軟件等分析和計算工具。

3性能化消防設計的流程

性能化設計利用火災科學和消防安全工程建立設計指標，評估設計方案；并利用火災危害分析和火災風險評估建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數(如人在火災中的行為和反應)進行定義的工程過程。

4建筑物性能化消防設計的內容

建筑物的性能化消防設計主要包括兩個方面的設計內容：一是保證建筑內人員安全疏散的性能設計，二是保證建筑構件耐火的性能設計。

人員安全疏散的性能設計是從建筑內人員安全方面進行考慮的，通過綜合考慮各種火災因素對人員逃生的影響，采用性能化的設計方法來保證建筑物內人員的火災安全性，從而防止人員傷亡。其性能化的設計準則是：煙層下降高度和煙氣濃度達到人不能忍耐的時間大于人員安全疏散所需的時間。

構件耐火的性能化設計是從建筑物的穩定性方面進行考慮的，通過分析建筑構件在火災中的反應，采用性能化的設計方法來保證建筑物結構的火災穩定性，從而防止建筑物的倒塌。其性能化設計準則是：火災持續時間小于構件的耐火時間。

5國內外性能化設計應用概況

自20世紀80年代英國提出了“以性能為基礎的消防安全設計方法”(performance——basedfiresafety

design

method，以下簡稱性能化防火設計)的概念以來，日本、澳大利亞、美國、加拿大、新西蘭以及北歐等發達國家政府先后投入大量研究經費積極開展了消防性能化設計技術和方法的研究，南非、埃及、巴西等發展中國家也都紛紛開展了這方面研究工作。世界各國都在積極推行性能化設計方法的應用，并取得了巨大成就。

英國于1985年頒布了第一部性能化防火規范，包括防火規范的性能化修改，新規范規定“必須建造一座安全的建筑”，但不詳細確定應如何實現這一目標。

新西蘭1991年的建筑法案對建筑監督立法體系進了徹底調整，于1992年了性能化的《新西蘭建筑規范》，新規范中保留了處方式的要求，并作為可接受的設計方法，于1993年強制執行。1993～1998年，繼續開展了“消防安全性能評估方法的研究”，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災的發生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎設施和通道要求以及防止火災相互蔓延五部分。

瑞典于1994年了新的包含有性能化設計內容的建筑防火設計規范。

澳大利亞于1996年頒布了性能化防火設計規范的《澳大利亞建筑設計規范》(《BuildingCodeof

Australia》，簡稱"BCA")，并自1997年7月1日起，在各州政府陸續推行。

巴西于1999年頒布了新的《鋼結構防火設計》和《對建筑構件耐火極限的要求》兩部標準。這是南美首次制定的建筑標準，由SaoPaulo大學、Mi—nasGerais大學和OuroPreto大學編制。標準中引入了如時間計算方法與風險評估方法以及其他消防安全工程設計方法等性能化的新概念，允許建筑物的火災安全根據其火災荷載、建筑物高度、建筑總面積以及滅火設備的安裝與否等條件確定，而對建筑物的耐火等級不做要求。

日本政府于1998年6月對《建筑基準法》進行了修訂，引入了一些有關性能化設計的內容，并于2000年6月施行；另外，還于2003年8月開始對《消防法》進行修訂，計劃于2005年施行。

加拿大于2001年了性能化的建筑規范和防火規范，其要求將以不同層次的目標形式表述。

美國也于2001年了《國際建筑性能規范》和《國際防火性能規范》。

目前，已有不少于13個國家(澳大利亞、加拿大、芬蘭、法國、英國、日本、荷蘭、新西蘭、挪威、波蘭、西班牙、瑞典和美國)采用或積極發展性能化規范和基于規范結構形式下建筑防火設計方法，并取得了一定成果。中國也正在加緊性能化設計方法的研究和性能化設計規范的制定。公安部所屬消防研究所承擔了幾項有關性能化設計的國家十五科技攻關課題，如公安部天津消防研究所承擔的“建筑物性能化防火設計技術導則”的研究和制定，公安部四川消防研究所承擔的“高層建筑性能化防火設計安全評估技術研究”等。

6推行性能化設計方法是一個逐步過程

盡管建筑物消防性能化設計方法有很多優點，作為性能化設計技術的基礎一“火災模型”在性能化設計中起著舉足輕重的作用，但它們作為一種新生事物，還不為人們所理解和接受，特別是建筑設計師和建筑管理部門的人員都不太了解這種新的設計方法。

有人曾對美國、中國香港和澳大利亞的建筑管理人員在對待性能化設計和處方式設計在能否保證建筑消防安全，以及火災模型是否足以支持性能化設計的態度進行了一個調查，并進行了比較。發現半數以上的管理人員認為性能化設計不能保證建筑的安全，三分之二以上的管理人員認為處方式設計能保證建筑的安全，以及三分之二以上的人認為火災模型不足以支持性能化設計。調查結果參見表1。

世界各國幾乎都存在著類似這樣的情況。在很長一段時期內，建筑設計師和建筑管理人員對性能化設計技術還存在一個從初步認識、深入了解到最終肯定的意識轉變過程。

另外，對于采用性能化方法設計的建筑，如何正確地評估其消防安全性方面也存在很多技術上的難題有待解決。

7展望

性能化消防設計已成為世界性建筑消防設計發展的必然趨勢，它的發展將大大促進消防安全設計的科學化、合理化和成本效益的最優化，并將產生十分重大的社會效益和經濟效益。盡管目前還有許多人不太理解和排斥使用它，但我們堅信隨著時間的推移，將會有

越來越多的人加入到肯定性能化設計方法的行列中來。據日本方面的統計，采用性能化方法進行消防設計的建筑正在逐年增加。

我國也應該加快性能化規范及配套技術的研究步伐，充分發揮性能設計的優越性。今后應從以下幾個方面人手，促進性能化設計技術的發展：

(1)加強各種火災預測模型和火災風險評估模型的研究，拓展性能化設計方法的應用空間。

(2)加強新材料、新技術研究，規范材料性能參數，建立和完善消防數據庫，提供準確的性能化指標，為性能化應用積累基礎性數據。

(3)深入研究火災規律、火災情況下建筑內人員逃生規律和構件變化規律，為各種火災模型的建立提供堅實的理論依據，并拓展計算機技術在消防中的應用。

(4)積極向建筑設計師和建筑管理人員介紹性能化設計方法，使他們從認識、理解并自覺接受性能化設計方法。

(5)出臺可操作性強的性能化設計指南，使建筑設計師能盡快地掌握性能化設計方法的使用。

(6)制定性能化消防設計規范，為性能化設計方法的應用提供法律依據。

參考文獻：

[1]田玉敏．論“性能化”的建筑防火設計方法．消防技術與產品信息，2003，(7)．

[2]肖學鋒．發展性能化防火設計，迎接加入WTO的挑戰．消防科學與技術，2002，(5)．

[3]SFPE性能化消防分析和設計工程指南．