以性能为基础的建筑防火设计探讨2

以性能为基础的建筑防火设计探讨以性能为基础的建筑防火设计探讨 2 2 二 火灾烟气产生的特性 火灾烟气是一种混合物 由于它的减光性 毒性和高温的影响 使得烟气对火灾中被困人员生命的威胁最大 1 火灾烟气的来源 火灾烟气一般来源于 1 可燃物热解或燃烧产生的气相产物 2 由于卷吸而进入的空气 3 多种微小固体颗粒和液滴 2 烟气的减光性 烟气的减光性一般根据测量一定光束穿过烟场后的强度衰落值 来确定 设 i0 位易光远射入长度给定的空间的强度 i 为射出 强度 其比值 i io 成为该空间的透射率 透射虑倒数的常用对 数成为烟气的光学密度 即 d lg i0 i 而单位长度光学密度 d0 lg i0 i 根据 beerlambert 定律 i i0 exp kc 式中 kc 减光系数 kc ln i io l kc 2 303d0 由于烟气的减光性的作用 人们在有烟场合下的能见度必然下 降 烟气的减光性对人员的安全疏散构成严重威胁 3 烟气的毒性 火灾中具有毒性的烟气 最普遍的是 co 火灾中死亡人员一般 是 co 中毒 还有许多高分子聚合物的燃烧释放出有毒气体 火灾中缺氧仅是一种特殊情况 并不常见 烟气的毒性不仅来 自气体 也来自悬浮固体颗粒和吸附烟尘粒子上的物质 4 烟气的高温 一般烟气具有较高的温度 人在高温下个人承受极限时间 5 10 分钟 但目前火灾危险评估数据为 一段时间内连续暴露的 安全温度为 65100 三 烟气的流动 根据流体的特性 流动烟气的宽度一般等于空间的宽度 由烟 气流动的质量守恒可得 q b hy wsy m3 s 式中 q 空间流动烟气的体积流量 b 空间宽度 m hy 烟层厚度 m wsy 烟气水平流动速度 m s wsy q b hy 由力学平衡式得 k y ghy ywsy 2 式中 k 空间的冷空气密度 y 空间的烟气层的平均密度 折算系数 k y ghy y 2 q bhy 2 由实验得 0 9 hy 0 9 273 tk tytk 1 3 q b 2 3 式中 q 空间烟气的平均流动速度 m s tk 空间的冷空气的温度 ty 空间流动的烟层的平均温度 四 火灾模型在性能化设计中的应用 在火灾安全工程理论的基础上 我们可以结合实际的建筑物 建立火灾模型 用工程学的方法加以解析 得到科学合理的设 计参数 近年来已经开发的火灾模型有许多中 但设计方向大致有两个 一是采取既定的设计方案 按一定的程序进行设计 然后对计 算结果进行评价 二是调用 人员及建筑物 在火灾时的反应状 况 对设计结果进行估算 后者的设计方向较为理想化 但因 为火灾场景的设定数据比较难以确定 现有数据的数量也相对 较少 而且现阶段已确定的数据 可靠性没有保证 建筑火灾 的实际情况也不尽相同 所以在现阶段 这种设计方法较难实 现 因此 就其可行性而言 一般选用既定的工程学设计方法 根据建筑物的实际情况加以计算 并对结果的安全性进行评价 五 我国性能化设计的现状及前景 高规 第 1 0 5 条 当高层建筑的建筑高度超过 250m 时 建 筑设计防火应对特殊的防火设施进行专题研究 并应提交国家 消防主管部门组织专题研究论证 就是针对现代建筑 摩天化 的特点而提出的 而专家论证的本质就是一种性能化设计 我 国自 90 年代以来 摩天大楼在各大城市如雨后春笋般悄然升起 火 车站 飞机场和大型集贸市场等大空间建筑层出不穷 智能建筑 也在一些发达地区不断兴起 但消防法规的建设却显得滞后 所以现阶段我国的建筑行业迫切地呼唤消防设计的改革 在我 国 此项工作大致可分为以下三个步骤推进 用现有的规范对给定的建筑作出符合规范的消防设计 而后 在 规范化设计 的基础之上 对既定的设计参数和设计方案 运用工程学理论加以确证 所以第一步骤可以称之为 规范化设 计 和 性能化设计 的结合 以工程学理论为指导 对指令性规范作出合理的修改 制定 性 能化规范 如前所述 对火灾场景的设定在现阶段还不能实现 对于模型的建立只能是向 按部就班 的方向发展 制定一部以 性能为基础的规范还是有必要的 通过计算机这一工具 建立火灾场景模型 要建立火灾场景模 型 其工作量十分繁重 所以必须有数据库来支持 而且 其 中的数据也必须具有一定的可靠性 六 结束语 本文中所提到的 性能化设计 也仅限于民用建筑 避免了建 筑防火设计的先天不足