建筑消防性能化

1、建筑消防性能化设计初步讲座提纲一、问题的提出现代建筑规模越来越大、 高、复杂、新技术、 新材料的趋势。 现行传统的消防规范不能涵盖。二、传统防火设计规范的缺点和局限1 修编、改版周期长。2 内容的缺点： 规范不统一造成多层比高层的耐火极限长。如建规和高规关于墙的耐火极限 的规定分别是：防火墙 4h/3h ，承重墙（一级） 3h/2h ； 地下室建规和高规的分区面积不一致。如商业、展览厅， 建规为 500（喷淋 1000）、高规为 500 （喷淋 2000）；汽车库为 2000（喷淋 4000）； 剪刀楼梯前室加压送风合并还是分设前后不一致； 防火墙、防火门窗和卷帘的耐火极限不一致； 新建材无依

2、据如防火玻璃幕墙、聚苯板、岩棉、防爆减压板、直燃机等。3 建筑规模的不适应，用防火分区限制区域。 如每个防火分区均需一个直通室外的安全出口。实施困难。 如汽车库每个防火分区须汽车疏散口（分区间不能间接利用） 。4 单独设防，缺少系统的综合考虑，造成投资浪费。5 未考虑建筑环境和人的因素。如距水源、消防站远近（消防队设备与救援距离） 、消防安全管理（灭火安全员、设备 保养与更新、堆物、窗栏杆、门锁） 。建筑使用人群的因素：年龄、体能、心理、携物否、活动特点（状态） 、环境生熟、文 化程度、消防知识和训练。6 对新技术、材料、产品的开发、推广和应用不敏感。7 特殊建筑的要求。8 规范未涵盖或涉及。

3、9 规范的统一要求导致可能出现对某些具体工程要求过严，加大了消防设施投资的现象； 或要求过宽，无法保证建筑物的防火安全。三、消防性能化设计的定义 针对特定的对象建立消防安全目标和消防安全问题的解决方案， 采用被广泛认可或被验证为可靠的分析工具和方法对设计在建筑对象中的火灾场景进行确定性和随机性定量分析， 以判断不同解决方案所体现的消防安全性能是否满足消防安全目标， 从而达到合理的消防安 全设计目的。简单表述为： 以火灾安全工程学的思想为指导， 采用以火灾性能为基础的建筑防火设计 方法( Performance-based Fire Protection Design )。火灾安全工程学的主要目

4、标是： 在进行建筑物的设计、 使用和管理时， 应优先保证人员 在火灾中的安全， 同时考虑如何减少火灾的发生和造成的损失， 防止火灾大面积蔓延， 并最 大限度地降低火灾对财产、环境的破坏。其特点是依据具体建筑物的火灾发展特性来决定其防火的需要， 以定量计算为基础进行 的火灾危险分析和设计。 能够使防火安全目标、 火灾损失目标和工程设计目标之间达到较好 的协调，从而有助于实现火灾防治的科学性、有效性和经济性的统一。性能化防火方法涉及性能化防火分析、 性能化防火设计、 性能化防火设计规范 3 个基本 方面。消防工程设计将每一个工程都作为一个独特的项目进行处理。四、消防性能化设计的基本内容消防工程是一

5、门运用最新的防火技术和消防科学的研究成果进行建筑设计的新兴专业。 它是物理学、心理学和社会学等多学科的交叉领域，涉及火焰的发展与扩散、烟气流动、持 久性与毒性分析、火焰探测与扑灭、逃生方法与疏散、火灾时的人类行为、消防安全管理， 以及建筑物对火灾的反应。消防工程设计提供包括以下内容： 火焰、烟气流动和疏散模型； 主动式火焰探测与扑灭系统 全面的消防安全对策； 以性能为基础的设计和分析； 危害与风险评估。常用术语：火灾模型( Fire Modeling )：热释放速率( Heat Release Rate)：火灾时放出能量的特征。其变化曲线称为设定火灾曲线烟气羽流( Plume )：烟气危害可能

6、是高温、遮光、毒性。在烟气运动过程中，羽流起着十分重要的作用，它不断向室内上层输送质量和热量， 羽流所卷吸的大量空气是烟气的主要来源，直接决定着烟气的生成速率。ASET ( Available Safe Egress Time )： 火灾发展到对人构成危险所需时间，或称可用安全疏散时间RSET( Required Safe Egress Time)： 人员疏散到达安全区域所需时间，或称所需安全疏散时间 ASET> RSET “危险”和“风险”的区别五、消防性能化设计的步骤1 评估建筑物设计现状 包括原建筑设计在内的各种信息2 确定防火目的和损失目标3 将损失目标量化为设计目标4 设置火灾

7、场景及可能的设定火灾 火源、初始可燃物和二次可燃物等5 选择设定火灾曲线 在所设定的火灾场景中，火源的热释放速率的变化曲线6 制定、评估防火设计方案，编制设计文件多个可供选择的初步方案均成立， 但各有优缺点， 在科学性、 有效性、 经济性方面的差别。六、消防性能化设计方法的优缺点1与强制性的防火设计规范方法相比，以性能设计为基础的消防工程方法具有一系列的优 点。(1) 灵活性 由于建筑设计和使用功能上的原因，机场、展览、商业等大型设施常常设计成 无分隔的大空间，容纳大人流。消防工程设计能够确定安全性和风险，并提供充分的保护。(2) 高安全性 消防工程设计是以采用最新研究成果和技术的火灾荷载、

8、火情和风险分析为 基础的。 性能设计同时也兼顾强制性要求和以往火灾的统计资料。 这一方法提供与强制性方 法相当，在许多情况下更高的安全性。(3) 降低建筑建设和运行成本 以性能设计为基础的消防工程方法采用设计火情进行消防 系统设计， 提供消防保护系统以满足性能要求。 它能优化整个消防系统， 避免过量提供设施， 因而可以在不降低用户安全性的情况下，大大减少资金投入和以后的维护开支。(4) 风险的量化 消防工程设计对火灾荷载、火焰的发展、烟气的扩散及持久性与毒性和人员疏散进行分析，从而量化建筑用户、消防人员和建筑物所面临的风险。消防工程设计将确保这些风险处于可接受的水平。(5) 有利于新技术、材料

9、、产品的开发、推广和应用(6) 有利于设计规范和标准的国际化传统防火设计与性能化设计的主要差异传统防火设计性能化设计直接从规范中选定设计参数和指标依照性能化规范或规定，只要证明性能要求可以达到，允许改变设计参数和指标主要关注使设计方案满足规范要求主要关注如何有效地控制火灾和逃生规范中没有规定的技术和方法不允许使用所提供的性能只要能被证明是合适的，就允许采用任何新的设计方案或技术考虑消防对策时重视单项技术的应用，整体性不强强调各种消防系统的综合优化集成2 性能化设计方法的缺点(1) 消防主管部门不同意或不熟悉消防性能化设计的方法、分析、目标、工具；(2) 建设方不同意消防性能化设计带来增加的时间

10、、设计费用、目标或实施费用；(3) 消防性能化设计人和审查人的水平和素质；(4) 消防性能化设计的不确定性(如科学，人员行为，对火灾危险的认识、态度及评价)(5) 今后建筑物使用性质可能的改变对设计结论的影响。七、消防性能化设计的应用范围和审批操作程序应用范围1. 规范未能涵盖或实施有困难的工程2. 采用新技术、材料、施工方法，可能产生消防安全问题的工程3 性质重要或特殊工程范围可以是整座建筑，也可能是建筑中的部分或系统。不得以消防安全性能化为由任意突破国家、北京市的规范、标准和规定。审批操作程序院技术管理通知转发北京市消防安全性能化工作原则规定中规定了程序：1.消防局建审人认为有必要时，写书

11、面报告报消防局防火部审批；2 建设方自行选定消防性能化设计单位，并与消防局建审人协商确定评估单位；3 消防性能化设计与评估；4 专家论证会；5 建筑设计实施。八、消防性能化设计现状、趋势与国内资质设计单位20 世纪 70 年代起国外发达国家开始研究。起初是通过该方法修订、补充传统的防火规 范。 1985 年，火灾学与火灾安全工程学诞生。消防工程的性能设计法正在世界范围内逐渐 得到采用。国外实际应用已逾十年。1997年公安部建筑工程消防监督审核管理规定 （公安部第 30号令）中第 17 条指出：“对于我国消防技术标准尚未规定的消防设计内容和新材料、 新技术带来的有关消防安全问 题，应当由省一级消

12、防监督机构或者公安消防局会同同级建设主管部门组织设计、 施工、 科 研等部门的专家论证，提出意见，作为消防审核的依据。 ”消防工程的性能设计法终将主导除简易建筑之外的消防设计， 取代使用强制性规范的设 计方法。逐步制定相应的性能化防火设计规范 （ Performance-based Fire Protection Design Code）。公安部天津消防研究所、公安部四川消防研究所、中国科技大学、清华大学 建研防火设计性能化评估中心有限公司 （中国建筑科学研究院防火所、圣宝融建筑防火工 程咨询有限公司、北京市建筑设计研究院）九、常见问题和误区 消防性能化设计与传统防火规范相比，虽然合理合法，但以降低 只要工程出现难以符合现行防火规范的内容，即可完全通过消防性能化设计手段解决。 设计人认为有必要时，即可请建设方直接委托专业公司进行消防性能化设计。 凡采用了消防性能