建筑消防性能化设计评估课件

消防安全技术实务

牛牛文库文档分享消防安全技术实务牛牛文库文档分享1本章学习要求掌握建筑性能化防火设计评估的概念以及解决的问题，熟悉如何确立消防安全目标及判定条件，了解烟气模拟计算分析手段和烟气羽流有关参数的计算方法，掌握烟气流动其中计算模型的适用条件，了解人员安全疏散计算模拟分析手段和影响人员疏散的因素，掌握疏散安全所需的时间组成和计算方法，熟悉通用疏散分析模拟机特性，了解建筑结构的主要形式及其耐火性能的特点，掌握影响建筑构件耐火性能的主要因素，了解钢结构、钢筋混凝土结构的耐火计算方法以及整体结构计算的方法和步骤。

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牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享3消防安全技术综合能力

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牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享6建筑性能化防火设计评估消防安全技术实务消防安全技术综合能力学习要求提出掌握内容学习要求未提出掌握内容侧重基础知识及技术侧重技能和评估方法如概念、内容、程序如

牛牛文库文档分享建筑性能化防火设计评估消防安全技术实务消防安全技术综合能力学71、概述1.1性能化防火设计概念性能化防火设计（Performance-basedFireProtectionDesign）是一种新型的防火系统设计思路，是建立在诸多理性条件上的一种科学的设计方法。该方法汇集了当前建筑防火领域最先进的技术，是人们关注的最前沿、最活跃的研究与应用领域。建筑性能化防火设计与评估建筑性能化防火设计建筑性能化防火评估

牛牛文库文档分享1、概述建筑性能化防火设计与评估建筑性能化防火设计建筑性能化8处方式防火设计与性能化防火设计比较处方式设计有设计规范按设计规范设计通用性设计性能化设计无设计规范超出规范设计特殊性设计98%以上都在采用只占2-3%一般设计人员需要设计审核专门设计人员需要评估论证

牛牛文库文档分享处方式防火设计与性能化防火设计比较处方式设计有设计规范按设计9定义：性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法，它运用消防安全工程学的原理与方法，根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况，由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件，自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施，并将其有机地组合起来，构成该建筑物的总体防火安全设计方案，然后用已开发出的工程学方法，对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估，从而得到最优化的防火设计方案，为建筑结构提供最合理的防火保护。

牛牛文库文档分享定义：牛牛文库文档分享101.2处方式设计优势和局限“处方式规范”在我国消防界有着数十年的发展历史，它借鉴了世界各国的相关规定和理念，建立在大量实验分析和实际工作的基础上，是消防工作经验的集成，是火灾事故经验教训的总结，已相当完备和成熟。“处方式规范”可以直接给出了达到规范的安全水平，不需要使用者和查阅者有高深的专业知识，不需要复杂的分析计算，对设计和监督单位来说易于掌握，易于使用，其调整修改也较为容易。但“处方式规范”不能对“超规”的建筑进行防火设计，例如：大型客机（波音747、空中客车以上）的总装车间，如果按照“处方式规范”的防火分区，就难以实现防火设计要求。这就与处方设计中防火分区的要求形成尖锐矛盾，势必处方设计需要做出让步。迫切需要一种全新的防火安全设计方法，这就需要通过性能化防火设计来加以解决。

牛牛文库文档分享1.2处方式设计优势和局限牛牛文111.3性能化防火设计优势和局限性能化防火设计的对象必须是国家和本地现行的消防技术规范和标准所未能涵盖、按规范和标准实施确有困难或影响建筑物使用功能的建筑工程；或由于采用新技术、新材料和新施工方法，在实际应用中有可能产生消防安全问题的建筑工程；性质极其重要，安全目标超出一般要求的政治敏感度高场所，一旦发生火灾危害大、影响大的工程；特殊工程如地铁、隧道、地下建筑工程等。根据具体情况可以是整座建筑物、建筑物中的某些特殊部分或建筑物的某一特定系统。特别值得指出的是，不能以消防安全性能化设计为由任意突破国家规范，把它作为不按规范施工逃避监督的借口。

牛牛文库文档分享1.3性能化防火设计优势和局限牛121.4性能化防火设计形成与发展性能化防火设计起源于八十年代中期，自英国推出第一部性能化防火规范后，日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防安全工程学和性能化安全设计方法理论及技术的研究与应用。经过近二十余年的研究和发展，国外同行在该领域积累了丰富的实践经验,性能化设计也在大量工程中得到实际运用并取得了丰硕成果。在我国,鉴于现代社会发展起步较晚等诸多原因，性能化防火设计的发展还处于摸索和初步运用阶段，因此，性能化设计的可行性研究还是具有重要实际意义的。

牛牛文库文档分享1.4性能化防火设计形成与发展牛132、性能化防火设计有关规定2009年中华人民共和国公安部关于印发《建设工程消防性能化设计评估应用管理暂行规定》的通知（公消[2009]52号）。该规定（23条），规定了消防性能化设计评估适用范围、消防性能化设计评估申报流程、对消防性能化设计评估单位文件要求、对参加消防性能化设计评估单位和人员条件、对消防性能化设计评估专家论证会要求等。是实施性能化防火设计的指导性文件。

牛牛文库文档分享2、性能化防火设计有关规定该规定（23条），规定了消防性能化142.1性能化防火设计评估适用范围具有下列情形之一的工程项目可采用性能化设计评估方法：（一）超出现行国家消防技术标准适用范围的；（二）按照现行国家消防技术标准进行防火分隔、防烟排烟、安全疏散、建筑构件耐火等设计时，难以满足工程项目特殊使用功能的。下列情况不应采用性能化设计评估方法：（一）国家法律法规和现行国家消防技术标准有严禁规定的；（二）现行国家消防技术标准已有明确规定，且工程项目无特殊使用功能的。

牛牛文库文档分享2.1性能化防火设计评估适用范围152.2性能化防火设计评估申报及文件2.2.1性能化设计评估申报拟进行性能化设计评估的工程项目，在进行性能化设计评估前，工程项目管辖地公安消防机构应当告知建设单位提交下列申请材料：（一）工程项目基本情况；（二）执行国家消防技术标准遇到的问题，需要进行性能化设计评估的范围及必要性；（三）其他相关文件材料。

牛牛文库文档分享2.2性能化防火设计评估申报及文件162.2.2性能化设计评估文件（一）工程项目基本情况；（二）执行国家消防技术标准遇到的问题，需要进行性能化设计评估的范围及必要性；（三）消防安全目标及性能判据；（四）火灾场景的设定，包括火灾场景设计理由、场景描述和火灾载荷、人员状况、设计火灾等的确定过程；（五）采用的分析方法和工具的适用性分析；（六）针对各火灾场景的评估分析；（七）分析结果与性能判据的比较；（八）优化的消防设计方案；（九）与消防设计方案相对应的限制条件、消防安全管理要求；（十）相关技术文献；（十一）性能化设计评估文件主要完成人员、审核人员及批准人员的签名，并加盖单位印章。

牛牛文库文档分享2.2.2性能化设计评估文件牛牛172.2.3对性能化消防设计评估单位和人员要求从事性能化设计评估工作的单位和人员应当具备下列条件：（一）具有独立法人资格，有固定的办公地点，注册资金不少于100万；（二）法定代表人具有大学本科以上学历、高级技术职称；（三）具有高级技术职称的专业人员不少于8人，其中性能化设计评估专业技术人员不少于4人，建筑防火、消防给水、防烟排烟、消防电气专业技术人员各不少于1人；（四）专业技术人员具有大学本科及以上学历，且从事本专业工作经历不少于5年；（五）专业技术人员不同时在两家及以上从事性能化设计评估的单位聘用；（六）具有满足性能化设计评估需要的计算软件及计算设备；（七）不从事影响性能化设计评估工作公正性的业务。

牛牛文库文档分享2.2.3对性能化消防设计评估单位和人员要求www.niuw182.2.4对性能化消防设计评估专家论证要求组织参加专家论证会的人员应当包括建设单位、设计单位、性能化设计评估单位、公安消防机构、建设行政主管部门的有关人员，以及相关专业的专家。专家论证会应当成立专家组，专家组人数不应少于7人，且为奇数。专家组设组长、副组长各1名。专家组成员中不同专业的专家比例应当均衡，且至少应有2名从事性能化设计评估工作的专家，公安消防机构人员的数量不应超过总数的三分之一。参加论证的专家不应与论证项目有利害关系，所从事工作或所学专业应当与论证的内容相接近，具有高级专业技术职称，且熟悉相关消防技术标准，有较高的专业理论知识和丰富的实践经验。

牛牛文库文档分享2.2.4对性能化消防设计评估专家论证要求www.niuwk193、性能化防火设计的步骤3.1确定性能化设计的内容及工程参数

（一）性能化设计内容建筑物的防火设计必须依据国家现行的防火规范进行，只有在下列情况下才允许采用性能化的设计方法：

①防火规范和标准没有涵盖、按现行规范和标准实施确有困难或影响建筑物使用功能的建筑工程。

②由于采用新技术、新材料、新的建筑形式和新的施工方法，在实际应用中有可能产生防火安全问题的建筑工程。

牛牛文库文档分享3、性能化防火设计的步骤牛牛文库20③重大建筑工程，安全目标超出一般要求的政治敏感度高的工程，一旦发生火灾危害严重、影响大的工程。

④特殊工程，如地铁、隧道、地下建筑工程等。

⑤根据具体情况可以是整座建筑物、建筑物中的某些特殊部分或建筑物的某一特定系统。（二）工程参数包括但不限于以下内容：建筑的用途、功能、使用与管理方法，建筑的规模、尺寸、结构形式和布局，特殊的需要重点保护的区域，可燃物的分布、数量和性质，人员的数量、类型、精神状态、健康状况等。

牛牛文库文档分享③重大建筑工程，安全目标超出一般要求的政治敏感度高的工程，一213.2确定消防安全总体目标、功能目标和性能目标1、总体目标消防安全总体目标是一个范围比较广泛的概念，它表示的是社会所期望的安全水平。主要是用概括性的语言进行描述，概括地说，消防安全应达到的总体目标应该是保护生命安全、保护财产安全、保护使用功能或服务的连续性、保护环境不受火灾的有害影响。

牛牛文库文档分享3.2确定消防安全总体目标、功能目标和性能目标www.ni22

2、功能目标其要求常常可以在性能化规范中找到。例如，“使不临近起火位置的人员有足够的时间达到一个安全的地方，而不受火灾的危害。”也就是说，为了达到保护生命安全的目标，建筑及其系统所具有的功能必须能够保证人员在火灾发生时疏散到安全的地方。一旦功能目标确定后，下一步需要确定建筑及其系统具备上述功能应该达到的性能要求，即性能目标。

3、性能目标

为了实现防火总体目标和功能目标，建筑材料、建筑构件、系统组件以及建筑方法等必须满足一定性能水平的要求。性能水平是可以量化的，在性能化设计中还将对其并行计量和分析计算。该性能目标将对建筑的防火分隔、火灾探测与报警系统、防排烟系统，甚至自动喷水灭火系统的性能提出要求。

牛牛文库文档分享2、功能目标牛牛文库文档分享233.3制定设计目标指为了实现防火总体目标，设计必须达到的性能水平，称为设计目标或性能指标，因此，设计目标是评估设计方案是否能够达到总体安全目标的最终依据。以保护生命安全为总体目标为例：

①防火安全总体目标是保护生命安全。

②功能目标为保证整个建筑物内的人员能够有充足的时间疏散到安全的地点，在疏散过程中必须保护人们不会受到热辐射和火灾烟气的危害。

牛牛文库文档分享3.3制定设计目标牛牛文库文档24

③性能目标为限制着火房间火灾的蔓延。如果火灾没有蔓延到着火房间以外，那么起火房间以外的人员就不会受到火灾热辐射和火灾烟气的影响。

④为了满足上述目标，应该制定防止着火房间发生轰燃的指标，设计小组根据房间的具体情况可能会建立一个性能指标，比如控制着火房间内烟层的温度不超过500℃。因为在这个温度下，烟层的热辐射不会点燃室内的其他物品，从而不会发生轰燃。

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③性能目标为限制着火房间火灾的蔓延。如果火灾没有蔓延到着253.4确定火灾场景每个火灾场景都应该涉及火灾特性、建筑物特性和人员特性三部分的内容。

①火灾特性具体包括火灾位置、起火源、可燃物特性，火灾增长规律等。

②建筑物特性包括建筑布局、建筑结构、建筑材料、建筑的运营管理情况、门窗的状态、通风条件、消防系统的状况以及其他环境条件等。

③人员特性包括建筑内人员的数量、人员的分布、人员的状态（睡眠或清醒）、对环境的熟悉程度、人员的类型（老人、中青年、儿童、残疾）等。

牛牛文库文档分享3.4确定火灾场景牛牛文库文档263.5建立设计火灾设计火灾（DesignFire）并不是用来描述建筑内的真实的火灾是如何发生发展的，而是用来评估在该火灾条件下防火设计方案的安全水平是否达到设计的要求，因此所选择的设计火灾应具有典型性和代表性，并应该使得所采用的防火措施具有一定的安全裕度。概括设计火灾特征的最常用方法是采用火灾增长曲线。热释放速率随时间变化的典型火灾增长曲线，一般具有火灾增长期、最高热释放速率期、稳定燃烧期和衰减期等共同特征。

牛牛文库文档分享3.5建立设计火灾牛牛文库文档273.6提出和评估设计方案应提出多个消防安全设计方案，并按照规范的规定进行评估，以确定最佳的设计方案。3.7编写性能化设计报告由于设计报告是性能化设计能否被批准的关键因素，所以设计报告需要包括分析和设计过程的全部步骤，并且编写的格式和方式应符合权威机构的要求和用户的需要。编写的报告中应包含以下内容：

①工程范围及性能化设计的内容

例如，建筑特征、人员特征、原有的防火措施、来自各方面的设计的限制条件，以及需要进行性能化设计的范围等。

牛牛文库文档分享3.6提出和评估设计方案牛牛文28

②安全目标

该部分应包括建筑业主、建筑使用方、建筑设计单位、性能化防火设计咨询单位会和消防主管部门共同认定的总体安全目标和性能目标，并说明性能目标是怎样建立的。③设计目标（性能指标）

该部分应该说明对应不同性能目标的性能指标是什么，是如何确定的，考虑了那些不确定因素，采用了哪些假设条件。

④火灾场景设计

该部分需要说明选择火灾场景的依据和方法，并对每一个火灾场景进行讨论，列出最终需要分析的典型火灾场景。

牛牛文库文档分享②安全目标牛牛文库文档分享29

⑤设计方案的分析与评估

该部分应包括：分析与评估中采用的工具、方法和参考资料，计算中的边界条件和输入参数，并说明设计方案是如何满足安全判定指标的。⑥总结

该部分是对前面所有工作的总结，应包括此次设计的内容、目标、最终设计方案、相关的假设条件或要求。

⑦单位和人员资质说明

此部分包含设计单位的名称、经营范围、设计资质，参与本设计项目的防火工程师的相关工作经历等。

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⑤设计方案的分析与评估牛牛30

牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享31

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牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享33性能化防火设计评估起火原因分析火焰及热分析烟及毒性分析结构框架分析人员流动分析性能化防火设计评估重点研究内容量体裁衣设计模式疏散措施防塌措施防烟措施防火措施预防措施

牛牛文库文档分享性能化防火设计评估起火原因分析火焰及热分析烟及毒性分析结构框34【小结】总之，性能化防火设计是一种新型的防火系统设计思路，是建立在诸多理性条件上的一种科学的设计方法。该方法汇集了当前建筑防火领域最先进的技术，是人们关注的最前沿、最活跃的研究领域。对那些国家和本地现行的消防技术规范和标准已有明确规定的建筑工程，和国家现行消防技术规范明令禁止的设计内容（如地下室内不能使用液化石油气等），不能使用性能化防火设计。在性能化设计的过程中还必须遵循严格的设计审核程序，实行全程监控，确保设计能达到确定的消防安全目标。

牛牛文库文档分享【小结】牛牛文库文档分享35建筑防火性能化设计思路及措施钢结构设计（构建耐火考虑）如对建筑采取防火涂料处理，达到规定耐火极限要求，防止建筑结构坍塌；内部装修设计（材料防火考虑）如限制内部装修可燃材料用量，采取阻燃、防毒材料，减小火灾荷载；外部保温设计（火灾蔓延考虑）如限制外部保温可燃材料，采取阻燃分级要求，减小火灾烟毒材料；大空间设计（建筑防火分隔考虑）如对局部高危险使用功能，采取局部防火分隔措施，智能消防水炮灭火；安全疏散设计（建筑安全疏散考虑）如缩短疏散距离，采取直通室外出口设计，对于超高层建筑，纵深地下建筑，设计防烟楼梯、消防前室、消防电梯、避难间；

牛牛文库文档分享建筑防火性能化设计思路及措施牛牛36性能化设计软件应用

牛牛文库文档分享性能化设计软件应用牛牛文库文档分37火灾荷载通常用火灾荷载密度(fireloaddensity)，也即单位建筑面积上的火灾平均荷载(J／m2)来表示。一般说，火灾荷载越大，着火时间越长，建筑遭受破坏也越严重。为了便于研究，在实际中常根据燃烧热值把某种材料换算为等效发热量的木材。例如：建筑物火灾荷载如果为1kg，那么它产生的热量就相当于1kg标准木材所产生的热量，约为188.40Mj。显然如此之大的热值会对建筑物的基础、墙、柱、梁、楼板、屋顶、楼梯、门、窗、吊顶等构件造成极大的威胁。

牛牛文库文档分享火灾荷载通常用火灾荷载密度(fireloaddensit38火灾荷载密度计算

牛牛文库文档分享火灾荷载密度计算牛牛文库文档分享39

牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享40根据美国国家标准和技术协会NFPA92B规定：

牛牛文库文档分享根据美国国家标准和技术协会NFPA92B规定：www.niu41热辐射强度计算：

牛牛文库文档分享热辐射强度计算：牛牛文库文档分享42热辐射强度计算：

牛牛文库文档分享热辐射强度计算：牛牛文库文档分享43临界烟层计算：

牛牛文库文档分享临界烟层计算：牛牛文库文档分享44

牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享45性能化安全疏散设计

牛牛文库文档分享性能化安全疏散设计牛牛文库文档分46RSET＜ASET（危险来临时间或可

用疏散时间）

牛牛文库文档分享RSET＜ASET（危险来临时间或可ww47

牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享48安全区域指建筑物火灾时，凡能确保避难人员安全的场所，都是发生安全区域。1、安全区域的条件：（1）提供足够的避难空间；（2）保证不受烟火威胁，封闭安全区域还要求有一些通风、照明、通讯联络设施。

2、安全区域的类型：（1）建筑物以外的空旷场所；（2）封闭楼梯间、防烟楼梯间；（3）建筑物中的阳台和屋顶平台；（4）高层建筑中起火楼层下面两层以下的楼层；（5）超高层建筑中的避难层、避难间。

牛牛文库文档分享安全区域牛牛文库文49例如：某大型商场，属老城改造工程项目，总用地面积近三万平方米，商场占地140m×110m=15400m2，将两条东西走向的主要街道南北贯通。地下层为汽车库和设备用房，地上三层精品商店。为满足原使用单位的需要，三层屋顶设有六跑道400m标准运动场。根据防火分区和功能分区的需要，中部中庭在首层向南北方向延伸设置一条7.7米宽、贯穿建筑的安全疏散通道，单独划分为一个防火分区，每层围绕中庭各划分为4个防火分区。

牛牛文库文档分享例如：某大型商场，属老城改造工程项目，总用地面积近三万平方米50因该商场处于山坡地带，南北室外地坪高差为5m，一层、二层均可开设直通室外的安全疏散门，三层垂直疏散人数最多，楼梯宽度计算以三层为标准。三层营业厅建筑面积为140m×110m＝15400m2，其中空调机房、配电室、货物整理等辅助用房、办公室（采取了防火分隔措施并单独设置了疏散出口）所占面积为14000m2。面积折算值选择50％，疏散人数换算系数为0.77，每百人疏散宽度指标为0.75m，将相邻防火分区间相互借用的安全出口宽度限制在总疏散宽度的30％以内，则三层所需疏散楼梯净宽度为14000×50％×0.77×0.75×0.7＝28.29m。

牛牛文库文档分享因该商场处于山坡地带，南北室外地坪高差为5m，一层、二层均可51每个安全出口疏散人数按4股人流控制，即每个安全出口的净宽度为0.55m×4＝2.2m。由此可以确定三层应至少设置梯段净宽不小于2.2m的楼梯数量为28.29÷2.2＝12.86≈13个。该商场沿外墙设置了11部楼梯，在中部防火分区的分隔处设置了两部剪刀楼梯间，剪刀楼梯间的两个前室分别处于不同的防火分区内，并分别设置加压送风设施，每个剪刀楼梯间完全可以作为两个独立的安全出口，所以，该商场共设置疏散楼梯15部。

牛牛文库文档分享每个安全出口疏散人数按4股人流控制，即每个安全出口的净宽度为52商场疏散出口计算疏散人数=建筑面积×面积折算比例（表1）×换算系数（表2）净宽度=疏散人数×百人宽度指标（表3）楼层位置地下二层地下一层、地上第一、二层地上第三层地上第四层及四层以上各层换算系数0.800.850.770.60楼

层

位

置耐

火

等

级一、二级三级四级地上一、二层0.650.751.00地上三层0.751.00－地上四层及四层以上各层1.001.25－与地面出入口地面的高差不超过的地下建筑0.75－－与地面出入口地面的高差超过的地下建筑1.00－－地上商店的面积折算值宜为50%～70%，地下商店的面积折算值不应小于70%。（表1）（表2）（表3）

牛牛文库文档分享商场疏散出口计算楼层位置地下二层地下一层、地上第一、二层地上53建筑防火间距计算

牛牛文库文档分享建筑防火间距计算牛牛文库文档分享54防火间距定义防火间距是指相邻两栋建筑物之间，保持适应火灾扑救、人员安全疏散和降低火灾时热辐射的必要间距。也就是指一幢建筑物起火，其相邻建筑物在热辐射的作用下，在一定时间内没有任何保护措施情况下，也不会起火的最小安全距离。建筑防火间距一般为消防车能顺利通行的距离，一般为7米。防火间距类型建筑防火间距类型：建筑之间的防火间距；储罐之间的防火间距；堆场之间的防火间距；建筑设施与火源之间的防火间距等。防火间距是以长度“米”（m）为计算单位。

牛牛文库文档分享防火间距定义牛牛文库文档分享55防火间距的确定由于影响防火间距的因素较多，条件也不同，从火灾蔓延角度来看，主要有飞火、热对流、热辐射，其他还与建筑物外墙开口面积、建筑物内火灾荷载、建筑物内消防设施水平和灭火时间的影响等有关。其中的飞火又与风力有关，在大风情况下，从火场飞出的“火团”可达数十米、数百米，显然要考虑飞火因素，要求距离就会太大，难以做到。至于热对流，主要是热气流喷出窗口后就向上升腾，对相邻建筑的火灾蔓延影响较热辐射为小，可以不考虑。考虑防火间距的主要因素是热辐射的强度。建筑防火间距可以通过理论计算得出。其防火间距理论计算公式如下：

牛牛文库文档分享防火间距的确定牛牛文库文档分享56Q＝C·[（T1/100）4－（T2/100）4]

F1·F2cosa1·cosa2/π·r2式中：Q—辐射传递热量，w；F1—起火建筑辐射面的面积，m2F2—相邻建筑辐射面的面积，m2r—辐射面中心引出的辐射击线长度，m；T1—着火建筑物的最高温度，一般取1300℃；T2—可燃物可能被点着起火的温度，一般取220℃；C—辐射系数，W/(m2k4)；假定建筑物为非全黑体，则C1＝C2＝3.82(相当于普通木材的吸收系数)；C＝C1C2/C0＝3.82×3.82/4.9＝2.98C0—全黑体时的吸收系数为4.9；Cosa1＝cosa2（辐射方向和辐射面法线间的角度）。中庭、大空间）

牛牛文库文档分享Q＝C·[（T1/100）4－（T2/100）4]57性能化防火设计评估研究内容（起火原因、火焰及热、烟气及毒、结构框架、人员疏散）火灾场景设计（危险源辨识、火灾增长、火灾设定、疏散设定）设计软件应用（火灾荷载、热释放速率、烟临界层、人员疏散时间）设计条件（超出规范、规范难以满足特殊使用功能）设计方案评估【小结】

牛牛文库文档分享性能化防火设计评估研究内容火灾场景设计设计软件应用设计条件设58消防安全技术实务

牛牛文库文档分享消防安全技术实务牛牛文库文档分享59本章学习要求掌握建筑性能化防火设计评估的概念以及解决的问题，熟悉如何确立消防安全目标及判定条件，了解烟气模拟计算分析手段和烟气羽流有关参数的计算方法，掌握烟气流动其中计算模型的适用条件，了解人员安全疏散计算模拟分析手段和影响人员疏散的因素，掌握疏散安全所需的时间组成和计算方法，熟悉通用疏散分析模拟机特性，了解建筑结构的主要形式及其耐火性能的特点，掌握影响建筑构件耐火性能的主要因素，了解钢结构、钢筋混凝土结构的耐火计算方法以及整体结构计算的方法和步骤。

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牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享64建筑性能化防火设计评估消防安全技术实务消防安全技术综合能力学习要求提出掌握内容学习要求未提出掌握内容侧重基础知识及技术侧重技能和评估方法如概念、内容、程序如

牛牛文库文档分享建筑性能化防火设计评估消防安全技术实务消防安全技术综合能力学651、概述1.1性能化防火设计概念性能化防火设计（Performance-basedFireProtectionDesign）是一种新型的防火系统设计思路，是建立在诸多理性条件上的一种科学的设计方法。该方法汇集了当前建筑防火领域最先进的技术，是人们关注的最前沿、最活跃的研究与应用领域。建筑性能化防火设计与评估建筑性能化防火设计建筑性能化防火评估

牛牛文库文档分享1、概述建筑性能化防火设计与评估建筑性能化防火设计建筑性能化66处方式防火设计与性能化防火设计比较处方式设计有设计规范按设计规范设计通用性设计性能化设计无设计规范超出规范设计特殊性设计98%以上都在采用只占2-3%一般设计人员需要设计审核专门设计人员需要评估论证

牛牛文库文档分享处方式防火设计与性能化防火设计比较处方式设计有设计规范按设计67定义：性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法，它运用消防安全工程学的原理与方法，根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况，由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件，自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施，并将其有机地组合起来，构成该建筑物的总体防火安全设计方案，然后用已开发出的工程学方法，对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估，从而得到最优化的防火设计方案，为建筑结构提供最合理的防火保护。

牛牛文库文档分享定义：牛牛文库文档分享681.2处方式设计优势和局限“处方式规范”在我国消防界有着数十年的发展历史，它借鉴了世界各国的相关规定和理念，建立在大量实验分析和实际工作的基础上，是消防工作经验的集成，是火灾事故经验教训的总结，已相当完备和成熟。“处方式规范”可以直接给出了达到规范的安全水平，不需要使用者和查阅者有高深的专业知识，不需要复杂的分析计算，对设计和监督单位来说易于掌握，易于使用，其调整修改也较为容易。但“处方式规范”不能对“超规”的建筑进行防火设计，例如：大型客机（波音747、空中客车以上）的总装车间，如果按照“处方式规范”的防火分区，就难以实现防火设计要求。这就与处方设计中防火分区的要求形成尖锐矛盾，势必处方设计需要做出让步。迫切需要一种全新的防火安全设计方法，这就需要通过性能化防火设计来加以解决。

牛牛文库文档分享1.2处方式设计优势和局限牛牛文691.3性能化防火设计优势和局限性能化防火设计的对象必须是国家和本地现行的消防技术规范和标准所未能涵盖、按规范和标准实施确有困难或影响建筑物使用功能的建筑工程；或由于采用新技术、新材料和新施工方法，在实际应用中有可能产生消防安全问题的建筑工程；性质极其重要，安全目标超出一般要求的政治敏感度高场所，一旦发生火灾危害大、影响大的工程；特殊工程如地铁、隧道、地下建筑工程等。根据具体情况可以是整座建筑物、建筑物中的某些特殊部分或建筑物的某一特定系统。特别值得指出的是，不能以消防安全性能化设计为由任意突破国家规范，把它作为不按规范施工逃避监督的借口。

牛牛文库文档分享1.3性能化防火设计优势和局限牛701.4性能化防火设计形成与发展性能化防火设计起源于八十年代中期，自英国推出第一部性能化防火规范后，日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防安全工程学和性能化安全设计方法理论及技术的研究与应用。经过近二十余年的研究和发展，国外同行在该领域积累了丰富的实践经验,性能化设计也在大量工程中得到实际运用并取得了丰硕成果。在我国,鉴于现代社会发展起步较晚等诸多原因，性能化防火设计的发展还处于摸索和初步运用阶段，因此，性能化设计的可行性研究还是具有重要实际意义的。

牛牛文库文档分享1.4性能化防火设计形成与发展牛712、性能化防火设计有关规定2009年中华人民共和国公安部关于印发《建设工程消防性能化设计评估应用管理暂行规定》的通知（公消[2009]52号）。该规定（23条），规定了消防性能化设计评估适用范围、消防性能化设计评估申报流程、对消防性能化设计评估单位文件要求、对参加消防性能化设计评估单位和人员条件、对消防性能化设计评估专家论证会要求等。是实施性能化防火设计的指导性文件。

牛牛文库文档分享2、性能化防火设计有关规定该规定（23条），规定了消防性能化722.1性能化防火设计评估适用范围具有下列情形之一的工程项目可采用性能化设计评估方法：（一）超出现行国家消防技术标准适用范围的；（二）按照现行国家消防技术标准进行防火分隔、防烟排烟、安全疏散、建筑构件耐火等设计时，难以满足工程项目特殊使用功能的。下列情况不应采用性能化设计评估方法：（一）国家法律法规和现行国家消防技术标准有严禁规定的；（二）现行国家消防技术标准已有明确规定，且工程项目无特殊使用功能的。

牛牛文库文档分享2.1性能化防火设计评估适用范围732.2性能化防火设计评估申报及文件2.2.1性能化设计评估申报拟进行性能化设计评估的工程项目，在进行性能化设计评估前，工程项目管辖地公安消防机构应当告知建设单位提交下列申请材料：（一）工程项目基本情况；（二）执行国家消防技术标准遇到的问题，需要进行性能化设计评估的范围及必要性；（三）其他相关文件材料。

牛牛文库文档分享2.2性能化防火设计评估申报及文件742.2.2性能化设计评估文件（一）工程项目基本情况；（二）执行国家消防技术标准遇到的问题，需要进行性能化设计评估的范围及必要性；（三）消防安全目标及性能判据；（四）火灾场景的设定，包括火灾场景设计理由、场景描述和火灾载荷、人员状况、设计火灾等的确定过程；（五）采用的分析方法和工具的适用性分析；（六）针对各火灾场景的评估分析；（七）分析结果与性能判据的比较；（八）优化的消防设计方案；（九）与消防设计方案相对应的限制条件、消防安全管理要求；（十）相关技术文献；（十一）性能化设计评估文件主要完成人员、审核人员及批准人员的签名，并加盖单位印章。

牛牛文库文档分享2.2.2性能化设计评估文件牛牛752.2.3对性能化消防设计评估单位和人员要求从事性能化设计评估工作的单位和人员应当具备下列条件：（一）具有独立法人资格，有固定的办公地点，注册资金不少于100万；（二）法定代表人具有大学本科以上学历、高级技术职称；（三）具有高级技术职称的专业人员不少于8人，其中性能化设计评估专业技术人员不少于4人，建筑防火、消防给水、防烟排烟、消防电气专业技术人员各不少于1人；（四）专业技术人员具有大学本科及以上学历，且从事本专业工作经历不少于5年；（五）专业技术人员不同时在两家及以上从事性能化设计评估的单位聘用；（六）具有满足性能化设计评估需要的计算软件及计算设备；（七）不从事影响性能化设计评估工作公正性的业务。

牛牛文库文档分享2.2.3对性能化消防设计评估单位和人员要求www.niuw762.2.4对性能化消防设计评估专家论证要求组织参加专家论证会的人员应当包括建设单位、设计单位、性能化设计评估单位、公安消防机构、建设行政主管部门的有关人员，以及相关专业的专家。专家论证会应当成立专家组，专家组人数不应少于7人，且为奇数。专家组设组长、副组长各1名。专家组成员中不同专业的专家比例应当均衡，且至少应有2名从事性能化设计评估工作的专家，公安消防机构人员的数量不应超过总数的三分之一。参加论证的专家不应与论证项目有利害关系，所从事工作或所学专业应当与论证的内容相接近，具有高级专业技术职称，且熟悉相关消防技术标准，有较高的专业理论知识和丰富的实践经验。

牛牛文库文档分享2.2.4对性能化消防设计评估专家论证要求www.niuwk773、性能化防火设计的步骤3.1确定性能化设计的内容及工程参数

（一）性能化设计内容建筑物的防火设计必须依据国家现行的防火规范进行，只有在下列情况下才允许采用性能化的设计方法：

①防火规范和标准没有涵盖、按现行规范和标准实施确有困难或影响建筑物使用功能的建筑工程。

②由于采用新技术、新材料、新的建筑形式和新的施工方法，在实际应用中有可能产生防火安全问题的建筑工程。

牛牛文库文档分享3、性能化防火设计的步骤牛牛文库78③重大建筑工程，安全目标超出一般要求的政治敏感度高的工程，一旦发生火灾危害严重、影响大的工程。

④特殊工程，如地铁、隧道、地下建筑工程等。

⑤根据具体情况可以是整座建筑物、建筑物中的某些特殊部分或建筑物的某一特定系统。（二）工程参数包括但不限于以下内容：建筑的用途、功能、使用与管理方法，建筑的规模、尺寸、结构形式和布局，特殊的需要重点保护的区域，可燃物的分布、数量和性质，人员的数量、类型、精神状态、健康状况等。

牛牛文库文档分享③重大建筑工程，安全目标超出一般要求的政治敏感度高的工程，一793.2确定消防安全总体目标、功能目标和性能目标1、总体目标消防安全总体目标是一个范围比较广泛的概念，它表示的是社会所期望的安全水平。主要是用概括性的语言进行描述，概括地说，消防安全应达到的总体目标应该是保护生命安全、保护财产安全、保护使用功能或服务的连续性、保护环境不受火灾的有害影响。

牛牛文库文档分享3.2确定消防安全总体目标、功能目标和性能目标www.ni80

2、功能目标其要求常常可以在性能化规范中找到。例如，“使不临近起火位置的人员有足够的时间达到一个安全的地方，而不受火灾的危害。”也就是说，为了达到保护生命安全的目标，建筑及其系统所具有的功能必须能够保证人员在火灾发生时疏散到安全的地方。一旦功能目标确定后，下一步需要确定建筑及其系统具备上述功能应该达到的性能要求，即性能目标。

3、性能目标

为了实现防火总体目标和功能目标，建筑材料、建筑构件、系统组件以及建筑方法等必须满足一定性能水平的要求。性能水平是可以量化的，在性能化设计中还将对其并行计量和分析计算。该性能目标将对建筑的防火分隔、火灾探测与报警系统、防排烟系统，甚至自动喷水灭火系统的性能提出要求。

牛牛文库文档分享2、功能目标牛牛文库文档分享813.3制定设计目标指为了实现防火总体目标，设计必须达到的性能水平，称为设计目标或性能指标，因此，设计目标是评估设计方案是否能够达到总体安全目标的最终依据。以保护生命安全为总体目标为例：

①防火安全总体目标是保护生命安全。

②功能目标为保证整个建筑物内的人员能够有充足的时间疏散到安全的地点，在疏散过程中必须保护人们不会受到热辐射和火灾烟气的危害。

牛牛文库文档分享3.3制定设计目标牛牛文库文档82

③性能目标为限制着火房间火灾的蔓延。如果火灾没有蔓延到着火房间以外，那么起火房间以外的人员就不会受到火灾热辐射和火灾烟气的影响。

④为了满足上述目标，应该制定防止着火房间发生轰燃的指标，设计小组根据房间的具体情况可能会建立一个性能指标，比如控制着火房间内烟层的温度不超过500℃。因为在这个温度下，烟层的热辐射不会点燃室内的其他物品，从而不会发生轰燃。

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③性能目标为限制着火房间火灾的蔓延。如果火灾没有蔓延到着833.4确定火灾场景每个火灾场景都应该涉及火灾特性、建筑物特性和人员特性三部分的内容。

①火灾特性具体包括火灾位置、起火源、可燃物特性，火灾增长规律等。

②建筑物特性包括建筑布局、建筑结构、建筑材料、建筑的运营管理情况、门窗的状态、通风条件、消防系统的状况以及其他环境条件等。

③人员特性包括建筑内人员的数量、人员的分布、人员的状态（睡眠或清醒）、对环境的熟悉程度、人员的类型（老人、中青年、儿童、残疾）等。

牛牛文库文档分享3.4确定火灾场景牛牛文库文档843.5建立设计火灾设计火灾（DesignFire）并不是用来描述建筑内的真实的火灾是如何发生发展的，而是用来评估在该火灾条件下防火设计方案的安全水平是否达到设计的要求，因此所选择的设计火灾应具有典型性和代表性，并应该使得所采用的防火措施具有一定的安全裕度。概括设计火灾特征的最常用方法是采用火灾增长曲线。热释放速率随时间变化的典型火灾增长曲线，一般具有火灾增长期、最高热释放速率期、稳定燃烧期和衰减期等共同特征。

牛牛文库文档分享3.5建立设计火灾牛牛文库文档853.6提出和评估设计方案应提出多个消防安全设计方案，并按照规范的规定进行评估，以确定最佳的设计方案。3.7编写性能化设计报告由于设计报告是性能化设计能否被批准的关键因素，所以设计报告需要包括分析和设计过程的全部步骤，并且编写的格式和方式应符合权威机构的要求和用户的需要。编写的报告中应包含以下内容：

①工程范围及性能化设计的内容

例如，建筑特征、人员特征、原有的防火措施、来自各方面的设计的限制条件，以及需要进行性能化设计的范围等。

牛牛文库文档分享3.6提出和评估设计方案牛牛文86

②安全目标

该部分应包括建筑业主、建筑使用方、建筑设计单位、性能化防火设计咨询单位会和消防主管部门共同认定的总体安全目标和性能目标，并说明性能目标是怎样建立的。③设计目标（性能指标）

该部分应该说明对应不同性能目标的性能指标是什么，是如何确定的，考虑了那些不确定因素，采用了哪些假设条件。

④火灾场景设计

该部分需要说明选择火灾场景的依据和方法，并对每一个火灾场景进行讨论，列出最终需要分析的典型火灾场景。

牛牛文库文档分享②安全目标牛牛文库文档分享87

⑤设计方案的分析与评估

该部分应包括：分析与评估中采用的工具、方法和参考资料，计算中的边界条件和输入参数，并说明设计方案是如何满足安全判定指标的。⑥总结

该部分是对前面所有工作的总结，应包括此次设计的内容、目标、最终设计方案、相关的假设条件或要求。

⑦单位和人员资质说明

此部分包含设计单位的名称、经营范围、设计资质，参与本设计项目的防火工程师的相关工作经历等。

牛牛文库文档分享

⑤设计方案的分析与评估牛牛88

牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享89

牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享90

牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享91性能化防火设计评估起火原因分析火焰及热分析烟及毒性分析结构框架分析人员流动分析性能化防火设计评估重点研究内容量体裁衣设计模式疏散措施防塌措施防烟措施防火措施预防措施

牛牛文库文档分享性能化防火设计评估起火原因分析火焰及热分析烟及毒性分析结构框92【小结】总之，性能化防火设计是一种新型的防火系统设计思路，是建立在诸多理性条件上的一种科学的设计方法。该方法汇集了当前建筑防火领域最先进的技术，是人们关注的最前沿、最活跃的研究领域。对那些国家和本地现行的消防技术规范和标准已有明确规定的建筑工程，和国家现行消防技术规范明令禁止的设计内容（如地下室内不能使用液化石油气等），不能使用性能化防火设计。在性能化设计的过程中还必须遵循严格的设计审核程序，实行全程监控，确保设计能达到确定的消防安全目标。

牛牛文库文档分享【小结】牛牛文库文档分享93建筑防火性能化设计思路及措施钢结构设计（构建耐火考虑）如对建筑采取防火涂料处理，达到规定耐火极限要求，防止建筑结构坍塌；内部装修设计（材料防火考虑）如限制内部装修可燃材料用量，采取阻燃、防毒材料，减小火灾荷载；外部保温设计（火灾蔓延考虑）如限制外部保温可燃材料，采取阻燃分级要求，减小火灾烟毒材料；大空间设计（建筑防火分隔考虑）如对局部高危险使用功能，采取局部防火分隔措施，智能消防水炮灭火；安全疏散设计（建筑安全疏散考虑）如缩短疏散距离，采取直通室外出口设计，对于超高层建筑，纵深地下建筑，设计防烟楼梯、消防前室、消防电梯、避难间；

牛牛文库文档分享建筑防火性能化设计思路及措施牛牛94性能化设计软件应用

牛牛文库文档分享性能化设计软件应用牛牛文库文档分95火灾荷载通常用火灾荷载密度(fireloaddensity)，也即单位建筑面积上的火灾平均荷载(J／m2)来表示。一般说，火灾荷载越大，着火时间越长，建筑遭受破坏也越严重。为了便于研究，在实际中常根据燃烧热值把某种材料换算为等效发热量的木材。例如：建筑物火灾荷载如果为1kg，那么它产生的热量就相当于1kg标准木材所产生的热量，约为188.40Mj。显然如此之大的热值会对建筑物的基础、墙、柱、梁、楼板、屋顶、楼梯、门、窗、吊顶等构件造成极大的威胁。

牛牛文库文档分享火灾荷载通常用火灾荷载密度(fireloaddensit96火灾荷载密度计算

牛牛文库文档分享火灾荷载密度计算牛牛文库文档分享97

牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享98根据美国国家标准和技术协会NFPA92B规定：

牛牛文库文档分享根据美国国家标准和技术协会NFPA92B规定：www.niu99热辐射强度计算：

牛牛文库文档分享热辐射强度计算：牛牛文库文档分享100热辐射强度计算：

牛牛文库文档分享热辐射强度计算：牛牛文库文档分享101临界烟层计算：

牛牛文库文档分享临界烟层计算：牛牛文库文档分享102

牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享103性能化安全疏散设计

牛牛文库文档分享性能化安全疏散设计牛牛文库文档分104RSET＜ASET（危险来临时间或可

用疏散时间）

牛牛文库文档分享RSET＜ASET（危险来临时间或可ww105

牛牛文库文档分享牛牛文库文档分享106安全区域指建筑物火灾时，凡能确保避难人员安全的场所，都是发生安全区域。1、安全区域的条件：（1）提供足够的避难空间；（2）保证不受烟火威胁，封闭安全区域还要求有一些通风、照明、通讯联络设施。

2、安全区域的类型：（1）建筑物以外的空旷场所；（2）封闭楼梯间、防烟楼梯间；（3）建筑物中的阳台和屋顶平台；（4）高层建筑中起火楼层下面两层以下的楼层；（5）超高层建筑中的避难层、避难间。

牛牛文库文档分享安全区域牛牛文库文107例如：某大型商场，属老城改造工程项目，总用地面积近三万平方米，商场占地140m×110m=15400m2，将两条东西走向的主要街道南北贯通。地下层为汽车库和设备用房，地上三层精品商店。为满足原使用单位的需要，三层屋顶设有六跑道400m标准运动场。根据防火分区和功能分区的需要，中部中庭在首层向南北方向延伸设置一条7.7米宽、贯穿建筑的安全疏散通道，单独划分为一个防火分区，每层围绕中庭各划分为4个防火分区。

牛牛文库文档分享例如：某大型商场，属老城改造工程项目，总用地面积近三万平方米108因该商场处于山坡地带，南北室外地坪高差为5m，一层、二层均可开设直通室外的