中庭烟气控制性能化设计

1中庭烟气控制性能化设计

重庆大学江芝芬康待民［摘要］阐述了“处方式”建筑防火设计和性能化建筑防火设计，介绍国外中庭烟气控制性能化设计方法，在此基础上探讨我国建立中庭烟气控制系统性能化设计的规范和设计指南，提出我国实现中庭性能化设计有待进一步研究和探讨的问题。

［关键词］性能化设计烟气控制中庭

0引言

由于火灾科学和计算机技术的飞速发展，使人们能够对特定建筑物的火灾过程进行模拟和分析，运用消防工程学的原理与方法进行建筑防火设计。由此产生了一种新的设计方法——“以性能为基础的设计方法”，性能化建筑防火设计是国际建筑防火领域最前沿、最先进的技术。

中庭是以大型的建筑内部空间作为核心，综合多种功能，为人们提供的一种便利、舒适、自然美妙的共享空间。由于中庭空间大、功能多、复杂化且人流量大，造成它的火灾隐患大、人员疏散困难。中庭属“大空间结构”，其内部不宜进行防烟、防火分隔，这是对传统烟气控制措施的挑战。目前，已经有许多学术论文指出我国现行的《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)中关于中庭的烟气控制系统设计的粗糙、不合理性。我国目前尚没有一套较完善、科学的法规来管理中庭烟气控制系统的设计。本论文在引入性能化建筑防火设计的基础上，综述国外中庭烟气控制系统设计方法，根据中庭的“大空间结构”特点，探讨如何实现我国中庭烟气控制系统性能化设计。

1“处方式”建筑防火设计与性能化建筑防火设计

11“处方式”建筑防火设计

“处方式”建筑防火设计是设计人员按照传统规范条文所规定的设计参数和指标，结合设计者本人的实践经验，从而制定出符合规范要求的防火设计方案。传统的防火设计规范对各类工程的防火设计参数和指标都作了逐一对应的规定，设计者可以“对方抓药”似的选定，一旦设计中遇到“超越”规范的难题，往往只能召开“专家会诊”会，凭借多数专家的经验来解决设计中的困难。“处方式”防火规范的弊病在于：对设计参数指标的规定过于具体，限制了设计的灵活性，面对功能、结构、装饰日益复杂的建筑物，无法据此“因物制宜”设计出科学的、合理的、经济的消防安全系统方案，同时限制了消防方法的创新与发展。

12性能化建筑防火设计

从二十世纪八十年代开始，国外提出了“以性能为基础的防火设计——Fire/LifesafetyPerformanceBasedSystemDesign”新概念，并开始对传统沿用的“处方式”的建筑防火设计法规体系进行改革，提出制定“以性能为基础的防火规范”的新思路。性能化防火规范只对建筑物要达到的消防安全目标、性能要求和设计时所需遵循的原则、方法等进行规定。

性能化设计的步骤一般包括：根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况确立消防安全目标和可量化的性能要求；分析建筑物内部可燃物、人员等情况，确定性能指标和设计指标；建立火灾场景和设计火灾；选择分析计算的方法；对设计初步方案进行安全评估、确定设计方案并编写设计报告。2国外中庭烟气控制性能化设计

21发展概况

中庭烟气控制作为大空间建筑消防安全系统设计的一个重要方面，细化研究中庭烟气控制的性能化设计是构成消防安全系统性能化设计的基础。美国在二十世纪九十年代初实施消防安全系统性能化设计的理论，对于中庭烟气控制系统设计已摒弃八十年代的体积换气次数法。1991年美国消防协会“商业街、中庭及大空间烟气控制系统设计指南NFPA92B”规范的制定，设计者开始采用预测中庭烟层界面的方法进行中庭烟气控制的性能化设计，这样克服了体积换气次数法的不合理：对大空间，计算的排烟量过大，不经济；而对于中小体积空间其值则偏小，达不到安全烟气控制预期目的。美国国家建筑管理规范(BOCA)从1993年BOCA1993a、BOCA1993b到1996年BOCA规范修订，逐步采纳和实现中庭烟气控制的性能化设计。美国建筑统一指导规范(UBC—ICBO)在1994年修订时，也全面采纳了性能化设计的方法。NFPA92B分别在1995年、1997年和2000年进行了修订，使中庭烟气控制性能化设计逐步完善。以下简要介绍NFPA92B规范中烟气控制性能化设计步骤。22性能化设计步骤

一、确定火灾强度Q(kW)

有两种火灾模型：稳定火灾和非稳定火灾可供选择。

1稳定火灾

放热量为常数的火灾定义为稳定火灾。规范中给出了每单位着火面积的放热量：对限制可燃物的中庭取225kW/m2；未限制可燃物的中庭取500kW/m2。一般假定着火面积为9.3m2，同时考虑中庭实际火灾隐患和过渡燃料情况，着火面积适当取大，最大可取为50m2。

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