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建筑防火性能化設計方法的基本框架與特征

來源:中國幕墻網收集整理  作者:屈立軍  日期:2012-7-25
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【摘要】 總結建筑防火技術措施和防火設計發展趨勢,給出“性能化”設計方法的基本框架,論述“處方式”和“性能化”設計方法的基本特征。
【關鍵詞】性能化設計;基本框架;特征
 
  【中國幕墻網】1.建筑防火技術措施
  縱觀目前世界各國的防火方法,其防火對策分為兩類:一是預防失火,主要通過有關防火法規的貫徹執行;防火安全檢查;防火宣傳教育,提高民眾的防火意識等手段來達到目的。二是一旦失火,盡早發現,爭取初期滅火,盡可能減少人民生命財產損失。在建筑設計中,主要采取四種措施:(1)防火(爆)。在設計中破壞燃燒、爆炸條件,如裝修工程中采用非燃、難燃性建筑材料,易燃易爆場所強化通風,設置防爆電氣,使用不發火地面等;(2)避火。合理設計疏散通道、疏散設施和安全出口,為災區人員安全逃生創造條件;(3)控火。一是把火災控制在初起階段,如安裝火災自動報警、自動滅火系統,進行初期有效撲救;二是把火災控制在較小范圍,在建筑物平面和豎向劃分防火分區,在建筑物之間留有適當防火安全距離,切斷火災蔓延途徑,既可減小成災面積,又便于撲救;(4)耐火。耐火是防火設計中最后一道防線,即加強建筑結構構件的耐火穩定性,使其在火災中不致失效,尤其是不能發生整體倒塌。
  2 建筑防火“性能化”設計方法的基本框架與特征
  2.1 “處方式”與“性能化”防火設計規范的特征
  目前,世界各國的防火規范有兩種表達方式:“處方式”防火設計規范和“性能化”防火設計規范。我國現行規范《建筑設計防火規范》和《高層民用建
筑設計防火規范》就是“處方式”防火規范。所謂“處方式”防火設計規范是指,依據火災基本規律、火災科學試驗研究和經驗教訓,以“處方”的形式,對建筑防火各個方面明確規定應采取的技術措施和具體的設計參數。這些技術措施和設計參數要求設計者必須遵守,所以也稱“指令性”規范。其特征為:(1)可滿足大多數建筑工程的設計和監督需要,但不能滿足某些有特殊要求的工程的設計;(2)簡單易行,便于掌握,對使用者要求不高;(3)其使用者只需“照方抓藥”,嚴重束縛設計者的創造性;(4)不利于新技術、新材料的采用和技術進步;(5)其設計結果并非最合理的方案。
  所謂“性能化”防火設計規范是指,規范以安全性能水平的形式規定建筑需要達到的總體安全目標或分項安全目標,然后運用消防安全工程學方法和原理,從建筑物具體情況出發,對其進行評估,從而得出最優化的防火設計方案。其特征為:(1)并不規定達到某一安全目標的具體措施,設計者是一個“醫生”而不是“藥劑師”,能最大限度發揮其創造性;(2)可以更好地滿足有特殊要求的工程設計;(3)其評估方法以計算機火災模化技術、風險評估、建筑結構等工程學為基礎,所以對使用者要求更高;(4)從建筑物具體情況出發,因而其評估結論更為可靠;(5)更利于新技術、新材料的采用和技術進步;(6)其設計結果更易于得到最合理的方案;(7)更利于各項防火技術的優化組合和總體防火效果的發揮。“性能化”防火設計規范目前尚處在發展和逐步完善中,它與“處方式”防火設計規范相互補充,并可能長期共存。
  2.2 “性能化”防火設計方法的程序
  采用“性能化”防火設計規范進行防火設計的方法就是“性能化”防火設計方法。其基本程序為:
  (1)設計建筑物并采取必要的防火措施;(2)根據需要確定評估目標。評估目標主要有:(1)人員安全疏散評估。把建筑物內的人員疏散到安全區域所需時間的預測結果與所選火災場景下模擬計算的允許安全疏散時間進行對比;(2)建筑結構耐火性能評估。把建筑結構在所選火災場景下預測得到的承載力與結構的實載力進行對比;(3)防火效果評估。對所設計的建筑物在未來使用中發生火災的可能性即建筑的火災危險性進行評估,看其是否達到人們可接受的水平;(4)控火效果評估。預測所設計的建筑物在未來使用中發生火災后其蔓延成災范圍,即對建筑火災成災規模進行評估,看其是否達到人們可接受的水平;(5)爆炸危害性評估。對有爆炸危險性的工業建筑的爆炸危害性進行評估,看其是否達到人們可接受的水平;(6)火災撲救條件評估。對建筑物發生火災時的撲救條件進行評估,看其是否達到人們可接受的水平。
  “性能化”防火設計方法程序如圖1所示。從目前應用情況來看,在以上各評估模塊中,人員安全疏散評估和建筑結構耐火性能評估相對成熟,已進入應用階段,而其它模塊尚在研究中。
  2.3 人員安全疏散評估方法
  2.3.1 根據建筑物的實際情況預測建筑物內全部人員疏散到安全地點所需時間t 。(1)確定建筑物內人員數量;(2)確定建筑物內人員的身體狀況(正常/殘疾);(3)根據疏散出口、數量確定可能的疏散路線;(4)確定最不利疏散距離;(5)確定行走速度(水平、豎向);(6)確定出口通過能力;(7)計算疏散所需時間t 。

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