項目管理系統(tǒng)

當前位置：工程項目OA系統(tǒng) > 建筑OA系統(tǒng) > 項目管理系統(tǒng)

二級消防工程師考試：建筑消防性能化設計的基本程序與步驟

建筑物消防性能化試設計一般程序包括）確定建筑設計的總目標或消防安全水平及其子目標、確定需要分析的具體問題及其性能判定標準、建立火災場景、設定合理的火災和確定分析方法、進行性能化消防設計與計算分析、選擇和確定最終設計（方案）等。性能化設計過程可分成若干的過程，各步驟相互聯(lián)系，并最終形成一個整體，其步驟主要包括：確定工程范圍、確定總體目標、確定設計目標、建立性能判定標準、建立設定火災情景、建立試設計、評估試設計及性能指標判定、選定最終設計方案、完成報告編寫設計文件等。

一、基本程序

建筑物消防性能化設計的基本程序如下：

（一）確定建筑物的使用功能和用途、建筑設計的適用標準

（二）確定需要采用性能化設計方法進行設計的問題

（三）確定建筑物的消防安全總體目標

（四）進行性能化防火試設計和評估驗證

（五）修改、完善設計并進一步評估驗證確定是否滿足所確定的消防安全目標

（六）編制設計說明與分析報告，提交審查與批準

其中建筑物消防性能化試設計一般程序包括：

（一）確定建筑設計的總目標或消防安全水平及其子目標

（二）確定需要分析的具體問題及其性能判定標準

（三）建立火災場景、設定合理的火災和確定分析方法

（四）進行性能化消防設計與計算分析

（五）選擇和確定最終設計（方案）

建筑物消防性能化設計與計算分析一般應包括下列全部或其中幾項：

（一）針對設定的性能化分析目標，確定相應的定量判定標準

（二）合理設定火災

（三）分析和評價建筑物的結(jié)構(gòu)特征、性能和防火分區(qū)

（四）分析和評價人員的特征、特性以及建筑物和人員的安全疏散性能

（五）計算預測火災的蔓延特性

（六）計算預測煙氣的流動特性

（七）分析和驗證結(jié)構(gòu)的耐火性能

（八）分析和評價火災探測與報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等消防系統(tǒng)的可行性與可靠性

（九）評估建筑物的火災風險，綜合分析性能化設計過程中的不確定性因素及其處理

1.消防安全總目標

消防安全總目標可能包括人員和財產(chǎn)保護等級或者能夠提供建筑使用的連續(xù)性、古跡或文物保護和環(huán)境保護。根據(jù)業(yè)主的需要，不同工程的消防安全總目標可能互不相同，其表述方式也不盡相同。

建筑防火設計的總目標應在進行性能化設計開始之前作為設計的重點問題，由設計單位、建設單位、委托方、公安消防監(jiān)督機構(gòu)、消防安全技術咨詢機構(gòu)等共同研究確定。

建筑物的消防安全總目標一般包括如下內(nèi)容：

1）減小火災發(fā)生的可能性；

2）在火災條件下，保證建筑物內(nèi)使用人員以及救援人員的人身安全；

3）建筑物的結(jié)構(gòu)不會因火災作用而受到嚴重破壞或發(fā)生垮塌，或雖有局部垮塌，但不會發(fā)生連續(xù)垮塌而影響建筑物結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性；

4）減少由于火災而造成商業(yè)運營、生產(chǎn)過程的中斷；

5）保證建筑物內(nèi)財產(chǎn)的安全；

6）建筑物發(fā)生火災后，不會引燃其相鄰建筑物；

7）盡可能減少火災對周圍環(huán)境的污染。

建筑物的消防安全總目標視其使用功能、性質(zhì)及建筑高度而有所區(qū)別，設計時應根據(jù)實際情況在上述六個目標中確定一個或者兩個目標作為主要目標，并列出其他目標的先后次序。例如，對于人員聚集場所或旅館等公共建筑，其主要目標是保護人員的生命安全；對于倉庫，則更注重于保護財產(chǎn)和建筑結(jié)構(gòu)安全。建筑火災具有確定性和隨機性的雙重特性，無論采取什么措施，一座建筑物的消防安全總是相對的。因此，上述安全目標所反映的是與將要發(fā)生的消防投入水平相一致的相對安全水平。這實際上反映了投資方以及社會公眾的安全期望和建設投資的關系。建筑物的消防安全水平應依據(jù)現(xiàn)有規(guī)范的規(guī)定和建筑物的實際情況，由設計單位、建設單位、委托方、公安消防監(jiān)督機構(gòu)、消防安全技術咨詢機構(gòu)等共同研究確定。

確定建筑物的消防安全性能目標時，應首先將消防安全總目標進一步轉(zhuǎn)化為可量化的性能目標，包括：火災后果的影響、人員傷亡和財產(chǎn)損失、溫度以及燃燒產(chǎn)物的擴散等。

2.判定標準

設計目標的性能判定標準應能夠體現(xiàn)由火災或消防措施造成的人員傷亡、建筑及其內(nèi)部財產(chǎn)的損害、生產(chǎn)或經(jīng)營被中斷、風險等級等的最大可接受限度。

常見的性能判定標準包括：

1）生命安全標準：熱效應、毒性、和能見度等；

2）非生命安全標準：熱效應、火災蔓延、煙氣損害、防火分隔物受損和結(jié)構(gòu)的完整性和對暴露于火災中財產(chǎn)所造成的危害等。

性能判定標準是一系列在設計前把各個明確的性能目標轉(zhuǎn)化成用確定性工程數(shù)值或概率表示的參數(shù)。這些參數(shù)包括：構(gòu)件和材料的溫度、氣體溫度、碳氧血紅蛋白（COHb）含量、能見度以及熱暴露水平。人的反應，如決策、反應和運動次數(shù)在一定的數(shù)值范圍內(nèi)變動。當評估某疏散系統(tǒng)設計是否可行時，需要為計算選擇或假設合適的數(shù)值以考慮人員暴露于火災的判定標準。

一項設計目標可能需要多個性能判定標準來驗證，而一個性能判定標準也可能需要多個參數(shù)值予以支持。但并不是每一個性能目標都能達采用這種方式表達，因此，在量化時應主次有別，把握關鍵性參數(shù)。

二、設計步驟

性能化設計過程可分成若干的過程，各步驟相互聯(lián)系，并最終形成一個整體，其步驟主要包括：1.確定工程范圍；2.確定總體目標；3.確定設計目標；4.建立性能判定標準；5.建立設定火災情景；6.建立試設計；7.評估試設計及性能指標判定；8.選定最終設計方案；9.完成報告編寫設計文件。建筑物性能化消防設計基本步驟框圖如圖4-3-2-1所示。

圖4-3-2-1 建筑物性能化消防設計基本步驟框圖

1.確定工程范圍

性能化設計的第一步就是要確定工程的范圍及相關的參數(shù)。首先要了解工程各方面的信息，如建筑的特征，使用功能等。對特殊的建筑，如大空間（如中庭或倉庫），或者人員密集的商場、禮堂和運動場等要格外關注。對建筑的工藝特征也要做專門的研討，如特殊的作業(yè)區(qū)、危險物品的使用或貯存區(qū)、昂貴設備區(qū)以及零故障區(qū)等。

不同使用功能的建筑，其使用者特征也不同（如住宅建筑與商業(yè)建筑），使用者特征包括年齡、智力、是否睡覺、體能狀態(tài)等因素。

2.確定總體目標

一且確定了工程的范圍，性能化設計過程的下一步就是要確定消防安全總目標。在消防安全設計中，消防安全總體目標是一個范圍比較廣泛的概念，它表示的是社會所期望的安全水平。它們主要是用概括性的語言進行描述，通常指保護人類生命和相鄰建筑及其他財產(chǎn)安全等方面的需要。概括地說，消防安全應達到的總體目標應該是：保護生命、保護財產(chǎn)、保護使用功能、保護環(huán)境不受火災的有害影響。

功能目標是設計總目標的基礎，它把總目標提煉為能夠用工程語言進行量化的數(shù)值。概括地說，它們指出一個建筑物怎樣才能達到上述的社會期望的安全目標。功能目標通?？捎糜嬃康男g語加以表征。為了滿足這些目標，一旦功能目標或者損失目標搞清楚了，人們就必須有一個確定建筑及其系統(tǒng)發(fā)揮作用的性能水平的方法。這項工作是通過性能要求完成的。

性能要求是性能水平的表述。建筑材料、建筑構(gòu)件、系統(tǒng)、組件以及建筑方法等必須滿足性能水平的要求，從而達到消防安全總體目標和功能目標。我們不僅能夠量化這些參數(shù)，還應對其進行計量和計算。例如要求：“將火災的傳播限制在起火房間內(nèi)，在煙氣蔓延出起火房間以前通知使用者，保證疏散通道處于可使用狀態(tài)直到使用者到達安全地點”。這些要求中的每一個都涉及到建筑及其系統(tǒng)如何工作才能滿足規(guī)定的生命安全總體目標和功能目標，并且可對每項要求都可進行計量或計算。性能判定標準包括材料溫度、氣體溫度、碳氧血紅蛋白含量、能見度以及熱輻照量等的臨界值。

3.確定設計目標

該目標是為滿足性能要求所采用的具體方法和手段。為此允許采用兩種方法去滿足性能要求。這兩種方法可以獨立使用，也可以聯(lián)合使用。這兩種方法是：

1）視為合格的規(guī)定：這包括如何采用材料、構(gòu)件、設計因素和設計方法的示例，如果采用了，其結(jié)果就滿足性能要求。

2）替代方案：如果能證明某設計方案能夠達到相關的性能要求，或者與視為合格的規(guī)定等效，那么對于與上述 “視為合格的規(guī)定”不同的設計方案，仍可以被批準為合格。

該性能方法為使用消防安全工程提供了許多機會。評估替代方案的方法不是特別指定的，所以，事實上消防安全工程評估將是證明設計方案是否符合性能規(guī)范的一個主要途徑。消防安全總體目標是保護那些沒有靠近初起火災處的人員不至喪命。這很容易理解，但很難量化。為了達到這一總體目標，其功能目標之一就是為人們提供足夠到達安全地方而不被火災吞噬的時間。這就提供了更詳細的規(guī)定：即必須保護人們不受熱、熱輻射和煙氣的侵害。為了達到這一目標，其性能要求之一就是限制起火房間內(nèi)的火災蔓延。如果火災沒有蔓延到起火房間之外，那么起火房間外的人員就不會暴露于熱輻射或高溫中，他們受到煙氣影響也會大大減小。為了滿足這—性能要求，我們可以制訂防止起火房間發(fā)生轟燃的性能指標。其依據(jù)是火災蔓延至起火房間之外的情況總是發(fā)生在轟燃發(fā)生之后，上層煙氣引燃并使火災前鋒開始蔓延之時。為了滿足這一指標，工程師可能會建立一個設計目標，從而將上層煙氣溫度限制在500℃，該溫度以下不大可能發(fā)生轟燃。這就是從一個總體目標到建立一種設計標準的整個分析過程。

4.設定火災場景

火災場景是對某特定火災從引燃或者從設定的燃燒到火災增長到最高峰以及火災所造成的破壞的描述?；馂膱鼍暗慕ǜ怕室蛩睾痛_定性因素；也就是說，此種火災發(fā)生的可能性有多大，如果真的發(fā)生了，那么火災又是怎么發(fā)展和蔓延的。在建立火災場景時，我們應該考慮的因素有很多，其中包括：建筑的平面布局；火災荷載及分布狀態(tài)；火災可能發(fā)生的位置；室內(nèi)人員的分布與狀態(tài)；火災可能發(fā)生時的環(huán)境因素等。

設計火災是對某一特定火災場景的工程描述，可以用一些參數(shù)如熱釋放速率、火災增長速率、物質(zhì)分解物、物質(zhì)分解率等或者其他與火災有關的可以計量或計算的參數(shù)來表現(xiàn)其特征。

概括設計火災特征的最常用方法是采用火災增長曲線。熱釋放速率隨時間變化的“典型”火災增長曲線，一般具有火災增長期、最高熱釋放速率期、穩(wěn)定燃燒期和衰減期等共同特征。每一個需要考慮的火災場景都應該具有這樣的設計火災曲線。

5.建立試設計并評估

在該步驟中，應提出多個消防安全設計方案，并按照規(guī)范的規(guī)定進行評估，以確定最佳的設計方案。

評估過程是一個不斷反復的過程。在此過程中，許多消防安全措施的評估都是依據(jù)設計火災曲線和設計目標進行的。象增加感煙探測器或自動噴淋裝置、對通風特征的修改、變更建筑材料、內(nèi)裝修和建筑內(nèi)部擺設等因素，都在該步驟進行評估。在評估不同的方案時，清楚地了解該方案是否達到了設計目標是很重要的。

設計目標是一個指標。其實質(zhì)是性能指標（如起火房間內(nèi)轟燃的發(fā)生）能夠容忍的最大火災尺寸，這可以用最大熱釋放速率描述其特征。比如，為了達到防止轟燃發(fā)生的目標，替代方法之一可能是使用自動噴水滅火系統(tǒng)。為了保證其有效性，自動噴水滅火系統(tǒng)必須在房間到達轟燃階段以前啟動并控制火災的增長?？v覽世界上各種消防安全工程方法，下述一些基本因素總是在性能化設計評估中被充分考慮：起火和發(fā)展、煙氣蔓延和控制、火災蔓延和控制、火災探測和滅火、通知居住者和組織安全疏散、消防部門的接警和現(xiàn)場救助。

試設計完成后即可選定最終設計方案。

6.完成報告編寫設計文件

分析和設計報告是性能化設計能否被批準的關鍵因素。該報告需要概括分析和設計過程中的全部步驟，并且報告分析和設計結(jié)果所提出的格式和方式都要符合權(quán)威機構(gòu)和客戶的要求。該報告包括：

1）工程的基本信息；

2）分析或設計目標：制訂此目標的理由；

3）設計方法（基本原理）陳述：所采用的方法，為什么采用，做出了什么假設，采用了什么工具和理念；

4）性能評估指標；

5）火災場景的選擇和設計火災；

6）設計方案的描述；

7）消防安全管理；

8）參考的資料、數(shù)據(jù)。

有關性能判定標準的確定見《消防安全技術實務》第5篇第4章的有關內(nèi)容。