探討性能化建筑防火設(shè)計優(yōu)勢

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摘要：通過對性能化設(shè)計和“處方式”設(shè)計方法的比較，闡述了性能化設(shè)計的意義，分析“處方式”設(shè)計的不足，論述性能化設(shè)計的必要性，并提出了對性能化設(shè)計方法的應(yīng)用和發(fā)展性能化規(guī)范的建議。

　　關(guān)鍵詞：建筑防火；處方式設(shè)計；性能化設(shè)計 　　我國傳統(tǒng)的建筑設(shè)計防火規(guī)范主要有《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》等。這些規(guī)范中對建筑設(shè)計的各個環(huán)節(jié)的防火要求，從技術(shù)指標到具體做法都作了具體的規(guī)定。但針對具體建筑物要達到的總的安全目標則不予要求，也不進行評估。筆者暫且將此種設(shè)計方式稱為“處方式設(shè)計”.長期以來，“處方式”設(shè)計使建筑設(shè)計人員有法可依，有章可循，對于增強建筑物的防火安全，減少火災(zāi)損失發(fā)揮了巨大的作用，而且，今后一時期還會繼續(xù)發(fā)揮作用。 　　但是隨著社會的進步，在現(xiàn)代建筑中，新材料不斷的開發(fā)和運用，工程技術(shù)日趨復雜化和多樣化，新的設(shè)計思想層出不窮，這種設(shè)計方法越來越難以適應(yīng)現(xiàn)代建筑所表現(xiàn)出的“形式多樣、功能復雜”的特點，使建筑防火設(shè)計難以符合“適用、安全、經(jīng)濟、美觀”的方針。“性能化設(shè)計”方式的提出為設(shè)計人員提供了一種更加靈活而有效的設(shè)計選擇。 　　一、“處方式”防火設(shè)計規(guī)范中存在的不足 　　在“處方式”防火設(shè)計規(guī)范中，對建筑物進行了分類，并按有關(guān)消防安全的要求，對每項設(shè)計都詳細規(guī)定具體的參數(shù)和指標。例如建筑物的耐火等級、防火間距、防火分區(qū)、裝修材料的選用與控制、安全疏散、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報警裝置、室內(nèi)外消火栓系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)及其他滅火設(shè)施的設(shè)置等。設(shè)計人員可根據(jù)建筑物的形式，結(jié)合自身的實踐經(jīng)驗，從規(guī)范中直接選定與該建筑物相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)和指標。 　　然而，每座建筑的結(jié)構(gòu)、用途及內(nèi)部可燃物的數(shù)量和分布情況都不一樣，其居住者或使用者的條件也存在很大差異。 　　因此按照這種統(tǒng)一給定的設(shè)計參數(shù)做出的設(shè)計方案，并不一定是最科學、最合理、最有效的方案。同時由于“處方式”設(shè)計規(guī)范對設(shè)計參數(shù)的規(guī)定過于具體，限制了設(shè)計的靈活性，使設(shè)計者的技術(shù)才能難以充分發(fā)揮。總的來說，“處方式”設(shè)計規(guī)范主要存在以下不足： 　　一）具體規(guī)定的技術(shù)數(shù)據(jù)與日益擴大的建筑規(guī)模不相適應(yīng)以防火分區(qū)為例，其面積的劃定已明顯不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的發(fā)展對建筑防火安全工程設(shè)計的要求?，F(xiàn)行消防技術(shù)規(guī)范的一個主要思路就是發(fā)生火災(zāi)時，通過人為規(guī)定的防火分區(qū)把火災(zāi)限制在一個較小的區(qū)域內(nèi)。根據(jù)不同建筑物的性質(zhì)，明確規(guī)定了劃分防火分區(qū)的面積標準。這對我國二十世紀六七十年代的小規(guī)模生產(chǎn)廠房來說是合適的，但對現(xiàn)代化的大規(guī)模生產(chǎn)已明顯不合理。事實上，傳統(tǒng)的“處方式”防火設(shè)計規(guī)范不可能覆蓋所有建筑的要求，對于“超規(guī)”建筑的設(shè)計方案，“處方式”設(shè)計規(guī)范更顯得力不從心。 　　二）單獨設(shè)防，缺乏系統(tǒng)的綜合考慮不同的建設(shè)單位對投資建設(shè)的項目都有自己的特殊要求，不同的工程項目也有不同的內(nèi)部功能、使用要求和建設(shè)標準?，F(xiàn)行的“處方式”防火設(shè)計規(guī)范常常要求建筑物所有者在建筑耐火結(jié)構(gòu)、防火分區(qū)、消防給水、火災(zāi)監(jiān)控、防排煙等方面都付出較大投資，而未能將各個單一的防火滅火設(shè)施的作用統(tǒng)一綜合考慮，結(jié)果造成消防技術(shù)效能判定的片面性和投資的極大浪費。 　　三）未能很好地考慮建筑物的環(huán)境條件和社會因素的影響盡管“處方式”設(shè)計規(guī)范是由非常詳細的條目構(gòu)成的，但是對于同一類但又不盡相同的具體建筑來說，這種規(guī)范的規(guī)定仍然過于籠統(tǒng)。因此，按照該規(guī)范的要求進行設(shè)計時，就很可能出現(xiàn)對一部分建筑物的要求過嚴而對另一部分建筑物要求過寬的情況，無論從安全上還是從經(jīng)濟上說都是不合理的。 　　現(xiàn)行“處方式”防火設(shè)計規(guī)范的另一弊端是：將建筑物按照其使用性質(zhì)和高度進行劃分，并分別設(shè)防，而沒有考慮該建筑物周圍的環(huán)境因素（如距離消防站的遠近）和該地區(qū)乃至該建筑物內(nèi)部人員的生理、體能和是否經(jīng)過專業(yè)消防培訓等素質(zhì)的差異。對于建筑物的不同的周圍環(huán)境，所采用的對策應(yīng)該是不一樣的。即便是同樣的周圍環(huán)境，也要考慮建筑物所在地的社會因素帶來的影響。我國幅員遼闊，各地條件可謂“參差不齊”,采用“處方式”防火設(shè)計規(guī)范是很難達到全面、可靠、安全的效果的，而采取性能化的設(shè)計方法，則可靈活地確定各項規(guī)定，從而實現(xiàn)更可靠的防火安全。 　　四）不利于新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料的推廣使用現(xiàn)代科學技術(shù)飛速發(fā)展，新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，尤其是計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上推動著消防技術(shù)的發(fā)展，但也表現(xiàn)出它們的很多正常要求與現(xiàn)行的“處方式”設(shè)計規(guī)范之間存在沖突。隨著建筑技術(shù)的進步和建筑藝術(shù)的發(fā)展，在建筑物的結(jié)構(gòu)、形式、造型等方面都對傳統(tǒng)的模式進行了大的突破和創(chuàng)新，建筑物的功能越來越復雜和綜合化。在這種情況下，“處方式”的防火設(shè)計規(guī)范已很難滿足建筑防火設(shè)計的需要。以明細表的方式規(guī)定建筑的設(shè)計要求，容易造成設(shè)計方法的千篇一律，限制了建筑物的功能，也限制了設(shè)計人員創(chuàng)作的自由度。另外，新型大型建筑物的火災(zāi)風險性和火災(zāi)危害性均有所增大，從而對建筑的防火設(shè)計提出了新的要求。消防技術(shù)與產(chǎn)品的發(fā)展為現(xiàn)代建筑設(shè)計提供了新的防火手段。新型防火建筑材料、構(gòu)件以及消防設(shè)備和系統(tǒng)的出現(xiàn)，為建筑防火設(shè)計提供了新思路。這些都為增加建筑防火設(shè)計方案選擇的靈活性和多樣性提供了條件，而這些方面的實現(xiàn)在某種程度上仍受到現(xiàn)行的“處方式” 　　設(shè)計規(guī)范的制約。因此，依據(jù)現(xiàn)行的“處方式”設(shè)計規(guī)范進行防火安全設(shè)計已不能滿足時代發(fā)展的要求。 　　二、推行性能化設(shè)計的必要性 　　建筑防火性能化設(shè)計是通過對隨機建筑的綜合防火性能評定，設(shè)計出特定的符合該建筑的防火安全系統(tǒng)模式，以實現(xiàn)火災(zāi)時，保證該建筑物內(nèi)的人員生命安全和有效控制財產(chǎn)損失的總目標。建筑防火性能化設(shè)計方法是建立在消防安全工程學基礎(chǔ)上的一種新的建筑防火設(shè)計方法，它運用消防安全工程學的原理和方法，根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、用途、內(nèi)部裝修、火災(zāi)荷載等的具體情況，南設(shè)計者根據(jù)建筑物的各個不同的空間條件、功能條件及其他相關(guān)條件，自由選擇為達到消防安全目的而采取的各種防火措施，并將其有機地組織起來，構(gòu)成該建筑物的總體防火安全設(shè)計方案，然后對建筑火災(zāi)危險性和危害性進行定量的預(yù)測和評估，從而得出最優(yōu)化的防火設(shè)計方案，為建筑物提供最合理的防火保護。 　　一）推行建筑防火性能化設(shè)計是適應(yīng)社會發(fā)展的客觀需要隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，超高層建筑、大型商場、地下建筑、大型娛樂游藝場所等大量涌現(xiàn)，火災(zāi)形勢越來越嚴峻，群死群傷重、特大惡性火災(zāi)事故時有發(fā)生，現(xiàn)行消防技術(shù)規(guī)范不能涵蓋上述建筑的所有消防安全要求，已不適應(yīng)社會經(jīng)濟快速發(fā)展的要求。雖然《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》（以下簡稱《高規(guī)》）第1.0.5條提出“當高層建筑的建筑高度超過250m時，建筑設(shè)計采取的特殊的防火措施，應(yīng)提交國家消防主管部門組織專題研究、論證”的應(yīng)對方法，但由于研究、論證、審批周期長，不適應(yīng)現(xiàn)代社會高效率、快節(jié)奏的發(fā)展要求，難以滿足我國加入WTO以后市場經(jīng)濟發(fā)展的需要，不符合WTO國際規(guī)則。所以，推行完善、高效、適應(yīng)建筑發(fā)展需求的防火性能化設(shè)計規(guī)范或性能化設(shè)計方法是解決前述規(guī)范中存在的不合理現(xiàn)象和上述類似問題的根本出路。 　　二）推行建筑防火性能化設(shè)計是豐富建筑藝術(shù)、推廣新技術(shù)的最佳途徑采用現(xiàn)行規(guī)范進行建筑設(shè)計禁錮了建筑師的創(chuàng)新思維。 　　而防火性能化設(shè)計則只需要規(guī)定該建筑物應(yīng)達到的安全性規(guī)定的性能要求，建筑物應(yīng)具備的性能要求的特征參數(shù)或者指標，建筑師在設(shè)計時擺脫了規(guī)范條條框框的禁錮，更能充分施展設(shè)計才能，大膽進行創(chuàng)新，設(shè)計出更有人情味、更富理性的優(yōu)秀建筑藝術(shù)作品。同時，在建筑設(shè)計中，也可大力推廣應(yīng)用技術(shù)成熟的消防新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，從而進一步推動科學進步和技術(shù)革新的步伐。 　　三）推行建筑防火性能化設(shè)計是建筑設(shè)計方法發(fā)展的必然趨勢以火災(zāi)性能為基礎(chǔ)的性能化設(shè)計方法已成為世界各國建筑界與消防界的共識，目前，已有不少國家實行了防火性能化設(shè)計規(guī)范。如澳大利亞于1996年頒布了性能化建筑防火設(shè)計規(guī)范《Building Code of Australia）（BCA一96），該規(guī)范于年7月1日起在該國各洲推行。美國于2001年發(fā)布了《國際建筑性能規(guī)范》和《國際防火性能規(guī)范》。目前，英國、法國、日本、加拿大、新西蘭、瑞典、荷蘭、西班牙、國際標準組織（ISO）、國際建筑研究與文獻研究委員會（CIB）等多個國家和國際組織采用了性能化規(guī)范或性能化設(shè)計方法。我國也于年開始了相關(guān)研究，但發(fā)展較慢，目前已遠遠落后于部分發(fā)達國家。 　　三、推行建筑防火性能化設(shè)計過程中需要解決的問題 　　一）建立火災(zāi)場景模型進行建筑防火性能化設(shè)計，首先必須對要進行設(shè)計的建筑的防火性能進行評估，評估的主要內(nèi)容包括： 　　（1）起火原因分析； 　?。?）火焰/熱分析（建筑物通過主動和被動保護措施限制火災(zāi)在其空間和隔件中）； 　　（3）煙/氣分析（建筑物維持選定空間可生存條件規(guī)定時間的能力）； 　?。?）結(jié)構(gòu)框架分析（結(jié)構(gòu)框架針對未受限制火災(zāi)避免不可接受的變形或倒塌）； 　　（5）人員流動分析（人員在建筑物內(nèi)流動或到達安全地點所需時間）。而這些評估的準確性依賴于火災(zāi)場景模型的科學性與相關(guān)參數(shù)的精確程度，只有建立了科學、精確的火災(zāi)場景模 型，才能保證建筑防火性能化設(shè)計的客觀、科學，才能脫離人為主觀因素的影響。 　　二）不得隨意改變建筑物的用途用性能化防火設(shè)計的建筑物是根據(jù)其使用性質(zhì)和功能，在保證其防火安全的前提下通過模擬計算得出的，所以其使用性質(zhì)和功能應(yīng)是特定的。如果要改變建筑物用途，則必須對該建筑物的防火性能嚴格按新功能要求進行復核，如果不能達到新功能應(yīng)有的防火性能要求，則應(yīng)通過增設(shè)消防設(shè)施或改變設(shè)計等方法來提高其防火性能，直到符合消防安全要求為止。若仍達不到新功能所應(yīng)有的防火性能要求，則該建筑物的用途改造不能成立。 　　三）加強對建審人員的培訓與考核我國現(xiàn)有建筑防火審核人員的文化素質(zhì)、技術(shù)水平參差不齊，而防火性能化設(shè)計規(guī)范技術(shù)性強，推行性能化設(shè)計，要求建審人員具備更高的技術(shù)水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)，這就要求對現(xiàn)有建審人員進行培訓和考核，嚴格落實崗位責任制，并建立健全優(yōu)勝劣汰的競爭激勵機制，讓他們樹立一種憂患意識、職責意識，督促他們不斷學習，了解、掌握消防新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，不斷充實和提高業(yè)務(wù)能力和技術(shù)水平，以更好地投入到建筑火災(zāi)預(yù)防工作之中，為社會主義經(jīng)濟建設(shè)保駕護航。 　　四、結(jié)束語 　　性能化消防設(shè)計已成為世界建筑消防設(shè)計發(fā)展的必然趨勢，它的發(fā)展將大大促進消防安全設(shè)計的科學化、合理化和成本效益的最優(yōu)化，并將產(chǎn)生十分重大的社會效益和經(jīng)濟效益。 　　據(jù)日本方面的統(tǒng)計，采用性能化方法進行消防設(shè)計的建筑正在逐年增加。我國也應(yīng)該加快性能化規(guī)范及配套技術(shù)的研究步伐，充分發(fā)揮性能化設(shè)計的優(yōu)越性。今后應(yīng)從以下幾個方面入手，促進性能化設(shè)計技術(shù)的發(fā)展：（1）加強各種火災(zāi)預(yù)測模型和火災(zāi)風險評估模型的研究，拓展性能化設(shè)計方法的應(yīng)用空間。（2）加強新材料、新技術(shù)的研究，規(guī)范材料性能參數(shù)，建立和完善消防數(shù)據(jù)庫，提供準確的性能化指標，為性能化應(yīng)用積累基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。（3）深入研究火災(zāi)規(guī)律、火災(zāi)情況下建筑內(nèi)人員逃生規(guī)律和構(gòu)件變化規(guī)律，為各種火災(zāi)模型的建立提供堅實的理論依據(jù)，并拓展計算機技術(shù)在消防中的應(yīng)用。（4）積極向建筑設(shè)計師和建筑管理人員介紹性能化設(shè)計方法，使他們認識、理解并自覺接受性能化設(shè)計方法。（5）出臺可操作性強的性能化設(shè)計指南，使建筑設(shè)計師能盡快地掌握性能化設(shè)計方法。（6）制定性能化消防設(shè)計規(guī)范，為性能化設(shè)計方法的應(yīng)用提供法律依據(jù)。