以性能为基础的建筑防火设计探讨

　本文摘要：一、章节 目前，我国建筑防火设计是依据有关《规范》展开的，这种设计被称作规范化设计。随着社会的变革，这种设计方法更加无法适应环境现代建筑所展现出出有的形式多样、功能简单的特点。从80年代开始，国际建筑界和火灾科研界有数许多学者在提倡性能化防火设计也可称作火灾安全性工程设计法。 这种设计方法不仅可使建筑物的防火设计更加合理，而且，需要节约大量的消防投资费用，使火灾预防方案更加科学、经济。 二、性能化设计方法的必要性和步骤 经济大大发展，火灾是不免的。

一、章节　　目前，我国建筑防火设计是依据有关《规范》展开的，这种设计被称作规范化设计。随着社会的变革，这种设计方法更加无法适应环境现代建筑所展现出出有的形式多样、功能简单的特点。从80年代开始，国际建筑界和火灾科研界有数许多学者在提倡性能化防火设计也可称作火灾安全性工程设计法。

这种设计方法不仅可使建筑物的防火设计更加合理，而且，需要节约大量的消防投资费用，使火灾预防方案更加科学、经济。　　二、性能化设计方法的必要性和步骤　　经济大大发展，火灾是不免的。增加火灾及其损失每一项的设计方案都不是完美无缺的。

我们只是在找寻一个更加科学，更加合理的方案。实践证明，性能化设计在现阶段是较为灵活性合理的一种设计方法，更加适应环境现代建筑发展的必须。　　（一）现代建筑的发展趋势的特点：　　外观体量的可观化、摩天化，表明了现代建筑的壮丽和神秘，各类功能场所在一起，联合构成一个建筑群，甚至一个超大规模的建筑物，建筑高度大大升高，这给消防消防车的登临作业、内攻打侦查、火场供水等都带给了不少艰难。

结构外壳的轻灵化、通透化，创意了现代建筑的风格与形象；精致的钢结构使建筑的跨度减小，荷载增加；玻璃或金属的幕墙的运用使建筑外形日益流畅。但这些却都导致建筑的耐火等级的减少，建筑构件的耐火无限大的延长，也导致线脚屏蔽隔开无法实行。

内部环境的互融化，智能化，非常丰富了现代建筑的情趣和内涵，花园式室内庭院；集中控制的楼宇设施，将整个建筑融为一体，灵秀生辉，产生充满著韵味的空间人组，流露出舒适度和全线贯通的感觉。但是传统的建筑防火分区的措施无法实施，火灾的烟囱更为艰难。

　　现代建筑发展的趋势迫切要求有与之相适应设计方法的经常出现。　　（二）性能化设计的几个步骤　　性能化设计的主要目的在于解决问题某些现代建筑设计方案多达《规范》原作拒绝的问题。主要步骤有：　　1.屏蔽安全性目标　　屏蔽安全性目标是安全性系统最后不应超过的总体效果，安全性目标中还包括两个更为明确的项目性能目标和性能标准。

性能目标是消防系统必需符合的建筑物在屏蔽、消防车等方面的明确拒绝。性能标准更为分析，它是指单个消防设备或整个系统的有关技术指标，性能标准所获取的临界值可以在设计方案中作为计算出来数据用于。　　2.建筑物内部的可燃物、人员等的明确特征，并确认设计指标。

　　3.创建火灾场景模型。　　该过程牵涉到到防火设计中一些十分关键的问题，如点燃源性状、发生爆炸点方位、可燃物种类、火灾荷载、建筑布局等，该过程同时应当得出火灾试验及计算出来过程必须的技术条件。

　　4.自由选择分析计算方法　　5.制订设计方案并展开评估　　6.对设计方案展开审查，并最后确认设计方案　　总之，性能化防火设计和性能化屏蔽规范是建筑消防设计的发展趋势，要大力开展对火灾安全性工程学的研究，研究限于于建筑工程设计的消防评估方法和评估模型，研发计算机设计软件，为逐步创建和完备性能化防火设计创造条件。　　三、性能化设计的火灾安全工程理论基础　　建筑工程消防设计还包括：总平面设计、屏蔽隔开和建筑构造、安全性撤离、消防自来水和相同消防车系统、采暖通风和以防烟囱及电气等内容。　　要创建火灾场模型，也是必需基于火灾自燃理论及火灾中烟气的流动理论。

下面仅有以安全性撤离的火灾安全工程理论为代表，对火灾安全工程理论加以详细解释。　　（一）火灾中的释热速率　　释热速率时回应火灾发展的一个主要参数。　　Q=mH（Kj/s）　　式中：自燃速率因子　　m可燃物质量自燃速率（Kg/s）　　H该可燃物的热值（Kj/Kg）　　一般指出，应该通过实验来了解典型物品的火灾自燃特性，据此估算特定火灾中的释热速率。因此尽量以全尺寸火灾试验来对这些参数展开研究。

　　（二）火灾烟气产生的特性　　火灾烟气是一种混合物，由于它的减光性、毒性和高温的影响，使得烟气对火灾中受困人员生命的威胁仅次于。　　1.火灾烟气的来源　　火灾烟气一般源于：　　1）可燃物浸渍或自燃产生的气相产物　　2）由于卷吸而转入的空气　　3）多种微小液体颗粒和液滴　　2.烟气的减光性　　烟气的减光性一般根据测量一定光束穿越烟场后的强度衰败值来确认。设I0位易光射门进长度等价的空间的强度，I为射向强度，其比值I/IO沦为该空间的透射率。

入射虑倒数的常用对数沦为烟气的光学密度。即：　　D=lg（I0/I）　　而单位长度光学密度：D0=lg（I0/I）　　根据BeerLambert定律：　　I=I0exp（-KC）　　式中：KC减光系数　　KC=-ln（I/IO）/L　　KC=2.303D0　　由于烟气的减光性的起到，人们在有烟场合下的能见度必定上升。

烟气的减光性对人员的安全性撤离包含严重威胁。　　3.烟气的毒性　　火灾中具备毒性的烟气，最广泛的是CO。火灾中丧生人员一般是CO中毒。还有许多高分子聚合物的自燃释放出来有毒气体。

火灾中氧气仅有是一种类似情况，并不少见。烟气的毒性不仅来自气体，也来自悬浮固体颗粒和导电烟尘粒子上的物质。

　　4.烟气的高温　　一般烟气具备较高的温度。人在高温下个人忍受无限大时间：5-10分钟。

但目前火灾危险性评估数据为：一段时间内倒数曝露的安全性温度为：65100℃。　　（三）烟气的流动　　根据流体的特性，流动烟气的宽度一般相等空间的宽度。由烟气流动的质量守恒可得：　　Q=Bhywsy（m3/s）　　式中：Q空间流动烟气的体积流量　　B空间宽度（m）　　hy烟层厚度（m）　　wsy烟气水平流动速度（m/s）　　wsy=Q/Bhy　　由力学均衡式得：　　（ky）ghy=（ywsy）/2　　式中：k空间的冷空气密度　　y空间的烟气层的平均值密度　　换算系数　　（ky）ghy=y/2*（Q/Bhy）2　　由实验得=0.9　　hy=0.9[（273+tk）/（tytk）]1/3*（Q/B）2/3　　式中：Q空间烟气的平均值流动速度（m/s）　　tk空间的冷空气的温度（℃）　　ty空间流动的烟层的平均温度（℃）　　四、火灾模型在性能化设计中的应用于　　在火灾安全工程理论的基础上，我们可以结合实际的建筑物，创建火灾模型，用工程学的方法加以解析，获得科学合理的设计参数。

　　近年来早已研发的火灾模型有许多中，但设计方向大体有两个。一是采行既定的设计方案，按一定的程序展开设计，然后对计算结果展开评价。二是调用人员及建筑物在火灾时的反应状况，对设计结果展开估计。后者的设计方向更为理想化，但因为火灾场景的原作数据较为难以确定，现有数据的数量也比较较较少，而且现阶段已确定的数据，可靠性没确保。

建筑火灾的实际情况也不尽相同，所以在现阶段，这种设计方法较难构建。因此，就其可行性而言，一般搭配既定的工程学设计方法，根据建筑物的实际情况加以计算出来，并对结果的安全性展开评价。

　　五、我国性能化设计的现状及前景　　《低规》第1.0.5条：当高层建筑的建筑高度多达250m时，建筑设计屏蔽应付类似的屏蔽设施展开专题研究，并不应递交国家消防主管部门的组织专题研究论证。就是针对现代建筑摩天简化的特点而明确提出的。而专家论证的本质就是一种性能化设计。

我国自90年代以来，摩天大楼在各大城市如雨后春笋般悄悄照亮；火车站、飞机场和大型集贸市场等大空间建筑层出不穷；智能建筑也在一些繁盛地区大大蓬勃发展。但消防法规的建设却变得迟缓。

所以现阶段我国的建筑行业急迫地呼唤消防设计的改革。在我国，此项工作大体可分成以下三个步骤前进：　　用现有的规范对等价的建筑做出符合规范的消防设计，而后，在规范化设计的基础之上，对既定的设计参数和设计方案，运用工程学理论加以断定。所以第一步骤可以称作规范化设计和性能化设计的融合。

　　以工程学理论为指导，对指令性规范做出合理的改动，制订性能化规范。如前所述，对火灾场景的原作在现阶段还无法构建，对于模型的创建不能是向按部就班的方向发展，制订一部以性能为基础的规范还是有适当的。　　通过计算机这一工具，创建火灾场景模型。

要创建火灾场景模型，其工作量十分艰巨。所以必需有数据库来反对，而且，其中的数据也必需具备一定的可靠性。　　六、结束语　　本文中所提及的性能化设计，也仅限于民用建筑，防止了建筑防火设计的先天不足，减低了日后屏蔽工作的压力；火灾场景模型的创建，为将来的火灾调查工作奠下了基础；火灾蔓延到的场景预期，也为消防车预案的制订获取了参照。性能化设计将消防工作一体化，确实的做：防止居多，防消融合！.。

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