建筑防火設計性能化的概述

摘 要：隨著科學技術的迅猛發展，建筑工程正在朝智能化、結構化、性能多樣化和形態美學化方向發展。然而，傳統的建筑工程防火設計是按照“處方式”規范來進行的，越來越不適應現代建筑的迅猛發展。早在上個世紀80年代開始，美國開始對建筑防火安全設計法規體系進行改革，提出了制定“以性能為基礎的防火規范”的新理念。性能化設計規范為設計人員提供了便利，同時設計會更加科學合理。由于性能化防火設計的方法與傳統的“處方式”設計方法相比具有許多優越性，所以很快得到支持，被越來越廣泛的應用。

關鍵詞：防火設計；性能化；新理念

中圖分類號：TU201 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

自1980年起，世界各國相繼開展了性能化防火設計的理論研究與實踐，并取得了不同程度的進展。目前，建筑物性能化防火設計已經成為國際火災科學和火災安全工程學的前沿課題之一。

所謂性能化防火設計，是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法，是針對特定建筑對象確立消防安全目標，提出消防安全問題的解決方案，并采用被廣泛認可或驗證為可靠的分析工具和方法。它是傳統消防設計方法的一種替代辦法，描述能夠達到某種規定性能水平的設計。

建筑物性能化防火設計就是應用消防安全工程學的原理和方法進行的建筑防火設計。建筑物性能化防火設計主要利用消防工程學的手段，量化火災危險性、火災危害性和可能發生的火災，并分析評價為將火災造成的后果限定在預定的規模和危害所必須采取的經濟有效的消防安全措施。與傳統設計方法相比，其特點在于能根據具體建筑的火災發展特性來決定其消防需要。

一、性能化設計步驟

性能化消防安全設計的基本步驟：第一，確定性能化防火設計的工程范圍與內容。如了解工程各方面的信息：建筑的特征，使用功能等；對建筑的工藝特征做專門的研究：非同一般的作業區、危險物品的使用或儲存區等；了解使用者特征：年齡、智力、是否睡覺、體能狀態等因素；第二，確定消防安全總體目標、功能目標和性能目標。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值，指出了一個建筑物怎樣才能達到總體目標中所要求的社會期望的安全目標。性能目標及性能要求，是性能水平的表述，建筑材料、建筑構件以及建筑方法等通過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；第三，將定性的消防安全目標轉化為定量的性能化判據。基本判據：（1）生命安全判據。煙氣層的高度下限、溫度上限、毒性氣體的濃度上限、透過能見度下限；人員從建筑內最不利位置疏散到安全地點所需時間等；（2）結構安全判據。對建筑結構安全起至關重要作用的重點構件的承溫上限、耐火極限等；（3）環境安全判據。煙氣的濃度上限、腐蝕性燃燒生成物的濃度上限等。第四，確定火災場景。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。在建立火災場景時，應考慮的因素包括：建筑的平面布局；火災荷載及分布狀態；火災可能發生的位置；室內人員的分布與狀態等；第五，建立設計火災“熱釋放速率-時間”變化曲線。綜合考慮火災場景中各種客觀因素，確定火災載荷、火災規模的大小和增長趨勢、以及發生轟燃的可能性；第六，提出和評估設計方案。在評估過程中，許多消防安全措施的評估都是依據設計火災曲線和設計目標進行的。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。其中，在性能化設計評估過程中一些基本因素通常需要被考慮，如起火和發展；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場救助等；第七，編制報告和說明。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的全部步驟，并且報告分析和設計結果所提出的格式和方式都要符合審查機構和建筑業主的要求。

二、性能化設計現狀

從總體看，性能化設計是一個發展的方向，但就目前的技術支撐條件看，也存在一些問題。首先，社會各界對它的接受程度不一；另外，與“處方式”設計相比，性能化分析和設計過程難度較大，增加工程設計的人力投入，帶來了較高的設計成本。目前使用性能化方法更存在一些技術問題：如性能判斷標準不一致；對火災中人員的行為假設的成分過多或預測性火災模型中存在未得到很好證明或者沒有廣泛理解的局限性；設計過程常常要求專業人員在超出他們專業之外的領域工作等。但是，由于性能化消防安全設計的目的是以最經濟、有效的方法將火災的損失控制在最低限度。其設計方法具有靈活性和科學性，比傳統“處方式”消防設計具有的優點。因此，目前這種設計已成為世界各國建筑消防設計不可抗拒的潮流。

性能化防火設計與處方式設計的基本思路存在很大的差別，要使廣大建筑防火設計人員、建審人員、消防安全檢查人員熟悉并愿意采用這一新的體系，需要大力加強對各方面的有關技術人員的教育和培訓。為此，可以由政府的消防主管部門牽頭，充分發揮有關高等院校、科研院所的力量，分期、分批地對有關技術人員進行教育和培訓。例如，可以在一些大學中開設包括火災動力學、火災安全工程學、建筑防火設計、火災風險分析、人在火災中的行為、結構耐火設計等內容的課程。這樣既滿足了當前推行性能化防火設計方法的需要，也為今后制定性能化設計規范并全面開展這項全新的工作提供了技術力量。

三、結束語

總之，開展性能化防火設計及制定相應的規范是一項龐大的系統工程。目前仍有大量的基礎工作需要我們去做，希望能夠通過進一步理順有關管理體制，及時解決該方法在應用過程中出現的新問題，以使性能化防火設計工作盡快得到發展，并使其在改善我國建筑物的火災安全方面發揮更大的作用。

參考文獻：

[1]張彤.高層賓館安全疏散的性能化設計[J].消防技術與產品信息，2003（09）.

[2]劉卿.居民住宅消防管理體系研究[J].消防科學與技術，1998（11）.

[作者簡介]龔哲松（1982.09-），男，福建南靖人，工程師，碩士研究生，主要從事消防監督檢查、建筑防火設計審核、驗收等工作；蘇偉平（1981.09-），男，福建漳州人，十一級助理工程師，本科，主要從事于消防監督檢查、建筑防火設計審核、驗收等工作。