建筑物性能化消防设计方法及其应用情况

                       
    摘要：从性能化设计与“处方式”设计比较出发，介绍了性能化消防设计方法的概念和流程、建筑物性能化消防设计的内容，以及国内外性能化设计的应用概况，指出了在性能化设计方法的推行中所遇到的一些困难，并提出了对性能化设计方法在消防设计中应用的展望和我国如何发展性能化规范及其配套技术的建议。

     关键词：性能化设计；处方式设计；消防设计；火灾模型   

1  前言
    如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃，那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。   
               
    消防设计目前有两种设计思想，一种是传统的“处方式设计方法”，其基于场所类型进行设计考虑；另一种是“性能化设计方法”，它立足于危害分析及火灾假想，对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。
               
    由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性，所以很快成为建筑防火的一种新理念，并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流，受到许多发达国家和发展中国家的高度重视，得到越来越广泛的应用。
2  性能化消防设计的概念
    性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法，它运用消防安全工程学的原理与方法，根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况，由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件，自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施，并将其有机地组合起来，构成该建筑物的总体防火安全设计方案，然后用已开发出的工程学方法，对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估，从而得到最优化的防火设计方案，为建筑结构提供最合理的防火保护。
    与“处方式”设计相比较，性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”，而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证，能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果，比较起来，性能化设计方案具有设计成本有效性，设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。
               
    性能化消防设计的两个关键点，第一是确认危害，第二是明确设计目标。具体来说，它针对建筑物的特点，建筑物内人员特点，建筑物内部操作方式，建筑物外部特征，消防灭火组织特点等。从而针对每种危害或者每个设计区域选择设计方法及评估方法。这种设计方法突破了传统设计针对建筑物结构类型、相应的层高及面积的限制，同时提供了更加灵活而有效的设计选择性。
               
    性能化消防设计包括确立消防安全目标，建立可量化的性能要求，分析建筑物及内部情况，设定性能设计指标，建立火灾场景和设计火灾，选择工程分析计算方法和工具，对设计方案进行安全评估，制定设计方案并编写设计报告等步骤。在设计过程中，需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析，并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算，因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大，往往需要采用计算机火灾模拟软件等分析和计算工具。
3  性能化消防设计的流程
                              
    性能化设计利用火灾科学和消防安全工程建立设计指标，评估设计方案；并利用火灾危害分析和火灾风险评估建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数(如人在火灾中的行为和反应)进行定义的工程过程。
4  建筑物性能化消防设计的内容
    建筑物的性能化消防设计主要包括两个方面的设计内容：一是保证建筑内人员安全疏散的性能设计，二是保证建筑构件耐火的性能设计。
                      
    人员安全疏散的性能设计是从建筑内人员安全方面进行考虑的，通过综合考虑各种火灾因素对人员逃生的影响，采用性能化的设计方法来保证建筑物内人员的火灾安全性，从而防止人员伤亡。其性能化的设计准则是：烟层下降高度和烟气浓度达到人不能忍耐的时间大于人员安全疏散所需的时间。
             
            构件耐火的性能化设计是从建筑物的稳定性方面进行考虑的，通过分析建筑构件在火灾中的反应，采用性能化的设计方法来保证建筑物结构的火灾稳定性，从而防止建筑物的倒塌。其性能化设计准则是：火灾持续时间小于构件的耐火时间。

             5  国内外性能化设计应用概况 
              自20世纪80年代英国提出了“以性能为基础的消防安全设计方法”(performance——based fire safety
            design
            method，以下简称性能化防火设计)的概念以来，日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防性能化设计技术和方法的研究，南非、埃及、巴西等发展中国家也都纷纷开展了这方面研究工作。世界各国都在积极推行性能化设计方法的应用，并取得了巨大成就。
             
            英国于1985年颁布了第一部性能化防火规范，包括防火规范的性能化修改，新规范规定“必须建造一座安全的建筑”，但不详细确定应如何实现这一目标。
            
            新西兰1991年的建筑法案对建筑监督立法体系进了彻底调整，于1992年发布了性能化的《新西兰建筑规范》，新规范中保留了处方式的要求，并作为

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