第三章 建筑消防性能化設(shè)計方法與技術(shù)要求

第一節(jié) 消防性能化設(shè)計的適應(yīng)范圍

　　建筑消防性能化防火設(shè)計，是指根據(jù)建設(shè)工程使用功能和消防安全要求，運用消防安全工程學(xué)原理，采用先進適用的計算分析工具和方法，為建設(shè)工程消防設(shè)計提供設(shè)計參數(shù)、方案，或?qū)�建設(shè)工程消防設(shè)計方案進行綜合分析評估，完成相關(guān)技術(shù)文件的工作過程。從事性能化設(shè)計評估的單位和個人開展性能化設(shè)計評估，公安消防機構(gòu)對性能化設(shè)計評估應(yīng)用實施監(jiān)督管理。

　　一、概述

　　近年來，建筑消防性能化設(shè)計已成為國際上火災(zāi)科學(xué)研究的重點。國內(nèi)外研究成果和實踐經(jīng)驗表明，建筑消防性能化設(shè)計方法是一種先進、有效、科學(xué)、合理的防火設(shè)計方法，特別是在解決大型復(fù)雜建筑物的防火設(shè)計問題方面，彌補了依據(jù)傳統(tǒng)的規(guī)范標準進行設(shè)計的不足。

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　　對建筑進行消防安全性分析并進行性能化設(shè)計，針對特定的建筑對象建立消防安全目標和消防安全問題的解決方案，采用被廣泛認可或被驗證為可靠的分析工具和方法對建筑對象的火災(zāi)場景進行確定性和隨機性定量分析，以判斷不同解決方案所體現(xiàn)的消防安全性能是否滿足消防安全目標，從而達到合理的消防安全設(shè)計目的。

　　目前，消防性能化設(shè)計方法在國內(nèi)各類新型建筑中應(yīng)用越來越多。發(fā)展消防性能化設(shè)計，對于促進我國消防科技的發(fā)展，提高我國建筑物消防安全水平，提升我國建筑與消防行業(yè)應(yīng)對國際競爭的能力，具有十分重要的意義。

　　二、設(shè)計范圍

　　建筑防火設(shè)計以防止和減少火災(zāi)危害，保護人身和財產(chǎn)安全為目標。消防性能化設(shè)計以消防安全工程學(xué)為基礎(chǔ)，采用的防火設(shè)計方法區(qū)別于傳統(tǒng)的按照建筑規(guī)范標準進行設(shè)計，但其防火設(shè)計目標具有一致性。因此，不能以消防性能化設(shè)計為由任意突破現(xiàn)行的國家標準規(guī)范，必須確保采用消防性能化設(shè)計的建筑的消防安全水平不能低于按照現(xiàn)行的國家標準規(guī)范進行防火設(shè)計的消防安全水平。目前，具有下列情形之一的工程項目，可對其全部或部分進行消防性能化設(shè)計：

　　(一)超出現(xiàn)行國家消防技術(shù)標準適用范圍的;

　　(二)按照現(xiàn)行國家消防技術(shù)標準進行防火分隔、防煙排煙、安全疏散、建筑構(gòu)件耐火等設(shè)計時，難以滿足工程項目特殊使用功能的。

　　下列情況不應(yīng)采用性能化設(shè)計評估方法：

　　(一)國家法律法規(guī)和現(xiàn)行國家消防技術(shù)標準強制性條文規(guī)定的;

　　(二)國家現(xiàn)行消防技術(shù)標準已有明確規(guī)定，且無特殊使用功能的建筑;

　　(三)居住建筑;

　　(四)醫(yī)療建筑、教學(xué)建筑、幼兒園、托兒所、老年人建筑、歌舞娛樂游藝場所;

　　(五)室內(nèi)凈高小于8.0m的丙、丁、戊類廠房和丙、丁、戊類倉庫;

　　(六)甲、乙類廠房、甲、乙類倉庫，可燃液體、氣體儲存設(shè)施及其他易燃、易爆工程或場所。

　　1.標準規(guī)范沒有規(guī)定

　　建筑防火設(shè)計的目的，在于優(yōu)化建筑耐火、防火和滅火等各部分的設(shè)防要求，從而確保建筑的防火安全性能達到一定的標準。我國現(xiàn)行的防火規(guī)范總結(jié)了歷史上各類火災(zāi)的經(jīng)驗與教訓(xùn)的和科研成果，綜合考慮了當前國家的整體經(jīng)濟技術(shù)和管理水平、產(chǎn)品質(zhì)量等狀況。

　　作為成熟經(jīng)驗及科研成果的總結(jié)，規(guī)范往往不會覆蓋突破傳統(tǒng)的建筑做法和工藝。譬如對于某些新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，如果現(xiàn)行標準規(guī)范沒有相關(guān)的防火設(shè)計要求，此時就可采用消防性能化設(shè)計的方法，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定在使用前提出相應(yīng)的使用和設(shè)計方案與報告、并進行必要的論證或試驗，以切實保證這些技術(shù)、方法、設(shè)備或材料在消防安全方面的可行性與應(yīng)用的可靠性。

　　2.防火分隔

　　就建筑火災(zāi)而言，主要有被外部鄰近建筑或其他室外火災(zāi)引燃和在內(nèi)部發(fā)生燃燒并蔓延擴大兩種可能方式。實際上，絕大多數(shù)建筑火災(zāi)是因其內(nèi)部失火引起的。當建筑內(nèi)某一空間發(fā)生火災(zāi)時，火便會由于燃燒過程中的熱輻射、對流和傳導(dǎo)，或通過著火室的樓板、墻壁內(nèi)部的燒損處或門窗洞口向其他空間蔓延，如此時無有效的滅火、控火干預(yù)且可燃物數(shù)量足夠，則最后將可能發(fā)展成為整座建筑的火災(zāi)。因此，采取一定措施將建筑內(nèi)某些火災(zāi)危險性較大的空間或設(shè)備重要或不能中斷工作的場所與其他部位分隔開來，并在一定時間內(nèi)把火勢控制在規(guī)定的區(qū)域里非常重要。

　　防火分區(qū)是根據(jù)建筑的特點，在建筑內(nèi)部采取規(guī)定要求的防火墻、樓板及其他等效的防火分隔措施分隔，用以控制和防止火災(zāi)向其它鄰近區(qū)域蔓延的封閉空間，是控制建筑火災(zāi)的基本空間單元，包括水平防火分區(qū)和豎向防火分區(qū)。水平防火分區(qū)用以防止火災(zāi)在水平方向擴大蔓延;豎向防火分區(qū)用以防止多層或高層建筑層與層之間豎向火災(zāi)蔓延，電梯井、樓梯間等豎井的分區(qū)即屬此類。防火分區(qū)的劃分，既要從限制火勢蔓延、減少損失方面考慮，又要顧及到平時使用和管理。在建筑內(nèi)部不同使用用途或功能空間之間進行防火分隔可以有效地阻止火災(zāi)在建筑內(nèi)部向水平方向和豎直方向擴展，而將其限制在特定的局部空間內(nèi)。

　　隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，近年來出現(xiàn)了城市綜合體、大型展覽建筑、候機車船樓等大型交通樞紐，這些建筑因使用功能的需要，具有體量及空間巨大等特點，往往難以按照現(xiàn)行規(guī)范進行防火分區(qū)的劃分。如果強行按照標準規(guī)范進行防火分隔，又與使用功能相沖突。此類項目進行消防性能化設(shè)計，國內(nèi)已開展了一系列的實際，總結(jié)了部分經(jīng)驗。

　　3.防煙與排煙

　　建筑火災(zāi)表明，火災(zāi)的高溫有毒煙氣蔓延較快、蔓延通道多樣，使建筑內(nèi)的煙氣成為阻礙人們逃生和滅火行動，導(dǎo)致人員死亡的主要原因。建筑的防煙設(shè)計，對于減少建筑內(nèi)人員的安全和防止煙氣的擴散十分重要。在建筑防火設(shè)計中，需充分考慮建筑的防煙與排煙。

　　防煙與排煙設(shè)計的基本原則是，要防止煙氣進入人員的疏散通道，保證疏散安全，為消防救援提供必要的有利條件。防煙與排煙系統(tǒng)的設(shè)計，需根據(jù)室內(nèi)火災(zāi)的煙氣及其運動規(guī)律，在平面布置中研究可能起火房間的煙氣流向，通過不同的合理假設(shè)，確定更經(jīng)濟有效的防煙設(shè)計方案和控制煙氣的流動路線，選用適當?shù)姆琅艧熢O(shè)備，布置進、排風(fēng)口，確定合理大小的管道和進、排風(fēng)口。

　　建筑內(nèi)的防煙或排煙，均可通過自然排煙和機械加壓送風(fēng)或機械排煙方式實現(xiàn)。采用什么方式，可根據(jù)建筑的平面布置、通風(fēng)條件、空間高度和建筑內(nèi)部的火災(zāi)荷載及其類型、形態(tài)、分布等綜合確定。

　　大劇院、體育館、電影院的觀眾廳等部位因空間較大，無論是按照地面面積來計算排煙量還是按照空間體積計算排煙量，往往計算得出的機械排煙量會很大而難以實現(xiàn)。此外，現(xiàn)行防火規(guī)范對自然排煙系統(tǒng)的使用有嚴格的限制，在部分工程中為了美觀及與建筑方案相結(jié)合的考慮，要求在高大空間內(nèi)采用自然排煙系統(tǒng)。如果能夠?qū)⒆匀慌艧熂夹g(shù)成功應(yīng)用到具體工程中，不但可以解決機械排煙量過大難以實現(xiàn)的難題，平時還可以實現(xiàn)自然通風(fēng)，達到節(jié)能降耗的目的。這些均需要依靠采用性能化的設(shè)計方法，以優(yōu)化其防煙和排煙設(shè)計。

　　4.安全疏散

　　在傳統(tǒng)的人員安全疏散設(shè)計中，設(shè)計人員主要依照規(guī)范的要求保證一定的安全出口個數(shù)、出口寬度和疏散距離等。如對于體育場館來說，規(guī)范對場館內(nèi)走道見座椅數(shù)量、疏散走道寬度和出口寬度、觀眾廳出口數(shù)量等都提出了相應(yīng)的要求。這對于普通的體育場館，一般沒有什么問題。但對于規(guī)模巨大的體育場，如國家游泳中心賽時看臺設(shè)計觀眾席為17000座，國家體育館為19000座，而國家體育場則達到91000座。達到這種規(guī)模，無論是安全出口寬度還是疏散距離，往往難以按照規(guī)范進行安全疏散設(shè)計。此外，體育設(shè)施與餐飲、娛樂設(shè)施相融合，建筑使用功能多樣，在建筑內(nèi)部形成不同消防分隔和受保護區(qū)域，對于如此復(fù)雜的建筑環(huán)境，如何安全可靠地組織和誘導(dǎo)大量的人員啊盡可能短的時間內(nèi)疏散到室外安全區(qū)域，也可以通過采用性能化的設(shè)計方法來定量的確定。

　　5.結(jié)構(gòu)耐火

　　鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土等結(jié)構(gòu)型式越來越普遍，對于大型公共建筑而言，往往通過鋼結(jié)構(gòu)來表現(xiàn)其建筑藝術(shù)特點。在這些鋼結(jié)構(gòu)中，有些結(jié)構(gòu)型式特殊如國家體育場外圍護鋼結(jié)構(gòu)等，有些由于功能的特殊需要，難以按照我國現(xiàn)行防火規(guī)范的要求采用噴涂防火涂料等措施進行防火保護。因此，有必要對采用鋼結(jié)構(gòu)的建筑或者危險性進行分析，根據(jù)不同的情況提出相應(yīng)的防火保護措施。

　　綜上所述，如果在我國現(xiàn)行防火設(shè)計規(guī)范的框架下難以解決，而又允許采用消防性能化設(shè)計方法的項目，可以采用該方法，但必須確定建筑能夠達到可以接受的消防安全水平。

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