暖通工程師關(guān)于大型商業(yè)建筑的性能化防火淺談

1 大型綜合性商業(yè)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性

1.1 火災(zāi)荷載大

可燃商品多，多設(shè)有可燃物品庫(kù)房，局部裝修復(fù)雜，可燃裝修材料多，火災(zāi)荷載大。用火用電用氣頻繁。建筑中設(shè)置的燃油燃?xì)夤徨仩t、中央空調(diào)機(jī)組、餐廳及超市熟食品加工房均需使用柴油或天然氣，增大了燃燒和爆炸的火災(zāi)危險(xiǎn)性。

1.2 人員疏散困難

大型綜合性商業(yè)建筑通常可以容納幾千甚至上萬(wàn)人，老人、小孩等自我疏散能力較差的人群占一定的比例。由于建筑體量大，疏散路線迂回曲折，疏散到室外安全區(qū)域的路徑較長(zhǎng)，安全疏散通道及樓梯的寬度和疏散距離等難以滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。大型超市由于平時(shí)經(jīng)營(yíng)管理的需要，往往將疏散門鎖閉或增加電控裝置，降低了疏散門開啟的可靠性，使疏散的安全性大打折扣。

1.3 難以形成可靠的防火分區(qū)

有的單層大型商業(yè)建筑層高較高，屋頂承重結(jié)構(gòu)采用鋼梁或鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)體系，設(shè)置防火墻或防火卷簾較為困難;有的多層大型商業(yè)建筑設(shè)有較多中庭，或樓板設(shè)有較多開口，形成可靠的防火分區(qū)較為困難;有的在建筑物的同一軸線上連續(xù)設(shè)置幾十米甚至上百米長(zhǎng)的防火卷簾，其動(dòng)作的可靠性降低，若設(shè)為氣霧式防火卷簾，火災(zāi)時(shí)其下降和簾面充水等所要求的保障條件更多，可靠性更低。

1.4 排煙的可靠性低

大型綜合性商業(yè)建筑外墻面多為實(shí)墻或固定玻璃幕墻，能向外開啟的外窗很少，遠(yuǎn)不能達(dá)到規(guī)范所規(guī)定的自然排煙的要求。即使能達(dá)到自然排煙的開啟外窗的要求，但由于墻面內(nèi)外大型廣告牌及商場(chǎng)內(nèi)貼墻布置的大型貨架的遮擋，達(dá)不到自然排煙的效果。

2 性能化防火的形成與發(fā)展

2.1 現(xiàn)代防火方法存在的局限性

多年來(lái)，防火設(shè)計(jì)規(guī)范基本上是用指令性條文的形式給出的。這種規(guī)范對(duì)每項(xiàng)設(shè)計(jì)都詳細(xì)規(guī)定具體的參數(shù)和指標(biāo)。例如建筑物的總平面布局、平面布置、防火間距、耐火等級(jí)、防火防煙分區(qū)、安全疏散、建筑消防設(shè)施的設(shè)置、裝修材料的選用與控制等都做出了具體的條文規(guī)定。建筑設(shè)計(jì)者只能依據(jù)所要設(shè)計(jì)的建筑物的狀況，結(jié)合本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從規(guī)范中直接選定設(shè)計(jì)參數(shù)和指標(biāo)?，F(xiàn)在人們一般稱這種規(guī)范為“處方式”設(shè)計(jì)規(guī)范，也有人稱這種規(guī)范為“規(guī)格式”規(guī)范，或“指令式”規(guī)范。

事實(shí)上，每座建筑物的建設(shè)地點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形式、使用性質(zhì)、高度和體量、火災(zāi)荷載、可燃物的性質(zhì)等情況都不一樣，使用者的條件存在很大差異。因此按照這種規(guī)范統(tǒng)一給定的設(shè)計(jì)參數(shù)所作出的設(shè)計(jì)方案，并不一定是最科學(xué)、最合理、最有效的方案。 隨著城市化發(fā)展及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的需要，建筑物的功能也越來(lái)越多樣化，尤其是大型綜合性商業(yè)建筑、高層建筑、地下建筑和大空間建筑迅速興起。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)整理制訂出來(lái)的處方式防火設(shè)計(jì)規(guī)范已難以適應(yīng)這些新式建筑的需要，工程實(shí)踐中經(jīng)常遇到許多建筑物的設(shè)計(jì)形式是現(xiàn)行規(guī)范適應(yīng)范圍無(wú)法包括或規(guī)范的條文無(wú)法解釋的情況。

2.2 性能化防火設(shè)計(jì)方法

國(guó)際上建筑界與火災(zāi)科研界的很多人士指出，應(yīng)當(dāng)以火災(zāi)安全工程學(xué)的思想為指導(dǎo)，建立以火災(zāi)性能為基礎(chǔ)的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范。在國(guó)內(nèi)通常稱這種規(guī)范為“建筑物的性能化防火設(shè)計(jì)規(guī)范”，簡(jiǎn)稱“性能化設(shè)計(jì)規(guī)范”。建筑物的性能化防火方法涉及性能化防火分析、性能化防火設(shè)計(jì)和性能化設(shè)計(jì)規(guī)范三個(gè)基本方面。性能化防火分析是建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析的一種形式，它將根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)定量計(jì)算，用某些物理參數(shù)描述火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程，并分析這種火災(zāi)對(duì)建筑內(nèi)的人員、財(cái)產(chǎn)及建筑結(jié)構(gòu)本身的影響程度，從而為采取合理的消防對(duì)策提供基本依據(jù)。 性能化防火設(shè)計(jì)是在性能化防火分析的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的建筑物各種火災(zāi)防治系統(tǒng)的設(shè)計(jì)行動(dòng)，它將綜合建筑物業(yè)主的安全要求、建筑物的現(xiàn)場(chǎng)條件和有關(guān)的安全規(guī)定等，做出建筑物防火系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)方案，并且對(duì)各種可采用的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較評(píng)估，從中選出最優(yōu)的實(shí)施方案。

性能化防火分析還可為其他的火災(zāi)防治目的服務(wù)，例如防火安全管理、火災(zāi)安全教育及滅火預(yù)案的制訂等。性能化設(shè)計(jì)規(guī)范是指導(dǎo)按性能化方法進(jìn)行建筑防火設(shè)計(jì)的法規(guī)文件，它對(duì)進(jìn)行性能化設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)滿足的要求、應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)程和應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題等作出必要的規(guī)定。這種規(guī)范對(duì)于保證采用性能化設(shè)計(jì)方法的建筑達(dá)到預(yù)期的火災(zāi)安全目標(biāo)是十分必要的。

性能化設(shè)計(jì)方法可使建筑物的防火安全目標(biāo)、火災(zāi)損失目標(biāo)和設(shè)計(jì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)良好統(tǒng)一。與傳統(tǒng)的處方式設(shè)計(jì)方法相比，這種設(shè)計(jì)方法能夠大大改進(jìn)建筑防火設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，從而可帶來(lái)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3 大型商業(yè)綜合建筑性能化防火設(shè)計(jì)的基本步驟

完整的性能化防火設(shè)計(jì)過(guò)程宜分為設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、定量評(píng)估和文件編制3個(gè)主要階段。設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段包括3個(gè)步驟，主要是確定防火目的與火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)人可接受的防火目標(biāo)，將其作為定量的、具體的損失目標(biāo)。

1)估價(jià)所設(shè)計(jì)項(xiàng)目的狀況、設(shè)計(jì)參數(shù)，并確定在設(shè)計(jì)過(guò)程中的哪一階段上，需要把防火安全工程師包括進(jìn)來(lái)。

2)確定特定建筑的防火目的(Fire Protection Goals)和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)人可接受的防火目標(biāo)(Acceptable objectives)。建筑物的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)人指的是所有與該項(xiàng)目的利益密切相關(guān)的個(gè)人、團(tuán)體或機(jī)構(gòu)，包括建筑物的業(yè)主、股東，乃至某些管理部門的代表，以下將他們簡(jiǎn)稱為承險(xiǎn)人。

3)用適當(dāng)?shù)墓こ谈拍盍炕瘬p失目標(biāo)，即形成具體的設(shè)計(jì)目標(biāo)(Design objectives)，以便根據(jù)其評(píng)估防火設(shè)計(jì)方案。定量評(píng)估階段也包括3個(gè)步驟，主要是對(duì)所設(shè)置的火災(zāi)場(chǎng)景、設(shè)定火災(zāi)曲線及初步設(shè)計(jì)方案做出分析。通過(guò)對(duì)各個(gè)初步設(shè)計(jì)方案的比較和評(píng)估，選定最終設(shè)計(jì)方案。

4)設(shè)置火災(zāi)場(chǎng)景(Fire Scenarios)和選擇設(shè)定火災(zāi)曲線(Design FireCurves)。設(shè)定火災(zāi)曲線指的是在所設(shè)的火災(zāi)場(chǎng)景中，火源熱釋放速率的變化曲線。后面將利用設(shè)定火災(zāi)曲線評(píng)估在性能化設(shè)計(jì)中提出的初步設(shè)計(jì)方案。在SFPE的《工程指南》中，將初步設(shè)計(jì)方案稱為嘗試設(shè)計(jì)(Trial Designs)。

5)評(píng)價(jià)和修正初步設(shè)計(jì)方案。這就是說(shuō)，對(duì)于所提出多種設(shè)定火災(zāi)曲線，至少有一種能獲得圓滿解決的設(shè)計(jì)方案，如果采納這些方案，就可以滿足具體的損失目標(biāo)。

6)分析所提出的一種或幾種初步設(shè)計(jì)方案，從中選定最終的設(shè)計(jì)方案。文件編制階段包括2個(gè)步驟，主要是對(duì)選定方案的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的審查，并編寫方案中涉及的有關(guān)設(shè)備的技術(shù)文件。

7)為所選定的方案的設(shè)計(jì)過(guò)程編制說(shuō)明文件，包括需使用的資料的說(shuō)明、檢驗(yàn)材料性能的方法說(shuō)明等。

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