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来源：职称驿站所属分类：建筑设计论文 发布时间：2012-10-17浏览：29次
摘要：本文首先论述了性能化设计的优点和设计步骤，进而论述了建筑防火性能化设计的要点，以供参考。
关键词：建筑；防火；性能化设计；应用
1前言
性能设计是一种新型的防火系统设计思路，它是根据建筑物的结构、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、功能条件及其他相关条件，先制定整个防火系统应该达到的性能目标，然后针对各类建筑物的实际状态，应用所有可能的方法对建筑的火灾危险和将导致的后果进行定性、定量地预测与评估，最早设计出最佳的防火方案和最好的防火保护。当前，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，很快成为当前建筑防火领域最先进的技术，在我国的工程设计实践上已得到越来越广泛的应用，如体育场馆、机场航站楼、大型商场、会展建筑和宾馆饭店等。在此，本文就建筑防火性能化设计的相关内容展开阐述，以供参考。
2性能化设计的概述
2.1性能化设计的优点
2.1.1促进技术革新。与“处方式”方法相比，性能化设计对设计方案不做具体规定，只要能实现其安全目标，可以使用任何方法，这就促进了新技术、新材料和新产品在消防安全领域的发展、推广和应用。
2.1.2性能化设计在保证安全性的前提下，还要求选择最优的设计方案。以确保建筑设计达到预期的防火安全目标。
2.1.3为了实现安全目标，性能化设计要求设计人员全面考虑系统的各个环节，要求其在设计时能灵活地运用各种设计方法，从而可充分发挥设计师的创作和创新才能。
2.2性能化设计步骤（见图1）
图1
3建筑防火性能化设计的要点
3.1消防安全目标的确定
建筑防火的总体目标是建筑的设计应满足建筑的使用者乃至其他的社会公众对建筑使用过程的安全期望度，保证人们的生命和财产安全。因此，性能化设计的安全目标包括：人员安全、财产安全、建筑本身安全、环境安全等
3.2提出定量的判定标准
3.2.1保证人员安全疏散的性能指标
由于火灾中烟雾含有有毒气体（如CO、HCN、CO2、SO2），会导致人体吸入后死亡；且烟雾的浓度、可见度和覆盖率等，都会在一定程度上阻碍人员的疏散。因此，要保证人员安全疏散，其性能指标主要包括：烟气的热辐射、温度、能见度、毒性及其他因素，即具体要求为：①烟气层在清晰高度以上，烟气辐射量不超过2.5kW/m2（即烟气层温度不超过200℃）；②下空气层能见度不小于必须的安全疏散要求，即能见度不小于10m；③下空气层温度不超过60℃。④毒性指标：为确定烟雾中的有毒物质是否对人员疏散产生影响，用火灾动力学模拟器（FDS）来确定火源附近区域各物质的浓度，血液中CO百分比用以下公式计算：
%COHb=（3.317×10-5）（ppm）1.036RMV（t）
式中：COHb表示羧络[碳氧]血红蛋白，RMV表示呼吸率。
3.2.2火灾蔓延的性能指标
在一个防火分区内，火灾首先由火源引发，当火源功率不断增长时，会容易引发相邻的可燃物被引燃，从而导致火势在整个防火分区内蔓延。火灾蔓延主要由火源功率、起火物与临近可燃物的距离、临近可燃物的临界点燃辐射通量决定。在具体的设计时，当被引燃物是很轻很薄的窗帘、松散堆放的报纸等容易被点燃的物品时，临界辐射强度可取10kW/m2；当被引燃物是带软垫的家具等一般物品时，临界辐射强度可取20kW/m2。
3.3火灾场景设计
火灾场景的设计是性能化设计的关键环节，它直接影响建筑的火灾风险评估结果。直接影响着性能化防火设计的可靠性及应用。
火灾场景设计应考虑确定性因素和不确定因素，而其确定性因素主要包括：建筑的布局、建筑结构、内部装修情况、建筑内部的火灾荷载、建筑使用性质、内部人员情况等。
3.4疏散开始时间的预测
3.4.1疏散行动时间的预测
人的行进速度与人员密度、年龄和灵活性有关。当人员密度小于0.5人/m2时，人群在水平地面上的行进速度可达70nm/min并且不会发生拥挤，下楼梯的速度可达51～63m/min；相反，当人员密度大于3.5人/m2时，人群将非常拥挤基本上无法移动。在设计时，可根据建筑物自身的使用特点，采用STEPS分析软件，并参考人员步行速度统计数据，来进行疏散时间的分析预测。
3.4.2疏散行动前时间计算
保证人员安全疏散，即在火灾未达到伤害人员时将人员疏散到安全区域，是性能化防火设计的重要目标。一般，在设计中具体量化为实际所需的安全疏散时间应低于可用安全疏散时间。
目前，根据建筑内采用的不同报警类型，英国标准BS7974-6给出了人员识别确认时间和响应时间在不同场景下的总结（见表1）。
表1不同场景下的延迟时间
建筑类型及内部人员特性 疏散延迟时间/min
报警系统类型
W1 W2 W3
办公楼、商业或工业厂房、学校（居民处于清醒状态，对建筑物、报警系统和疏散措施熟悉） ＜1 3 ＞4
商店、展览馆、博物馆、休闲中心及其他公共建筑（居民处于清醒状态，对建筑物、报警系统和疏散措施不熟悉） ＜2 3 ＞6
旅馆或寄宿学校（居民可能处于睡眠状态，但对建筑物、报警系统和疏散措施熟悉） ＜2 4 ＞5
旅馆、公寓（居民可能处于睡眠状态，对建筑物、报警系统和疏散措施不熟悉） ＜2 4 ＞6
医院、疗养院及其他社会公共机构（有相当数量的人员需要帮助） ＜3 5 ＞8
3.5进行烟气蔓延分析和人员疏散分析
3.5.1烟气蔓延分析主要是通过计算机模拟软件FDS、CFAST或小尺寸实验进行分析。
3.5.2人员疏散分析
目前，很多学者对火灾中人员疏散进行了分析和研究，并在综合考虑建筑物空间疏散性状的排队现象和多态现象的前提下，建立火灾时人员疏散行为的数学模型。即其是利用网论和关系数据库技术，在Mapinfo平台上，实现人员应急疏散路线的最优化，实现对疏散出口群集疏散流动规律的预测和评价。
而在信息时代和计算机普及的今天，对火灾中人员疏散分析已经开始运用疏散模拟软件进行模拟分析，如“网络模型”BuildEvac”“运动格子气模型Safego”“复合型人员疏散模型CFE”“二维动态疏散分析软件EVACUATOR”等。
3.6评估初步设计
初步设计评估的目标是检验设计是否满足各项性能指标，选择最后的设计方案。评估过程借助一些过程工具，包括计算机模拟、相关分析等。在这个阶段，所用到的三个确定性计算机模型有：EVACNET4、DETACT、FDS模型。
人员撤离时间由设计的出口宽度和路线长度觉得，人员撤离的必要时间与火灾发生时间的关系由以下数学公式表示：
tu≥（tp＋ta＋trs）=teu
式中：tu表示人在火灾中能忍受的时间；tp表示火灾发生的被发现的时间；ta表示从发现火灾到人员开始疏散的时间；trs表示人员从火灾中撤离出来的时间；teu表示撤离时间。
另外，在性能化设计评估过程中，还需考虑以下几点基本因素：起火和发展、烟气蔓延和控制、火灾蔓延和控制、火灾探测和灭火、通知居住者和组织安全疏散、消防部门的接警和现场救助等。
3.7编制报告和说明
分析和设计报告是性能化设计能否被批准的关键因素。该报告需要概括分析和设计过程的全部步骤，并且报告分析和设计结果所提出的格式和方式都要符合审查机构和客户的要求。
参考文献：
[1]赵显东.浅谈建筑防火性能化设计[J].中国西部科技，2011（07）.
[2]李斌.建筑防火性能化设计的特点和基本步骤[J].山西建筑，2009（15）.
[3]宋美郁，何汶静.建筑防火性能化设计中不确定性问题的探讨[J].科技创新导报，2010（27）.
《浅谈建筑防火性能化设计的应用》
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文章名称： 浅谈建筑防火性能化设计的应用
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