2019消防工程師必背知識點三十九：建筑性能化防火設(shè)計評估

第五篇 消防安全評估

第四章 建筑性能化防火設(shè)計評估

第一節(jié) 概述

本節(jié)介紹了什么是性能化防火設(shè)計方法，該方法的發(fā)展過程及與傳統(tǒng)的防火設(shè)計方法的區(qū)別，建筑性能化防火設(shè)計方法能夠解決的問題及所運用的手段和工具，及該方法的局限性。

一、性能化防火設(shè)計產(chǎn)生的背景

隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和社會財富的積累，火災(zāi)發(fā)生的頻率和造成的損失越來越大，火災(zāi)的防治技術(shù)也越來越受到人們的重視。1666年9月英國倫敦發(fā)生火災(zāi)，大火持續(xù)了4天，約80%的城市被燒毀。為了防止建筑物之間火災(zāi)的蔓延，英國制定了第一部有關(guān)消防的建筑規(guī)范，規(guī)定了建筑物之間的最小間距，并對建筑材料的使用進(jìn)行了限制性規(guī)定。同樣，世界各國的建筑防火設(shè)計規(guī)范都是長期以來人們與火災(zāi)斗爭過程中總結(jié)出來的防火滅火經(jīng)驗的體現(xiàn)，同時綜合考慮了當(dāng)時的社會經(jīng)濟(jì)水平、科技水平以及其他的相關(guān)經(jīng)驗。這些規(guī)范中大多數(shù)規(guī)定是依照建筑物的用途、規(guī)模和結(jié)構(gòu)形式等提出的，并且詳細(xì)地規(guī)定了防火設(shè)計必須滿足的各項設(shè)計指標(biāo)或參數(shù)，設(shè)計人員不需要復(fù)雜的計算和分析過程，容易理解和掌握。

由于每座建筑的結(jié)構(gòu)、用途及內(nèi)部可燃物的數(shù)量和分布情況千差萬別，因此按照規(guī)范統(tǒng)一給定的設(shè)計參數(shù)得到的設(shè)計方案，不一定是最合理和最有效的。特別是隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種復(fù)雜的、多功能的建筑迅速增多，新材料、新工藝、新技術(shù)和新的建筑結(jié)構(gòu)形式不斷涌現(xiàn)，這些都對建筑的消防設(shè)計提出了新的要求，出現(xiàn)了許多規(guī)范難以解決的消防設(shè)計問題。在這種形勢下，上世紀(jì)70年代出現(xiàn)了性能化防火設(shè)計的概念，到現(xiàn)在為止，已被10多個所接受，并成為當(dāng)前國際建筑防火設(shè)計領(lǐng)域研究的重點。

所謂性能化防火設(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(jìn)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)ㄔO(shè)工程消防設(shè)計方案進(jìn)行綜合分析評估，完成相關(guān)技術(shù)文件的工作過程。

雖然性能化防火設(shè)計是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢，但性能化防火設(shè)計的出現(xiàn)與火災(zāi)科學(xué)和消防安全工程學(xué)的發(fā)展是分不開的。從19世紀(jì)末英國出現(xiàn)了利用金屬受熱膨脹原理制成的感溫火災(zāi)自動探測裝置以來，消防工程技術(shù)的發(fā)展已有100多年的歷史。1946年第一臺電子管計算機(jī)在美國研制成功，半導(dǎo)體和微電子技術(shù)發(fā)展迅速，計算機(jī)技術(shù)在社會各領(lǐng)域得到了充分的應(yīng)用，消防工程技術(shù)也得到快速提升，各種智能化的火災(zāi)探測和自動滅火系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。特別是大容量高性能計算工作站的出現(xiàn)，科學(xué)計算的能力越來越強(qiáng)大，使得大量復(fù)雜的火災(zāi)數(shù)據(jù)分析和處理成為現(xiàn)實，這些都為性能化防火設(shè)計的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。

火災(zāi)科學(xué)與消防工程是一門以火災(zāi)發(fā)生與發(fā)展規(guī)律和火災(zāi)預(yù)防與撲救技術(shù)為研究對象的新興綜合性學(xué)科，是綜合反映火災(zāi)防治科學(xué)技術(shù)的知識體系。火災(zāi)科學(xué)是反應(yīng)火災(zāi)發(fā)生與發(fā)展規(guī)律的知識，如物質(zhì)的燃燒與爆炸機(jī)理、火焰的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、燃燒抑制與滅火機(jī)理、煙氣的生成及其毒性，以及火災(zāi)的發(fā)展、蔓延與控制等基礎(chǔ)理論內(nèi)容。消防工程是反映應(yīng)用科學(xué)與工程原理防治火災(zāi)的知識，如對火災(zāi)危險性和危害性的分析評估、火災(zāi)模化、建筑防火技術(shù)、火災(zāi)探測報警技術(shù)、自動滅火技術(shù)、阻燃與耐火技術(shù)、火災(zāi)原因鑒定技術(shù)、火場通信指揮技術(shù)，以及人在火災(zāi)中的行為和反應(yīng)，包括體能、心理和生理等，是應(yīng)用基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)部分。可見，性能化防火設(shè)計是建立在火災(zāi)科學(xué)和消防工程學(xué)基礎(chǔ)之上的一門應(yīng)用技術(shù)，它的出現(xiàn)是火災(zāi)科學(xué)和消防工程學(xué)發(fā)展到一定階段的必然結(jié)果。

美國、英國、日本、澳大利亞等國從20世紀(jì)70年代起就開展了性能化防火設(shè)計的相關(guān)研究，如火災(zāi)增長分析、煙氣運動分析、人員安全疏散分析、建筑結(jié)構(gòu)耐火分析和火災(zāi)風(fēng)險評估等，并取得了一些比較實用化的成果，各國紛紛制定各自的性能化防火設(shè)計規(guī)范和指南等文件。

二、我國性能化防火設(shè)計發(fā)展

我國從1980年代初期就開始了火災(zāi)?；矫娴难芯?，此后在火災(zāi)科學(xué)、火災(zāi)動力學(xué)演化、建筑火災(zāi)煙氣運動等方面也開展了大量工作。但直到1995年“九五”科技攻關(guān)項目“地下大型商場火災(zāi)研究”，我國還只有少數(shù)從事此方面研究的人員對建筑物性能化防火設(shè)計有所認(rèn)識。1996年，特別是1997年FORUM會議(天津)以后，我國開始組織人員比較系統(tǒng)地搜集整理和分析研究國內(nèi)外有關(guān)建筑物性能化設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)方面的成果與信息。

“十五”期間開始針對建筑性能化防火設(shè)計技術(shù)進(jìn)行深入研究，在“十五”科技攻關(guān)課題《城市火災(zāi)與重大化學(xué)災(zāi)害事故防范與控制技術(shù)的研究》中分別開展了建筑物性能化防火設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則的研究、高層建筑性能化防火設(shè)計評估技術(shù)研究、中庭式建筑性能化防火設(shè)計方法及其應(yīng)用的研究和人員密集大空間公共建筑性能化防火設(shè)計應(yīng)用研究等。

在這些研究工作的基礎(chǔ)上，相關(guān)機(jī)構(gòu)同時開展了工程應(yīng)用。公安部天津消防研究所在“十一五”科技攻關(guān)項目中，開展了建筑物性能化防火設(shè)計規(guī)范研究項目，以保障我國建筑工程的消防安全水平，規(guī)范建筑消防安全工程技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用。

三、性能化防火設(shè)計與傳統(tǒng)的規(guī)范做法對比

傳統(tǒng)規(guī)范的技術(shù)要求是建立在部分火災(zāi)案例的經(jīng)驗和火災(zāi)模擬實驗等研究基礎(chǔ)之上。歷史上防火規(guī)范的出現(xiàn)和發(fā)展有著其相關(guān)的社會背景。當(dāng)時人們掌握的科學(xué)技術(shù)水平尚無法透徹、系統(tǒng)地認(rèn)識所處的客觀社會，因此人類的技術(shù)行為難免呈現(xiàn)出多樣性和不確定性。而為了保證工程最基本的安全度，有關(guān)的社會組織便通過一些成功的經(jīng)驗和理論描述，制定出了一些規(guī)范條文去約束相應(yīng)人員的技術(shù)行為。

傳統(tǒng)的規(guī)范對設(shè)計過程的各個方面做了具體規(guī)定，但難以定量確定設(shè)計方案所能達(dá)到的安全水平。傳統(tǒng)規(guī)范具有以下的特點：

(1)沒有細(xì)化的設(shè)計目標(biāo);

(2)所使用的方法是確定的;

(3)不需要再對設(shè)計的結(jié)果進(jìn)行評估確認(rèn)。

應(yīng)該說，傳統(tǒng)的防火設(shè)計規(guī)范為社會的發(fā)展和進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)，但從社會進(jìn)步的角度看，也存在著一些不足之處：

(1)無法給出一個統(tǒng)一、清晰的整體安全度水準(zhǔn)?，F(xiàn)行規(guī)范適用于各類建筑，而各種建筑風(fēng)格、類型和使用功能的差異，則無法在現(xiàn)行規(guī)范中給予明確的區(qū)別。因此，現(xiàn)行規(guī)范給出的設(shè)計結(jié)果無法告訴人們各建筑所達(dá)到的安全水準(zhǔn)是否一致，當(dāng)然也無法回答一幢建筑內(nèi)各種安全設(shè)施之間是否能協(xié)調(diào)工作以及綜合作用的安全程度如何。

(2)是經(jīng)驗及科研技術(shù)的總結(jié)，難以跟上新技術(shù)、新工藝和新材料的發(fā)展。規(guī)范嚴(yán)格的定量規(guī)定妨礙設(shè)計人員使用新的研究成果進(jìn)行設(shè)計，盡管這樣的設(shè)計可能導(dǎo)致系統(tǒng)安全程度的提高和投入的減少，但很可能會與規(guī)范不符。大多數(shù)的規(guī)范條款來源于對歷次火災(zāi)經(jīng)驗教訓(xùn)的總結(jié)，這種經(jīng)驗總結(jié)不可能涵蓋所有的影響因素，尤其是隨著建筑形式的發(fā)展而出現(xiàn)的新問題，更不可能是規(guī)范編寫者在幾年，甚至十幾年前編寫規(guī)范時就能全部考慮到的。

(3)限制了設(shè)計人員主觀創(chuàng)造力的發(fā)展。非靈活的、太過具體的規(guī)范條文，常常桎梏設(shè)計人員的想象力，無形中僵化了人們的思維。與此同時設(shè)計者對規(guī)范中未規(guī)定或規(guī)定不具體的地方，也會因盲目性而導(dǎo)致設(shè)計結(jié)果的失誤。比如人們可以這樣認(rèn)為：符合規(guī)范條文要求的設(shè)計就是合格的，而對于規(guī)范沒有規(guī)定的因素，設(shè)計人員就無從著手了。因此對任何小的細(xì)節(jié)考慮不周都可能導(dǎo)致系統(tǒng)失效，完全背離設(shè)計的宗旨。

(4)無法充分體現(xiàn)人的因素對整體安全度的影響。建筑是為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)的，人的素質(zhì)無疑在很大程度上影響著建筑防火安全的水平。比如人的生產(chǎn)、生活習(xí)慣，樓宇物業(yè)管理水平，人在火災(zāi)中的心理狀態(tài)等都在事實上成為安全設(shè)計的主要考慮因素之一。然而，現(xiàn)行規(guī)范中無法充分體現(xiàn)該類因素的作用。

當(dāng)前，建筑防火相關(guān)領(lǐng)域新成果的不斷涌現(xiàn)和現(xiàn)代信息處理技術(shù)，在不斷充實現(xiàn)行的規(guī)范體系。與傳統(tǒng)的防火設(shè)計規(guī)范相對比，性能化的防火設(shè)計規(guī)范具有以下特點：

(1)加速技術(shù)革新。在性能化的規(guī)范的體系中，對設(shè)計方案不做具體規(guī)定，只要能夠達(dá)到性能目標(biāo)，任何方法都可以使用，這樣就加快了新技術(shù)在實際設(shè)計中的應(yīng)用，不考慮應(yīng)用新設(shè)計方法可能導(dǎo)致與規(guī)范的沖突。性能化的規(guī)范給防火領(lǐng)域的新思想、新技術(shù)提供了廣闊的應(yīng)用空間。

(2)提高設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。性能化設(shè)計的靈活性和技術(shù)的多樣化給設(shè)計人員提供更多的選擇，在保證安全性能的前提下，通過設(shè)計方案的選擇可以采用投入效益比更優(yōu)化的系統(tǒng)。

(3)加強(qiáng)設(shè)計人員的責(zé)任感。性能設(shè)計以系統(tǒng)的實際工作效果為目標(biāo)，要求設(shè)計人員通盤考慮系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，減小對規(guī)范的依賴，不能以規(guī)范規(guī)定不足為理由忽視一些重要因素。這對于提高建筑防火系統(tǒng)的可靠性和提高設(shè)計人員技術(shù)水平都是很重要的。

由于是一種新的設(shè)計方法，工程應(yīng)用范圍并不廣泛，許多性能化防火設(shè)計案例尚缺乏火災(zāi)驗證。目前使用的性能化方法還存在以下一些技術(shù)問題：

(1)性能評判標(biāo)準(zhǔn)尚未得到一致認(rèn)可。

(2)設(shè)計火災(zāi)的選擇過程確定性不夠。

(3)對火災(zāi)中人員的行為假設(shè)的成分過多。

(4)預(yù)測性火災(zāi)模型中存在未得到很好證明或者沒有被廣泛理解的局限性。

(5)火災(zāi)模型的結(jié)果是點值，沒有將不確定性因素考慮進(jìn)去。

(6)設(shè)計過程常常要求工程師在超出他們專業(yè)之外的領(lǐng)域工作。

需要注意的是，傳統(tǒng)的防火設(shè)計規(guī)范與性能化的防火設(shè)計規(guī)范并不是對立的關(guān)系，恰恰相反，建筑設(shè)計既可以完全按照性能化消防規(guī)范進(jìn)行或與現(xiàn)行規(guī)格式規(guī)范一起使用，也可以獨立按照消防安全工程的性能化判據(jù)與要求進(jìn)行。在實際工程設(shè)計中，并不是所有的建筑物都應(yīng)該或有必要按照性能化的工程方法進(jìn)行設(shè)計。事實上，目前在一些開展這方面工作較早的也只有1%～5%的建筑項目需要采用性能化的方式進(jìn)行設(shè)計，如美國，約1%;新西蘭和澳大利亞，約3%～5%;德國，約1.5%。在我國，部分地區(qū)可能達(dá)到3%～5%，但總體應(yīng)不會超過0.5%。

建筑物的消防設(shè)計必須依據(jù)現(xiàn)行的防火規(guī)范及相關(guān)的工程建設(shè)規(guī)范進(jìn)行。只有現(xiàn)行規(guī)范中未明確規(guī)定、按照現(xiàn)行規(guī)范比照施行有困難或雖有明確規(guī)定但執(zhí)行該規(guī)定確有困難的問題，才采用性能化防火設(shè)計方法。即使如此，所設(shè)計的建筑物的消防安全性能仍不應(yīng)低于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的安全水平。

任何建筑的消防安全都是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要實現(xiàn)其消防安全性能能夠達(dá)到一定安全水平，必須根據(jù)采用性能化設(shè)計的部分出發(fā)，從整體設(shè)計進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究。即使這樣，也只能通過改善建筑環(huán)境來控制和降低其發(fā)生火災(zāi)的可能性及其火災(zāi)危害，而無法完全消除其火災(zāi)危險。不同功能的建筑物，需要采用性能化方式進(jìn)行設(shè)計的問題略有差異，但從總體上看，主要有人員安全疏散設(shè)施、防火分區(qū)面積、鋼結(jié)構(gòu)耐火保護(hù)以及建筑防排煙幾個方面的問題。對于設(shè)計者提出需要進(jìn)行性能化防火設(shè)計的問題，還必須由省級公安機(jī)關(guān)消防機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)。必要時，如某些重大或較復(fù)雜的工程建設(shè)項目，還應(yīng)組織相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)管理機(jī)構(gòu)共同復(fù)審確定。

四、性能化防火設(shè)計核心內(nèi)容

(一)整體評估

建筑物的性能化防火設(shè)計是通過采用至少與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定等效的方法來實現(xiàn)建筑物的消防安全目標(biāo)，以解決現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)與實際需求不相適應(yīng)或某些不完善的規(guī)定所帶來的問題。消防安全評估既是為了驗證其設(shè)計方法及其結(jié)果是否與現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定等效或者是否能達(dá)到與該建筑相適應(yīng)的消防安全水平，也是為了便于進(jìn)一步修改和完善現(xiàn)有設(shè)計方案。因此，任何一項性能化防火設(shè)計均必須在設(shè)計后經(jīng)過相應(yīng)的消防安全性能評估程序。此外，消防安全評估不僅局限于對新建建筑設(shè)計的安全性能進(jìn)行評價，而且還可以單獨對現(xiàn)有建筑或新建筑設(shè)計中采用的新材料等的消防安全性能進(jìn)行評估，以確定其是否需要改造以及如何改造。

建筑物的性能化防火設(shè)計應(yīng)包括設(shè)計、消防安全性能評估和方案改進(jìn)與完善，設(shè)計與消防安全性能評估是一個相互有機(jī)結(jié)合的整體。但建筑物的消防安全性能技術(shù)評估也可以由第三方中介技術(shù)組織獨立進(jìn)行。在驗證其等效性時，不得從其他的規(guī)范中斷章取義引用條文，而應(yīng)以我國標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定為基礎(chǔ)進(jìn)行等效性驗證。

(二)專業(yè)人員

建筑物性能化防火設(shè)計是一門專業(yè)要求較高的技術(shù)性工作，是火災(zāi)科學(xué)和消防安全工程涉及到的多門學(xué)科知識的綜合運用。從業(yè)人員不僅應(yīng)該熟悉消防技術(shù)法規(guī)，能夠根據(jù)設(shè)計對象的功能與用途、高度和內(nèi)部建筑特征確定其消防設(shè)計目標(biāo)(如保證建筑物內(nèi)使用人員的人身安全、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等)以及相關(guān)的定量性能標(biāo)準(zhǔn)，而且能比較準(zhǔn)確地確定和描述設(shè)計火災(zāi)場景和設(shè)定火災(zāi)，采用合適的方法(如選擇或建立建筑物內(nèi)火災(zāi)蔓延和煙氣運動等的物理模型和數(shù)學(xué)模型等)，選擇和使用適當(dāng)?shù)姆治鲱A(yù)測工具，對火災(zāi)探測與報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等消防系統(tǒng)有相當(dāng)了解，能夠預(yù)測和分析、評價其可行性、有效性與可靠性。

此外，建筑物的消防安全水平的高低與建筑消防投資密切相關(guān)，合理確定該指標(biāo)也是性能化防火設(shè)計的重要內(nèi)容。

(三)程序控制

遵循一定的設(shè)計程序是保證設(shè)計質(zhì)量的前提，特別是在進(jìn)行性能化試設(shè)計和評估驗證階段。建筑物性能化設(shè)計一般在設(shè)計方案或擴(kuò)初設(shè)計階段進(jìn)行，由設(shè)計師、業(yè)主、消防工程咨詢希賽網(wǎng)等共同參與實施。建筑物性能化防火設(shè)計的一般程序為：

1.確定建筑物的使用功能、建筑設(shè)計的適用標(biāo)準(zhǔn);

2.檢查為實現(xiàn)建筑師的設(shè)計思想與業(yè)主的要求，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中哪些規(guī)定無法按規(guī)定要求實施，從而確定需要采用性能化設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計的問題;

3.進(jìn)行性能化試設(shè)計和評估驗證;

4.修改完善設(shè)計并進(jìn)一步評估驗證確定是否滿足所確定的消防安全目標(biāo);

5.提交審查與批準(zhǔn)。

因此，設(shè)計或評估人員應(yīng)明白性能化防火設(shè)計的基本步驟、每一步驟中涉及的主要問題和內(nèi)容以及各步驟之間的相互關(guān)系與影響。

五、性能化防火設(shè)計主要內(nèi)容

(一)確定設(shè)計火災(zāi)場景與設(shè)定火災(zāi)

火災(zāi)場景的特征必須包括對火災(zāi)引燃、增長和熄滅的描述，同時伴隨煙和火蔓延的可能途徑以及任何滅火設(shè)施的作用。此外，還要考慮每一個火災(zāi)場景的可能后果。

設(shè)定火災(zāi)采用描述火災(zāi)增長的模型。目前主要有火災(zāi)模型的溫度描述和火災(zāi)模型的熱釋放速率描述兩類。時間溫度曲線主要用于計算構(gòu)件溫度，熱釋放速率模型主要用于計算煙氣溫度、構(gòu)件溫度和運用區(qū)域模型進(jìn)行火災(zāi)模擬等。

在運用火災(zāi)模擬模型進(jìn)行性能化防火設(shè)計與評估時，主要依據(jù)火災(zāi)的熱釋放速率模型?；馂?zāi)的熱釋放速率曲線能否代表火災(zāi)的真實情況直接影響性能化防火設(shè)計與評估的可靠性及其應(yīng)用。

熱釋放速率曲線可直接通過火災(zāi)實驗獲得，但由于實尺寸火災(zāi)實驗的費用較大，此類可用的實驗數(shù)據(jù)較少，而較多的是中型火災(zāi)實驗與實驗室規(guī)模的火災(zāi)實驗數(shù)據(jù)(如錐形量熱計、墻角實驗、單體燃燒實驗、大型錐形量熱計和基于質(zhì)量損失速率的測試方法)。當(dāng)無法找到有待考慮的可燃組件的實驗數(shù)據(jù)時，可以采用類似的火災(zāi)實驗數(shù)據(jù)替代。

在一定種類可燃物分布和相應(yīng)的通風(fēng)條件下，火災(zāi)發(fā)展的最大熱釋放速率主要受最大的火源面積控制。點火初期火源的面積對火災(zāi)的增長將產(chǎn)生較大影響，可以將點火初期的火源面積理解為點火源的能量。

可燃物的火焰蔓延速度是指可燃物點火后沿水平和空間方向的蔓延速度，由于可燃物在空間上的蔓延速度及其對火災(zāi)蔓延的影響十分復(fù)雜，目前多采用水平方向的蔓延速度描述火災(zāi)發(fā)展的面積。

(二)不同類型建筑的火災(zāi)荷載密度確定

火災(zāi)荷載密度是可以比較準(zhǔn)確地衡量建筑物室內(nèi)所容納可燃物數(shù)量多少的一個參數(shù)，是研究火災(zāi)全面發(fā)展階段性狀的基本要素。在建筑物發(fā)生火災(zāi)時，火災(zāi)荷載密度直接決定著火災(zāi)持續(xù)時間的長短和室內(nèi)溫度的變化情況。建筑物內(nèi)的可燃物可分為固定可燃物和容載可燃物兩類。固定可燃物的數(shù)量很容易通過建筑物的設(shè)計圖紙準(zhǔn)確地求得。容載可燃物數(shù)量很難準(zhǔn)確計算，一般由調(diào)查統(tǒng)計確定。

目前國內(nèi)尚無火災(zāi)荷載密度方面的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)，國外發(fā)達(dá)如美國、加拿大、日本等有一些這方面的調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

(三)煙氣運動的分析方法

在一定的建筑空間和火災(zāi)規(guī)模條件下，煙氣的生成量主要取決于羽流的質(zhì)量流量，它是進(jìn)行火災(zāi)模擬、火災(zāi)及煙氣發(fā)展評價和防排煙設(shè)計的基礎(chǔ)。由于火災(zāi)煙氣的復(fù)雜性，目前的羽流計算多采用基于實際火災(zāi)實驗的半經(jīng)驗公式，比較著名的有Zukoski模型、Thomas-Hinkley模型、McCaffrey模型等，但這些模型有著各自不同的實驗基礎(chǔ)和適用條件，對同一問題各模型得出的結(jié)果往往存在著差異，世界上幾個著名的建筑火災(zāi)區(qū)域模擬軟件(如CFAST、MRFC等)都采用了不同的羽流模型，這給火災(zāi)的煙氣運動分析帶來困難。

Zukoski(1)、Zukoski(2)和NFPA模型適用于小面積火源條件下的羽流質(zhì)量流量計算，Thomas-Hinkley模型適用于大面積火源條件下的羽流質(zhì)量流量計算，McCaffrey模型既適用于小面積火源也適用于大面積火源條件下的羽流質(zhì)量流量計算。另外，各國還在積極開發(fā)新的煙氣運動分析模型，如場模型、場-區(qū)-網(wǎng)模型等。

(四)人員安全疏散分析

各國對于建筑物內(nèi)消防安全疏散中人員的疏散時間的計算方法，在理論上基本一致，但具體時間確定和疏散指標(biāo)方面存在一定差異。人員安全疏散設(shè)計與評估必須考慮我國的實際情況和分析影響人員疏散時間的主要因素，根據(jù)建筑物的內(nèi)部特征、使用人員特性和建筑物內(nèi)消防設(shè)施情況及其影響等，確定安全疏散設(shè)計原則和疏散的模擬計算方法，并在預(yù)測計算的基礎(chǔ)上與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行比較，最后確定一個合理的人員疏散時間。

在該部分的設(shè)計與評估中，重點要解決疏散安全的評估(驗證)方法，根據(jù)模型的假設(shè)條件、不同建筑內(nèi)人員在火災(zāi)中的行為與心理特征，比較準(zhǔn)確地考慮相關(guān)不確定性所帶來的影響。

(五)主動消防設(shè)施的對火反應(yīng)特性分析

在很多建筑物中設(shè)有自動噴水滅火系統(tǒng)或其他自動滅火系統(tǒng)(如干粉、氣體、泡沫和細(xì)水霧等)，火災(zāi)發(fā)生后一定時間內(nèi)，這些滅火系統(tǒng)將動作并向可燃物噴灑滅火劑，可燃物的燃燒狀態(tài)將被改變，可燃物的熱釋放速率將減小，直到最終火災(zāi)熄滅。不同的滅火劑、滅火系統(tǒng)和噴灑強(qiáng)度等均對可燃物的燃燒狀態(tài)產(chǎn)生不同的影響?？扇嘉镌诓扇缁鸫胧┖蟮娜紵隣顟B(tài)是評價滅火系統(tǒng)滅火有效性的基礎(chǔ)。

目前，已有一些描述采取滅火措施后可燃物燃燒狀態(tài)的模型，一些區(qū)域火災(zāi)模擬軟件也能模擬采取滅火措施后的火災(zāi)發(fā)展?fàn)顩r，但效果不理想。

(六)火災(zāi)危害和火災(zāi)風(fēng)險的分析與評估

火災(zāi)風(fēng)險與評估的主要目標(biāo)是準(zhǔn)確辨識系統(tǒng)中存在的火災(zāi)危險因素，對這些因素的影響程度做出恰當(dāng)?shù)脑u價，并在此基礎(chǔ)上對火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展過程及其危害做出預(yù)測，提出控制與處理事故的措施和方案。

火災(zāi)風(fēng)險評估的判定標(biāo)準(zhǔn)是社會或者決策者的價值表述，它可以是一個極限值、極限值范圍或者一個數(shù)值分布，每個風(fēng)險評估對象都有屬于自己的風(fēng)險評估判定標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)險評估判定標(biāo)準(zhǔn)的確定與風(fēng)險承擔(dān)者的可接受風(fēng)險水平有關(guān)。因此，在確定火災(zāi)風(fēng)險評估判定標(biāo)準(zhǔn)之前，應(yīng)知曉對風(fēng)險承擔(dān)者可接受的損害和傷亡水。

風(fēng)險評估一般應(yīng)確定火災(zāi)危害并對火災(zāi)危害的概率和危害后果進(jìn)行量化、確定危害控制方案，進(jìn)而量化火災(zāi)風(fēng)險和選擇合適的保護(hù)措施。

(七)性能化設(shè)計與評估中所用方法的有效性分析

設(shè)計者之間的知識和經(jīng)驗水平有很大差別，應(yīng)注對所用分析方法的準(zhǔn)確性和有效性進(jìn)行科學(xué)的分析和驗證。

六、性能化防火設(shè)計問題

實際建筑工程的情況千差萬別，應(yīng)積極分析研究國外的相關(guān)火災(zāi)發(fā)展與蔓延、煙氣運動、人員安全疏散和結(jié)構(gòu)耐火分析方面的模型與方法，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的分析與計算工具。廣泛進(jìn)行各類場所內(nèi)火災(zāi)荷載調(diào)查和各種典型火災(zāi)場景的火災(zāi)實驗，豐富補充目前的火災(zāi)實驗數(shù)據(jù)庫。

(一)研究各類常見公共建筑內(nèi)的人員荷載和人在火災(zāi)中的行為特征與心理，研究人員的疏散過程

商場、會展建筑、復(fù)雜的高層建筑、體育館等公眾聚集場所是消防安全管理的重點。由于地域差異對人員密度的影響、人員個體之間的行為和心理、社會背景以及建筑火災(zāi)本身等給人員疏散所帶來的不確定性，使得這一過程變得復(fù)雜。這也是導(dǎo)致當(dāng)前疏散模型較多的主要因素。當(dāng)前急需研究開發(fā)與我國人體特征和行為習(xí)慣相適應(yīng)的分析模型。

(二)研究滅火系統(tǒng)對火災(zāi)蔓延、煙氣運動的影響，建立定量分析滅火系統(tǒng)對火反應(yīng)模型

目前，主動消防設(shè)施對火反應(yīng)的分析僅限于其響應(yīng)時間的計算和對火災(zāi)發(fā)展的定性描述。事實上，不同環(huán)境和不同類型的火災(zāi)在不同滅火設(shè)施的作用下，其效果具有顯著的差異。只有定量地分析和評價滅火系統(tǒng)對火災(zāi)發(fā)展的影響，才能準(zhǔn)確分析火災(zāi)的蔓延與煙氣生成量、煙氣運動情況、合理地選擇需要設(shè)置的滅火系統(tǒng)類型。

(三)研究結(jié)構(gòu)耐火性能化設(shè)計的方法

根據(jù)建筑物的高度、使用性質(zhì)和規(guī)模、體量、火災(zāi)場景等考慮其耐火等級并進(jìn)行相應(yīng)的建筑構(gòu)件耐火設(shè)計是實現(xiàn)安全與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的途徑之一。但目前建筑結(jié)構(gòu)耐火性能方面的研究主要集中于材料在受火高溫作用下的性能和構(gòu)件耐火性能的研究。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織等機(jī)構(gòu)的相關(guān)工作也仍在進(jìn)行中。在這方面，既要進(jìn)一步開展系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)耐火性能研究，又要重視其設(shè)計方法的開發(fā)。

(四)培訓(xùn)專業(yè)技術(shù)人員，規(guī)范性能化防火設(shè)計與評估人員的資質(zhì)和職業(yè)道德

從事性能化防火設(shè)計與評估的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)火災(zāi)科學(xué)、火災(zāi)安全工程、消防法規(guī)等專業(yè)課程，具有火災(zāi)燃燒方面的知識和火災(zāi)危險分析能力，具有良好的職業(yè)操守。建議政府的消防主管部門充分發(fā)揮消防研究所、高等院校的力量，組織開展相關(guān)教育和培訓(xùn)，制定相關(guān)資質(zhì)認(rèn)證要求和程序，進(jìn)行資質(zhì)審查與監(jiān)督管理。

隨著消防安全工程的快速發(fā)展，消防安全工程學(xué)已隨著其潛力、復(fù)雜性以及應(yīng)用性而在基礎(chǔ)理論、方法學(xué)和實用工具領(lǐng)域得到較大的發(fā)展，性能化的防火設(shè)計方法也會越來越完善。

建筑物性能化防火設(shè)計與評估為實現(xiàn)建筑設(shè)計的多樣化，更好地滿足建筑功能需要提供了一條新的途徑。但我國要推廣建筑物性能化防火設(shè)計與評估技術(shù)還需要開展大量工作，既要循序漸進(jìn)、積極探索、發(fā)展和完善這一技術(shù)，也要充分認(rèn)識到現(xiàn)行建筑防火設(shè)計方法的重要性。