性能化防火報(bào)告

1、性能化防火報(bào)告Contents1、性能化設(shè)計(jì)方法與技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展背景2、性能化設(shè)計(jì)技術(shù)在國內(nèi)外的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀3、性能化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的比較4、關(guān)于性能化設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題5、自己今后準(zhǔn)備從事的方向及面臨的問題一、性能化設(shè)計(jì)方法與技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展背景隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種復(fù)雜的、多功能的大型建筑迅速增多，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)，都對(duì)建筑物的防火設(shè)計(jì)提出了新的要求。新形式下出現(xiàn)的新問題： 建筑規(guī)模越來越大，功能越來越復(fù)雜； 新的建筑形式的出現(xiàn) ； 結(jié)構(gòu)形式的個(gè)性化； 中庭類建筑的出現(xiàn)。一、性能化設(shè)計(jì)方法與技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展背景消防安全工程學(xué)是隨著火災(zāi)科學(xué)和

2、火災(zāi)?；夹g(shù)的飛速發(fā)展而應(yīng)運(yùn)而生的，主要研究火災(zāi)理論在工程中的應(yīng)用，從而催生了建筑物性能化防火設(shè)計(jì)，推動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的變革。建筑性能化防火設(shè)計(jì)就是消防安全工程學(xué)原理和方法在建筑防火設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，產(chǎn)生的一種新的建筑防火設(shè)計(jì)方法以性能為基礎(chǔ)的建筑防火設(shè)計(jì)方法，簡(jiǎn)稱為性能化防火設(shè)計(jì)或性能化設(shè)計(jì)（Perfomance-based Design）。建筑物性能化防火設(shè)計(jì)研究是當(dāng)前國際消防科學(xué)技術(shù)研究最為活躍的領(lǐng)域之一。二、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀2.1外國性能化防火設(shè)計(jì)的研究情況（一）英國 英國第一部有關(guān)防火的建筑規(guī)范是1666年倫敦大火后開始制訂的。 20世紀(jì)80年代初，1985年完成

3、了建筑規(guī)范的修訂，明確提出可以將性能化設(shè)計(jì)方法作為一種可選的防火設(shè)計(jì)方法，率先實(shí)現(xiàn)了建筑防火設(shè)計(jì)由處方式設(shè)計(jì)規(guī)范向性能化設(shè)計(jì)規(guī)范的轉(zhuǎn)變。 1997年正式發(fā)布了英國標(biāo)準(zhǔn)BS DD240建筑火災(zāi)安全工程，為建筑的防火安全設(shè)計(jì)提供了一個(gè)工程解決方法的框架。 （二）加拿大 1941年頒布了第一個(gè)能夠被加拿大境內(nèi)所有地區(qū)采用的建筑規(guī)范加拿大建筑規(guī)范(NBC)。 目前加拿大以目標(biāo)為基礎(chǔ)的規(guī)范框架包括以下三個(gè)部分。 一套不斷明確的目標(biāo)。 具有明確功能和目標(biāo)的強(qiáng)制性要求。 可接受的解決方案和批準(zhǔn)文件。二、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀2.1外國性能化防火設(shè)計(jì)的研究情況（三）美國 美國同時(shí)存在三種規(guī)范。其

4、中，國家建筑規(guī)范(BOCA)主要適用于美國中西部、東北部和大西洋沿岸中部；南方建筑規(guī)范(CSBC)主要適用于美國南部；統(tǒng)一建筑規(guī)范(UBC)，適用于美國西部。 1971年，美國的通用事務(wù)管理局（GSA）形成了建筑火災(zāi)安全判據(jù)的附錄D“以目的為基準(zhǔn)的建筑防火系統(tǒng)方法指南”。此后，NFPA550標(biāo)準(zhǔn)防火系統(tǒng)概念樹指南和NFPA101A保證人員安全的替代性方法指南 20世紀(jì)80年代，在美國實(shí)施了一個(gè)國家級(jí)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目，其結(jié)果形成了FRAM-WORKS模型。 1988年美國防火工程師協(xié)會(huì)（SFPE）編輯出版了大型工具書SFPE防火工程手冊(cè)（Handbook of Protection Engin

5、eering）。 二、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 （四）日本 自20世紀(jì)50年代起日本一直采用高度指令性的建筑規(guī)范體系，即建筑基準(zhǔn)法。 1982年日本建設(shè)省(MOC)的建筑研究院(BRI)形成了“建筑物綜合防火安全設(shè)計(jì)體系”。 1994年翻譯成中文建筑物綜合防火設(shè)計(jì)。 19931998年間，開展了“防火安全性能評(píng)估方法的研究”。制定了性能化建筑防火安全框架。 1996年，開始修訂建筑基準(zhǔn)法，并向性能化規(guī)范轉(zhuǎn)變，并于2000年6月頒布實(shí)施，在建筑基準(zhǔn)法中提供了安全疏散和結(jié)構(gòu)耐火的評(píng)估驗(yàn)證方法。2000年SFPE在這些人的研究基礎(chǔ)上，編寫了建筑物性能化防火分析與設(shè)計(jì)工程指南（The SF

6、PE Guide To Performance-based Fire Protection Analysis and Design，Draft for Comments）。 NFPA的標(biāo)準(zhǔn)也開始發(fā)展體現(xiàn)性能化防火分析與設(shè)計(jì)思想的標(biāo)準(zhǔn)。NFPA采用的基本上是處方式設(shè)計(jì)方法和性能化設(shè)計(jì)方法并存的雙軌制。二、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀（五）澳大利亞 在20世紀(jì)70年代末，開始進(jìn)行建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)估模型的研究，澳大利亞與加拿大國家研究院合作，分別形成了澳大利亞的CESARE-RESK程序和加拿大的FIRECAM程序。 澳大利亞于1989年起草了全國建筑防火系統(tǒng)規(guī)范草案（NBFSSC）。199

7、6年，澳大利亞正式頒布了本國的第一部性能化建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范Building Code of Australia1996，簡(jiǎn)稱BCA96。 1996年，防火規(guī)范改革中心（FCRC），推出了防火工程指南（Fire Engineering Guideline），該指南以落實(shí)性能化規(guī)范為中心，制訂出一套三等級(jí)的防火工程系統(tǒng)評(píng)估方法。 二、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀國外發(fā)展性能化防火設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 1、在研究性能化防火設(shè)計(jì)的發(fā)展規(guī)劃時(shí)，必須仔細(xì)考慮發(fā)展合理的以火災(zāi)性能為基礎(chǔ)的建筑防火設(shè)計(jì)體系。 2、性能化防火設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是對(duì)建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)狀況做出科學(xué)的客觀的恰如其分的分析。 3、對(duì)每一個(gè)國家來說，

8、在其性能化防火設(shè)計(jì)規(guī)范制訂出來之前，性能化設(shè)計(jì)方法就已經(jīng)在建筑設(shè)計(jì)中發(fā)揮了重要作用。 4、開始著手制訂性能化防火設(shè)計(jì)規(guī)范體系，不僅需要發(fā)展以火災(zāi)性能為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，還需要制訂與這種規(guī)范相配套的技術(shù)法規(guī)，如設(shè)計(jì)指南等。 5、規(guī)劃并實(shí)施性能基礎(chǔ)規(guī)范體系的組建工作，除了需要建立以火災(zāi)性能為基礎(chǔ)的建筑防火設(shè)計(jì)技術(shù)法規(guī)外，還需要建立一些必要的保證條件，如研究提出并確定建筑防火設(shè)計(jì)審查的方法與程序、相應(yīng)的專業(yè)教育與專業(yè)人才培養(yǎng)制度、專業(yè)人員的資質(zhì)認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)和制度等。 6、還需要看到，即使是性能化防火設(shè)計(jì)規(guī)范制訂出來以后，性能化設(shè)計(jì)也不可能完全取代處方式的設(shè)計(jì)。在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，處方式設(shè)計(jì)方法仍將發(fā)揮作用。

9、二、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀目前國外在建筑性能化設(shè)計(jì)和評(píng)估方面的研究主要集中在：編制消防安全工程應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證有關(guān)計(jì)算分析模型和開發(fā)基于人的心理的疏散模型研究定量分析建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和消防安全水平的方法隧道火災(zāi)時(shí)人員的安全疏散與隧道火災(zāi)滅火技術(shù)研究結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法開展火災(zāi)試驗(yàn)的方法建筑的結(jié)構(gòu)整體試驗(yàn)與熱反應(yīng)分析方法和技術(shù)二、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀2.2 國內(nèi)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 1965年前后，成立公安部四個(gè)消防科研所，標(biāo)志著火災(zāi)科學(xué)和消防工程學(xué)的研究在我國正式啟動(dòng)。 1984年中國消防協(xié)會(huì)正式成立。 1985年中國人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院消防工程系和消防指揮系正式

10、成立。 1986年由聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署和中華人民共和國建設(shè)部聯(lián)合投資組建中國建筑科學(xué)研究院建筑防火研究所。 1989年火災(zāi)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開始籌建，主要從事火災(zāi)科學(xué)的理論研究工作。 1995年國家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“地下大型商場(chǎng)火災(zāi)研究”，開始關(guān)注建筑物的性能化防火設(shè)計(jì)， 2000年國家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“重大工業(yè)事故與城市火災(zāi)防范及應(yīng)急技術(shù)的研究”，標(biāo)志著我國建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的理論研究和應(yīng)用研究開始進(jìn)入了全面發(fā)展的階段 目前，雖然性能化防火設(shè)計(jì)方法是防火設(shè)計(jì)的一種發(fā)展趨勢(shì)，在一個(gè)很長的時(shí)期內(nèi)我們還不能完全脫離處方式的設(shè)計(jì)方法。二、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀國家自然基金網(wǎng)性能

11、化防火相關(guān)基金項(xiàng)目項(xiàng)目一：大型公共建筑性能化防火設(shè)計(jì)人員疏散評(píng)估方法研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 武漢大學(xué) 方正教授項(xiàng)目二、大斷面公路隧道基于性能的全尺寸防火試驗(yàn)研究與理論分析項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 同濟(jì)大學(xué) 韓新副研究員 項(xiàng)目三：基于安全性等價(jià)概念的水噴淋作用下防火鋼構(gòu)件實(shí)際耐火時(shí)間研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 姚斌副研究員此外，中國礦業(yè)大學(xué)、武漢大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、沈陽航空工程學(xué)院、同濟(jì)大學(xué)、武警學(xué)院等院校也在人員疏散、相關(guān)數(shù)學(xué)模型開發(fā)、結(jié)構(gòu)耐火試驗(yàn)與設(shè)計(jì)等不同方面開展了相關(guān)試驗(yàn)與研究提出了一些計(jì)算方法和模型。二、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀 應(yīng)用領(lǐng)域與應(yīng)用情況任何建筑的消防安全都是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工

12、程，要實(shí)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(jì)的部分出發(fā)，從整體設(shè)計(jì)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(xiǎn)。不同功能的建筑物，需要采用性能化方式進(jìn)行設(shè)計(jì)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)以及建筑防排煙四個(gè)方面的問題.應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、隧道、地鐵工程等各類建筑工程的性能化防火設(shè)計(jì)與評(píng)估、建筑設(shè)計(jì)審查、消防監(jiān)督審核，也可用于既有建筑物的消防安全性能評(píng)估與改造設(shè)計(jì)。1、會(huì)議展覽建筑2、大型商店建筑3、帶中庭的大型多功能復(fù)雜建筑4、高火災(zāi)荷載場(chǎng)所4

13、、奧林匹克運(yùn)動(dòng)場(chǎng)5、大型生產(chǎn)廠房5、隧道工程。三、性能化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的比較 性能化防火設(shè)計(jì)規(guī)范的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1) 加速技術(shù)革新，有利于新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品的開發(fā)、推廣和應(yīng)用。在性能規(guī)范的體系中，對(duì)設(shè)計(jì)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(shí)際設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不必考慮應(yīng)用新型設(shè)計(jì)方法會(huì)導(dǎo)致與規(guī)范的沖突。性能規(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(jì)的經(jīng)濟(jì)性，可以在保證相同火災(zāi)安全的基礎(chǔ)上減低建筑成本。性能設(shè)計(jì)的靈活性和技術(shù)的多樣化為設(shè)計(jì)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(jì)方案的選擇可以

14、采用投入效益比最優(yōu)化的系統(tǒng)。(3) 加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的責(zé)任感，設(shè)計(jì)方法更加靈活，有利于充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的才能和創(chuàng)造能力；性能設(shè)計(jì)以系統(tǒng)的實(shí)際工作效果為目標(biāo)，要求設(shè)計(jì)人員通盤考慮系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，減小對(duì)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(duì)于提高建筑防火系統(tǒng)的可靠性和提高設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平都是很重要的。(4) 設(shè)計(jì)方案更加合理，能有效地保證建筑設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期的防火安全目標(biāo)，也利于設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的國際化。三、性能化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的比較處方式防火設(shè)計(jì)規(guī)范存在著不少缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在： 規(guī)范中有些規(guī)定過于死板，難以適應(yīng)不同地區(qū)的具體要求。 這種規(guī)范不利于及時(shí)運(yùn)用先進(jìn)的消防技術(shù)。 處方

15、式規(guī)范中不少規(guī)定不適用于許多特殊建筑，有些矛盾還相當(dāng)明顯。 按照處方式設(shè)計(jì)規(guī)范的條文要求，某些差別較大的建筑可能采取幾乎一模一樣的防火要求，難以做到火災(zāi)防治的科學(xué)性、有效性和投資合理性的統(tǒng)一。 三、性能化設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的比較 處方式設(shè)計(jì)規(guī)范也有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)范的很多條文是根據(jù)大量經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)或試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出來的，在其規(guī)定的范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的可靠性，而且具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、便于操作的優(yōu)點(diǎn)。 現(xiàn)行的性能化防火設(shè)計(jì)規(guī)范也存在一定的缺點(diǎn)，例如要求進(jìn)行大量的定量計(jì)算，設(shè)計(jì)者必須具備堅(jiān)實(shí)的火災(zāi)安全的基礎(chǔ)知識(shí)，有些計(jì)算所需要的時(shí)間較長，工作量大，設(shè)計(jì)方法不夠方便。在將來相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，這兩種形式的規(guī)范將

16、始終是相互補(bǔ)充，長期并行使用；在部分性能化設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中還將可能采用規(guī)格式的規(guī)定要求。使用者可以根據(jù)設(shè)計(jì)的具體情況采用哪一種規(guī)范及其相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。四、關(guān)于性能化設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題性能化防火設(shè)計(jì)步驟1).確立消防安全目標(biāo)：它包括性能化目標(biāo)和性能化標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)方面。2）.分析建筑物結(jié)構(gòu)及內(nèi)部可燃物、人員等的特征以及參考火災(zāi)科學(xué)和材料科學(xué)等，確立性能化指標(biāo)和設(shè)計(jì)的量化指標(biāo)。3）.建立火災(zāi)場(chǎng)景和設(shè)計(jì)火災(zāi)。4）.選擇合適計(jì)算分析方法，包括經(jīng)典的計(jì)算公式，計(jì)算方法等，同時(shí)也包括進(jìn)行火災(zāi)分析的物理模型和模擬模型。5）.借助消防工程參考性設(shè)計(jì)方法或工程經(jīng)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)方案。6）.進(jìn)行安全評(píng)估。7）.進(jìn)行方案的優(yōu)化選

17、擇，確定最終的設(shè)計(jì)方案并且編寫設(shè)計(jì)報(bào)告。確定項(xiàng)目范圍確定目標(biāo)定義分解目標(biāo)提出性能標(biāo)準(zhǔn)確定火災(zāi)場(chǎng)景及規(guī)模提出設(shè)計(jì)方案評(píng)估設(shè)計(jì)方案選擇最終設(shè)計(jì)選擇可達(dá)到性能標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備設(shè)計(jì)文件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介調(diào)整設(shè)計(jì)或目的性能化表現(xiàn)設(shè)計(jì)報(bào)告制定操作保養(yǎng)手冊(cè)及應(yīng)急計(jì)劃和說明否是四、關(guān)于性能化設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題性能化消防設(shè)計(jì)應(yīng)完成的主要內(nèi)容1、根據(jù)建筑防火規(guī)范設(shè)定評(píng)估的目標(biāo)及其相應(yīng)的定量指標(biāo)；2、火災(zāi)場(chǎng)景的確定和火災(zāi)的設(shè)定；3、建筑物的結(jié)構(gòu)特征、性能和防火分區(qū)；4、人員的特征和安全疏散；5、火災(zāi)蔓延特性；6、煙氣流動(dòng)和控制系統(tǒng)；7、鋼結(jié)構(gòu)耐火評(píng)價(jià)；8、火災(zāi)探測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)等消防系統(tǒng)的可靠性；9、危險(xiǎn)性

18、評(píng)價(jià)與不確定性分析。四、關(guān)于性能化設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題性能化消防設(shè)計(jì)文件或評(píng)估報(bào)告中應(yīng)當(dāng)提交的主要內(nèi)容1、對(duì)工程項(xiàng)目的描述；2、工程參與人員的資格；3、消防安全目標(biāo)；4、火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果；5、性能化的消防安全設(shè)計(jì)；6、火災(zāi)場(chǎng)景及假設(shè)；7、計(jì)算程序及所采用方法的有效性；8、設(shè)計(jì)的局限性及消防安全管理建議；9、參考文獻(xiàn)。四、關(guān)于性能化設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題國際上常用的火災(zāi)模型 1、經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?： 本模型主要使用一些成熟的經(jīng)驗(yàn)公式來描述建筑火災(zāi)的多個(gè)分過程 2、區(qū)域模型 ：（1）ASET與ASET-B模型 ASET（有效安全疏散時(shí)間計(jì)算程序）該模型是一個(gè)用于計(jì)算門窗關(guān)閉的單個(gè)房間內(nèi)熱煙氣層溫度和高度的模型。AS

19、ET-B模型是ASET模型的簡(jiǎn)化版本，它具有與ASET基本相同的功能。該模型可以用來預(yù)測(cè)起火房間內(nèi)人員生命和財(cái)產(chǎn)損失開始受到傷害的時(shí)間。（2）HARVARD-V和FIRST模型 HARVARD-V單室區(qū)域模型；FIRST模型它可以計(jì)算在用戶設(shè)定的引燃條件或設(shè)定的火源條件下，單個(gè)房間內(nèi)火災(zāi)的發(fā)展情況，可以預(yù)測(cè)多達(dá)3個(gè)物體被火源加熱和引燃的過程。 （3）CFAST與HAZARD1模型 CFAST模型是區(qū)域式計(jì)算多室火災(zāi)與煙氣蔓延的程序。四、關(guān)于性能化設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題3、場(chǎng)模型（1）JASMINE模型 在計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型PHOENICS的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的、專用于火災(zāi)過程場(chǎng)模擬計(jì)算的模型，它采用了湍流雙方程模型和簡(jiǎn)單的輻射模型。（2）FDS模型 FDS（Fire Dynamics Simulator）是美