建筑性能化設(shè)計(jì)的消防安全目標(biāo)課件

建筑物性能化防火設(shè)計(jì)簡介1建筑物性能化防火設(shè)計(jì)簡介1性能化防火設(shè)計(jì)，是指針對特定建筑物的消防安全目標(biāo)，綜合考慮其使用功能、建筑構(gòu)造、火災(zāi)荷載、環(huán)境條件等相關(guān)因素，運(yùn)用消防安全工程學(xué)的原理和方法，提出具體防火設(shè)計(jì)方案；對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行消防安全評(píng)估，驗(yàn)證其設(shè)計(jì)結(jié)果是否達(dá)到現(xiàn)行國家工程建設(shè)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的同等消防安全水平；根據(jù)評(píng)估結(jié)論對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改完善，形成相應(yīng)的設(shè)計(jì)文件，是設(shè)計(jì)與評(píng)估一體化的一個(gè)完整過程。2性能化防火設(shè)計(jì)，是指針對特定建筑物的消防安全目標(biāo)，綜合考慮其建筑物防火設(shè)計(jì)分為建筑物指令性防火設(shè)計(jì)和建筑物性能化防火設(shè)計(jì)，建筑物指令性防火設(shè)計(jì)又稱處方式，設(shè)計(jì)者只要按照規(guī)范規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)就認(rèn)為該建筑的防火安全是符合要求的。建筑物性能化防火設(shè)計(jì)又稱目標(biāo)式，是社會(huì)需求和經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，具有可預(yù)見性，前瞻性。設(shè)計(jì)者可根據(jù)設(shè)計(jì)對象，按規(guī)范許可的措施或性能化設(shè)計(jì)和評(píng)估方法來完成可以滿足最低規(guī)定安全水平的設(shè)計(jì)。性能化適應(yīng)于新型的、特殊的建筑設(shè)計(jì)與評(píng)估；指令性適用于一般的、普遍的建筑設(shè)計(jì)與評(píng)估。

3建筑物防火設(shè)計(jì)分為建筑物指令性防火設(shè)計(jì)和建筑物性能化一、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的

總體目標(biāo)和內(nèi)容4一、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的

總體目標(biāo)和內(nèi)容4（一）建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)：建筑物的消防安全目標(biāo)隨建筑物的使用功能和性質(zhì)及其建筑高度而有所區(qū)別，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定是否應(yīng)達(dá)到下述全部或部分目標(biāo)。1．保證建筑物內(nèi)使用人員的生命安全以及救援人員的人身安全；2．保證建筑物的結(jié)構(gòu)不會(huì)受到嚴(yán)重破壞而發(fā)生垮塌，或雖有局部垮塌，但不會(huì)發(fā)生連續(xù)垮塌而影響建筑物結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性；3．保證建筑物內(nèi)財(cái)產(chǎn)的安全，防止火災(zāi)發(fā)生或延緩火災(zāi)增長，減少火災(zāi)損失；4．保證相鄰建筑物不會(huì)被引燃，控制火災(zāi)擴(kuò)散；5．保證建筑物不會(huì)因火災(zāi)而對商業(yè)運(yùn)營、生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生較大損失，保護(hù)環(huán)境。5（一）建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)：5（二）建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：建筑物性能化消防設(shè)計(jì)的核心是建筑物的總體消防安全性能評(píng)估。該評(píng)估既是為了驗(yàn)證其設(shè)計(jì)方法及其結(jié)果是否與現(xiàn)行規(guī)定的規(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，也是為了進(jìn)一步修改和完善現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案。不同功能的建筑物，其評(píng)估重點(diǎn)略有差異。一般應(yīng)至少包括下列全部或其中幾項(xiàng)內(nèi)容：1．確定建筑防火規(guī)范設(shè)定的評(píng)估目標(biāo)及其相應(yīng)的定量指標(biāo)2．火災(zāi)場景確定和火災(zāi)設(shè)定3．建筑物的結(jié)構(gòu)特征、性能和防火分區(qū)評(píng)價(jià)4．人員的特征、特性和安全疏散能力分析與評(píng)價(jià)5．火災(zāi)的蔓延特性預(yù)測6．煙氣的流動(dòng)特性預(yù)測7．鋼結(jié)構(gòu)耐火性能評(píng)價(jià)8．火災(zāi)探測與報(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)的可行性與可靠性分析與評(píng)價(jià)9．危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與不確定性分析6（二）建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：6二、建筑物性能化消防設(shè)計(jì)的

程序和步驟7二、建筑物性能化消防設(shè)計(jì)的

程序和步驟7（一）建筑物性能化消防設(shè)計(jì)的程序建筑物性能設(shè)計(jì)一般由設(shè)計(jì)師、業(yè)主、消防工程咨詢專家等共同參與實(shí)施。建筑物性能化消防設(shè)計(jì)的一般程序?yàn)椋?．確定建筑物的使用功能和用途、建筑設(shè)計(jì)的性能設(shè)計(jì)目標(biāo)；2．檢查為實(shí)現(xiàn)建筑師的設(shè)計(jì)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(shí)施，從而確定需要采用性能化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的問題。8（一）建筑物性能化消防設(shè)計(jì)的程序8確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過程示意圖（1）9確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過程示意圖（1）93．進(jìn)行性能化試設(shè)計(jì)和評(píng)估驗(yàn)證評(píng)估結(jié)果綜合分析過程示意圖（2）103．進(jìn)行性能化試設(shè)計(jì)和評(píng)估驗(yàn)證104．修改完善設(shè)計(jì)并進(jìn)一步評(píng)估驗(yàn)證確定是否滿足所確定的消防安全目標(biāo)

防火性能改進(jìn)決策過程示意圖（3）

114．修改完善設(shè)計(jì)并進(jìn)一步評(píng)估驗(yàn)證確定是否滿足所確定的消防安5．提交審查與標(biāo)準(zhǔn)。（二）性能化設(shè)計(jì)的基本步驟：建筑物性能化防火設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的一部分，一般在建筑的方案設(shè)計(jì)或擴(kuò)初設(shè)計(jì)階段開始。對于可能需要采用性能化防火設(shè)計(jì)方法的建筑設(shè)計(jì)，消防工程師應(yīng)盡可能早地參與其中。建筑物性能化消防設(shè)計(jì)一般步驟（圖4）：125．提交審查與標(biāo)準(zhǔn)。12防火性能化設(shè)計(jì)步驟圖（4）13防火性能化設(shè)計(jì)步驟圖（4）131．定性設(shè)計(jì)。確定建筑物進(jìn)行性能化設(shè)計(jì)的范圍和目標(biāo)，建立一個(gè)或幾個(gè)設(shè)計(jì)方案,收集設(shè)計(jì)要素，性能化設(shè)計(jì)與評(píng)估應(yīng)清楚地闡明消防安全設(shè)計(jì)目標(biāo)并根據(jù)設(shè)計(jì)范圍設(shè)定更為具體的安全目標(biāo)。2．量化分析。應(yīng)用火災(zāi)科學(xué)原理，采用確定性研究方法或概率性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，評(píng)估設(shè)計(jì)方案。分析可針對一個(gè)、幾個(gè)或全部的分系統(tǒng)進(jìn)行。分系統(tǒng)如下：（1）火災(zāi)在著火部位的增長過程。目的：量化火災(zāi)增長，為建筑消防設(shè)施和消防撲救提供設(shè)計(jì)依據(jù)。（2）煙氣在著火部位內(nèi)外蔓延過程。目的：確定場所形成人員不可耐受條件產(chǎn)生的時(shí)間及火災(zāi)探測系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。（3）火災(zāi)在著火部位外的蔓延。目的：確定建筑構(gòu)件的耐火等級(jí)或抗火能力。（4）建筑消防設(shè)施的運(yùn)作。目的：確定火災(zāi)探測和防排煙、噴淋等相關(guān)系統(tǒng)的的效應(yīng)。（5）消防救援系統(tǒng)。目的：消防滅火救援資源組合效率的評(píng)估。（6）安全疏散系統(tǒng).目的：評(píng)估建筑的疏散體系。141．定性設(shè)計(jì)。確定建筑物進(jìn)行性能化設(shè)計(jì)的范圍和目標(biāo)，建立一個(gè)3．目標(biāo)判定：可采用確定性研究方法，對重大項(xiàng)目同時(shí)應(yīng)使用概率性研究方法。（1）確定性研究方法的判定標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計(jì)對象在假設(shè)發(fā)生火災(zāi)(通常為最不利情況)的基礎(chǔ)上,應(yīng)該達(dá)到的消防安全指標(biāo)。（2）概率性研究方法的判定標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)給定事件的可接受的低發(fā)生概率。4．方案產(chǎn)生：在完成上述程序的基礎(chǔ)上進(jìn)行試設(shè)計(jì)，對試設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估和修改完善設(shè)計(jì)；選擇和確定最終性能化設(shè)計(jì)方案。153．目標(biāo)判定：可采用確定性研究方法，對重大項(xiàng)目同時(shí)應(yīng)使用概率（三）性能化設(shè)計(jì)必須具備的設(shè)計(jì)要素：性能化設(shè)計(jì)必須收集相關(guān)設(shè)計(jì)要素（圖5），設(shè)計(jì)要素一般分為：1．特征要素：建筑物的特征、發(fā)生火災(zāi)的規(guī)模、人員特征、熱釋放速率、火焰尺寸、煙量、煙氣溫度、煙密（濃）度、毒性氣體濃度等。2．環(huán)境要素：疏散策略、環(huán)境影響、構(gòu)件的耐火極限、消防隊(duì)滅火能力等。3．時(shí)間要素：轟燃時(shí)間、火在封閉空間內(nèi)蔓延的時(shí)間、報(bào)警系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)間、防排煙系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)間、防火防煙分隔物動(dòng)作時(shí)間、滅火系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)間、消防隊(duì)響應(yīng)時(shí)間、消防撲救時(shí)間、疏散時(shí)間等。4．概率要素：火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，建筑消防設(shè)施各系統(tǒng)可靠性數(shù)據(jù)等。進(jìn)行性能化評(píng)估，如采用概率性研究方法需增加概率要素。16（三）性能化設(shè)計(jì)必須具備的設(shè)計(jì)要素：16收集性能數(shù)據(jù)過程示意圖（5）17收集性能數(shù)據(jù)過程示意圖（5）17人員疏散分析方法人員安全疏散分析是建筑物性能化消防設(shè)計(jì)與評(píng)估的重要內(nèi)容之一，其目的是通過計(jì)算火災(zāi)發(fā)展到致使環(huán)境條件達(dá)到人體耐受極限的時(shí)間（ASET）和從火災(zāi)發(fā)生到人員疏散到安全地點(diǎn)所用的時(shí)間（RSET），從而判定人員在建筑物內(nèi)的疏散過程是否安全（圖7）。判定標(biāo)準(zhǔn)為：如果AEST>RSET，則可認(rèn)為人員的疏散過程是安全的；否則，人員的疏散過程應(yīng)視為不安全，需要修改設(shè)計(jì)。18人員疏散分析方法人員安全疏散分析是建筑物性能化消防設(shè)計(jì)與評(píng)估火災(zāi)發(fā)展與人員安全疏散時(shí)間線示意圖（7）

19火災(zāi)發(fā)展與人員安全疏散時(shí)間線示意圖（7）19（一）ASET的計(jì)算計(jì)算ASET時(shí)，通過分析火災(zāi)燃燒過程中產(chǎn)生的高熱毒性煙氣環(huán)境對人體生理及心理的影響，從而判定火災(zāi)發(fā)展達(dá)到人員的耐受極限的時(shí)間?；馂?zāi)時(shí)建筑物內(nèi)影響人員安全疏散的主要因素包括：著火空間內(nèi)的煙氣層高度、對人的熱輻射、熱對流、毒性和可視度、人員的生理與心理特征、建筑物內(nèi)其他區(qū)域內(nèi)的人員分布狀況和疏散條件。在性能化設(shè)計(jì)中，一般如果同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件，則認(rèn)為能夠保證人員的疏散安全：1．2m以上空間的煙氣平均溫度不大于180℃；2．2m以下空間內(nèi)的煙氣溫度不超過50℃且可視度不小于10m。20（一）ASET的計(jì)算20（二）REST的計(jì)算?；馂?zāi)發(fā)生之后，人員疏散行動(dòng)受諸多環(huán)境因素的影響，且不會(huì)同時(shí)、馬上開始。一般，人員疏散時(shí)間可由報(bào)警時(shí)間、人員的疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間和從開始疏散到到達(dá)安全地點(diǎn)的行動(dòng)時(shí)間組成，即：RSET=Td+Tpre+Tt式中：Td—報(bào)警時(shí)間Tpre—人員的疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間Tt—人員疏散行動(dòng)時(shí)間1．報(bào)警時(shí)間?；馂?zāi)發(fā)展到一定階段，可燃物燃燒產(chǎn)生的火焰、熱煙氣或輻射熱將觸發(fā)火災(zāi)探測與報(bào)警裝置而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使人們意識(shí)到有異常情況發(fā)生，或者人員通過本身的味覺、嗅覺及視覺察覺到火災(zāi)征兆并且報(bào)警。這個(gè)過程所耗時(shí)間一般視為報(bào)警時(shí)間。報(bào)警時(shí)間的長短取決于所采用的火災(zāi)探測與報(bào)警裝置的類型及其布置、火災(zāi)的發(fā)展速度及其規(guī)模、著火空間的高度等因素，還應(yīng)考慮當(dāng)時(shí)建筑內(nèi)人員的密度及人員的安全意識(shí)與清醒狀態(tài)等。21（二）REST的計(jì)算。212．人員的疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間。人員的疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間為人員從接到火災(zāi)警報(bào)之后到疏散行動(dòng)開始之前的之段時(shí)間間隔，包括識(shí)別時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間。識(shí)別時(shí)間為從火災(zāi)警報(bào)發(fā)出后到人員還未開始反應(yīng)的這一時(shí)間段。反應(yīng)時(shí)間為從人員識(shí)別警報(bào)并開始做出反應(yīng)至開始直接朝出口方向疏散的時(shí)間。與識(shí)別階段類似，反應(yīng)階段的時(shí)間長短也與建筑空間的環(huán)境狀況有密切關(guān)系，從數(shù)秒鐘到數(shù)分鐘不等。3．人員疏散行動(dòng)時(shí)間。人員疏散計(jì)算主要有水力模型和人員行為模型兩種方法。在設(shè)計(jì)中涉及到人員密度、疏散速度、建筑的有效疏散寬度、建筑的功能與用途、平面布置等參數(shù)。222．人員的疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間。人員的疏散預(yù)動(dòng)時(shí)間為人員從接到火災(zāi)警建筑結(jié)構(gòu)耐火安全分析建筑火災(zāi)是一種損失較大的多發(fā)性災(zāi)害，火災(zāi)后往往會(huì)對建筑結(jié)構(gòu)造成一定的破壞和損傷。通過建筑構(gòu)件的耐火設(shè)計(jì)，合理確定構(gòu)件的耐火能力，以限制火災(zāi)蔓延，保證建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完整，減輕建筑物的火災(zāi)損害是建筑防火設(shè)計(jì)中必須考慮的重要內(nèi)容。（一）結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)耐火一般通過對結(jié)構(gòu)構(gòu)件采取防火保護(hù)措施，使其在火災(zāi)中承載力基本不下降。因此，建筑物結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)的總目標(biāo)可描述為：建筑物中主要受力構(gòu)件的耐火性能應(yīng)能在合理的基礎(chǔ)上保持建筑結(jié)構(gòu)在火災(zāi)條件下的安全性和整體穩(wěn)定性，力求實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全與消防投入的高效統(tǒng)一。結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)的具體目標(biāo)可描述為：1．減輕結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的破壞，避免結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中局部倒塌影響內(nèi)部人員安全疏散和造成外部滅火救援困難。2．預(yù)防因構(gòu)件破壞而加劇火災(zāi)中的熱對流和熱輻射，使火災(zāi)蔓延至其它防火分隔空間或相信建筑物。3．能為災(zāi)后修復(fù)提供條件、減少災(zāi)后結(jié)構(gòu)的修復(fù)費(fèi)用和難度。23建筑結(jié)構(gòu)耐火安全分析23三、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的使用范圍和社會(huì)條件建筑物性能化消防設(shè)計(jì)是建筑物設(shè)計(jì)的一種可供選擇工程設(shè)計(jì)方法之一,它可以完全按照性能化消防規(guī)范或火災(zāi)數(shù)學(xué)模擬與數(shù)值分析方法進(jìn)行,也可以與現(xiàn)行規(guī)格式規(guī)范一起使用.但在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,并不是所有的建筑物都應(yīng)該或有必要完全按照性能化的工程方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。24三、建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的使用范圍和社會(huì)條件24（一）建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的適用范圍建筑物的消防設(shè)計(jì)必須依據(jù)國家現(xiàn)行的防火規(guī)范及相關(guān)的工程建筑規(guī)范進(jìn)行.只有對于現(xiàn)行國家和地方消防技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)未明確規(guī)定的、或按規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施確有困難，并影響建筑使用功能的一些特殊、大型的項(xiàng)目可以就整座建筑物或建筑物中的某些特殊部位進(jìn)行全部或部分系統(tǒng)的性能化設(shè)計(jì)與評(píng)估。即使如此，所設(shè)計(jì)的建筑物的消防安全性能仍不低于現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的安全水平。一般為：1．大型的車站、機(jī)場、展覽館、體育館、劇院；2．空間高大的商場、超市、物資倉庫、物流中心；3．中庭等共享空間4．醫(yī)藥、電子等潔凈廠房5．其他性質(zhì)重要、火災(zāi)危險(xiǎn)性大、發(fā)生火災(zāi)后影響大的建筑。25（一）建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的適用范圍25對于現(xiàn)行國家工程建設(shè)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未作規(guī)定的、或執(zhí)行現(xiàn)行國家工程建設(shè)消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確有困難的功能復(fù)雜或空間超大的建筑物，可以就其整體或其中的某些特殊部位進(jìn)