建筑性能化防火設計應用研究實踐思考

樊湘紅

摘要：在我國，建筑物的消防設計需要依據國家的相關工程建設規范進行。建筑性能化防火設計也在長期的發展中不斷被更新，性能性防火技術不斷被引進，而且近年來隨著我國建筑的規模的不斷擴大，建筑高度越高，密集型越強，國家也十分重視對建筑性能化防火設計，積極應用到相應的工程中，也成為當前消防領域研究中的重點。本文將從建筑性能化防火設計應用研究方面進行分析，提出相應的措施。

關鍵詞：建筑性能化;防火設計;實踐分析

隨著我國當前社會經濟的快速發展，城市化進程不斷加快，城市中建筑規模不斷擴大，建筑的高度越來越高，密集性越來越大。很多建筑類型的防火設計在一些規范中沒有被明確，實際的執行過程中存在很大的問題，規格式防火設計在我國的應用十分廣泛，在不斷的研究和分析中，建筑防火性能化設計在我國的應用越來越廣泛。性能化防火設計主要是以建筑中的火災安全工程學為基礎的一種防火設計，能夠突破原有規格式的防火設計在建筑中的應用。該種防火設計應用能夠從建筑的結構、功能和構造材料方面進行具體分析，從火災對建筑物造成的危害方面進行定量分析和評估，能夠提供各種設計方案，從中選擇最優化的防火設計進行防火保障。性能化防火設計的優勢在于能夠針對一些比較復雜的建筑進行防火保障，其也成為我國當前防火設計中的研究重點。性能防火設計在我國的應用起步較晚，需要相關的科研人員和設計人員大力倡導和監督，能夠為廣大消防工作提供便利。

1性能化防火設計的相關技術研究

我國社會經濟的快速發展，建筑行業也呈現蓬勃發展的趨勢，建筑的規模和類型在不斷發展的同時，建筑的防火也成為大眾比較關注的重要問題。國家的一些科研機構也在不斷推進對建筑的防火設計。性能化防火設計是一個相對比較復雜的技術體系，會考慮到建筑的各個層面，注重從建筑火災現場設計、消防設施和煙氣運動等方面考慮，通過吸收一些先進的研究成果，在技術方面不斷更新。

1.1火災場景方面的技術設計

對于火災場景的設計，主要是對建筑物內部的可燃物的分布情況進行分析，及時辨別出危險源的存在，了解火災熱的釋放頻率和規律，是性能化防火設計中的基礎和重點，設計出的火災場景需要反映建筑物內火災的風險性，也會影響性能化防火設計的可靠性。一般的火災現場主要分為3個階段，即發展階段、充分發展階段和減弱階段，需要用火災發展過程對火災的增長進行計算，分析火災中熱釋放速率，從火災場景發生的概率和火災過程中消防系統的響應等方面進行分析。

1.2火災中煙霧流動和控制

對火災中煙霧流動的數值進行模擬，通常主要是區域模擬和場景模擬兩種類型，都是以質量守恒的原理為基礎。區域模型的模擬主要是將一個空間內部分為上下兩個區域，即上方的煙氣層和下方的空氣層，在受限空間內熱煙氣層的高度和狀態會隨時間變化。我國國家重點實驗室對火災科學進行深入研究，將燃燒學的思想和火災的問題有機結合，提出了綜合模擬的方法，對復雜的火災過程進行計算機模擬，將著火的空間和強流動區域進行模擬對比分析。例如，采用有限差分法計算濾波后的控制方程，對火房間內的煙氣運動進行模擬。

1.3人員安全疏散的設計

大多數建筑防火性能的設計主要是疏散人員，保證人員的安全，對于火災還不能危害人生命之前，需要將建筑內的所有人員疏散到安全區域，需要量化的時間是實際需要的安全疏散時間需要低于可用的安全疏散時間，火災發生時人員的疏散是進行研究的主要內容。例如，建立人員疏散模型主要是基于模型物理空間的方法，有精細網絡模型和連續網絡模型等。精細網絡模型主要是把建筑空間分為很多的網格，能夠更加準確描述建筑的平面空間，相比粗糙網絡模型，精細網絡模型描述的建筑平面空間更加準確。

2性能化防火設計應用展望

我國建筑防火性能化設計應用主要是借鑒國外的一些研究成果，性能化防火設計應用方面的一些內容存在一定的共性，包括性能化防火設計的方法、人員和建筑結構的判斷等，但是，在一些建筑的某些方面存在差異，火災的荷載差異、消防設施的性能等。因此，我國需要根據實際的國情，在性能化防火設計技術方面不斷研究，提出有效的實踐應用理論。

2.1性能化防火設計技術應用的理論法規

性能化防火設計工作需要依據火災科學和消防安全工程學方面的理論知識，從設計的方法和工具，以及相關的設計規范和技術標準方面進行參考。

2.2火災科學和消防學的基礎理論

火災科學和消防工程學方面的理論知識是進行性能化防火設計的基礎，其中主要的基礎內容包括火災發生、發展和煙霧流動的規律，了解建筑物構件的火災特性，以及相關的消防設施在火災中對火的反應和相互作用，對火災的危害和發生風險進行評估。

2.3性能化防火設計的方法

建筑性能化防火設計的方法需要根據我國的實際國情進行分析，根據我國實際的建筑結構，主要從分析和設計方法、消防安全評估技術等方面進行研究。

（1）消防安全設計方法，首先判定消防安全目標和性能評判標準，建立火災場景設計，火災的蔓延以及消防設施對火反應的情況;

（2）消防安全評估技術，建筑物構件的材料釋放熱量的情況，房間內火災的增長模式，通過建立人員疏散模型和火災風險評估系統等軟件進行評估。

（3）消防安全數據庫的應用技術，該種技術能夠為性能化的設計提供一些初始數據，包括建筑物和場所內火災荷載的分布情況，建筑物內部構件的相關參數，還有火災發生和損失概率的分布，能夠為性能化防火設計提供相關的信息基礎。

2.4設計標準

設計規范與技術標準包括性能化防火設計規范，在建筑材料、構件與建筑防火產品性能的試驗標準，通過建立明確的防火設計規范，對于性能規范的形式，需要明確建筑設施各方面的具體要求，在建筑結構、耐火要求和消防系統方面進行設計。例如，在性能化設計方面，需要根據相關的消防安全政策對消防安全目標和性能要求進行明確，性能化計算結果可以使用性能化標準進行評判，確定火災的安全等級。

2.5性能化防火設計的風險分析

性能化防火設計已經從規格式規范轉向性能規范，在規范的標準形式方面不斷做出調整，性能規范需要確定一個明確的風險水平，保證建筑在使用壽命內的防火安全，風險分析存在很大的不確定性，一般主要是以主觀判斷和決策為基礎。例如，采用一次二階矩法的指數概念對人員疏散的隨機性進行分析，為火災風險的評估提供重要的信息，性能化防火設計中的火災風險及不確定性分析需要不斷進行研究，其將作為未來研究的重點內容和方向。

3結束語

綜上所述，性能化防火設計的方法和技術在建筑物防火設計中被廣泛應用，該工程方法也在不斷成熟。建筑物性能防火設計在我國處于初期發展階段，其技術也在不斷發展完善，相應的法律法規也在不斷完善，建筑性能化設計需要符合建筑物自身的要求，同時提高消防投資效益和消防投入，推動我國建筑物性能防火設計方法和技術的應用，加強火災基礎研究。