第三章 建筑消防性能化设计方法与技术要求
通过本章的学习,了解建筑消防性能化设计方法及具体技术要求,包括哪些情形可以进行消防性能化设计以及哪些情形严禁采用该方法,熟悉消防性能化设计的基本程序、安全目标,了解建筑消防性能化设计软件选择、火灾场景及疏散场景设定、计算结果分析及应用和消防性能化设计文件编制等内容。
建筑防火设计以防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全为目标。消防性能化设计以消防安全工程学为基础,采用的防火设计方法区别于传统的按照建筑规范标准进行设计,但其防火设计目标具有一致性。因此,不能以消防性能化设计为由任意突破现行的国家标准规范,必须确保采用消防性能化设计的建筑的消防安全水平不低于按照现行国家标准规范进行防火设计的消防安全水平。有关性能化防火设计评估的基本概念、火灾场景、烟气及人员安全疏散计算模拟分析的内容见《消防安全技术实务》。
第一节消防性能化设计的适应范围
一、概述
二、设计范围
目前,具有下列情形之一的工程项目,可对其全部或部分进行消防性能化设计:
1)超出现行国家消防技术标准适用范围的。
2)按照现行国家消防技术标准进行防火分隔、防烟与排烟、安全疏散、建筑构件耐火等设计时,难以满足工程项目特殊使用功能的。
下列情况不应采用性能化设计评估方法:
1)国家法律法规和现行国家消防技术标准强制性条文规定的。
2)国家现行消防技术标准已有明确规定,且无特殊使用功能的建筑。
3)居住建筑。
4)医疗建筑、教学建筑、幼儿园、托儿所、老年人建筑、歌舞娱乐游艺场所。
5)室内净高小于8.0m的丙、丁、戊类厂房和丙、丁、戊类仓库。
6)甲、乙类厂房,甲、乙类仓库,可燃液体、气体储存设施及其他易燃易爆工程或场所。
1.标准规范没有规定
建筑防火设计的目的,在于优化建筑耐火、防火和灭火等各部分的设防要求,从而确保建筑的防火安全性能达到一定的标准。我国现行的防火规范总结了历史上各类火灾的经验与教训以及科研成果,综合考虑了当前国家的整体经济技术和管理水平、产品质量等状况。
作为成熟经验及科研成果的总结,规范往往不会覆盖突破传统的建筑做法和工艺。例如,对于某些新技术、新设备的应用,如果现行标准规范没有相关的防火设计要求,此时就可采用消防性能化设计的方法,根据国家有关规定在使用前提出相应的使用和设计方案与报告,并进行必要的论证或试验,以切实保证这些技术、方法、设备或材料在消防安全方面的可行性与应用的可靠性。
2.防火分隔
就建筑火灾而言,主要有被外部邻近建筑或其他室外火灾引燃和在内部发生燃烧并蔓延扩大两种可能方式。实际上,绝大多数建筑火灾是由其内部失火引起的。当建筑内某一空间发生火灾时,火便会由于燃烧过程中的热辐射、对流和传导,或通过着火室的楼板、墙壁内部的烧损处或门窗洞口向其他空间蔓延,若此时无有效的灭火、控火干预且可燃物数量足够,则最终将可能发展成为整座建筑的火灾。因此,采取一定措施将建筑内某些火灾危险性较大的空间或重要设备或不能中断工作的场所与其他部位分隔开来,并在一定时间内把火势控制在规定的区域里是非常重要的。
防火分区是指根据建筑的特点,在建筑内部采取规定要求的防火墙、楼板及其他等效的防火分隔措施分隔,用以控制和防止火灾向其他邻近区域蔓延的封闭空间,是控制建筑火灾的基本空间单元,包括水平防火分区和竖向防火分区。水平防火分区用以防止火灾在水平方向扩大蔓延;竖向防火分区用以防止多层或高层建筑层与层之间竖向火灾蔓延,电梯井、楼梯间等竖井的分区即属此类。防火分区的划分既要从限制火势蔓延、减少损失方面考虑,又要顾及日常的使用和管理。在建筑内部不同使用用途或功能空间之间进行防火分隔可以有效地阻止火灾在建筑内部向水平方向和竖直方向扩展,而将其限制在特定的局部空间内。
随着我国经济的快速发展,近年来出现了城市综合体、大型展览建筑、候机车船楼等大型交通枢纽,这些建筑因使用功能的需要,具有体量及空间巨大等特点,往往难以按照现行规范进行防火分区的划分。如果强行按照标准规范进行防火分隔,又与使用功能相冲突。对于此类项目的消防性能化设计,国内已开展了一系列的实践活动,总结了一定的经验。
3.防烟与排烟
建筑火灾表明,火灾中产生的高温有毒烟气蔓延较快、蔓延通道多样,因此建筑内的烟气将阻碍人们逃生和灭火行动,是导致人员死亡的主要原因。建筑的防烟设计,对于建筑内人员的安全和防止烟气的扩散十分重要。在建筑防火设计中,应充分考虑建筑的防烟与排烟性能。
防烟与排烟设计的基本原则是,要防止烟气进入人员的疏散通道,保证疏散安全,为消防救援提供必要的有利条件。防烟与排烟系统的设计,需根据室内火灾的烟气及其运动规律,在平面布置中研究可能起火房间的烟气流向,通过不同的合理假设,确定更经济有效的防烟设计方案和控制烟气的流动路线,选用适当的防排烟设备,布置进、排风口,确定合理的管道和进、排风口尺寸。
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