建筑消防性能化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟

建筑消防性能化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)步驟性能化設(shè)計(jì)過程可分成若干的過程，各步驟相互聯(lián)系，并最終形成一個(gè)整體，其步驟主要包括：1.確定工程范圍；2.確定總體目標(biāo)；3.確定設(shè)計(jì)目標(biāo)；4.建立性能判定標(biāo)準(zhǔn)；5.建立設(shè)定火災(zāi)情景；6.建立試設(shè)計(jì)；7.評估試設(shè)計(jì)及性能指標(biāo)判定；8.選定最終設(shè)計(jì)方案；9.完成報(bào)告編寫設(shè)計(jì)文件。建筑物性能化消防設(shè)計(jì)基本步驟框圖如圖1所示。圖1建筑物性能化消防設(shè)計(jì)基本步驟框圖1.確定工程范圍性能化設(shè)計(jì)的第一步就是要確定工程的范圍及相關(guān)的參數(shù)。首先要了解工程各方面的信息，如建筑的特征，使用功能等。對特殊的建筑，如大空間（如中庭或倉庫），或者人員密集的商場、禮堂和運(yùn)動(dòng)場等要格外關(guān)注。對建筑的工藝特征也要做專門的研討，如特殊的作業(yè)區(qū)、危險(xiǎn)物品的使用或貯存區(qū)、昂貴設(shè)備區(qū)以及零故障區(qū)等。不同使用功能的建筑，其使用者特征也不同（如住宅建筑與商業(yè)建筑），使用者特征包括年齡、智力、是否睡覺、體能狀態(tài)等因素。2.確定總體目標(biāo)一且確定了工程的范圍，性能化設(shè)計(jì)過程的下一步就是要確定消防安全總目標(biāo)。在消防安全設(shè)計(jì)中，消防安全總體目標(biāo)是一個(gè)范圍比較廣泛的概念，它表示的是社會(huì)所期望的安全水平。它們主要是用概括性的語言進(jìn)行描述，通常指保護(hù)人類生命和相鄰建筑及其他財(cái)產(chǎn)安全等方面的需要。概括地說，消防安全應(yīng)達(dá)到的總體目標(biāo)應(yīng)該是：保護(hù)生命、保護(hù)財(cái)產(chǎn)、保護(hù)使用功能、保護(hù)環(huán)境不受火災(zāi)的有害影響。功能目標(biāo)是設(shè)計(jì)總目標(biāo)的基礎(chǔ)，它把總目標(biāo)提煉為能夠用工程語言進(jìn)行量化的數(shù)值。概括地說，它們指出一個(gè)建筑物怎樣才能達(dá)到上述的社會(huì)期望的安全目標(biāo)。功能目標(biāo)通?？捎糜?jì)量的術(shù)語加以表征。為了滿足這些目標(biāo)，一旦功能目標(biāo)或者損失目標(biāo)搞清楚了，人們就必須有一個(gè)確定建筑及其系統(tǒng)發(fā)揮作用的性能水平的方法。這項(xiàng)工作是通過性能要求完成的。性能要求是性能水平的表述。建筑材料、建筑構(gòu)件、系統(tǒng)、組件以及建筑方法等必須滿足性能水平的要求，從而達(dá)到消防安全總體目標(biāo)和功能目標(biāo)。我們不僅能夠量化這些參數(shù)，還應(yīng)對其進(jìn)行計(jì)量和計(jì)算。例如要求：“將火災(zāi)的傳播限制在起火房間內(nèi)，在煙氣蔓延出起火房間以前通知使用者，保證疏散通道處于可使用狀態(tài)直到使用者到達(dá)安全地點(diǎn)”。這些要求中的每一個(gè)都涉及到建筑及其系統(tǒng)如何工作才能滿足規(guī)定的生命安全總體目標(biāo)和功能目標(biāo)，并且可對每項(xiàng)要求都可進(jìn)行計(jì)量或計(jì)算。性能判定標(biāo)準(zhǔn)包括材料溫度、氣體溫度、碳氧血紅蛋白含量、能見度以及熱輻照量等的臨界值。3.確定設(shè)計(jì)目標(biāo)該目標(biāo)是為滿足性能要求所采用的具體方法和手段。為此允許采用兩種方法去滿足性能要求。這兩種方法可以獨(dú)立使用，也可以聯(lián)合使用。這兩種方法是：1）視為合格的規(guī)定：這包括如何采用材料、構(gòu)件、設(shè)計(jì)因素和設(shè)計(jì)方法的示例，如果采用了，其結(jié)果就滿足性能要求。2）替代方案：如果能證明某設(shè)計(jì)方案能夠達(dá)到相關(guān)的性能要求，或者與視為合格的規(guī)定等效，那么對于與上述“視為合格的規(guī)定”不同的設(shè)計(jì)方案，仍可以被批準(zhǔn)為合格。該性能方法為使用消防安全工程提供了許多機(jī)會(huì)。評估替代方案的方法不是特別指定的，所以，事實(shí)上消防安全工程評估將是證明設(shè)計(jì)方案是否符合性能規(guī)范的一個(gè)主要途徑。消防安全總體目標(biāo)是保護(hù)那些沒有靠近初起火災(zāi)處的人員不至喪命。這很容易理解，但很難量化。為了達(dá)到這一總體目標(biāo)，其功能目標(biāo)之一就是為人們提供足夠到達(dá)安全地方而不被火災(zāi)吞噬的時(shí)間。這就提供了更詳細(xì)的規(guī)定：即必須保護(hù)人們不受熱、熱輻射和煙氣的侵害。為了達(dá)到這一目標(biāo)，其性能要求之一就是限制起火房間內(nèi)的火災(zāi)蔓延。如果火災(zāi)沒有蔓延到起火房間之外，那么起火房間外的人員就不會(huì)暴露于熱輻射或高溫中，他們受到煙氣影響也會(huì)大大減小。為了滿足這—性能要求，我們可以制訂防止起火房間發(fā)生轟燃的性能指標(biāo)。其依據(jù)是火災(zāi)蔓延至起火房間之外的情況總是發(fā)生在轟燃發(fā)生之后，上層煙氣引燃并使火災(zāi)前鋒開始蔓延之時(shí)。為了滿足這一指標(biāo)，工程師可能會(huì)建立一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)，從而將上層煙氣溫度限制在500℃，該溫度以下不大可能發(fā)生轟燃。這就是從一個(gè)總體目標(biāo)到建立一種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的整個(gè)分析過程。4.設(shè)定火災(zāi)場景火災(zāi)場景是對某特定火災(zāi)從引燃或者從設(shè)定的燃燒到火災(zāi)增長到最高峰以及火災(zāi)所造成的破壞的描述?；馂?zāi)場景的建立應(yīng)包括概率因素和確定性因素；也就是說，此種火災(zāi)發(fā)生的可能性有多大，如果真的發(fā)生了，那么火災(zāi)又是怎么發(fā)展和蔓延的。在建立火災(zāi)場景時(shí)，我們應(yīng)該考慮的因素有很多，其中包括：建筑的平面布局；火災(zāi)荷載及分布狀態(tài)；火災(zāi)可能發(fā)生的位置；室內(nèi)人員的分布與狀態(tài)；火災(zāi)可能發(fā)生時(shí)的環(huán)境因素等。設(shè)計(jì)火災(zāi)是對某一特定火災(zāi)場景的工程描述，可以用一些參數(shù)如熱釋放速率、火災(zāi)增長速率、物質(zhì)分解物、物質(zhì)分解率等或者其他與火災(zāi)有關(guān)的可以計(jì)量或計(jì)算的參數(shù)來表現(xiàn)其特征。概括設(shè)計(jì)火災(zāi)特征的最常用方法是采用火災(zāi)增長曲線。熱釋放速率隨時(shí)間變化的“典型”火災(zāi)增長曲線，一般具有火災(zāi)增長期、最高熱釋放速率期、穩(wěn)定燃燒期和衰減期等共同特征。每一個(gè)需要考慮的火災(zāi)場景都應(yīng)該具有這樣的設(shè)計(jì)火災(zāi)曲線。5.建立試設(shè)計(jì)并評估在該步驟中，應(yīng)提出多個(gè)消防安全設(shè)計(jì)方案，并按照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行評估，以確定最佳的設(shè)計(jì)方案。評估過程是一個(gè)不斷反復(fù)的過程。在此過程中，許多消防安全措施的評估都是依據(jù)設(shè)計(jì)火災(zāi)曲線和設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行的。象增加感煙探測器或自動(dòng)噴淋裝置、對通風(fēng)特征的修改、變更建筑材料、內(nèi)裝修和建筑內(nèi)部擺設(shè)等因素，都在該步驟進(jìn)行評估。在評估不同的方案時(shí)，清楚地了解該方案是否達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)是很重要的。設(shè)計(jì)目標(biāo)是一個(gè)指標(biāo)。其實(shí)質(zhì)是性能指標(biāo)（如起火房間內(nèi)轟燃的發(fā)生）能夠容忍的最大火災(zāi)尺寸，這可以用最大熱釋放速率描述其特征。比如，為了達(dá)到防止轟燃發(fā)生的目標(biāo)，替代方法之一可能是使用自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。為了保證其有效性，自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)必須在房間到達(dá)轟燃階段以前啟動(dòng)并控制火災(zāi)的增長?？v覽世界上各種消防安全工程方法，下述一些基本因素總是在性能化設(shè)計(jì)評估中被充分考慮：起火和發(fā)展、煙氣蔓延和控制、火災(zāi)蔓延和控制、火災(zāi)探測和滅火、通知居住者和組織安全疏散、消防部門的接警和現(xiàn)場救助。試設(shè)計(jì)完成后即可選定最終設(shè)計(jì)方案。6.完成報(bào)告編寫設(shè)計(jì)文件分析和設(shè)計(jì)報(bào)告是性能化設(shè)計(jì)能否被批準(zhǔn)的關(guān)鍵因素。該報(bào)告需要概括分析和設(shè)計(jì)過程中的全部步驟，并且報(bào)告分析和設(shè)計(jì)結(jié)果所提出的格式和方式都要符合權(quán)威機(jī)構(gòu)和客戶的要求。該報(bào)告包括：1）工程的基本信息；2）分析或設(shè)計(jì)目標(biāo)：制訂此目標(biāo)的理由；3）設(shè)計(jì)方法（基本原理）陳述：所采用的方法，為什么采用，做出了什么假設(shè)，采用了什么工具和理念；4）性能評估指標(biāo)；5）火災(zāi)場景的選擇和設(shè)計(jì)火災(zāi)；6）設(shè)計(jì)方案的描述；7）消防安全管理；8）參考的資料、數(shù)據(jù)。