暖通工程师关于大型商业建筑的性能化防火浅谈

1 大型综合性商业建筑的火灾危险性

1.1 火灾荷载大

可燃商品多，多设有可燃物品库房，局部装修复杂，可燃装修材料多，火灾荷载大。用火用电用气频繁。建筑中设置的燃油燃气供热锅炉、中央空调机组、餐厅及超市熟食品加工房均需使用柴油或天然气，增大了燃烧和爆炸的火灾危险性。

1.2 人员疏散困难

大型综合性商业建筑通常可以容纳几千甚至上万人，老人、小孩等自我疏散能力较差的人群占一定的比例。由于建筑体量大，疏散路线迂回曲折，疏散到室外安全区域的路径较长，安全疏散通道及楼梯的宽度和疏散距离等难以满足现行规范要求。大型超市由于平时经营管理的需要，往往将疏散门锁闭或增加电控装置，降低了疏散门开启的可靠性，使疏散的安全性大打折扣。

1.3 难以形成可靠的防火分区

有的单层大型商业建筑层高较高，屋顶承重结构采用钢梁或钢网架结构体系，设置防火墙或防火卷帘较为困难;有的多层大型商业建筑设有较多中庭，或楼板设有较多开口，形成可靠的防火分区较为困难;有的在建筑物的同一轴线上连续设置几十米甚至上百米长的防火卷帘，其动作的可靠性降低，若设为气雾式防火卷帘，火灾时其下降和帘面充水等所要求的保障条件更多，可靠性更低。

1.4 排烟的可靠性低

大型综合性商业建筑外墙面多为实墙或固定玻璃幕墙，能向外开启的外窗很少，远不能达到规范所规定的自然排烟的要求。即使能达到自然排烟的开启外窗的要求，但由于墙面内外大型广告牌及商场内贴墙布置的大型货架的遮挡，达不到自然排烟的效果。

2 性能化防火的形成与发展

2.1 现代防火方法存在的局限性

多年来，防火设计规范基本上是用指令性条文的形式给出的。这种规范对每项设计都详细规定具体的参数和指标。例如建筑物的总平面布局、平面布置、防火间距、耐火等级、防火防烟分区、安全疏散、建筑消防设施的设置、装修材料的选用与控制等都做出了具体的条文规定。建筑设计者只能依据所要设计的建筑物的状况，结合本人的实践经验，从规范中直接选定设计参数和指标。现在人们一般称这种规范为“处方式”设计规范，也有人称这种规范为“规格式”规范，或“指令式”规范。

事实上，每座建筑物的建设地点、结构形式、使用性质、高度和体量、火灾荷载、可燃物的性质等情况都不一样，使用者的条件存在很大差异。因此按照这种规范统一给定的设计参数所作出的设计方案，并不一定是最科学、最合理、最有效的方案。 随着城市化发展及生产经营的需要，建筑物的功能也越来越多样化，尤其是大型综合性商业建筑、高层建筑、地下建筑和大空间建筑迅速兴起。根据以往的经验为基础整理制订出来的处方式防火设计规范已难以适应这些新式建筑的需要，工程实践中经常遇到许多建筑物的设计形式是现行规范适应范围无法包括或规范的条文无法解释的情况。

2.2 性能化防火设计方法

国际上建筑界与火灾科研界的很多人士指出，应当以火灾安全工程学的思想为指导，建立以火灾性能为基础的建筑设计防火规范。在国内通常称这种规范为“建筑物的性能化防火设计规范”，简称“性能化设计规范”。建筑物的性能化防火方法涉及性能化防火分析、性能化防火设计和性能化设计规范三个基本方面。性能化防火分析是建筑火灾风险分析的一种形式，它将根据建筑物的结构特点，通过定量计算，用某些物理参数描述火灾的发生和发展过程，并分析这种火灾对建筑内的人员、财产及建筑结构本身的影响程度，从而为采取合理的消防对策提供基本依据。 性能化防火设计是在性能化防火分析的基础上所进行的建筑物各种火灾防治系统的设计行动，它将综合建筑物业主的安全要求、建筑物的现场条件和有关的安全规定等，做出建筑物防火系统的具体设计方案，并且对各种可采用的设计方案进行比较评估，从中选出最优的实施方案。

性能化防火分析还可为其他的火灾防治目的服务，例如防火安全管理、火灾安全教育及灭火预案的制订等。性能化设计规范是指导按性能化方法进行建筑防火设计的法规文件，它对进行性能化设计中应当满足的要求、应当遵守的规程和应当注意的问题等作出必要的规定。这种规范对于保证采用性能化设计方法的建筑达到预期的火灾安全目标是十分必要的。

性能化设计方法可使建筑物的防火安全目标、火灾损失目标和设计目标实现良好统一。与传统的处方式设计方法相比，这种设计方法能够大大改进建筑防火设计的科学性和合理性，从而可带来良好的社会效益和经济效益。

3 大型商业综合建筑性能化防火设计的基本步骤

完整的性能化防火设计过程宜分为设计准备、定量评估和文件编制3个主要阶段。设计准备阶段包括3个步骤，主要是确定防火目的与火灾风险承担人可接受的防火目标，将其作为定量的、具体的损失目标。

1)估价所设计项目的状况、设计参数，并确定在设计过程中的哪一阶段上，需要把防火安全工程师包括进来。

2)确定特定建筑的防火目的(Fire Protection Goals)和火灾风险承担人可接受的防火目标(Acceptable objectives)。建筑物的火灾风险承担人指的是所有与该项目的利益密切相关的个人、团体或机构，包括建筑物的业主、股东，乃至某些管理部门的代表，以下将他们简称为承险人。

3)用适当的工程概念量化损失目标，即形成具体的设计目标(Design objectives)，以便根据其评估防火设计方案。定量评估阶段也包括3个步骤，主要是对所设置的火灾场景、设定火灾曲线及初步设计方案做出分析。通过对各个初步设计方案的比较和评估，选定最终设计方案。

4)设置火灾场景(Fire Scenarios)和选择设定火灾曲线(Design FireCurves)。设定火灾曲线指的是在所设的火灾场景中，火源热释放速率的变化曲线。后面将利用设定火灾曲线评估在性能化设计中提出的初步设计方案。在SFPE的《工程指南》中，将初步设计方案称为尝试设计(Trial Designs)。

5)评价和修正初步设计方案。这就是说，对于所提出多种设定火灾曲线，至少有一种能获得圆满解决的设计方案，如果采纳这些方案，就可以满足具体的损失目标。

6)分析所提出的一种或几种初步设计方案，从中选定最终的设计方案。文件编制阶段包括2个步骤，主要是对选定方案的设计细节进行详细的审查，并编写方案中涉及的有关设备的技术文件。

7)为所选定的方案的设计过程编制说明文件，包括需使用的资料的说明、检验材料性能的方法说明等。

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