建筑性能化設(shè)計(jì)的消防安全目標(biāo).ppt

1 建筑物性能化防火設(shè)計(jì)簡介 2 性能化防火設(shè)計(jì) 是指針對(duì)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(duì)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(duì)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 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(duì)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 4 一 建筑物性能化防火設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)和內(nèi)容 5 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(duì)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 6 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(chǎng)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(cè)6 煙氣的流動(dòng)特性預(yù)測(cè)7 鋼結(jié)構(gòu)耐火性能評(píng)價(jià)8 火災(zāi)探測(cè)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 7 二 建筑物性能化消防設(shè)計(jì)的程序和步驟 8 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)?1 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 9 確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)過程示意圖 1 10 3 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 11 4 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 12 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(duì)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 13 防火性能化設(shè)計(jì)步驟圖 4 14 1 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(duì)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(chǎng)所形成人員不可耐受條件產(chǎn)生的時(shí)間及火災(zāi)探測(cè)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(cè)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 15 3 目標(biāo)判定 可采用確定性研究方法 對(duì)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(duì)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(duì)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 16 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 17 收集性能數(shù)據(jù)過程示意圖 5 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) 19 火災(zāi)發(fā)展與人員安全疏散時(shí)間線示意圖 7 20 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(duì)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 火災(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(duì)人的熱輻射 熱對(duì)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 21 二 REST的計(jì)算 火災(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 火災(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(cè)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(cè)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 22 2 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) 23 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(duì)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(duì)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(duì)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 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) 25 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(duì)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(chǎng) 展覽館 體育館 劇院 2 空間高大的商場(chǎng) 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 26 對(duì)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