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人防工程建筑设计规范

人防工程建筑设计规范

人防工程建筑设计规范范文第1篇

随着我国经济事业的各项发展,现代社会各类建筑物构造越来越复杂,这意味着各类建筑物也必须适应社会需求而增强其自身的防火能力,对于石化工业来说,情况尤其如此。近些年,我国为了促进社会各个方面对建筑防火的重视,多次修订国家标准《建筑设计防火规范》,以期用法律本身的规范手段来引起社会各界落实好建筑防火工作的各个方面。国家标准《建筑设计防火规范》GB50016—2014应当成为各类建筑防火的标准和规范,对于石化工业建筑来说同样如此。本文主要讨论《建筑设计防火规范》在石化工业建筑设计中应用的几个方面,希望对未来的建筑设计提供一定的参考价值。

【关键词】

《建筑设计防火规范》;石化工业建筑;设计;应用

《建筑设计防火规范》GB50016—2014(以下简称《建规》)的制定和实施对于建筑工程建设的各个方面都提供了一定的规范并提出了一些要求,这对于保证建筑物防火设计的有效性有着重要的作用。在石化工业建筑的设计中,防火工作处于极端重要的地位。为了减少石化工业建筑发生火灾的几率,在这类建筑物的设计和施工过程中必须要坚决贯彻“预防为主,防消结合”的工作方针,全面满足建筑物防火安全的需求。

1.石化工业建筑相关设计规范理论问题研究

1.1厂房、民用混合布置无相关条文

GB50016-2006中首先对建筑物进行划分,分为民用建筑和厂房,在两大类中按照类型进行相应的规定设置。但在石化工业当中,很多建筑物都是集合了厂房和民用建筑的。比如说某个项目的实验室、办公楼和控制室共同构成了一个混合体,某一个中控室包含了形成办公用房,某个项目在一层设计了实验室而二楼又是办公区,包括当下很多天然气加气站都是加气站与仓储营运中心的结合体,规范中并没有对这种结合体的防火有专门的设计要求。

1.2实验室生产类别规范不明确

实际工作当中,设计人员会为了实验室到底是属于厂房还是属于民用建筑而感到迷茫,原因就是实验室它一定不属于民用建筑住宅和公共范畴,但是归属为厂房也确实是缺乏理论依据,所以,这也是建设设计防火规范在实际应用过程中发现的问题,希望能够随着实践对建筑设计防火规范进行补充修订,使其更满足实际设计需求。

2.建筑设计防火规范在厂房防爆中的应用

在石化企业建筑的设计过程中,最常见的就是氢气压缩机、丙烯晴装置空压制冷、石油气压缩机、液化石油气泵、氨压缩机等甲类、乙类、甲A类厂房的设置,在新《建规》执行了之后,规范和行业标准之间出现了一些冲突,部分对新《建规》不熟的设计师难以面对。本次以氢气压缩机厂房作为案例。如果按照《石油化工生产建筑设计规范》,也就是行规规定的生产特点,可以将它确定为甲类厂房,耐火等级大于等于二级,对防爆有要求。氢气压缩机厂房以氢为介质,氢气比空气轻,为可燃性气体,爆炸极限范围从4.1%至75%,当生产环境要求必须采用封闭式建筑的情况下,压缩机厂房必须设定足够的泄压面积,减轻爆炸破坏强度,避免主体结构或者是对相关人员造成重大伤害。原《建规》中规定,厂房防爆,泄压面积/厂房体积的值应介于0.05-0.22之间,并且随着爆炸介质威力以及爆炸压力上升速度的上升,该比值应尽可能增大,但是最大比值并没有明确规定。按照《石油化工生产建筑设计规范》可燃气体压缩机厂房必须要采用封闭式的建筑,泄压面积和厂房的体积比值必须大于0.15,厂房内要采取机械通风,设备采取封闭式,面积密度不能够超过60kg/平方米,普通玻璃是不可以作为泄压面积的。新规当中明确规定存在爆炸危险的厂房应独立设置,采用敞开或者是半敞开式的结构,承重结构要采用钢筋混凝土、排架和钢框等结构,并且必须要设定泄压设施。

3.建筑设计防火规范在厂房疏散中的应用

3.1保证基本条件

《建规》中明确指出,石化工业建筑设计及施工过程中,限制使用对疏散有严重影响的建筑材料,保证疏散的安全通道是畅通的,要合理布置安全疏散的路线。

3.2出口设置原则

新《建规》中指出,厂房安全出口要进行分散设置,对整个厂房进行防火分区,每个防火分区的安全出口数量不可以少于两个,每个防火分区中相邻两个安全出口最近边缘的距离不可以小于5米。只有符合了《建规》中列出的5条特定的条件时才可以设置一个安全出口。厂房当中任意一点距离安全出口的距离必须要符合规定的标准,在具体的设计过程中,新规和行规之间存在的差异致使设计人员无从下手,这种情况下,应该在满足了新规之后,达到行规的标准,新规不适用于炸药、花炮厂房的建筑防火设计,而石油天然气工程、人民防空工程、火力发电厂、石油化工企业以及变电站等。

4.建筑设计防火规范在工业厂房钢结构防火保护中的应用

石化行业当中,甲类生产厂房、乙类具有防爆要求厂房以及液化石油气灌装站等,建筑钢结构耐火等级都是一级,甲、乙、丙类液体以及可燃气体的火焰可能影响到的部分,应该外包敷防火隔热材料或者是不燃材料,二级耐火等级为丁烷、戊烷类的厂房的梁和柱可以采取无防火保护类的金属结构。钢结构的防火保护通常需要执行《石油化工钢结构防火保护技术规范》标准,一级耐火等级建筑物的梁和柱则是要以新规的耐火等级为标准,按照新规,耐火等级越高,保护做的要越强。设计人员必须熟练应用规范。例如说,在氢气压缩机厂房设计过程中,耐火等级为二级,耐火极限是2.5小时,新规中关于其耐火等级可按标准降低半个小时,这样甲类厂房防火要求在《行规》和《建规》中就都是一致的,并且不相矛盾。

5.结束语

伴随着我国经济的进步,石化行业也在迅猛发展中,各类新型的建筑如雨后春笋,层出不穷。在石化行业的建筑设计过程中,设计人员必须要熟练掌握《行规》以及《建规》的相关要求,在积累经验的同时勇于提出意见和建议,以便于建筑设计防火规范在石化工业建筑设计当中更为有效的应用。

作者:刘冰 单位:浙江美阳国际工程设计有限公司上海分公司

参考文献

[1]房栋,,张东辉,郭睿.建筑设计防火规范在石化工业建筑设计中的应用[J].当代化工,2007,03:308-312

[2]张佳璐,赵建华.浅谈《建筑设计防火规范》在大型厂房中的应用——以哈大铁路客运专线厂房设计为例[J].中国建材科技,2013,03:73-77

人防工程建筑设计规范范文第2篇

关键词:性能化设计;处方式设计;消防设计;火灾模型

1前言

如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃,那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。

消防设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式设计方法”,其基于场所类型进行设计考虑;另一种是“性能化设计方法”,它立足于危害分析及火灾假想,对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。

由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流,受到许多发达国家和发展中国家的高度重视,得到越来越广泛的应用。

2性能化消防设计的概念

性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后用已开发出的工程学方法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。

与“处方式”设计相比较,性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”,而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证,能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果,比较起来,性能化设计方案具有设计成本有效性,设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。

性能化消防设计的两个关键点,第一是确认危害,第二是明确设计目标。具体来说,它针对建筑物的特点,建筑物内人员特点,建筑物内部操作方式,建筑物外部特征,消防灭火组织特点等。从而针对每种危害或者每个设计区域选择设计方法及评估方法。这种设计方法突破了传统设计针对建筑物结构类型、相应的层高及面积的限制,同时提供了更加灵活而有效的设计选择性。

性能化消防设计包括确立消防安全目标,建立可量化的性能要求,分析建筑物及内部情况,设定性能设计指标,建立火灾场景和设计火灾,选择工程分析计算方法和工具,对设计方案进行安全评估,制定设计方案并编写设计报告等步骤。在设计过程中,需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析,并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算,因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大,往往需要采用计算机火灾模拟软件等分析和计算工具。

3性能化消防设计的流程

性能化设计利用火灾科学和消防安全工程建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数(如人在火灾中的行为和反应)进行定义的工程过程。

4建筑物性能化消防设计的内容

建筑物的性能化消防设计主要包括两个方面的设计内容:一是保证建筑内人员安全疏散的性能设计,二是保证建筑构件耐火的性能设计。

人员安全疏散的性能设计是从建筑内人员安全方面进行考虑的,通过综合考虑各种火灾因素对人员逃生的影响,采用性能化的设计方法来保证建筑物内人员的火灾安全性,从而防止人员伤亡。其性能化的设计准则是:烟层下降高度和烟气浓度达到人不能忍耐的时间大于人员安全疏散所需的时间。

构件耐火的性能化设计是从建筑物的稳定性方面进行考虑的,通过分析建筑构件在火灾中的反应,采用性能化的设计方法来保证建筑物结构的火灾稳定性,从而防止建筑物的倒塌。其性能化设计准则是:火灾持续时间小于构件的耐火时间。

5国内外性能化设计应用概况

自20世纪80年代英国提出了“以性能为基础的消防安全设计方法”(performance——basedfiresafety

design

method,以下简称性能化防火设计)的概念以来,日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防性能化设计技术和方法的研究,南非、埃及、巴西等发展中国家也都纷纷开展了这方面研究工作。世界各国都在积极推行性能化设计方法的应用,并取得了巨大成就。

英国于1985年颁布了第一部性能化防火规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定“必须建造一座安全的建筑”,但不详细确定应如何实现这一目标。

新西兰1991年的建筑法案对建筑监督立法体系进了彻底调整,于1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法,于1993年强制执行。1993~1998年,继续开展了“消防安全性能评估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延五部分。

瑞典于1994年了新的包含有性能化设计内容的建筑防火设计规范。

澳大利亚于1996年颁布了性能化防火设计规范的《澳大利亚建筑设计规范》(《BuildingCodeof

Australia》,简称"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陆续推行。

巴西于1999年颁布了新的《钢结构防火设计》和《对建筑构件耐火极限的要求》两部标准。这是南美首次制定的建筑标准,由SaoPaulo大学、Mi—nasGerais大学和OuroPreto大学编制。标准中引入了如时间计算方法与风险评估方法以及其他消防安全工程设计方法等性能化的新概念,允许建筑物的火灾安全根据其火灾荷载、建筑物高度、建筑总面积以及灭火设备的安装与否等条件确定,而对建筑物的耐火等级不做要求。

日本政府于1998年6月对《建筑基准法》进行了修订,引入了一些有关性能化设计的内容,并于2000年6月施行;另外,还于2003年8月开始对《消防法》进行修订,计划于2005年施行。

加拿大于2001年了性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。

美国也于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。

目前,已有不少于13个国家(澳大利亚、加拿大、芬兰、法国、英国、日本、荷兰、新西兰、挪威、波兰、西班牙、瑞典和美国)采用或积极发展性能化规范和基于规范结构形式下建筑防火设计方法,并取得了一定成果。中国也正在加紧性能化设计方法的研究和性能化设计规范的制定。公安部所属消防研究所承担了几项有关性能化设计的国家十五科技攻关课题,如公安部天津消防研究所承担的“建筑物性能化防火设计技术导则”的研究和制定,公安部四川消防研究所承担的“高层建筑性能化防火设计安全评估技术研究”等。

6推行性能化设计方法是一个逐步过程

尽管建筑物消防性能化设计方法有很多优点,作为性能化设计技术的基础一“火灾模型”在性能化设计中起着举足轻重的作用,但它们作为一种新生事物,还不为人们所理解和接受,特别是建筑设计师和建筑管理部门的人员都不太了解这种新的设计方法。

有人曾对美国、中国香港和澳大利亚的建筑管理人员在对待性能化设计和处方式设计在能否保证建筑消防安全,以及火灾模型是否足以支持性能化设计的态度进行了一个调查,并进行了比较。发现半数以上的管理人员认为性能化设计不能保证建筑的安全,三分之二以上的管理人员认为处方式设计能保证建筑的安全,以及三分之二以上的人认为火灾模型不足以支持性能化设计。调查结果参见表1。

世界各国几乎都存在着类似这样的情况。在很长一段时期内,建筑设计师和建筑管理人员对性能化设计技术还存在一个从初步认识、深入了解到最终肯定的意识转变过程。

另外,对于采用性能化方法设计的建筑,如何正确地评估其消防安全性方面也存在很多技术上的难题有待解决。

7展望

性能化消防设计已成为世界性建筑消防设计发展的必然趋势,它的发展将大大促进消防安全设计的科学化、合理化和成本效益的最优化,并将产生十分重大的社会效益和经济效益。尽管目前还有许多人不太理解和排斥使用它,但我们坚信随着时间的推移,将会有

越来越多的人加入到肯定性能化设计方法的行列中来。据日本方面的统计,采用性能化方法进行消防设计的建筑正在逐年增加。

我国也应该加快性能化规范及配套技术的研究步伐,充分发挥性能设计的优越性。今后应从以下几个方面人手,促进性能化设计技术的发展:

(1)加强各种火灾预测模型和火灾风险评估模型的研究,拓展性能化设计方法的应用空间。

(2)加强新材料、新技术研究,规范材料性能参数,建立和完善消防数据库,提供准确的性能化指标,为性能化应用积累基础性数据。

(3)深入研究火灾规律、火灾情况下建筑内人员逃生规律和构件变化规律,为各种火灾模型的建立提供坚实的理论依据,并拓展计算机技术在消防中的应用。

(4)积极向建筑设计师和建筑管理人员介绍性能化设计方法,使他们从认识、理解并自觉接受性能化设计方法。

(5)出台可操作性强的性能化设计指南,使建筑设计师能尽快地掌握性能化设计方法的使用。

(6)制定性能化消防设计规范,为性能化设计方法的应用提供法律依据。

参考文献:

[1]田玉敏.论“性能化”的建筑防火设计方法.消防技术与产品信息,2003,(7).

[2]肖学锋.发展性能化防火设计,迎接加入WTO的挑战.消防科学与技术,2002,(5).

[3]SFPE性能化消防分析和设计工程指南.

[4]倪照鹏.国外以性能为基础的建筑防火规范研究综述.消防技术与产品信息,2001,(10).

[5]国外建筑物性能化设计研究译文集.消防安全工程工作组编,2001.

[6]T.Tanaka.性能化消防案例设计标准和用于评估的FSE工具.国外建筑物性能化设计研究译文集.消防安全工程工作组编.

[7]卢兆明.香港性能化消防规范的应用情况.公安部四川消防研究所.2002.

人防工程建筑设计规范范文第3篇

关键字:抗震设防 设防烈度 管理工作

为了提高我国工程抗震性能,减少地震灾害对我国工程设施的破坏程度,国家于2002年元旦实施《建筑抗震设计规范》(GB50011)国家标准,以此强制性推行提高地区设防烈度。实施该规范也取得了很好的成效,例如陇县城区原抗震设防烈度为7度,在积极响应国家《建筑抗震设计规范》下,该地区抗震设防烈度提升至8级,且该地区亦成为了陕西省提高抗震设防烈度唯一的地区。在本案,笔者将结合陇县城区提高设防烈度之后的抗震设防管理工作,探析抗震设防管理工作。

一、案例概况

陇县县城城区有3.1万人口,总面积2km2,建筑物占地面积290万m2。自2002年元旦,即《建筑抗震设计规范》(GB50011)实施之后,陇县新建建筑工程共4万m2。

陇县县城地震地质环境复杂,即陇县位于龙山山断裂带,受控于陇西旋扭性活动断裂带,且县城北部有陇县-马召断裂带。针对这一情况,陇县提高抗震设防烈度势在必行。自从提高了抗震设防烈度,该地区抗震设防标准大大提高。下表比较了陇县县城抗震设防标准提高前后。

由图表可得,建筑物现行设计基本地震加速度值高出原加速度值的1倍;相对于调查估算工程造价,实际造价高出约13%;据,Ⅱ类场地内建筑结构地震影响系数高出原地震影响系数的2.3倍。

二、抗震设防管理工作

在实施《建筑抗震设计规范》(GB50011)之后,陇县面临新的问题,即如何解决原有建筑物抗震设防性能低、如何管理新建高抗震设防性能建筑物。这不仅仅只是陇县面临的问题,也是若干类似于陇县的地区共同面临的问题。在本案,笔者将针对以上问题做一系列探索性研究:

(一)加固原有抗震水平较低的建筑工程

2002年元月之前,陇县已建建筑物占地面积约280万m2,为96%总建筑面积。调查结果显示,陇县已建建筑物抗震设防性能均不符合《建筑抗震设计规范》,其严重影响了陇县城区建筑物总体抗震性能。针对这一问题,笔者认为应该坚持“详细调查已建建筑物实际抗震能力、针对性加固抗震性能不足建筑物结构”管理思路。

工程建设行政主管部门应积极配合工程技术人员普查鉴定已建建筑物抗震性能,并根据鉴定结果创建数据库。针对这一问题,笔者认为应该突出重点,即重点普查鉴定震时抗震指挥系统、生命线系统及震时次生灾害严重的建筑物等。从而对陇县已建建筑物进行综合性评估,制定针对性强、可操作性强的抗震加固计划,并分期、不步骤开展,以此提高陇县已建建筑物抗震水平。

此外,扩大抗震宣传范围,适时转变城区人民观念,并积极提高城区人民8度区抗震设防意识;新建工程抗震设防管理部门、强化建设行政主管部门监督检查力度,以此为施行《建筑抗震设计规范》保驾护航;加固已建建筑工程,提升其抗震设防标准。

(二)强化提高抗震设防宣传力度

提高抗震设防烈度事关该地区社会活动及经济活动的正常开展,且对人民生命财产安全也至关重要。所以,地区领导应该及时掌握所管辖地区建筑工程抗震性能,并针对发现的问题,制定切实可行的解决措施。此外,地区管理部门应该适时向设计单位、勘察单位及建筑施工企业传达中央相关思想及文件,并通过开展学习班,组织专业技术人员学习抗震规范,以此充分转变其观念及8度区抗震设防意识。充分利用大众传媒,向当地人民传达中央相关思想,以此提高当地人民抗震防灾意识。

(三)新建工程抗震设防管理部门

新建工程抗震设防管理部门要求充分发挥建设行政主管部门监督检查职能,以确保《建筑抗震设计规范》落实到位。

笔者在结合多年研究结果及实践经验基础上,提出要强化建设行政主管部门监督检查职能应着手于以下三个方面:

1.强化管理新建工程场址选择

规范新建工程场址选择是提高设防烈度的要求,更是适应现代社会发展的需要。通过综合分析《建筑抗震设计规范》、《陇县县城抗震防灾规划》、地震地质资料及工程地质资料,根据分析结果综合评价抗震危险地段、不利地段及有利地段。新建工程场址应该尽可能避开抗震不利地段,若新建工程无法避开抗震不利地段,则应该制定针对性的、切实可行的工程抗震措施。关于新建工程场址选择相关事项,笔者认为应该适时纳入陇县城市总体规划。

2.建立健全工程施工图设计审查机制

施工图设计审查制度为建筑物抗震设防标准的保障措施之一,则应该将施工图设计审查作为新建工程抗震设防管理工作的重中之重来抓。施工图设计审查即检查抗震设防规范于建筑工程设计图的落实情况。据相关权威调查数据显示,工程项目设计均不同程度地存在问题,例如:就工程设计文件而言,设计单位说明该工程抗震设防烈度是8度,而就工程结构设计而言,该工程抗震构造措施均为7度。但针对这一问题,施工图审查机构往往不容易察觉,由此可得,施工图审查单位及工程设计单位均未完全转变抗震设防观念,且对提高建筑工程抗震设防标准概念认识不完全面。由此可得,抗震设防管理部门应该强化管理力度,并经常性监督检查施工图审查工作及施工图设计工作,以确保工程抗震设防标准落到实处。

3. 加大工程抗震设防管理部门与质量监督部门合作力度

质量监督部门应积极配合工程抗震设防管理部门跟踪检查新建工程抗震设防情况,并严格执行《中华人民共和国防震减灾法》,对减漏抗震构造措施致建筑工程抗震设防标准不达标的施工企业予以最严厉的惩罚。

结束语

综上,针对提高设防烈度地区抗震设防管理工作,笔者认为应该建立健全相关管理机制,并适时调整及探索新工作思路,以此确保提高设防烈度地区能够有效抵御未来破坏性地震灾害,并最大程度降低人民生命财产损失等。

参考文献:

[1] 叶献国,汪可,曹均锋等.皖东北部分地区民居抗震设防专项调研及震害预测[J].工程抗震与加固改造,2012,34(5):126-131.

[2] 黄一天.浅述砌体结构中构造柱的作用[J].黑龙江科技信息,2012,(7):278-278.

[3] 吴凌华,吴友岳,季文付等.软土地基处理以及加固策略的探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(7).

人防工程建筑设计规范范文第4篇

关键词:EFAT/P,XDPS-400,进水流量,定值调节,系统设计.

摘要:从性能化设计与“处方式”设计比较出发,介绍了性能化消防设计方法的概念和流程、建筑物性能化消防设计的内容,以及国内外性能化设计的应用概况,指出了在性能化设计方法的推行中所遇到的一些困难,并提出了对性能化设计方法在消防设计中应用的展望和我国如何发展性能化规范及其配套技术的建议。

关键词:性能化设计;处方式设计;消防设计;火灾模型

1前言

如果说纳米技术使新材料的研究起到了革命性飞跃,那么也可以说性能化设计方法将开创消防科技的新局面。

消防设计目前有两种设计思想,一种是传统的“处方式设计方法”,其基于场所类型进行设计考虑;另一种是“性能化设计方法”,它立足于危害分析及火灾假想,对于解决超越法规或现行法规无法解决的复杂建筑的消防设计具有很大意义。

由于性能化防火设计的方法与传统的设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,并将发展成为建筑防火技术领域里一个全球性发展潮流,受到许多发达国家和发展中国家的高度重视,得到越来越广泛的应用。

2性能化消防设计的概念

性能化消防设计是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法,它运用消防安全工程学的原理与方法,根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件,自由选择为达到消防安全目的而应采取的各种防火措施,并将其有机地组合起来,构成该建筑物的总体防火安全设计方案,然后用已开发出的工程学方法,对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估,从而得到最优化的防火设计方案,为建筑结构提供最合理的防火保护。

与“处方式”设计相比较,性能化设计方案更关注是否能够实现“保证人员疏散和灭火救援不受火灾烟气影响”这一“目的”,而不是拘泥于满足规范要求的最低排烟量。性能化的消防设计方案通过科学的论证,能够提供比之处方式的消防规范更为安全的设计表现效果,比较起来,性能化设计方案具有设计成本有效性,设计选择多样性及设计效果更为优化性的特点。

性能化消防设计的两个关键点,第一是确认危害,第二是明确设计目标。具体来说,它针对建筑物的特点,建筑物内人员特点,建筑物内部操作方式,建筑物外部特征,消防灭火组织特点等。从而针对每种危害或者每个设计区域选择设计方法及评估方法。这种设计方法突破了传统设计针对建筑物结构类型、相应的层高及面积的限制,同时提供了更加灵活而有效的设计选择性。

性能化消防设计包括确立消防安全目标,建立可量化的性能要求,分析建筑物及内部情况,设定性能设计指标,建立火灾场景和设计火灾,选择工程分析计算方法和工具,对设计方案进行安全评估,制定设计方案并编写设计报告等步骤。在设计过程中,需要对建筑物可能发生的火灾进行量化分析,并对典型火灾场景下火灾及烟气的发展蔓延过程进行模拟计算,因此计算的工作量以及各类基础数据的需要量非常大,往往需要采用计算机火灾模拟软件等分析和计算工具。建筑物性能化消防设计方法及其应用情况

澳大利亚于1996年颁布了性能化防火设计规范的《澳大利亚建筑设计规范》(《BuildingCodeofAustralia》,简称"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陆续推行。

巴西于1999年颁布了新的《钢结构防火设计》和《对建筑构件耐火极限的要求》两部标准。这是南美首次制定的建筑标准,由SaoPaulo大学、Mi—nasGerais大学和OuroPreto大学编制。标准中引入了如时间计算方法与风险评估方法以及其他消防安全工程设计方法等性能化的新概念,允许建筑物的火灾安全根据其火灾荷载、建筑物高度、建筑总面积以及灭火设备的安装与否等条件确定,而对建筑物的耐火等级不做要求。

日本政府于1998年6月对《建筑基准法》进行了修订,引入了一些有关性能化设计的内容,并于2000年6月施行;另外,还于2003年8月开始对《消防法》进行修订,计划于2005年施行。

加拿大于2001年了性能化的建筑规范和防火规范,其要求将以不同层次的目标形式表述。

美国也于2001年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。

目前,已有不少于13个国家(澳大利亚、加拿大、芬兰、法国、英国、日本、荷兰、新西兰、挪威、波兰、西班牙、瑞典和美国)采用或积极发展性能化规范和基于规范结构形式下建筑防火设计方法,并取得了一定成果。中国也正在加紧性能化设计方法的研究和性能化设计规范的制定。公安部所属消防研究所承担了几项有关性能化设计的国家十五科技攻关课题,如公安部天津消防研究所承担的“建筑物性能化防火设计技术导则”的研究和制定,公安部四川消防研究所承担的“高层建筑性能化防火设计安全评估技术研究”等。

6推行性能化设计方法是一个逐步过程

尽管建筑物消防性能化设计方法有很多优点,作为性能化设计技术的基础一“火灾模型”在性能化设计中起着举足轻重的作用,但它们作为一种新生事物,还不为人们所理解和接受,特别是建筑设计师和建筑管理部门的人员都不太了解这种新的设计方法。

有人曾对美国、中国香港和澳大利亚的建筑管理人员在对待性能化设计和处方式设计在能否保证建筑消防安全,以及火灾模型是否足以支持性能化设计的态度进行了一个调查,并进行了比较。发现半数以上的管理人员认为性能化设计不能保证建筑的安全,三分之二以上的管理人员认为处方式设计能保证建筑的安全,以及三分之二以上的人认为火灾模型不足以支持性能化设计。

3性能化消防设计的流程

性能化设计利用火灾科学和消防安全工程建立设计指标,评估设计方案;并利用火灾危害分析和火灾风险评估建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需要的参数。性能化的消防安全设计是一种可以对诸如非工程参数(如人在火灾中的行为和反应)进行定义的工程过程。

4建筑物性能化消防设计的内容

建筑物的性能化消防设计主要包括两个方面的设计内容:一是保证建筑内人员安全疏散的性能设计,二是保证建筑构件耐火的性能设计。

人员安全疏散的性能设计是从建筑内人员安全方面进行考虑的,通过综合考虑各种火灾因素对人员逃生的影响,采用性能化的设计方法来保证建筑物内人员的火灾安全性,从而防止人员伤亡。其性能化的设计准则是:烟层下降高度和烟气浓度达到人不能忍耐的时间大于人员安全疏散所需的时间。

构件耐火的性能化设计是从建筑物的稳定性方面进行考虑的,通过分析建筑构件在火灾中的反应,采用性能化的设计方法来保证建筑物结构的火灾稳定性,从而防止建筑物的倒塌。其性能化设计准则是:火灾持续时间小于构件的耐火时间。

5国内外性能化设计应用概况

自20世纪80年代英国提出了“以性能为基础的消防安全设计方法”(performance——basedfiresafetydesignmethod,以下简称性能化防火设计)的概念以来,日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费积极开展了消防性能化设计技术和方法的研究,南非、埃及、巴西等发展中国家也都纷纷开展了这方面研究工作。世界各国都在积极推行性能化设计方法的应用,并取得了巨大成就。

英国于1985年颁布了第一部性能化防火规范,包括防火规范的性能化修改,新规范规定“必须建造一座安全的建筑”,但不详细确定应如何实现这一目标。

新西兰1991年的建筑法案对建筑监督立法体系进了彻底调整,于1992年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法,于1993年强制执行。1993~1998年,继续开展了“消防安全性能评估方法的研究”,制定了性能化建筑消防安全框架;其中功能要求包括防止火灾的发生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基础设施和通道要求以及防止火灾相互蔓延五部分。瑞典于1994年了新的包含有性能化设计内容的建筑防火设计规范。建筑物性能化消防设计方法及其应用情况世界各国几乎都存在着类似这样的情况。在很长一段时期内,建筑设计师和建筑管理人员对性能化设计技术还存在一个从初步认识、深入了解到最终肯定的意识转变过程。

另外,对于采用性能化方法设计的建筑,如何正确地评估其消防安全性方面也存在很多技术上的难题有待解决。

7展望

性能化消防设计已成为世界性建筑消防设计发展的必然趋势,它的发展将大大促进消防安全设计的科学化、合理化和成本效益的最优化,并将产生十分重大的社会效益和经济效益。尽管目前还有许多人不太理解和排斥使用它,但我们坚信随着时间的推移,将会有越来越多的人加入到肯定性能化设计方法的行列中来。据日本方面的统计,采用性能化方法进行消防设计的建筑正在逐年增加。

我国也应该加快性能化规范及配套技术的研究步伐,充分发挥性能设计的优越性。今后应从以下几个方面人手,促进性能化设计技术的发展:

(1)加强各种火灾预测模型和火灾风险评估模型的研究,拓展性能化设计方法的应用空间。

(2)加强新材料、新技术研究,规范材料性能参数,建立和完善消防数据库,提供准确的性能化指标,为性能化应用积累基础性数据。

(3)深入研究火灾规律、火灾情况下建筑内人员逃生规律和构件变化规律,为各种火灾模型的建立提供坚实的理论依据,并拓展计算机技术在消防中的应用。

(4)积极向建筑设计师和建筑管理人员介绍性能化设计方法,使他们从认识、理解并自觉接受性能化设计方法。

人防工程建筑设计规范范文第5篇

关键词 大型商业建筑;防火;性能化;步骤

中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0168-01

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。

参考文献