第三章 建筑消防性能化設計方法與技術要求

通過本章的學習，了解建筑消防性能化設計方法及具體技術要求，包括哪些情形可以進行消防性能化設計以及哪些情形嚴禁采用該方法，熟悉消防性能化設計的基本程序、安全目標，了解建筑消防性能化設計軟件選擇、火災場景及疏散場景設定、計算結果分析及應用和消防性能化設計文件編制等內容。

建筑防火設計以防止和減少火災危害，保護人身和財產安全為目標。消防性能化設計以消防安全工程學為基礎，采用的防火設計方法區別于傳統的按照建筑規范標準進行設計，但其防火設計目標具有一致性。因此，不能以消防性能化設計為由任意突破現行的國家標準規范，必須確保采用消防性能化設計的建筑的消防安全水平不低于按照現行國家標準規范進行防火設計的消防安全水平。有關性能化防火設計評估的基本概念、火災場景、煙氣及人員安全疏散計算模擬分析的內容見《消防安全技術實務》。

第一節消防性能化設計的適應范圍

一、概述

二、設計范圍

目前，具有下列情形之一的工程項目，可對其全部或部分進行消防性能化設計：

1)超出現行國家消防技術標準適用范圍的。

2)按照現行國家消防技術標準進行防火分隔、防煙與排煙、安全疏散、建筑構件耐火等設計時，難以滿足工程項目特殊使用功能的。

下列情況不應采用性能化設計評估方法：

1)國家法律法規和現行國家消防技術標準強制性條文規定的。

2)國家現行消防技術標準已有明確規定，且無特殊使用功能的建筑。

3)居住建筑。

4)醫療建筑、教學建筑、幼兒園、托兒所、老年人建筑、歌舞娛樂游藝場所。

5)室內凈高小于8.0m的丙、丁、戊類廠房和丙、丁、戊類倉庫。

6)甲、乙類廠房，甲、乙類倉庫，可燃液體、氣體儲存設施及其他易燃易爆工程或場所。

1.標準規范沒有規定

建筑防火設計的目的，在于優化建筑耐火、防火和滅火等各部分的設防要求，從而確保建筑的防火安全性能達到一定的標準。我國現行的防火規范總結了歷史上各類火災的經驗與教訓以及科研成果，綜合考慮了當前國家的整體經濟技術和管理水平、產品質量等狀況。

作為成熟經驗及科研成果的總結，規范往往不會覆蓋突破傳統的建筑做法和工藝。例如，對于某些新技術、新設備的應用，如果現行標準規范沒有相關的防火設計要求，此時就可采用消防性能化設計的方法，根據國家有關規定在使用前提出相應的使用和設計方案與報告，并進行必要的論證或試驗，以切實保證這些技術、方法、設備或材料在消防安全方面的可行性與應用的可靠性。

2.防火分隔

就建筑火災而言，主要有被外部鄰近建筑或其他室外火災引燃和在內部發生燃燒并蔓延擴大兩種可能方式。實際上，絕大多數建筑火災是由其內部失火引起的。當建筑內某一空間發生火災時，火便會由于燃燒過程中的熱輻射、對流和傳導，或通過著火室的樓板、墻壁內部的燒損處或門窗洞口向其他空間蔓延，若此時無有效的滅火、控火干預且可燃物數量足夠，則最終將可能發展成為整座建筑的火災。因此，采取一定措施將建筑內某些火災危險性較大的空間或重要設備或不能中斷工作的場所與其他部位分隔開來，并在一定時間內把火勢控制在規定的區域里是非常重要的。

防火分區是指根據建筑的特點，在建筑內部采取規定要求的防火墻、樓板及其他等效的防火分隔措施分隔，用以控制和防止火災向其他鄰近區域蔓延的封閉空間，是控制建筑火災的基本空間單元，包括水平防火分區和豎向防火分區。水平防火分區用以防止火災在水平方向擴大蔓延;豎向防火分區用以防止多層或高層建筑層與層之間豎向火災蔓延，電梯井、樓梯間等豎井的分區即屬此類。防火分區的劃分既要從限制火勢蔓延、減少損失方面考慮，又要顧及日常的使用和管理。在建筑內部不同使用用途或功能空間之間進行防火分隔可以有效地阻止火災在建筑內部向水平方向和豎直方向擴展，而將其限制在特定的局部空間內。

隨著我國經濟的快速發展，近年來出現了城市綜合體、大型展覽建筑、候機車船樓等大型交通樞紐，這些建筑因使用功能的需要，具有體量及空間巨大等特點，往往難以按照現行規范進行防火分區的劃分。如果強行按照標準規范進行防火分隔，又與使用功能相沖突。對于此類項目的消防性能化設計，國內已開展了一系列的實踐活動，總結了一定的經驗。

3.防煙與排煙

建筑火災表明，火災中產生的高溫有毒煙氣蔓延較快、蔓延通道多樣，因此建筑內的煙氣將阻礙人們逃生和滅火行動，是導致人員死亡的主要原因。建筑的防煙設計，對于建筑內人員的安全和防止煙氣的擴散十分重要。在建筑防火設計中，應充分考慮建筑的防煙與排煙性能。

防煙與排煙設計的基本原則是，要防止煙氣進入人員的疏散通道，保證疏散安全，為消防救援提供必要的有利條件。防煙與排煙系統的設計，需根據室內火災的煙氣及其運動規律，在平面布置中研究可能起火房間的煙氣流向，通過不同的合理假設，確定更經濟有效的防煙設計方案和控制煙氣的流動路線，選用適當的防排煙設備，布置進、排風口，確定合理的管道和進、排風口尺寸。

建筑內的防煙或排煙功能，均可通過自然排煙和機械加壓送風或機械排煙方式實現。具體采用哪種方式，可根據建筑的平面布置、通風條件、空間高度和建筑內部的火災荷載及其類型、形態、分布等綜合確定。

大劇院、體育館、電影院的觀眾廳等部位因空間較大，無論是按照地面面積計算排煙量還是按照空間體積計算排煙量，往往計算得出的機械排煙量會很大而難以實現。此外，現行防火規范對自然排煙系統的使用有嚴格的限制，在部分工程中出于美觀以及與建筑方案相結合考慮，要求在高大空間內采用自然排煙系統。如果能夠將自然排煙技術成功應用于具體工程中，不但可以解決機械排煙量過大難以實現的難題，平時還可以實現自然通風，達到節能降耗的目的。這些均需要通過性能化的設計方法來實現優化其防煙與排煙設計。

4.安全疏散

在傳統的人員安全疏散設計中，設計人員主要依照規范要求保證一定的安全出口個數、安全出口寬度和疏散距離等。例如，對于體育場館來說，規范對場館內走道及座椅數量、疏散走道寬度和出口寬度、觀眾廳出口數量等都提出了相應的要求。這對于普通的體育場館而言，一般沒有什么問題。但對于規模巨大的體育場，如國家游泳中心賽時看臺設計觀眾席為17000座，國家體育館為19000座，而國家體育場則達到91000座。當達到這種規模時，無論是安全出口寬度還是疏散距離，往往難以按照規范要求進行安全疏散設計。此外，體育設施與餐飲、娛樂設施相融合，建筑使用功能多樣，在建筑內部形成不同消防分隔和受保護區域，對于如此復雜的建筑環境，如何安全可靠地組織和引導大量的人員在盡可能短的時間內疏散到室外安全區域，也可以通過采用性能化的設計方法來進行定量確定。

5.結構耐火

鋼結構、鋼管混凝土等結構形式的應用越來越普遍，對于大型公共建筑而言，往往通過鋼結構來表現其建筑藝術特點。在這些鋼結構中，有些結構形式較為特殊，例如國家體育場外圍護鋼結構等，有些由于功能方面的特殊需求，難以按照我國現行防火規范的要求采用噴涂防火涂料等措施進行防火保護。因此，有必要對采用鋼結構的建筑進行危險性分析，根據不同的情況提出相應的防火保護措施。

綜上所述，如果在我國現行防火設計規范的框架下難以解決，而又允許采用消防性能化設計方法的項目，可以采用該方法，但必須確保建筑能夠達到可以接受的消防安全水平。

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（責任編輯：fky）

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