2019二級消防工程師講義：性能化防火設(shè)計文件編制

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性能化防火設(shè)計文件編制

在性能化報告中，應(yīng)明確表述設(shè)計的消防安全目標(biāo)，充分解釋如何來滿足目標(biāo)，提出基礎(chǔ)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，明確描述火災(zāi)場景，并證明火災(zāi)場景選擇的正確性等。不得從其他國家的規(guī)范中斷章取義引用條文，而應(yīng)以我國國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定為基礎(chǔ)進(jìn)行等效性驗證。

由于設(shè)計報告是性能化設(shè)計能否被批準(zhǔn)的關(guān)鍵因素，所以報告需要概括分析和設(shè)計過程中的全部步驟，并且編寫的格式和方式應(yīng)符合權(quán)威機構(gòu)的要求和用戶的需要。所以編寫的報告中應(yīng)包含以下內(nèi)容：

1)建筑基本情況及性能化設(shè)計的內(nèi)容。

2)分析目的及安全目標(biāo)。該部分應(yīng)包括建筑業(yè)主、建筑使用方、建筑設(shè)計單位、性能化消防設(shè)計咨詢單位和消防主管部門共同認(rèn)定的總體安全目標(biāo)和性能目標(biāo)，并說明性能目標(biāo)是如何建立的。

3)性能判定標(biāo)準(zhǔn)即性能指標(biāo)。該部分應(yīng)該說明不同性能目標(biāo)的性能指標(biāo)是什么，是如何確定的，考慮了哪些不確定因素，采用了哪些假設(shè)條件。

4)火災(zāi)場景設(shè)計。該部分需要說明選擇火災(zāi)場景的依據(jù)和方法，并對每一個火災(zāi)場景進(jìn)行討論，列出最終需要分析的典型火災(zāi)場景。

5)所采用的分析方法及其所基于的假設(shè)。分析評估采用的工具、方法和參考資料應(yīng)科學(xué)合理，報告中列出選擇該分析方法的依據(jù)，并描述清楚計算分析模型采用的邊界條件和輸人參數(shù)，并說明其合理性。

6)計算分析與評估。根據(jù)計算結(jié)果與性能判定標(biāo)準(zhǔn)的比較分析，說明設(shè)計方案是如何滿足安全判定指標(biāo)的。

7)不確定性分析。在工程分析中，通常只能從確定性的一面出發(fā)進(jìn)行定量的分析。不確定性問題貫穿于性能化設(shè)計過程的始終，對建筑物性能化消防設(shè)計的質(zhì)量、安全水平等都有著重要的影響。不確定性包括偶然的不確定性、認(rèn)知的不確定性和不明確的不確定性。例如：分析方法存在不確定性、人員行為存在不確定性、對風(fēng)險的理解與評價存在不確定性、建筑物使用壽命和安全也存在不確定性等。

8)結(jié)論與總結(jié)。該部分是對前面所有工作的總結(jié)，應(yīng)包括此次設(shè)計的內(nèi)容、目標(biāo)、最終設(shè)計方案，包括防火要求、管理要求、使用中的限制條件等。

9)參考文獻(xiàn)。列出主要的設(shè)計圖樣、相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)等技術(shù)資料。

10)設(shè)計單位和人員資質(zhì)說明。此部分包含設(shè)計單位的名稱、經(jīng)營范圍、設(shè)計資質(zhì)、參與本設(shè)計項目的消防工程師的相關(guān)工作經(jīng)歷等。

下面，以撰寫某商業(yè)購物中心的消防性能化設(shè)計報告為例，介紹報告的編寫方法。

一、建筑基本情況及性能化設(shè)計的內(nèi)容

(一)建筑基本情況

建筑的基本情況應(yīng)對建筑的總體概況、建筑設(shè)計、常規(guī)的消防設(shè)計進(jìn)行說明。

1.工程介紹

工程介紹應(yīng)對項目的建筑概況、區(qū)域位置、總平面設(shè)計、建筑設(shè)計等方面進(jìn)行說明，主要由設(shè)計院提供。該部分內(nèi)容可配有相關(guān)的總平面圖，效果圖，建筑平、立、剖圖樣等。

2.消防設(shè)計

消防設(shè)計主要包括該項目常規(guī)的消防設(shè)計說明，主要根據(jù)設(shè)計院提供的消防設(shè)計專篇進(jìn)行撰寫。該部分內(nèi)容可配防火分區(qū)圖樣以及其他相關(guān)的消防圖樣。

(二)性能化設(shè)計的內(nèi)容

性能化設(shè)計的內(nèi)容應(yīng)包括該項目的主要消防安全問題、消防性能化設(shè)計的評估范圍及主要內(nèi)容、消防性能化設(shè)計評估原則等幾個方面。

1.主要消防安全問題

對項目存在的消防問題進(jìn)行匯總，其主要的消防設(shè)計難題和問題可按表4-3-17進(jìn)行整理。

2.消防性能化設(shè)計的評估范圍及主要內(nèi)容

通過對項目消防問題的總結(jié)，以解決不滿足規(guī)范的消防問題為目的，制訂相應(yīng)的性能化設(shè)計評估范圍及內(nèi)容，對于可應(yīng)用現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范展開設(shè)計的區(qū)域應(yīng)遵照現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。

3.消防性能化設(shè)計評估原則

對于項目存在的特殊消防設(shè)計問題，將本著安全適用、技術(shù)先進(jìn)的原則，采用合理的消防設(shè)計理念和方法，通過對消防設(shè)計方案的分析和安全評估，使得制訂的解決方案能更好地滿足本項目的消防安全要求，并最大限度地滿足業(yè)主商業(yè)功能需求。

二、分析目的及安全目標(biāo)

分析目的及安全目標(biāo)應(yīng)包括建筑業(yè)主、建筑使用方、建筑設(shè)計單位、性能化消防設(shè)計咨詢單位和消防主管部門共同認(rèn)定的總體安全目標(biāo)和性能目標(biāo)，并說明性能目標(biāo)是如何建立的。

1.分析目的

一般情況下，消防設(shè)計的目的在于：防止火災(zāi)發(fā)生，及時發(fā)現(xiàn)火情，通過適當(dāng)?shù)膱缶到y(tǒng)及時發(fā)布火災(zāi)警報，有組織、有計劃地將樓內(nèi)人員撤出，采取正確方法撲滅和/或控制大火，將商業(yè)損失控制在一定范圍之內(nèi)。

2.分析目的安全目標(biāo)

結(jié)合項目消防設(shè)計遇到的問題和難題，確定項目消防安全目標(biāo)，主要包括以下幾個方面：

1)為使用者提供安全保障。

2)將火災(zāi)控制在一定范圍，盡量減少財產(chǎn)損失。

3)為消防人員提供消防條件并保障其生命安全。

4)盡量減少對運營的干擾。

5)保證結(jié)構(gòu)的安全。

三、性能判定標(biāo)準(zhǔn)(性能指標(biāo))

人員疏散安全性判定準(zhǔn)則和防止火災(zāi)蔓延擴大判定準(zhǔn)則可參見本章第六節(jié)內(nèi)容。

四、火災(zāi)場景設(shè)計

火災(zāi)場景設(shè)置見表4-3-18。

五、所采用的分析方法及其所基于的假設(shè)

分析評估采用的工具、方法和參考資料應(yīng)科學(xué)合理，報告中列出選擇該分析方法的依據(jù)，并描述清楚計算分析模型采用的邊界條件和輸入?yún)?shù)，并說明其合理性。

(一)疏散設(shè)計分析方法

疏散設(shè)計分析是指根據(jù)設(shè)定的人員類型和數(shù)量，對疏散人員疏散所需時間的分析。

1.疏散行動時間預(yù)測分析方法

本項目以行為模型來預(yù)測疏散行動時間，采用模擬分析工具Pathfinder進(jìn)行計算。

2.疏散設(shè)計分析主要參數(shù)確定

(1)有效流出系數(shù)和人員行進(jìn)速度。有效流出系數(shù)和人員行進(jìn)速度同人員密度緊密相關(guān)，常用的數(shù)據(jù)資料見表4-3-19。

(2)疏散路徑有效寬度確定。各疏散路線邊界層寬度見表4-3-20。

(3)人數(shù)確定方法。分析所使用的疏散人數(shù)應(yīng)根據(jù)不同建筑場所功能不同，分別按密度或座位數(shù)進(jìn)行計算。

根據(jù)本項目的特點和定位，依據(jù)現(xiàn)行防火設(shè)計規(guī)范和權(quán)威文獻(xiàn)資料，對于消防性能化區(qū)域的主要功能區(qū)域人員荷載確定，應(yīng)附有人員荷載計算參數(shù)。

(二)煙控系統(tǒng)設(shè)計與分析

防排煙系統(tǒng)設(shè)計的主要目的是保證人員的疏散安全，即保證人員在疏散過程中不會受到火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣的危害。此外，應(yīng)為消防救援提供一個救援和展開滅火戰(zhàn)斗的安全通道和區(qū)域，免受火災(zāi)的影響，及時排除火災(zāi)中產(chǎn)生的大量熱量，減少熱煙氣對建筑結(jié)構(gòu)的損傷。

1.煙氣層臨界高度

防排煙設(shè)計應(yīng)使煙氣層維持在距離有人地面至少1.8m以上的高度，對于高大空間，臨界高度的計算公式為。

zˊ=1.6+0.1(H-h)(4-3-17)

式中zˊ——煙氣層距離疏散人員所在地面的臨界高度/m;

H——空間頂棚距離火源位置的高度/m;

h——疏散地面高于火源位置的高度/m;

2.火焰高度、煙氣生成量及煙羽流軸線溫度分析

本項目采用NFPA 928和NFPA 204中提供的有關(guān)軸對稱煙羽流的分析方法進(jìn)行計算。

六、計算分析與評估

根據(jù)計算結(jié)果與性能判定標(biāo)準(zhǔn)的比較分析，說明設(shè)計方案是如何滿足安全判定指標(biāo)的。

1.煙氣模擬分析與評估

煙氣模擬分析與評估部分應(yīng)主要包括每個火災(zāi)場景的防排煙系統(tǒng)設(shè)計的情況介紹，計算參數(shù)的設(shè)置，溫度、能見度等參數(shù)在關(guān)鍵時間點的模擬結(jié)果以及計算結(jié)果小結(jié)。

各區(qū)域危險來臨時間(ASET)可以表格形式匯總，見表4-3-21。

2.疏散模擬分析與評估

疏散模擬分析與評估部分應(yīng)主要包括對應(yīng)每個火災(zāi)場景所設(shè)計的疏散場景、每個場景的疏散策略、疏散模擬在關(guān)鍵時間點的人員分布示意圖以及計算結(jié)果小結(jié)。

各區(qū)域疏散時間(RSET)可以表格形式匯總，見表4-3-22。

3.計算結(jié)果與性能判定標(biāo)準(zhǔn)的比較

將各火災(zāi)場景的危險來臨時間與相對應(yīng)的疏散場景下人員疏散時間進(jìn)行對比，判定人員疏散的安全性，見表4-3-23。

七、不確定性分析

1.疏散過程中的人員不確定性分析

采用行為模型來計算人員的疏散時間時，其假設(shè)為：疏散人員都具有足夠的身體條件自行疏散到安全地點，人員疏散行走同時且井然有序，這與實際發(fā)生火災(zāi)時的情況有一定差距。因此，本報告在計算疏散行動時間時考慮了一定的安全系數(shù)(安全系數(shù)=1.5)，以彌補這些不確定性因素所帶來的影響。

在預(yù)測疏散時間時，重要之處在于人員的特性參數(shù)，包括對建筑物的熟悉程度、人員的身體條件及行為特征、人員的數(shù)量及分布等。

2.火災(zāi)蔓延的不確定性分析

火災(zāi)蔓延區(qū)域和面積的大小受到多種不確定因素的影響，例如：

1)可燃材料和可燃物本身的對火反應(yīng)特性等。

2)可燃物的形狀、擺放方式和堆積形式等。

3)可燃物之間的相對空間位置。

4)火災(zāi)時的通風(fēng)狀況。

5)其他燃燒物體以及高溫體、熱煙氣層的熱反饋。

6)滅火救援和消防系統(tǒng)的作用效果。

7)空間內(nèi)的防火分隔方式與面積大小。

火災(zāi)蔓延不僅受眾多不確定因素的影響，而且火災(zāi)蔓延的全過程機理尚未完全研究透徹，目前還缺乏準(zhǔn)確預(yù)測火災(zāi)蔓延的數(shù)學(xué)模型，火災(zāi)模擬計算所需參數(shù)還不豐富。因此，項目中對火災(zāi)蔓延的分析僅針對典型可燃物及常規(guī)情況下的火災(zāi)蔓延情形?；谏鲜鲈?，為了使消防設(shè)計更加安全，一般采取較為保守的分析方法，如考慮了最不利的起火位置和引燃條件，確定最大火災(zāi)熱釋放速率和排煙量時均考慮了1.5倍的安全系數(shù)。

八、結(jié)論與總結(jié)

結(jié)論與總結(jié)部分應(yīng)包括防火要求、管理要求、使用中的限制條件等。

1.模擬結(jié)果總結(jié)

對各場景下煙氣及疏散模擬結(jié)果進(jìn)行分析，并得出結(jié)論。

2.消防策略總結(jié)

針對項目存在的消防問題提出相應(yīng)的解決措施，對采取的消防策略進(jìn)行總結(jié)。

3.注意事項及建議

對實施消防策略時設(shè)計方、管理方應(yīng)注意的內(nèi)容進(jìn)行說明，并提出相應(yīng)的建議。

九、參考文獻(xiàn)

應(yīng)包括主要的設(shè)計規(guī)范，相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)等技術(shù)資料。

十、設(shè)計單位和人員資質(zhì)說明

此部分包括設(shè)計單位的名稱、經(jīng)營范圍、設(shè)計資質(zhì)，參與本設(shè)計項目的消防工程師的相關(guān)工作經(jīng)歷等。

1.老師評議

2.深化調(diào)整設(shè)計報告

性能化消防設(shè)計一般開始于建筑設(shè)計的方案設(shè)計與初步設(shè)計階段。性能化設(shè)計應(yīng)該存在于建筑設(shè)計的整個過程中。

3.性能化消防設(shè)計的實體驗證

為了加強對進(jìn)行了性能化消防設(shè)計工程的消防監(jiān)督管理，在性能化設(shè)計開展較多的一些城市，已陸續(xù)在工程消防驗收過程中增加了實體驗證實驗的工作步驟，對性能化設(shè)計的設(shè)計方案進(jìn)行綜合驗證。

性能化設(shè)計單位應(yīng)配合建設(shè)單位完成驗證工作，并對驗證結(jié)果是否滿足設(shè)計要求提供書面意見，該意見應(yīng)作為性能化設(shè)計報告的補充資料。

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