大空间建筑防火性能化设计探讨

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1、大空间建筑防火性能化设计探讨：本文首先简述了防火性能化设计，其次分析了大空间建筑火灾防治特征，最后阐述了大空间建筑防火性能化设计的主要内容。　　关键词：性能化设计大空间建筑特征　　　　大空间建筑的防火安全设计涉及建筑、结构、电气、空调、给排水等多方面的内容，在设计中应优先考虑火灾中的人身安全，同时考虑如何降低成本，减少火灾发生和火灾损失，防止火灾的扩大和蔓延，利用防火性能化设计的思想，可以弥补现行规范的不足，进一步适应社会经济发展的需要。　　一、防火性能化设计概述　　防火性能化设计方法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

2、途和内部可燃物等方面的具体情况，对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估，从而得出最优化的防火设计方案，为建筑物提供最合理的防火保护。　　防火性能化设计方法是当前建筑防火领域最先进的技术，是人们关注的最前沿、最活跃的研究领域。建筑防火性能化设计最终达到的安全目标是：（1）防止起火及火势扩大，减少财物损失；（2）保证安全疏散，确保生命安全；（3）保护建筑结构不致因火灾而损坏或波及邻房；（4）为消防救援提供必要的设施。　　二、大空间建筑火灾防治特征分析　　由于建筑结构的特殊性和使用功能的具体需要，大空间建筑的火灾发生与普通建筑有着明显的差别，主要表现在以下几个方面。　　一是火灾控制难度大。大

3、空间建筑防火往往为了控制烟气蔓延，在建筑物内设置防烟分区，但是大空间建筑内无法有效的采取分隔措施是一大难题。例如在馆厅式建筑内，解决迅速排烟问题是尤其重要的，应研究有效的自然排烟和机械排烟的方法。中庭往往是大型高层建筑的组成部分，它将多个楼层相连。而中庭的底部通常是火灾最可能发生的位置，因此烟气控制不仅要解决顶部排烟，还需解决防止烟气由起火楼层流入中庭及由中庭反流到其他楼层的问题。　　二是探测预警机制的局限。目前在普通建筑中广泛使用的火灾探测器大都是以烟气浓度或温度为信号进行探测的，且大都安装在顶棚。大空间建筑中，一般层高比较高，空气的稀释，火灾烟气到达十几米或几十米的高度时，其温度和浓度都大

4、大降低，不足以启动火灾探测器，能够达到启动探测器的时候，火灾已经形成了很大的规模，或者已经造成了很大的损失，延误了早期灭火的有利时机。　　三是人员的安全疏散相当困难。大空间建筑相应的就意味着是繁华的公共场所，人员高度密集式必然的，而且这些人员一般都没规律，呈现自由活动的游离状态。一旦发生火灾，在较短的时间内将人们迅速安全疏散是一件极为困难的事情。无论在现场指挥、逃离通道设置方面，都已呈现混乱局面，加上人们心理素质的高低不同，慌乱中的人们很难以听从指挥，给疏散进一步造成困难。　　三、大空间建筑防火性能化设计的主要内容　　针对大空间建筑的消防防治特征，其防火性能化设计主要应包括人员安全疏散、建筑物

5、的防火能力和有效的防火灭火措施三个方面：　　（一）人员安全疏散。人员疏散的安全评判标准是在综合考虑人员疏散速度、火灾烟气流动速度、火势蔓延时间、建筑物安全牢固的基础上，人员疏散的所需安全疏散时间（RSET）小于可用安全疏散时间（ASET）。其中RSET涉及的参数主要包括人流密度、行走速度、出口流动系数等；ASET涉及的参数主要包括火灾增长系数、火灾热释放系数、烟气蔓延速率、排烟系数、建筑强度衰减系数、烟气能见度、空气温度、CO浓度等。火灾中，在保证建筑物基本强度的基础上，对人员疏散影响最大的是烟气能见度、烟气浓度和空气温度。依据资料，允许逃生的空气温度不应高于60℃，允许逃生的CO浓度不应高于

6、500ppm，允许逃生烟气能见度不应小于13米。烟气浓度可以通过自动喷水灭火系统和防排烟系统进行控制，同时，由于大空间建筑空间高、体积大的特性，本身具有较强的蓄烟功能，而应用排烟系统可能会破坏火灾中已经稳定的热烟层。因此，最好是对此类大空间建筑的烟气流动模式建立一个基于实验室或实际数据的数据库，通过对烟气蔓延的模拟，建立一个可性能化设计的平台，为排烟设计提供指导性依据。　　（二）建筑物的防火能力。鉴于大空间建筑的功能特点，其承重构件主要为钢梁和钢柱。因此，在对大空间建筑的性能化设计中，主要应将防止钢结构强度失效作为设计的一个重点。钢结构失效时的临界温度与钢结构的材质、结构的几何形状、截面系数、

7、负载情况有关，因此，可以通过对不同钢结构的模拟试验，建立数据库模型，确定不同情况下钢结构的临界温度。从消防工程的观点看，如果火灾中钢结构在要求的耐火时间内没有达到临界温度，则不需要额外的防火保护；如果达到临界温度，则需要计算等效时间来确定钢结构的保护时间。根据《建筑设计防火规范》的要求，人员密集场所建筑耐火等级不应低于二级，柱的耐火等级不应低于2.5h，梁的耐火等级不应低于1.0h，屋面承重构件的