建筑消防性能化设计

毕业设计（论文）

题目：

浅谈建筑消防性能化设计

系别 专业班级 学生姓名 指导教师 指导教师职称

姓 名 毕业设计 (论文)题目 专业和年级 学制 3 年 浅谈建筑消防性能化设计 一、 毕业论文课题综述或毕业设计说明书 从性能化设计消防内容与方法出发，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 二、本题的主要内容 （一）、各国对消防防火的重视

1，英国巴西美国等国家对消防防火的规范 （二）、性能化消防设计的概念 （三）、建筑物性能化消防设计的内容 （四）、性能化规范与性能化设计方法

三、完成期限和采取主要措施 2008年11月 开题报告 2009年1月6日——2009年2月1日 收集资料 2009年2月11日——2009年3月1日 整理资料 2009年3月2日——2009年3月22日 形成初稿 2009年3月23日——2009年4月13日修改初稿 2009年4月21日——2009年5月9日 定稿 2009年5月11日——2009年6月5日 整理装订成册 四、主要参考文献书目 [1] 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 [2]王早生<<全国一级建造师职业资格考试用书>>中国建筑工业出版2004 [3] 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.

五、审核意见： 指导教师意见： 系领导审查意见： 注：此件指导教师、学生各存一份。

浅谈建筑消防性能化设计

写作提纲

一、绪论

“以人为本”思想的提出使人民对自我安全意识不断提高，使建筑消防防火设计更加显得重要。与国外其他国家的比较中得到了消防防火已成为建筑行业的热点。 二、本论

（一）建筑物性能化消防设计的内容 （二）性能化规范与性能化设计方法 （三）我国的前景

三、结论

本论文详细的介绍了消防防火的概念与内容，通过列举例子来说明消防防火在建筑中的重要。

浅谈建筑消防性能化设计

[内容摘要]

从性能化设计消防内容与方法出发，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]建筑 防火设计 消防

建筑防火是关系到每个居民的切身利益也关系到每个公民的切身利益,而且关系到每个人的人生安全.所以加强建筑防火事在必行.

我国在1960年由原国家建委、公安部制定的《关于建筑设计防火的原则规定》

到2007年颁布的《建筑防火设计规范》已经历了好几次的修订。

英国在1985年颁布了第一部性能化防火规范后，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安全工程学和性能化安全设计方法理论及技术的研究。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。目前有不少于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)以及两个国际组织-国际标准组织(ISO)和国际建筑研究与文献委员会(CIB)采用或积极发展性能化规范和基于规范结构形式下防火建筑所要求的工程工具和方法，并取得了一定成果。

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。 美国已完成性能目标和基本完成性能级别分级的确定，并于2001年发布了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。加拿大计划于2001年发布其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。英国于1985年完成了建筑规范，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\，但不详细规定应如何实现这一目标。澳大利亚于1989年成立了建筑规范审查工作组，起草性能化的《国家建筑防火安全系统规范》，并于1996年颁布了性能化《澳大利亚建筑-1996》(BCA96)，并自1997年陆续被各州政府采用。新西兰1992年发布了性能化的《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；1993～1998年，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5部分。

从国外性能化规范的研究过程看，大部分是首先或同时研究与性能设计有关的消防安全设计评估技术，只有少数国家是先修改规范，后开发设计指南。

一、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

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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。

二、 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。 

三、消防安全工程

随着人们对火灾现象及其规律研究的不断深入，在一定程度上实现了对火灾过程的定量描述和分析，并由此产生了一门新兴工程学科--消防安全工程学。在发展以性能为基础的规范的同时，消防安全工程也在快速发展。消防安全工程学由于其潜力、复杂性以及应用性而在基础理论、方法学和实用工具领域得到较大的发展。当然人们仍然需要进一步研究建筑设计中完全量化的消防安全工程方法。 消防安全工程所涉及的内容包括工程原理与原则的应用，基于火灾现象、火灾影响，以及人的反应和行为的专家判断。由于现在仍然缺乏完全量化的建筑设计消防安全工程方法，因此要求采用由专家或工程分析判断而形成的比较保守的方法。不过，在很多国家，这些能够作出专家判断的经过认可或被接受的消防工程师为数不多。

四、性能化设计方法

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。

性能化设计利用火灾科学和消防安全工程去建立设计指标，评估设计方案；并利用火灾危害分析和火灾风险评估去建立从总体目标和功能目标到火灾场景等领域内所需

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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。

五、性能化规范与性能化设计方法

性能化规范中，一般只确定能达到规范要求的可接受的方法，对建筑物内的要求通过政策性的总目标、功能目标和性能要求来表叙。例如澳大利亚于1996年12月由澳大利亚建筑规范委员会(ABCB)编制的第一个\性能化\的综合性的建筑规范《澳大利亚建筑规范(BCA96)》由四个层次的体系构成，即目标、功能描述、性能要求?quot;视为满足的条款\以及验证的方法。性能化设计是选用以性能为基础的替代办法，即描述能够达到某种规定性能水平的设计过程的术语，其设计方法是设计中的一种工程方法。 如果性能化设计方法同性能化规范一起使用，就必需有一套规范中要求的固定的总目标、功能目标和性能要求。如果不借助性能化规范，就由以下7个步骤来指导分析和设计，即1确定工程场址或工程的具体内容。2确定消防安全总体目标、功能(或损失)目标和性能要求。3建立性能指标和设计指标标准。4建立火灾场景。5建立设计火灾。6提出和评估设计方案。7写出最终报告。性能化设计必需考虑的因素至少包括以下因素：1起火和发展。2烟气蔓延和控制。3火灾蔓延和控制。4火灾探测和灭火。5通知使用者并疏散。6消防部门的接警和响应。

六、评估方法

建筑防火评估方法是性能化设计的关键技术，在世界范围内，对于这一方法及相关概念体系的逐步完善作出重要贡献的各类方法和模型主要包括：美国的建筑防火评估方法(BFSEM：The Building Fire Safety Evaluation Method)。评估特定场所内所用产品火灾风险的FRAME works方法，火灾致损评估方法(FIVE：Fire-Induced Vulnerability Evaluation)；澳大利亚的风险评估模型(RAM:Risk Assessment Modeling)；日本的建筑物综合防火安全设计方法；加拿大的FIRECAM方法。

加拿大国家建筑研究院(NRC)正在研究并已开始应用的性能化设计工具：火灾风险与成本评估模型(FiRECAMTM--Fire Risk Evaluation and Cost Assessment Model))，它通过分析所有可能发生的火灾场景来评估火灾对建筑物内居民造成的预期风险，同时还能评估消防费用(基建及维修)和预期火灾损失。FiRECAMTM依靠两个主要参数来评估火灾安全设计的火灾安全性能，即火灾对生命造成的预期风险(ERL)和预期火灾损失(FCE)；运用统计数据来预测火灾场景发生的几率，比如可能发生的火灾类型或火灾探测器的可靠性，同时还运用数学模型来预测火灾随时间的变化，比如火的发展和蔓延及居民的撤离；FiRECAMTM利用火灾增长、火灾蔓延、烟气流动、居民反应和消防部门反应的动态变化(以时间为函数)来计算ERL和FCE的数值。它包括：火灾增长模型、烟气流动和居民逃生模型。FiRECAMTM对火灾蔓延的可能性及火灾后修复建筑物的费用采用的是保守的评估模型，所以对财产损失的评估结果比实际的偏高。

澳大利亚消防规范改革中心(FCRC)正在开发一个用以量化建筑消防安全系统性能的风险评价模型叫CESARE--Risk(注：它和FiRECAMTM同基于Beck的预测多层、多房间内火灾的影响的风险评价系统模型)，它采用多种火灾场景，其中考虑了火灾及对火灾的反应的概率特性，采用确定性模型预测建筑内火灾环境随时间的变化。某些组成部分如下：事件树与预期

值模型、火灾发展与烟气流动模型、人员行为模型、消防队模型和工作人员模型、分隔失效模型、经济模型。

七、消防工程指南 

目前，为与消防安全工程相一致，必须为单个消防技术起草实施指南，1996年澳大

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利亚消防规范改革中心出版了\消防工程指南\，为消防安全评估提供了指导。该指南提出设计过程的一个重要部分是制定一个设计大纲，对建筑整体方案进行分析，确定潜在火灾危害以便提出使项目组、消防安全工程师、消防部门和审批机关均认为满意的消防系统设计方案。消防安全系统分析可以分下列几极：

第一极--组件和子系统等效评估(SEE--SYSTEM EQUIVALENT EVALUATION)，只考虑一个子系统的单独运行情况。

第二极--系统性能评估(SPE)，考虑不同子系统和组件之间的互相影响，这一极分析可能只建立在一个简单的火灾场景和时间曲线分析基础上，也可能需要单独考虑一个以上的\最坏\火灾场景。

第三极--系统风险评估(SRE)，适用于大型综合建筑或者高度创新的建筑，能大大降低建筑成本或者解决非常困难的设计问题。它属于概率风险评估，其量化非常复杂，需要消防工程师具有更高的技术水平，也要求有关审批部门掌握更高的评估技能。同时指南还为所考虑的消防安全子系统规定了必要的分析和输入数据。

八、我国的前景

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1996年开始组织有关单位和人员系统地开展相关研究，也认识到开展大型公共建筑(包括地下和地上)、大空间建筑、高层民用建筑、高火灾危险工业建筑和储罐区、建筑内的烟气控制、人员安全疏散的性能化设计和评估技术研究的必要性和迫切性。 性能化防火规范以及性能化防火设计，正受到越来越多的国家的关注，建筑安全评估技术是性能化规范的重要组成部分，也是我国推行性能化规范急需解决的关键技术问题。

[参考文献]

[1] 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 [2] 方正，程彩霞，卢兆明。性能化防火设计方法的发展及其实施建议。自然灾害学报，2003

[3] 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.

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姓名 题目 专业和年级 学制 类别 3 年 工程管理 浅谈建筑消防性能化设计 从性能化设计消防内容与方法出发，介绍了性能化消防设计方法的概念和内 容 提 要 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。 指 导 过 程 及 第2次 检 时间及内容： 第3次 第1次 时间及内容： 时间及内容： 指 导 教 师 意 见 查 记 录 实际 操作 测试 （此栏毕业论文可以不填） 评 语 初评成绩 签 字 时 间 年 月 日

答辩教师提问 答 辩 记 录 （此栏初评成绩为优秀的设计或论文必须填写） 学生回答情况 1、 2、 3、 4、 答辩 小组 评语 答辩成绩 答辩小组 长签字 时 间 年 月 日 考核领导 小组 审核 意见 评 语 考核领导小 组长签字 时 间 年 月 日 综合 成绩 系领导审查意见 系领导签字： 年 月 日 注：此表一式两份，一份存系，一份装入学生毕业设计（论文）后面。

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