大型商业建筑的性能化防火?
1大型综合商业建筑火灾危险性
1.1火灾荷载大。
易燃品多,易燃品仓库多。局部装修复杂,可燃装修材料多,火灾荷载大。火、电、煤气使用频繁。超市的燃油、燃气供暖锅炉、中央空调机组、餐厅、熟食加工间需要使用柴油或天然气,增加了燃烧爆炸的火灾风险。
1.2疏散难度
大型综合性商业建筑通常可容纳数千人甚至上万人,老人、小孩等自我疏散能力差的人群占一定比例。由于建筑体量大,疏散路线曲折,通往室外安全区域的疏散路线长,安全疏散通道和楼梯的宽度和疏散距离难以满足现行规范的要求。大型超市出于正常经营管理的需要,往往会锁上疏散门或加装电子控制装置,降低了打开疏散门的可靠性,大大降低了疏散的安全性。
1.3难以形成可靠的防火区。
部分单层大型商业建筑高度较高,屋顶承重结构采用钢梁或钢网架结构体系,难以设置防火墙或防火卷帘。一些多层大型商业建筑中庭较多,或者楼层开口较多,难以形成可靠的防火分区。有些建筑在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。如果设置为气溶胶防火卷帘,火灾时其下降和帘面充水的保障条件更多,可靠性更低。
1.4排烟可靠性低。
大型综合性商业建筑的外墙多为实体墙体或固定玻璃幕墙,可对外开启的外窗很少,远远达不到规范规定的自然排烟要求。即使能满足开外窗自然排烟的要求,但由于商场内墙内外的大型广告牌和墙上布置的大型货架的遮挡,也达不到自然排烟的效果。
2性能化防火的形成和发展
2.1现代防火方法的局限性
多年来,防火设计规范基本上是以强制性条文的形式给出的。本规范详细规定了每个设计的具体参数和指标。比如总平面布置、平面布置、防火间距、防火等级、防火防烟分区、安全疏散、建筑消防设施的设置、装修材料的选择和控制等都做了具体规定。建筑师只能根据待设计建筑的情况,结合自己的实践经验,直接从规范中选取设计参数和指标。目前,人们一般将这类规范称为“处理模式”设计规范,也有人称之为“规范”规范或“命令式”规范。
实际上,每栋建筑的建筑场地、结构形式、使用性质、高度和体积、火灾荷载、可燃材料性质都不一样,使用者的条件也大不相同。因此,按照本规范统一给定的设计参数所做出的设计方案,不一定是最科学、最合理、最有效的方案。随着城市化的发展和生产经营的需要,建筑的功能越来越多样化,特别是大型综合商业建筑、高层建筑、地下建筑和大空间建筑迅速涌现。根据以往的经验,这种处置方式的防火设计规范已经很难满足这些新建建筑的需要。在工程实践中,许多建筑设计形式无法纳入现行规范的适用范围或无法用规范的条文加以解释。
2.2性能化防火设计方法
世界上许多建筑和消防研究领域的人士指出,应以消防安全工程为指导,建立基于防火性能的建筑设计防火规范。在中国,该规范通常被称为“建筑性能化防火设计规范”或简称“性能化设计规范”。建筑性能化防火方法涉及三个基本方面:性能化防火分析、性能化防火设计和性能化设计规范。基于性能的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,用一些物理参数来描述火灾的发生和发展过程,分析这种火灾对人、财产和建筑结构本身的影响,从而为采取合理的防火对策提供基本依据。性能化防火设计是基于性能化防火分析的各种建筑防火控制系统的设计行为。它将结合建筑物业主的安全要求、建筑物的场地条件和相关安全法规,制定具体的建筑消防系统设计方案,并对各种可用的设计方案进行比较和评估,以选择最佳的实施方案。
基于性能的火灾分析还可用于其他防火目的,如消防安全管理、消防安全教育和灭火计划的制定。性能化设计规范是指导建筑性能化防火设计的法律文件,对性能化设计应满足的要求、应遵循的规则和应注意的问题作出了必要的规定。该规范对于确保采用性能化设计方法的建筑能够达到预期的消防安全目标是非常必要的。
性能化设计方法可以使建筑的消防安全目标、火灾损失目标和设计目标达到良好的统一。与传统设计方法相比,这种设计方法可以大大提高建筑防火设计的科学性和合理性,从而带来良好的社会效益和经济效益。
大型商业综合体建筑性能化防火设计的3个基本步骤
完整的性能化防火设计过程应分为三个主要阶段:设计准备、定量评估和文件准备。设计准备阶段包括三个步骤,主要是确定防火目的和火灾风险承担者可接受的防火目标,并以此作为量化的、具体的损失目标。
1)评估设计项目的现状和设计参数,确定在设计过程的哪个阶段,需要纳入消防安全工程师。
2)确定特定建筑的防火目标和火灾风险承担者可接受的防火目标。建筑物的火灾风险承担者是指与项目利益密切相关的所有个人、团体或机构,包括建筑物的业主、股东甚至某些管理部门的代表,以下简称承担者。
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,以便据此评价消防设计方案。定量评估阶段也包括三个步骤,主要分析设定火灾场景、设定火灾曲线和初步设计方案。通过对各初步设计方案的比较和评价,选出最终设计方案。
4)设置火灾场景,选择设置火灾曲线。设定火灾曲线是指在设定的火灾场景中,火源热释放速率的变化曲线。性能化设计中提出的初步设计方案,后面会用设定的火灾曲线进行评估。在SFPE的工程指南中,初步设计方案被称为试设计。
5)评估和修改初步设计方案。也就是说,对于提出的各种集火曲线,至少有一种设计方案可以得到满意的解,如果采用这些方案,就可以达到特定的损失目标。
6)对提出的一个或几个初步设计方案进行分析,选择最终设计方案。文件准备阶段包括两个步骤,主要是对所选方案的设计细节进行详细审核,并准备与方案所涉及设备相关的技术文件。
7)为所选方案的设计过程准备一份描述文件,包括对所用材料的描述和测试材料性能的方法。
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