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二级消防工程师《消防安全技术综合能力》教材知识点:建筑性能化防火设计评估

中华考试网  [ 2016年6月27日 ]  【

建筑性能化防火设计评估

一、性能化防火设计产生的背景

随着生产力的发展和社会财富的积累,火灾发生的频率和造成的损失越来越大,火灾的防治技术也越来越受到人们的重视。1666年9月英国伦敦发生火灾,大火持续了4天,约80%的城市被烧毁。为了防止建筑物之间火灾的蔓延,英国制定了第一部有关消防的建筑规范,规定了建筑物之间的最小间距,并对建筑材料的使用进行了限制性规定。同样,世界各国的建筑防火设计规范都是长期以来人们与火灾斗争过程中总结出来的防火灭火经验的体现,同时综合考虑了当时的社会经济水平、科技水平以及其他国家的相关经验。这些规范中大多数规定是依照建筑物的用途、规模和结构形式等提出的,并且详细地规定了防火设计必须满足的各项设计指标或参数,设计人员不需要复杂的计算和分析过程,容易理解和掌握。

由于每座建筑的结构、用途及内部可燃物的数量和分布情况千差万别,因此按照规范统一给定的设计参数得到的设计方案,不一定是最合理和最有效的。特别是随着科学技术和经济的发展,各种复杂的、多功能的建筑迅速增多,新材料、新工艺、新技术和新的建筑结构形式不断涌现,这些都对建筑的消防设计提出了新的要求,出现了许多规范难以解决的消防设计问题。在这种形势下,上世纪70年代出现了性能化防火设计的概念,到现在为止,已被10多个国家所接受,并成为当前国际建筑防火设计领域研究的重点。

所谓性能化防火设计,是指根据建设工程使用功能和消防安全要求,运用消防安全工程学原理,采用先进适用的计算分析工具和方法,为建设工程消防设计提供设计参数、方案,或对建设工程消防设计方案进行综合分析评估,完成相关技术文件的工作过程。

虽然性能化防火设计是社会经济发展的必然趋势,但性能化防火设计的出现与火灾科学和消防安全工程学的发展是分不开的。从19世纪末英国出现了利用金属受热膨胀原理制成的感温火灾自动探测装置以来,消防工程技术的发展已有100多年的历史。1946年第一台电子管计算机在美国研制成功,半导体和微电子技术发展迅速,计算机技术在社会各领域得到了充分的应用,消防工程技术也得到快速提升,各种智能化的火灾探测和自动灭火系统不断涌现。特别是大容量高性能计算工作站的出现,科学计算的能力越来越强大,使得大量复杂的火灾数据分析和处理成为现实,这些都为性能化防火设计的发展提供了基础。

火灾科学与消防工程是一门以火灾发生与发展规律和火灾预防与扑救技术为研究对象的新兴综合性学科,是综合反映火灾防治科学技术的知识体系。火灾科学是反应火灾发生与发展规律的知识,如物质的燃烧与爆炸机理、火焰的化学反应机理、燃烧抑制与灭火机理、烟气的生成及其毒性,以及火灾的发展、蔓延与控制等基础理论内容。消防工程是反映应用科学与工程原理防治火灾的知识,如对火灾危险性和危害性的分析评估、火灾模化、建筑防火技术、火灾探测报警技术、自动灭火技术、阻燃与耐火技术、火灾原因鉴定技术、火场通信指挥技术,以及人在火灾中的行为和反应,包括体能、心理和生理等,是应用基础理论和应用技术部分。可见,性能化防火设计是建立在火灾科学和消防工程学基础之上的一门应用技术,它的出现是火灾科学和消防工程学发展到一定阶段的必然结果。

美国、英国、日本、澳大利亚等国从20世纪70年代起就开展了性能化防火设计的相关研究,如火灾增长分析、烟气运动分析、人员安全疏散分析、建筑结构耐火分析和火灾风险评估等,并取得了一些比较实用化的成果,各国纷纷制定各自的性能化防火设计规范和指南等文件。

二、我国性能化防火设计发展

我国从1980年代初期就开始了火灾模化方面的研究,此后在火灾科学、火灾动力学演化、建筑火灾烟气运动等方面也开展了大量工作。但直到1995年国家“九五”科技攻关项目“地下大型商场火灾研究”,我国还只有少数从事此方面研究的人员对建筑物性能化防火设计有所认识。1996年,特别是1997年 FORUM会议(天津)以后,我国开始组织人员比较系统地搜集整理和分析研究国内外有关建筑物性能化设计与标准方面的成果与信息。

“十五” 期间开始针对建筑性能化防火设计技术进行深入研究,在国家“十五”科技攻关课题《城市火灾与重大化学灾害事故防范与控制技术的研究》中分别开展了建筑物性能化防火设计技术导则的研究、高层建筑性能化防火设计评估技术研究、中庭式建筑性能化防火设计方法及其应用的研究和人员密集大空间公共建筑性能化防火设计应用研究等。

在这些研究工作的基础上,相关机构同时开展了工程应用。公安部天津消防研究所在“十一五”国家科技攻关项目中,开展了建筑物性能化防火设计规范研究项目,以保障我国建筑工程的消防安全水平,规范建筑消防安全工程技术在实际工程中的应用。

三、性能化防火设计与传统的规范做法对比

传统规范的技术要求是建立在部分火灾案例的经验和火灾模拟实验等研究基础之上。历史上防火规范的出现和发展有着其相关的社会背景。当时人们掌握的科学技术水平尚无法透彻、系统地认识所处的客观社会,因此人类的技术行为难免呈现出多样性和不确定性。而为了保证工程最基本的安全度,有关的社会组织便通过一些成功的经验和理论描述,制定出了一些规范条文去约束相应人员的技术行为。

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