建筑防火性能化设计分析

许维明

摘要：本文将从当前建筑防火的需求出发，阐述性能化设计的基本要求，对防火性能化设计的具体策略进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地开展防火性能化设计，提高建、构筑物的防火性能，减少或避免火灾带来的经济损失与人员伤亡。

关键词：性能化；建筑防火；防火设计

引言：伴随社会经济发展水平的提高，我国建、构筑物出现了多种结构形式与设计思想，多样化的建筑物层出不穷，形成了城市发展过程中的标志和特色。然而，建筑行业的快速发展在一定程度上增加了防火设计难度。因此，研究建筑防火性能化设计具有一定现实意义。

一、当前建筑防火设计需求

城市快速发展，各类功能繁多的综合性建、构筑物越来越多，新材料和新工艺的更新应用越来越快，当下建筑防火标准规范的修改受制定程序的影响，无法随时快速与之相适应，一些超大、超高、功能性要求高的建筑防火设计问题随之而来，这就需要通过性能化防火设计来解决。性能化设计可以按照建、构筑物的空间深度、空间高度、通风条件以及用途结构等多种环境特点与建筑状况，定量评估、科学预测建、构筑物存在的火灾危害性，以此为基础制定防火设计，为建、构筑物提供有效的保护^[1]。

二、防火性能化设计的具体策略

（一）性能化设计思路

开展防火安全性能化设计时，应深入研究和探索火灾特点与规律，尤其是建、构筑物的火灾特点与规律，了解处于火灾现场的人们将会采取的行为、控制烟气技术、烟气流向规律、燃烧蔓延特点等内容，对人员疏散模型、烟气流动模型、火灾模型进行评估和计算，构建全面的性能化基础数据库。

（二）构建性能化模型

性能化设计在西方发达国家已经得到很好的发展，在我国仍处于起步阶段。其最大的特点就是突出个体特性，量身定做。目前现行的规范标准是建立在部分火灾案例和局部小比例模拟实验基础上的规范，采用确定的方法解决工程的防火问题，适用于一些普通建筑，对一些特殊功能建筑则很难设计。

性能化设计不以一成不变的模式进行设计，而是运用消防安全工程学的原理和方法，首先设计火灾——即建立火灾场景模型。因为人们认识火灾存在一定的局限，将建、构筑物火灾模型化时，或多或少都会使用问题假设法和经验计算法，从而在一定程度上造成模型结果的误差。不可否认的是，所有的模型都无法做到绝对精准，火灾模型亦是如此，难免存在误差，不过，若能控制火灾模型误差于相对的范围，那么火灾模型得出的结果依然具备科学参考价值。从这个意义上讲，应针对模型结果验证其准确性，运用科学的数学模型进行数据对比验证，及时找出模型自身的缺陷与不足之处，反复进行校对，直到达到最佳的防火设计方案和最好的防火保护为止。伴随着人们认识火灾本质的不断加深，大量全新成果开始添加至火灾模型里，火灾模型也会逐渐由经验型朝着科学化不断转变。

（三）运用评估风险技术

对于性能化防火设计来讲，风险是必须评估的一项重要指标，人们的风险认识将对性能化设计产生直接影响。从特征上看，性能化设计要求量化并模拟火灾实际发生的参数与发展状况，同时，由于风险是性能化设计的重要因素，因此也应对风险进行科学的量化。

现阶段，评估风险技术已经在防火安全方面广泛运用，作为评价风险、分析风险的重要前提，按照建、构筑物种类来研究风险分级，对火灾风险等级不同的建、构筑物确立相应的安全目标与防火水平。

（四）防火目标的设立

防火目标是性能化设计的目的。为了更好地设立防火目标，应对建、构筑物的防火安全预期进行明确^[2]。若安全水平预期过低，虽然容易实现，但是性能化设计的方案无法满足防火目标；若预期过高，则无法将性能化设计的科学性优势展示出来。防火目标的实现是性能化设计的核心。进行性能化设计主要是为了使防火目标要求得到最终满足，准确、详细的防火目标能够为性能化设计人员把握设计目的提供有益帮助。

（五）性能化设计实例

上海的金茂大厦是由美国SOM公司主导设计的一幢超级综合性大楼，总建筑面积28万余平方米，88层的主楼高达420米，其下半段为办公部分，53层以上为五星级饭店。金茂大厦辅楼有6层，总建筑面积2万多平方米，高度超过32米，内设商业及游乐等多种设施。由于中美两国在防火标准方面的差异及大厦的复杂性，防火设计时即采用了性能化设计，主要有以下几方面：1、自动喷水灭火系统。在商场内部、酒店中庭的挑台边缘、自动扶梯洞口四周采取喷头加密保护；2、辅楼防火分区设置。辅楼因3个中庭将空间相互贯通，分区面积已大大超过了我国规范（高层建筑商业空间全部设火灾自动报警系统和自动喷水灭火系统，且采用不燃或难燃装修时，地上防火分区可按4000㎡考虑）的规定，通过积极论证，采用垂直划分防火分区的方式：在中间部分中庭的两边，层层设置防火卷帘，将辅楼垂直分为三区。这样，三个部分可各自互不影响，但每个中庭各自贯通的面积仍稍有超过我国规范的规定。由于中庭排烟、报警、灭火设备及不燃装修的设置完善，此方案得以获得通过实施。3、防、排烟系统设计。在发生火灾时，通过控制中心可以对火灾层的上、下层机械送风造成正压，使起火层的烟气难以向上、下层扩散

^[3]。

最后，应做好防火性能化设计的社会统计和社会调查。通过以往基础火灾数据进行收集、整理和汇总，构建国家级水平的性能化数据库，数据库中应包含火灾心理、火灾行为、火灾危害、火灾荷载、火灾特性等内容以及明确的性能化设计框架。

结语：总而言之，研究建筑防火性能化设计具有重要的意义。相关人员应对当前建筑防火的需求有一个全面了解，充分把握性能化设计的基本要求，能够通过明确性能化设计思路、构建性能化模型、运用评估风险技术、防火目标的设立等方式开展防火性能化设计，从而更好地提高建、构筑物的防火性能，减少或避免火灾带来的经济损失与人员伤亡。

参考文献：

[1]唐瑞,颜述,封占宇,等.滇东南传统木构保护建筑的防火智慧与更新策略——以建水朝阳楼为例[J].建筑与文化,2021，(07):97-99.

[2]龚少越.城市更新背景下超大外廊式地下商业建筑消防设计探析——以中洲滨海华府项目三期和四期为例[J].住宅与房地产,2021，(15):85-87.

[3]魏宏杨，章孝思，张庆顺.金茂大厦防火设计探析[J].展望新世纪消防学术研讨会论文集,2001，203-206.