2015一級(jí)注冊消防工程師綜合能力知識(shí)點(diǎn)：性能化防火設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

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性能化防火設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

（一）確定設(shè)計(jì)火災(zāi)場景與設(shè)定火災(zāi)

火災(zāi)場景的特征必須包括對火災(zāi)引燃、增長和熄滅的描述，同時(shí)伴隨煙和火蔓延的可能途徑以及任何滅火設(shè)施的作用。此外，還要考慮每一個(gè)火災(zāi)場景的可能后果。

設(shè)定火災(zāi)采用描述火災(zāi)增長的模型。目前主要有火災(zāi)模型的溫度描述和火災(zāi)模型的熱釋放速率描述兩類。時(shí)間溫度曲線主要用于計(jì)算構(gòu)件溫度，熱釋放速率模型主要用于計(jì)算煙氣溫度、構(gòu)件溫度和運(yùn)用區(qū)域模型進(jìn)行火災(zāi)模擬等。

在運(yùn)用火災(zāi)模擬模型進(jìn)行性能化防火設(shè)計(jì)與評(píng)估時(shí)，主要依據(jù)火災(zāi)的熱釋放速率模型?；馂?zāi)的熱釋放速率曲線能否代表火災(zāi)的真實(shí)情況直接影響性能化防火設(shè)計(jì)與評(píng)估的可靠性及其應(yīng)用。

熱釋放速率曲線可直接通過火災(zāi)實(shí)驗(yàn)獲得，但由于實(shí)尺寸火災(zāi)實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用較大，此類可用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較少，而較多的是中型火災(zāi)實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的火災(zāi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（如錐形量熱計(jì)、墻角實(shí)驗(yàn)、單體燃燒實(shí)驗(yàn)、大型錐形量熱計(jì)和基于質(zhì)量損失速率的測試方法）。當(dāng)無法找到有待考慮的可燃組件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可以采用類似的火災(zāi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)替代。

在一定種類可燃物分布和相應(yīng)的通風(fēng)條件下，火災(zāi)發(fā)展的最大熱釋放速率主要受最大的火源面積控制。點(diǎn)火初期火源的面積對火災(zāi)的增長將產(chǎn)生較大影響，可以將點(diǎn)火初期的火源面積理解為點(diǎn)火源的能量。

可燃物的火焰蔓延速度是指可燃物點(diǎn)火后沿水平和空間方向的蔓延速度，由于可燃物在空間上的蔓延速度及其對火災(zāi)蔓延的影響十分復(fù)雜，目前多采用水平方向的蔓延速度描述火災(zāi)發(fā)展的面積。

（二）不同類型建筑的火災(zāi)荷載密度確定

火災(zāi)荷載密度是可以比較準(zhǔn)確地衡量建筑物室內(nèi)所容納可燃物數(shù)量多少的一個(gè)參數(shù)，是研究火災(zāi)全面發(fā)展階段性狀的基本要素。在建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)荷載密度直接決定著火災(zāi)持續(xù)時(shí)間的長短和室內(nèi)溫度的變化情況。建筑物內(nèi)的可燃物可分為固定可燃物和容載可燃物兩類。固定可燃物的數(shù)量很容易通過建筑物的設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確地求得。容載可燃物數(shù)量很難準(zhǔn)確計(jì)算，一般由調(diào)查統(tǒng)計(jì)確定。

目前國內(nèi)尚無火災(zāi)荷載密度方面的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，國外發(fā)達(dá)國家如美國、加拿大、日本等有一些這方面的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

（三）煙氣運(yùn)動(dòng)的分析方法

在一定的建筑空間和火災(zāi)規(guī)模條件下，煙氣的生成量主要取決于羽流的質(zhì)量流量，它是進(jìn)行火災(zāi)模擬、火災(zāi)及煙氣發(fā)展評(píng)價(jià)和防排煙設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。由于火災(zāi)煙氣的復(fù)雜性，目前的羽流計(jì)算多采用基于實(shí)際火災(zāi)實(shí)驗(yàn)的半經(jīng)驗(yàn)公式，比較著名的有Zukoski模型、Thomas-Hinkley模型、McCaffrey模型等，但這些模型有著各自不同的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和適用條件，對同一問題各模型得出的結(jié)果往往存在著差異，世界上幾個(gè)著名的建筑火災(zāi)區(qū)域模擬軟件（如CFAST、MRFC等）都采用了不同的羽流模型，這給火災(zāi)的煙氣運(yùn)動(dòng)分析帶來困難。

Zukoski（1）Zukoski（2）和NFPA模型適用于小面積火源條件下的羽流質(zhì)量流量計(jì)算，Thomas-Hinkley模型適用于大面積火源條件下的羽流質(zhì)量流量計(jì)算，McCaffrey模型既適用于小面積火源也適用于大面積火源條件下的羽流質(zhì)量流量計(jì)算。另外，各國還在積極開發(fā)新的煙氣運(yùn)動(dòng)分析模型，如場模型、場-區(qū)-網(wǎng)模型等。

（四）人員安全疏散分析

各國對于建筑物內(nèi)消防安全疏散中人員的疏散時(shí)間的計(jì)算方法，在理論上基本一致，但具體時(shí)間確定和疏散指標(biāo)方面存在一定差異。人員安全疏散設(shè)計(jì)與評(píng)估必須考慮我國的實(shí)際情況和分析影響人員疏散時(shí)間的主要因素，根據(jù)建筑物的內(nèi)部特征、使用人員特性和建筑物內(nèi)消防設(shè)施情況及其影響等，確定安全疏散設(shè)計(jì)原則和疏散的模擬計(jì)算方法，并在預(yù)測計(jì)算的基礎(chǔ)上與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行比較，最后確定一個(gè)合理的人員疏散時(shí)間。

在該部分的設(shè)計(jì)與評(píng)估中，重點(diǎn)要解決疏散安全的評(píng)估（驗(yàn)證）方法，根據(jù)模型的假設(shè)條件、不同建筑內(nèi)人員在火災(zāi)中的行為與心理特征，比較準(zhǔn)確地考慮相關(guān)不確定性所帶來的影響。

（五）主動(dòng)消防設(shè)施的對火反應(yīng)特性分析

在很多建筑物中設(shè)有自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)或其他自動(dòng)滅火系統(tǒng)（如干粉、氣體、泡沫和細(xì)水霧等），火災(zāi)發(fā)生后一定時(shí)間內(nèi)，這些滅火系統(tǒng)將動(dòng)作并向可燃物噴灑滅火劑，可燃物的燃燒狀態(tài)將被改變，可燃物的熱釋放速率將減小，直到最終火災(zāi)熄滅。不同的滅火劑、滅火系統(tǒng)和噴灑強(qiáng)度等均對可燃物的燃燒狀態(tài)產(chǎn)生不同的影響。可燃物在采取滅火措施后的燃燒狀態(tài)是評(píng)價(jià)滅火系統(tǒng)滅火有效性的基礎(chǔ)。

目前，已有一些描述采取滅火措施后可燃物燃燒狀態(tài)的模型，一些區(qū)域火災(zāi)模擬軟件也能模擬采取滅火措施后的火災(zāi)發(fā)展?fàn)顩r，但效果不理想。

（六）火災(zāi)危害和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的分析與評(píng)估

火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)與評(píng)估的主要目標(biāo)是準(zhǔn)確辨識(shí)系統(tǒng)中存在的火災(zāi)危險(xiǎn)因素，對這些因素的影響程度做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上對火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展過程及其危害做出預(yù)測，提出控制與處理事故的措施和方案。

火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的判定標(biāo)準(zhǔn)是社會(huì)或者決策者的價(jià)值表述，它可以是一個(gè)極限值、極限值范圍或者一個(gè)數(shù)值分布，每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對象都有屬于自己的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估判定標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估判定標(biāo)準(zhǔn)的確定與風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者的可接受風(fēng)險(xiǎn)水平有關(guān)。因此，在確定火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估判定標(biāo)準(zhǔn)之前，應(yīng)知曉對風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)者可接受的損害和傷亡水。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估一般應(yīng)確定火災(zāi)危害并對火災(zāi)危害的概率和危害后果進(jìn)行量化、確定危害控制方案，進(jìn)而量化火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和選擇合適的保護(hù)措施。

（七）性能化設(shè)計(jì)與評(píng)估中所用方法的有效性分析

設(shè)計(jì)者之間的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)水平有很大差別，應(yīng)注對所用分析方法的準(zhǔn)確性和有效性進(jìn)行科學(xué)的分析和驗(yàn)證。