??? 3 性能化建筑火災(zāi)風(fēng)險分析方法的基本框架

??? 建筑防火風(fēng)險評估以性能化防火設(shè)計(jì)方法為背景, 綜合考慮建筑安全性能的各個方面(包括火災(zāi)及其燃燒產(chǎn)物的產(chǎn)生與發(fā)展, 火災(zāi)產(chǎn)物的流動, 火向起火房間外部的蔓延、消防設(shè)施對火災(zāi)的探測, 啟動滅火, 疏散與救援等環(huán)節(jié)) , 通過設(shè)定火災(zāi)場景, 對人員生命安全、建筑結(jié)構(gòu)耐火性能及財(cái)產(chǎn)損失等情況目標(biāo)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測, 并以性能化安全標(biāo)準(zhǔn)為主, 規(guī)格指令安全標(biāo)準(zhǔn)為輔, 對建筑物所具備的安全性能水平進(jìn)行綜合評估, 從而為建筑設(shè)計(jì)決策提供依據(jù)。
??? 3. 1 性能化建筑防火風(fēng)險分析方法的基本框架
??? 性能化建筑防火風(fēng)險評估方法的基本框架由三部分組成。分別為: (1) 綜合評估; (2) 數(shù)據(jù)集成; (3) 性狀預(yù)測。
??? 3. 1. 1 綜合評估
??? (1) 確定評估目標(biāo)和功能要求。根據(jù)建筑物的具體特點(diǎn), 以現(xiàn)階段消防安全工程學(xué)的實(shí)際發(fā)展水平和現(xiàn)行“處方式”建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范為基本出發(fā)點(diǎn), 確立相應(yīng)的評估目標(biāo)和功能要求。
??? (2) 處方式與性能化預(yù)測結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較分析。根據(jù)模塊2 確定的現(xiàn)行處方式建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范的性能的要求, 評估由模塊3 提供的建筑防火安全性能預(yù)測結(jié)果所具有的消防安全水平, 并與性能化評估結(jié)果進(jìn)行對比分析。
??? (3) 確定防火安全主要薄弱環(huán)節(jié)。在比較上述兩類評估結(jié)果的基礎(chǔ)上, 采用已被標(biāo)準(zhǔn)化的成本—效益分析方法確定改進(jìn)建筑防火安全性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié), 為具體防火安全措施的制定提供決策依據(jù)。
??? 3. 1. 2 數(shù)據(jù)集成
??? (1) 火災(zāi)場景選擇。根據(jù)模塊1 確定的評估目標(biāo)和功能要求, 根據(jù)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 選擇全部火災(zāi)場景。
??? (2) 確定預(yù)測計(jì)算參數(shù)和性能化判定標(biāo)準(zhǔn)。依模塊3確定的性狀預(yù)測火災(zāi)模型和計(jì)算方法所要求的各類輸入?yún)?shù), 選擇并集成相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和性能判定標(biāo)準(zhǔn)。
??? (3) 確立指令性判定標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)模塊1 確定評估目標(biāo)和功能要求, 建立現(xiàn)行建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范的性能要求和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。
??? 3. 1. 3 性狀預(yù)測
??? (1) 確定火災(zāi)性狀預(yù)測模型與方法。根據(jù)模塊1確定的評估目標(biāo)和功能要求以及由模塊2 設(shè)定的火災(zāi)場景, 確立建筑防火危險性性能化評估所涉及的系統(tǒng)范圍, 并選擇相應(yīng)的火災(zāi)模型和計(jì)算方法。
??? (2) 分析火災(zāi)性狀預(yù)測各環(huán)節(jié)相關(guān)影響。對于可能影響建筑物消防安全性能的眾多因素應(yīng)進(jìn)行全面分析, 以火災(zāi)發(fā)生直至人員疏散完畢整個過程為研究對象。在性狀預(yù)測過程中, 既要研究火災(zāi)模型、消防安全措施、人員疏散行動、火災(zāi)撲救過程所具有的性能特點(diǎn), 又要注重分析子系統(tǒng)之間存在的相互作用。
??? (3) 綜合確定預(yù)測結(jié)果。根據(jù)模塊2 的火災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 對性狀預(yù)測結(jié)果及其出現(xiàn)概率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析, 在此基礎(chǔ)上, 確定建筑防火安全性能預(yù)測結(jié)果。
??? 3. 2 性能化建筑防火風(fēng)險分析方法的基本內(nèi)容
??? 3. 2. 1 火災(zāi)場景選擇
??? 建筑防火性能化評估目標(biāo)主要包括人員生命安全、建筑結(jié)構(gòu)耐火性能以及財(cái)產(chǎn)損失情況三個方面。一旦目標(biāo)結(jié)果確定, 就需要在識別潛在火災(zāi)危害的基礎(chǔ)上, 選擇可能導(dǎo)致這些最不希望發(fā)生結(jié)果的全部火災(zāi)場景。在此, 應(yīng)根據(jù)火災(zāi)統(tǒng)計(jì)資料, 從“對象、資源、活動”三個方面入手, 較為系統(tǒng)地確定各類火災(zāi)場景, 并建立相應(yīng)分析中必須的各類參量。其中, 對象是有關(guān)火災(zāi)本體的信息結(jié)構(gòu), 包括火災(zāi)發(fā)生的區(qū)域、單位等級、火災(zāi)種類、起火時間分布、起火部位、起火源、起火物、
??? 氣象狀況、火場情況等; 資源是指對火災(zāi)進(jìn)行控制的有關(guān)消防力量, 包括消防車、滅火器材、消防供水等情況;活動是指與火災(zāi)撲救過程中有關(guān)各個階段, 包括接警、出動、到場、撲救等環(huán)節(jié)。
??? 3. 2. 2 火災(zāi)性狀預(yù)測
??? 為了能夠?qū)赡苡绊懡ㄖ腊踩阅艿谋姸嘁蛩剡M(jìn)行系統(tǒng)、全面、合理地分析, 必須以火災(zāi)發(fā)生直至人員疏散完畢整個過程為研究對象, 分別考慮起火空間內(nèi)部火災(zāi)的發(fā)生與發(fā)展階段, 煙與有毒氣體在起火空間內(nèi)部及外部蔓延階段, 火災(zāi)在起火空間之外蔓延階段, 火災(zāi)探測與自動消防系統(tǒng)啟動階段, 消防隊(duì)到場滅火階段以及人員疏散階段的火災(zāi)性狀特點(diǎn)。
??? 3. 2. 3 建筑結(jié)構(gòu)耐火安全性預(yù)測
??? 建筑結(jié)構(gòu)性能預(yù)測需要對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐火安全性分析。在分析時根據(jù)火災(zāi)場景, 確定火災(zāi)荷載、通風(fēng)、分隔物材料熱物性參數(shù)等基本數(shù)據(jù), 預(yù)測計(jì)算火災(zāi)溫度——時間關(guān)系, 即升溫曲線, 也可采用標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線作為受火條件。在此基礎(chǔ)上, 建立構(gòu)件導(dǎo)熱微分方程,并輸入材料熱物性參數(shù)和定解條件, 計(jì)算構(gòu)件截面溫度場, 溫度場計(jì)算結(jié)果確定相應(yīng)的材料力學(xué)參數(shù), 建立結(jié)構(gòu)和構(gòu)件抗力計(jì)算模型, 計(jì)算構(gòu)件抗力。同時, 確定相應(yīng)火災(zāi)場景下構(gòu)件可能承受的重力荷載即有效荷載, 采用力學(xué)分析方法計(jì)算構(gòu)件在有效荷載和溫度共同作用下的荷載效應(yīng)。最后, 通過分析構(gòu)件抗力和荷載效應(yīng)的相關(guān)特性,對建筑結(jié)構(gòu)和耐火安全性進(jìn)行預(yù)測。
??? 3. 2. 4 人員安全疏散預(yù)測
??? 對于建筑物內(nèi)人員疏散到安全地區(qū)的時間的預(yù)測結(jié)果將與火災(zāi)場景中有關(guān)火災(zāi)發(fā)展與煙氣流動性狀分析所得到的時間進(jìn)行比較。對于人員安全疏散時間計(jì)算, 必須確定一些關(guān)鍵因素。首先, 除非位于起火空間內(nèi)人員發(fā)現(xiàn)了起火, 在疏散開始前需要人們做出決定疏散行動所需要的時間; 最后, 疏散行動開始。所有這些環(huán)節(jié)都需要時間, 并且這些環(huán)節(jié)都是影響安全疏散行動的關(guān)鍵因素。
??? 3. 2. 5 安全標(biāo)準(zhǔn)
??? 為了使建筑物火災(zāi)危險性評估性能化方法具有較強(qiáng)的適應(yīng)性, 應(yīng)制定以性能化準(zhǔn)則為主, 處方式準(zhǔn)則為輔的安全評估標(biāo)準(zhǔn)體系。同時, 針對特殊情況也可制定相應(yīng)的補(bǔ)充性準(zhǔn)則。
??? 3. 2. 6 評估結(jié)果綜合分析
??? 對建筑火災(zāi)危險性進(jìn)行性能化評估, 其評估目標(biāo)是確定現(xiàn)有建筑物的防火安全性是否達(dá)到了性能要求的安全水平。

??? 4 結(jié)束語

??? 目前世界各國建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范正在向性能化規(guī)范方向發(fā)展, 性能化規(guī)范的發(fā)展方向——既滿足消防安全要求, 又能實(shí)現(xiàn)建筑物的功能要求, 建立在人們對建筑物火災(zāi)風(fēng)險滿意的基礎(chǔ)上, 評判性能化建筑設(shè)計(jì)水平。