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第四篇消防安全评估方法与技术

2020-08-01 来源:榕意旅游网
第四篇消防安全评估方法与技术 主要内容:

第一章区域消防安全评估方法与技术要求 第二章建筑火灾风险分析方法与评估要求 第三章建筑消防性能化设计方法与技术要求 第一章区域消防安全评估方法与技术要求 第一节评估方法 一、评估原则 (一)系统性原则

区域火灾风险评估指标体系应力求系统化、理论化、科学化,所包含的内容力求广泛,应能涉及影响区域火灾的各个因素,既包括内部因素,也包括外部因素,还包括管理因素。

(二)实用性原则 (三)可操作性原则 二、评估内容

(1)分析区域范围内可能存在的火灾危险源,合理划分评估单元,建立全面的评估指标体系。

(2)对评估单元进行定性及定量分级,并结合专家意见建立权重体系。

(3)对区域的火灾风险做出客观、公正的评估结论。 (4)提出合理可行的消防安全对策及规划建议。 三、评估流程

(一)信息采集 (二)风险识别

火灾风险源一般分为客观因素和人为因素两类。 1.客观因素

(1)气象因素引起火灾。火灾的次数与气象条件密切相关,影响火灾的气象因素主要有大风、降水、高温以及雷击等。

(2)电气引起火灾。

电气火灾原因主要有以下几种:

1)插头接触不良导致电阻增大,发热起火。 2)燃油侵入变压器使得油温过高而导致起火。

3)高压开关的油断路器中由于油量过高或过低引起爆炸起火。 4)熔断器熔体熔断时产生电火花,引燃周围可燃物。 5)使用电加热装置时,不慎放入易爆物品导致爆炸起火。 6)机械撞击损坏电气线路导致漏电起火。

7)设备过载导致电气线路温度升高,在电气线路散热条件不好时,经过长时间的过热,导致电缆起火或引燃周围可燃物。

8)照明灯具内部漏电或发热引起燃烧或引燃周围可燃物。 (3)易燃易爆物品引起火灾。易燃易爆物品易导致火灾爆炸事故。如柴油,属于丙类火灾危险性可燃液体,其闪点为60~120℃,爆炸极限为1.5%~6.5%。

2.人为因素

(1)用火不慎引起火灾。

(2)不安全吸烟引起火灾。 (3)人为纵火。 (三)评估指标体系建立 1.一级指标

包括火灾危险源、区域基础信息、消防能力和社会面防控能力等。 2.二级指标

包括客观因素、人为因素、城市公共消防基础设施、灭火救援能力、消防管理、消防宣传教育、灾害抵御能力等。

3.三级指标

包括易燃易爆危险品、燃气管网密度、加油加气站密度、电气火灾、用火不慎、放火致灾、吸烟不慎、温度、湿度、风力、雷电、建筑密度、人口密度、经济密度、路网密度、重点保护单位密度、消防车通行能力、消防站建设水平、消防车道、消防供水能力、消防装备配置水平、消防员万人比、消防通信指挥调度能力、消防安全责任制落实情况、应急预案完善情况、重大隐患排查整治情况、社会消防宣传力度、消防培训普及程度、临时避难区域设置、医疗机构分布及水平等相关内容等。

(四)风险分析与计算 风险分级

火灾风险分级和火灾等级的对应关系为:

(1)极高风险/特别重大火灾、重大火灾。特别重大火灾是指造成30人以上死亡,或者100人以上重伤,或者1亿元以上直接财产损失的

火灾。重大火灾是指造成10~30人死亡,或者50~100人以下重伤,或者5000~1亿元以下直接财产损失的火灾。

(2)高风险/较大火灾。较大火灾是指造成3人以上10人以下死亡,或者10~50人以下重伤,或者1000~5000万元以下直接财产损失的火灾。

(3)中风险/一般火灾。一般火灾是指造成3人以下死亡,或者10人以下重伤,或者1000万元以下直接财产损失的火灾。

(六)风险控制

根据火灾风险分析与计算结果,遵循针对性、技术可行性和经济合理性的原则,按照当前通行的风险规避、风险降低、风险转移以及风险自留四种风险控制措施,提出消除或降低火灾风险的技术措施和管理对策。

第二节评估范例 一、火灾风险评估方法 (一)火灾风险评估指标体系

某市城市区域火灾风险评估体系分为火灾危险源评估系统、城市基础信息评估系统、消防力量评估系统、火灾预警防控评估系统和社会面防控能力评估系统五部分。

(二)火灾风险计算方法

模糊综合评估、模糊集值统计、专家赋分等方法。 二、火灾风险因素识别及选择 (一)某市历史火灾数据分析 1.发生火灾次数统计 2.起火原因统计 3.致死原因分布 4.各时段火灾次数统计 5.各场所火灾统计 (二)火灾危险源

指标体系中火灾危险源评估单元分为客观因素和人为因素两类。 客观因素主要考虑电气火灾、易燃易爆化学品生产、销售、储存场所密度、加油/加气站密度及万人燃气用量等。

人为因素主要包括用火不慎、放火致灾、吸烟不慎等。 (三)城市基础信息

基础信息评估单元包括建筑密度、人口密度、经济密度、路网密度、轨道交通和重点保护单位密度六个方面。

(四)消防力量

消防力量评估单元分为城市公共消防基础设施(道路、水源)和灭火救援能力(消防设备、万人拥有消防站、通信调度能力)两类。

(五)火灾预警 1.火灾防控水平 1)万人火灾发生率。 2)十万人火灾死亡率。 3)亿元GDP火灾损失率。 2.火灾预警能力 1)消防远程监测覆盖率。 2)建筑自动消防设施运行完好率。 3.公众消防安全满意度 (六)社会面防控能力

社会面防控能力评估单元分为消防管理、消防宣传教育和保障协作三个方面。

三、火灾风险评估结果 (一)基本指标专家打分表 (二)基本指标评估结果 (三)总体火灾风险评估结果 (四)风险因素排序 四、结论及建议 (1)高层建筑。

1)风险级别。风险级别为高风险。

2)控制措施建议。

①严格高层建筑消防工程审核、验收;合理规划建筑物布局,设置防火分隔,阻止火灾沿管道空间蔓延;提高建筑本身的耐火性能,以降低火灾发生率;完善建筑自身的消防设施,加强日常维护保养,严格监督检查,确保消防设施完整好用。

②加强消防监督检查,加强对高层建筑消防控制室人员、消防保卫人员的培训教育力度。

③督促高层建筑的使用、管理单位,明确消防工作管理部门,健全消防安全管理制度,落实各级消防管理责任。建立防火档案。

④加大宣传教育力度,提高人们的消防安全意识。定期组织开展火灾应急疏散演练。

⑤建立城市建筑消防设施和消防安全管理远程监控系统,采用先进的技术防范手段提高超高层建筑的安全等级,加强对高层超高层建筑消防设施运行情况的监控,加快建设航空消防队。

(2)易燃易爆危险化学品生产企业、储存仓库。 1)风险级别。风险级别为高风险。 2)控制措施建议。

①严格落实消防安全责任制。

②生产、储存、销售、使用易燃易爆化学物品的场所设置位置要符合工程建设消防技术标准要求。对于相互发生化学反应或者灭火方法不同的物品不得混存、混放,危险品存放要符合国家标准规定要求。 ③在仓库或堆场处设立表明化学危险物品性能及灭火方法的说明牌。

④在仓库或储藏室设置相应的通风、降温、防汛、避雷、消防、防护等安全措施。

⑤在禁火区域和安全区域设立明显标志,严禁吸烟、动用明火,进入库区、储罐区、禁火区域内的机动车辆,采取消除火花、电气防爆措施。

⑥配备相应数量的专业技术人员。保管人员要经专项培训并取得证书后方可上岗。

(3)电气火灾。

1)风险级别。风险级别为中风险。 2)控制措施建议。

①建立健全国家级电气法律法规、技术规范。电气火灾占有相当大的比例,需尽快制定电气方面的技术法规,从源头上预防电气火灾的发生。

②督促电气设备使用、管理单位,明确消防工作管理部门,健全消防安全管理制度,落实各级消防管理责任。

③做好电气防火检测工作。对电气设备进行安全检测,及时发现和消除隐患是在当今电力普及应用的情况下预防电气火灾发生的一项必要措施。

④加强对电气防火常识的宣传。广泛普及用电安全知识,宣传电气火灾发生的规律、特点以及电气火灾所造成的危害性。

⑤加强对管理人员和员工的消防安全教育。对重点工种、重点岗位的人员及义务消防队员进行消防安全培训。

2.中风险控制措施及工作建议 (1)消防站建设水平。

1)风险级别。风险级别为中风险。 2)控制措施建议。

①加强公共消防基础设施建设工作,加快消防站建设步伐。 ②在规划城市建设的同时考虑消防站建设用地、市政消火栓的建设。 ③将消防站建设纳入市政府快速审批通道。 ④拓展消防站建设资金的投入渠道。 ⑤加大消防专用车辆和装备的投入。 (2)消防供水能力。

1)风险级别。风险级别为中风险。 2)控制措施建议。

①某市的消防供水能力较为薄弱。建议将消防水源建设纳入市政建设发展的总体规划。

②统一规划市政消火栓建设,加大城市消防水源投资管理力度。 ③充分利用城市天然水源。

④制订消防应急供水预案,并积极组织应急供水演练。加强消防部队装备建设,增配大吨位消防水罐车等车辆。

⑤加强农村消防规划,在进行生活用水改造时同步建设消防通道、消防给水设施,加快农村消火栓建设;建立消防蓄水池,解决消防水源和消防力量不足的问题。

(3)交通道路、消防车道。

1)风险级别。风险级别为中风险。 2)控制措施建议。

①加快城市道路交通建设进程,加大改造力度。

②实施城市公共交通优先战略,优化公交路网,大力发展轨道交通。 ③各相关部门加强对小区道路的监督和管理。 例:下列不属于区域火灾风险评估原则的是(A.系统性原则 B.实用性原则 C.广泛性原则 D.可操作性原则 【答案】C

例:火灾风险源的气象因素包( )。 A.大风 B.降温 C.降水 D.高温 E.雷击 【答案】ACDE

例:城市基础信息评估单元包( )。 A.建筑面积 B.人口密度 C.经济密度

)。D.路网密度 E.轨道交通 【答案】BCDE

例:下列不属于社会面防控能力评估单元的是( )。 A.消防管理 B.消防认知 C.消防宣传教育 D.保障协作 【答案】B

例:下列不属于区域火灾风险评估的一级指标的内容的是(A.火灾危险源 B.消防管理 C.区域基础信息 D.消防力水平 【答案】B

例:( )是反映火灾防控水平与人口规模的关系。 A.百人火灾发生率 B.千人火灾死亡率 C.万人火灾发生率 D.十万人火灾死亡率 【答案】D

第二章建筑火灾风险分析方法与评估要求

)。 第一节评估方法 一、评估原则

在建立建筑火灾风险评估指标体系时,一般遵循如下原则: 1)科学性。 2)系统性。 3)综合性。 4)适用性。 二、评估内容

1)分析建筑内可能存在的火灾危险源,合理划分评估单元,建立全面的评估指标体系。

2)对评估单元进行定性及定量分级,并结合专家意见建立权重系统。 3)对建筑的火灾风险做出客观、公正的评估结论。 4)提出合理可行的消防安全对策及规划建议。 三、评估流程 (一)信息采集 (二)风险识别

1.影响火灾发生的因素

可燃物、助燃剂(主要是氧气)和火源是物质燃烧的三个要素,简称燃烧三要素。火灾是指时间和空间上失去控制的燃烧,简单地说就是人们不希望出现的燃烧。因此,可以说可燃物、助燃剂、火源、时间和空间是火灾的五个要素。

消防工作的主要对象就是围绕着这五个要素进行控制。控制可分为两类:①对于存在生产生活用火的场所,即将火控制在一定的范围内,控制的对象是时间和空间;②对于除此之外的任何场所,控制不发生燃烧,控制的对象是燃烧三要素,即控制这三要素同时出现的条件。

2.措施有效性分析

为了预防和减少火灾的发生,采取一些消防安全措施包括防火(防止火灾发生、防止火灾扩散)、灭火(初期火灾扑救、专业队伍扑救)和应急救援(人员自救、专业队伍救援)等。

消防安全措施有效性分析一般可以从以下几个方面入手: (1)防止火灾发生。建筑防火的首要因素是防止火源突破限制而引起火灾。引起火灾的原因主要包括电气引起火灾、易燃易爆物品引起火灾、气象因素引起火灾、用火不慎引起火灾、不安全吸烟引起火灾、违章操作引起火灾、人为纵火等。当建筑中存在这些火灾风险因素时,相应的控制措施是否有效。

(2)防止火灾扩散。包括建筑耐火等级、防火间距、防火分区、防火分隔设施等是否满足设计、使用要求。

(3)初期火灾扑救。正确地使用报警装置和灭火器材将会发挥重要的作用;对于一些特定的场所,设置的火灾自动探测报警系统、自动灭火系统及防排烟系统等是否完好、有效极大地影响着建筑的消防安全。

(4)专业队伍扑救。专业队伍包括经过专业训练的义务消防队、专职消防队和消防部队。

(5)紧急疏散逃生。建筑物中的安全疏散设施,如楼梯、疏散走道和门等,是依据建筑物的用途、人员的数量、建筑物面积的大小以及人们在火灾时的心理状态等因素综合考虑的,因此要确保这些疏散设施的完好、有效。

(6)消防安全管理。消防安全管理包括消防安全责任制的落实;消防安全教育、培训;防火巡查、检查;消防(控制室)值班,消防设施、器材维护管理;火灾隐患整改,灭火和应急疏散预案演练,重点工种人员以及其他员工消防知识的掌握情况,组织、引导在场群众疏散的知识和技能等内容在内的宣传教育和培训等。

(三)评估指标体系建立 (四)风险分析与计算 (五)风险等级判断 (六)风险控制措施

通常情况下极高风险和高风险超出了可接受的风险水平,需要采取一定风险控制措施,将建筑的火灾风险控制在所接受的风险水平以下。常用的风险控制措施包括风险消除、风险减少及风险转移。

第二节某体育中心火灾风险评估范例 一、评估方法的选择 模糊综合评估方法 二、指标体系构建 1.一级指标

包括火灾危险源、建筑防火特性、内部消防管理和消防保卫力量。

2.二级指标

包括客观因素、人为因素、建筑特性、被动防火措施、主动防火措施、支援力量和消防团队。

3.三级指标

包括电气火灾、易燃易爆危险品、周边环境、气象因素、用火不慎、防火致灾、吸烟不慎、建筑高度、建筑用途、建筑面积、防火间距、防火分隔、防火分区、疏散通道、耐火等级、消防给水、灭火器材配置、防排烟系统、疏散诱导系统、火灾自动报警系统、自动灭火系统、消防设施维护、消防车配备等相关内容。

三、评估标准制定 风险等级划分:

四、火灾风险因素识别 (一)火灾危险源 1.电气火灾 2.易燃易爆危险品 3.周边环境

4.气象因素(高温、大风、降水以及雷击)

5.用火不慎 6.放火致灾 7.吸烟不慎 五、措施有效性分析 (一)建筑防火性能

建筑防火性能评估单元包括建筑特性、被动防火措施和主动防火措施三个方面。

1.建筑特性

建筑特性在建筑状况评估单元中所占比例为0.26,包括公共区火灾荷载、建筑用途、建筑层数、建筑面积、人员荷载和内部装修六部分。

2.被动防火措施

被动防火措施在建筑状况评估单元中所占比例为0.32,包括防火间距、耐火等级、防火分区、扑救条件、防火分隔和疏散通道六部分。

3.主动防火措施

主动防火措施在建筑状况评估单元中所占比例为0.42,包括消防给水、防排烟系统、火灾自动报警系统、自动灭火系统、灭火器材配置和疏散诱导系统六部分。

(二)内部消防管理

内部消防管理包括消防设施维护、消防安全责任制、消防应急预案、消防培训与演练、隐患整改落实和消防管理组织机构六部分。

(三)消防保卫力量

消防保卫力量可分为支援力量和消防团队两部分。

六、结论及建议 对策、措施及建议: 1.焰火燃放火灾风险的控制

1)焰火燃放团队应按照相关论证确定的焰火、礼花尺寸进行燃放。 2)场馆运行团队应组织人员对各场馆燃放阵地范围内的树叶、废纸等可燃杂物进行清理。

3)焰火燃放团队指派专人接受灭火培训,在燃放期间携带灭火器在指定位置进行值守,确保及时扑救焰火燃放出现意外时第一时间扑救初期火灾。

2.临时设施火灾风险的控制

1)责任单位严格落实逐级责任制,做到定岗定人,并定时对岗位情况进行检查。

2)责任单位制订完善的用火用电管理操作规程,加强对相关人员的培训。

3)消防监督人员加强巡查,及时督促责任单位消除各种隐患。灭火救援人员做好相关的准备工作。 例:在建立建筑火灾风险评估指标体系时,一般遵循的原则不包括( )。

A.科学性 B.系统性 C.适用性 D.单一性 【答案】D

第三章建筑消防性能化设计方法与技术要求 第一节消防性能化设计的适应范围 一、设计范围

不能以消防性能化设计为由任意突破现行的国家标准规范,必须确保采用消防性能化设计的建筑的消防安全水平不低于按照现行的国家标准规范进行防火设计的消防安全水平。

具有下列情形之一的工程项目,可对其全部或部分进行消防性能化设计:

1)超出现行国家消防技术标准适用范围的。

2)按照现行国家消防技术标准进行防火分隔、防烟与排烟、安全疏散、建筑构件耐火等设计时,难以满足工程项目特殊使用功能的。

下列情况不应采用性能化设计评估方法:

1)国家法律法规和现行国家消防技术标准强制性条文规定的。 2)国家现行消防技术标准已有明确规定,且无特殊使用功能的建筑。 3)居住建筑。

4)医疗建筑、教学建筑、幼儿园、托儿所、老年人建筑、歌舞娱乐游艺场所。

5)室内净高小于8.0m的丙、丁、戊类厂房和丙、丁、戊类仓库。 6)甲、乙类厂房,甲、乙类仓库,可燃液体、气体储存设施及其他易燃易爆工程或场所。

第二节建筑消防性能化设计的基本程序与设计步骤 一、基本程序

建筑消防性能化设计的基本程序如下:

1)确定建筑的使用功能、用途和建筑设计的适用标准。 2)确定需要采用性能化设计方法进行设计的问题。 3)确定建筑的消防安全总体目标。 4)进行消防性能化试设计和评估验证。

5)修改、完善设计,并进一步评估验证,确定性能是否满足既定的消防安全目标。

6)编制设计说明与分析报告,提交审查和批准。 性能判定标准

设计目标的性能判定标准应能够体现由火灾或消防措施造成的人员伤亡、建筑及其内部财产的损害、生产或经营被中断、风险等级等的最大可接受限度。

常见的性能判定标准如下:

1)生命安全标准。包括热效应、毒性和能见度等。

2)非生命安全标准。包括热效应、火灾蔓延、烟气损害、防火分隔物受损、结构的完整性和对暴露于火灾中的财产所造成的危害等。

二、设计步骤

设定火灾场景

火灾场景是对某特定火灾从引燃或者从设定的燃烧到火灾增长到最高峰以及火灾所造成的破坏的描述。火灾场景的建立应包括概率因素和确定性因素,

在建立火灾场景时,应主要考虑以下因素:建筑的平面布局,火灾荷载及分布状态,火灾可能发生的位置,室内人员的分布与状态,火灾可能发生时的环境因素等。

设计火灾是对某一特定火灾场景的工程描述,可以用一些参数,如热释放速率、火灾增长速率、物质分解物、物质分解率等或者其他与火灾有关的可以计量或计算的参数来表现其特征。

概括设计火灾特征的最常用方法是采用火灾增长曲线。热释放速率随时间变化的“典型”火灾增长曲线,一般具有火灾增长期、最高热释放速率期、稳定燃烧期和衰减期等共同特征。

第三节资料收集与安全目标设定

建筑的防火设计可分解为三部分,即建筑被动防火系统、建筑主动防火系统和安全疏散系统。

一、设定安全目标

要减少和预防建筑火灾,首先要确保建筑物本身的本质安全(降低建筑物内的火灾荷载、降低建筑构件及建筑装修装饰材料的燃烧性能,研究建筑防火措施,合理布置建筑平面,在建筑物内外进行必要的分隔,合理设定建筑物的耐火等级和相关构件的耐火极限)。设计合理正确的安全疏散与灭火设施。

建筑被动防火系统包括建筑结构、防火分隔、防火间距、管线和管道(井)、建筑装修等;建筑主动防火系统包括自动灭火系统、排烟系统、火灾自动报警系统等;安全疏散系统包括疏散楼梯、安全出口、疏散出口、避难逃生设施、应急照明与标识等。

(一)被动防火系统 1.建筑结构

建筑结构性能化设计的设计目标、功能目标和性能要求如下: (1)设计目标。在火灾作用下,建筑结构应能在合理的消防投入基础上,保持足够的完整性能、隔热性能或承载力,或同时保持其中两个或三个性能。

(2)功能目标。

1)建筑构件能避免因其在火灾中发生变形或破坏而导致建筑结构的严重破坏或失去承载力。

2)不会因构件的破坏而危及建筑内部人员的疏散安全和灭火救援人员的安全。

3)避免结构在火灾中因变形、垮塌而难以修复或影响重要功能的使用,减少灾后结构的修复费用和难度,缩短结构功能的恢复期。

4)预防因构件破坏而加剧火灾或导致火灾蔓延至其他防火区域或相邻建筑物。

(3)性能要求。

1)建筑构件的耐火性能应与构件的功能、建筑的功能与用途、建筑内的预计火灾荷载、火灾强度及其持续时间、建筑高度与体量以及建筑内外的消防设施相适应。

2)建筑承重构件在火灾作用下,应具有足够的承载力。

3)建筑分隔构件的燃烧性能和耐火极限在设计所需时间内应能防止火灾和烟气的蔓延。

4)建筑物中各构件的耐火性能应具有合理的关系。 5)建筑构件在火灾作用下的变形不应超过允许变形值。 6)建筑结构所提供的安全水平应与现行国家标准的规定等效。 2.防火分隔

火灾的蔓延方式有火焰接触、延烧、热传导、热辐射等。 进行消防性能化设计时,一般通过模拟计算分析得到火源所在防火区域之外的其他防火区域的烟气层最高温度。如果烟气层温度高于设定的极限温度,则认为火灾将通过热辐射在防火区域间进行蔓延;如果烟气层温度小于设定的极限温度,可认为火灾不会通过热辐射在防火区域

间进行蔓延。(极限温度: 360℃) 防火分隔性能化设计的设计目标、功能目标和性能要求如下:

(1)设计目标。防火分区划分应能有效降低火灾危害,可将火灾造成的财产损失控制在可接受的范围之内。

(2)功能目标。观众厅内采取的防火隔断措施,应能将建筑火灾控制在设定的防火空间内,而不会经水平方向和竖向向其他区域蔓延。

(3)性能要求。

1)防火分隔构件的燃烧性能具有足够的耐火极限,并满足控制火灾的要求。

2)着火空间内不会发生轰燃。 3)火灾可以控制在设定的防火区域内。 4)火灾不会发生连续蔓延。

5)火灾的可能过火面积与满足规范要求的防火分区的过火面积基本相同。

6)灭火系统符合设计要求,可以有效控制火灾蔓延。 7)排烟系统符合设计要求,可以有效排除烟气和热量。 3.防火间距

防火间距主要是根据建筑物的使用性质、火灾危险性及耐火等级来确定的。建筑物的耐火等级越低,防火间距应越大;建筑物的火灾危险性越大,防火间距应越大;建筑物扑救难度越大,防火间距应越大。 防火间距设置的基本原则:

①根据火灾的辐射热对相邻建筑的影响,一般不考虑飞火、风速等因素。

②保证消防扑救的需要。需根据建筑高度、消防车的型号尺寸,确定操作场地的大小。

③在满足防止火灾蔓延及消防车作业需要的前提下,考虑节约用地。 建筑物间防火间距的设计目标、功能目标和性能要求如下: (1)设计目标。建筑与相邻建筑、设施的防火间距应满足安全要求。 (2)功能目标。

1)防火间距应能有效防止建筑间的火灾蔓延。

2)建筑周围应具有满足消防车展开实施灭火救援的条件。 (3)性能要求。

1)建筑与相邻建筑、设施之间的防火间距应根据建筑的耐火等级、外墙防火构造以及相邻外墙的防火措施、灭火救援以及设施性质等因素来确定。

2)工业与民用建筑与城市地下交通隧道、地下人行道及其他地下建筑之间应采取防止火灾蔓延的有效措施。

3)建筑周围应设置消防车通道或满足消防车通行与停靠、折转的平坦空地。消防车通道的净空高度和净宽度以及地面承压应满足消防车通行的需要。

4)大型工业或民用建筑周围应设置环形消防车道或其他满足消防车灭火救援的场地。

5)供消防车停留和作业的道路与建筑物的距离应满足消防车展开和救援的要求。

(二)主动防火系统

建筑主动防火系统的作用主要是通过检测火灾信号并发出相应的警报和联动启动相关建筑消防设施,为人员疏散和灭火救援提供较安全的环境,扑灭或控制不同性状的火灾,减少火灾危害。

1.自动灭火系统

建筑内自动灭火系统设计的原则是对建筑重点部位、重点场所进行重点防护。

重点场所一般包括:火灾荷载大的场所、火灾危险性高的场所、可能因火灾而导致人员疏散困难的场所和可能因火灾导致重大损失的场所。

自动灭火系统的设置设计目标、功能目标和性能要求如下: (1)设计目标。为建筑中不能中断防火保护的场所提供灭火措施,使其免受火灾危害或减轻其危害程度。

(2)功能目标。建筑内设置的自动灭火系统应能够及时扑灭和控制建筑内的初期火灾,防止火灾蔓延和造成较大损失。

(3)性能要求。

1)建筑内设置的自动灭火系统应根据设置场所的用途、火灾危险性、火灾特性、环境温度和系统的性价比等进行比较后再确定。

2)灭火系统的灭火剂应适用于扑救设置场所的火灾类型,且对保护对象的次生危害较小。

3)灭火系统的类型应与火灾发展特性、建筑空间特性相适应,并在设置场所的环境温度下能安全、可靠运行和有效灭火。

4)对于火灾报警系统识别火灾并联动的灭火系统,应有能保证系统及时启动的火灾探测控制系统。对于自动喷水灭火系统、细水雾灭火系统和水喷雾灭火系统等需要消防水泵供水的灭火系统,其电源应满足系统连续运行及其动作需要。

2.排烟系统

设计目标、功能目标和性能要求如下:

(1)设计目标。建筑内设置的排烟系统应能保证人员安全疏散与避难。

(2)功能目标。建筑内设置的排烟系统应能及时排除火灾产生的烟气,避免或限制火焰和烟气向无火区域蔓延,确保建筑物内人员的顺利疏散和安全避难,并为消防救援创造有利条件。

(3)性能要求。

1)排烟设施应与建筑的室内高度、结构形式、空间大小、火灾荷载、烟羽流形式及产烟量大小、室内外气象条件等条件相适应。

2)排烟设施应具有保证其在火灾时正常动作的技术措施。 3)排烟系统的排烟量或排烟口的面积能够将烟气控制在设计的室内高度以上,而不会不受控制地蔓延。

4)机械排烟系统的室外风口布置,应能有效防止从室内排出的烟气再次被吸人。

5)设置机械排烟设施的场所应结合建筑内部的结构形式和功能分区划分防烟分区。防烟分区及其分隔物应保证火灾烟气能在一定的时间内有效蓄积和排出。

6)排烟口的布置应能有效避免烟气因冷却而影响排烟效果,与附近安全出口、可燃构件或可燃物的距离应能防止出现高温烟气遮挡安全出口或引燃附近可燃物的现象。

7)排烟风机应能保证在任一排烟口或排烟阀开启时自行启动,并应在高温下和该场所需排烟时间内具有稳定的工作性能。

8)在地上密闭场所中设置机械排烟系统时,应同时设置补风系统,补风量应能有利于排烟系统进行排烟。

3.火灾自动报警系统

(1)设计目标。为人员及早提供火灾信息,避免火灾扩大和人员疏散延迟而导致更大的伤亡和经济损失。

(2)功能目标。

1)火灾时,及时向使用人员发出报警信号,使人员能采取必要的合理措施,提高人员疏散的安全性和火灾扑救的有效性。

2)火灾时,及时联动防止火灾蔓延和排除烟气,或阻止烟气进入安全区域。

(3)性能要求。

1)建筑应根据其实际用途、预期的火灾特性和建筑空间特性,以及发生火灾后的危害等因素设置合适的报警设施。

2)火灾自动报警装置应与保护对象的火灾危险性、火灾特性和空间高度、大小及环境条件相适应。

3)火灾自动报警系统发出的警报应能使人员清楚地识别火灾信号,并采取相应的行动。

4)火灾自动报警系统能可靠、准确地识别火灾信号并联动相应的消防设施。

(三)安全疏散系统

(1)设计目标。建筑内应具有足够的安全疏散设施以保证人员的生命安全。

(2)功能目标。安全疏散设施应确保发生火灾时,建筑内的人员在规定时间内能够安全疏散至室外安全区域。

(3)性能要求。

1)应有足够的安全出口供人员安全疏散,每个房间均应有与该房间使用人数相适应的疏散出口。

2)安全出口宽度应与建筑内使用人数相适应,并考虑不同用途建筑中疏散人流的宽度和疏散速度,避免人员的疏散过程中在安全出口发生拥挤、堵塞。

3)建筑内的疏散应急照明与疏散指示标志均应与其所在场所相适应。

4)安全疏散距离应与建筑内的人员行动能力相适应,确保人员疏散所用时间满足安全疏散所允许的限度。

5)疏散设施应满足相应的防火要求,不会使人员在疏散过程中受到火灾烟气或辐射热的危害。

(四)消防救援 1.设计目标

消防救援设计应能为消防队员的消防救援作业提供有利条件,消防车通道、救援场地和救援窗口以及室外消防设施应能满足消防队员救援作业的要求。

2.功能目标

1)建筑物应设置保障消防车安全、快速通行的消防车通道。 2)消防车登高操作场地应能满足消防车停靠、火场供水、灭火和救援的需要。

3)消防救援窗口应能满足消防队员进入建筑物的要求。 3.性能要求

1)消防车通道的净宽度和净空高度应大于通行消防车的宽度和高度。

2)消防车通道的耐压强度应大于消防车满载时的轮压。 3)消防车通道的转弯半径应满足消防车安全转弯的要求。 4)消防车通道之间或与城市道路之间应能相互贯通联系。 5)消防车登高操作场地的尺寸、间距以及距建筑物的距离应满足消防车展开和安全操作的要求。

6)消防救援窗口的尺寸和间距及可进入性应满足救援要求。

从楼梯间进入建筑有时难以直接接近火源,有必要在外墙上设置供灭火救援的入口。具体要求如下: ①每层设置可供消防救援人员进入的窗口。

②窗口的净高度和净宽度应分别不小于0.8m和1.0m,下沿距室内地面应不大于1.2m。

③窗口间距应不大于30m,且每个防火分区的救援窗口应不少于2个,设置位置与消防车登高操作场地相对应。

④窗口的玻璃易于破碎,并设置可在室外识别的明显标志。 第四节软件选取 一、火灾模拟 (一)概述

火灾模型主要分为确定性模型和随机性模型。

火灾数值模型主要有专家系统、区域模型、场模型、网络模型和混合模型。

(二)选取

使用火灾专用软件时,应着重考虑网格独立性、边界条件设置对模拟结果的影响,使用通用软件时,还应考虑湍流模型、燃烧模型、辐射模型的选择。

火灾模型的验证和确认应包含其对各类火灾参数的预测能力研究,如火场温度、热辐射通量、反应产物的浓度变化(着重研究CO、CO2、烟密度等)、火场能见度等。

火灾发展具有确定性和随机性的特点,火灾试验的影响因素较多,在选择确认试验时,应尽量选择可重复性强的试验,并应注重采用不同火灾场景下的火灾试验对其进行确认研究,以便更好地检验模型的可信度。

二、疏散模拟 (一)概述

评价指标包括建筑的安全出口、疏散楼梯的宽度、疏散距离是否满足建筑内使用人员的疏散需要,人员疏散所需的时间是否大于火灾条件下的可用疏散时间。

安全疏散时间判据,主要按照火灾发展与人员疏散时间为同时沿一条不可逆的时间线进行,保证建筑物内人员安全疏散完毕所需时间必须小于火灾发展到危险状态的时间。

人员疏散时间为火灾探测报警时间、人员预动时间与人员疏散运动时间之和。在计算疏散运动时间时,通常采用1.5~2的安全系数来考虑设计计算中的不确定性因素。

(二)软件选用(P353)

一般情况下,当建筑的结构简单、布局规则、疏散路径容易辨别、建筑的功能较为单一且人员密度较大时,适合采用水力疏散模型来进行人员疏散的计算,而其他情况则适于采用人员行为模型。原因是:前一种情况下发生火灾,人员可以较为快速准确地获取关键信息并采取疏散行动,人员疏散通常很快由个体行为转化为群体行为,符合水力疏散模型的适用条件。

而其他情况下,人员获取信息的渠道相对较少,从接到报警信号到识别火灾以及疏散过程中寻找合适的疏散路径都在很大程度上依赖于个体的判断。因此,人员疏散由个体行为转化为群体行为的时间非常长,有时候可能自始至终都是个体行为,这种情况下选用人员行为模型显然更合适。

三、模型评价 (一)计算模型的适用性 (二)计算的收敛性

(三)网格尺度的合理性(网络的独立性和网络的经济型) (四)时间步长的合理性 (五)计算区域选择的合理性 第五节火灾场景和疏散场景设定

火灾场景的建立应包括概率因素和确定性因素。 一、火灾场景确定的原则

火灾场景的确定应根据最不利的原则确定,选择火灾风险较大的火灾场景作为设定火灾场景。 在设计火灾时,应分析和确定建筑物的以下基本情况:

1)建筑物内的可燃物。 2)建筑的结构、布局。

3)建筑物的自救能力与外部救援力量。 素和确定性因素;

在进行建筑物内可燃物的分析时,应着重分析以下因素:

1)潜在的引火源。

2)可燃物的种类及其燃烧性能。 3)可燃物的分布情况。 4)可燃物的火灾荷载密度。

在分析建筑的结构布局时,应着重考虑以下因素: 1)起火房间的外形尺寸和内部空间情况。 2)起火房间的通风口形状及分布、开启状态。 3)房间与相邻房间、相邻楼层及疏散通道的相互关系。

4)房间的围护结构构件和材料的燃烧性能、力学性能、隔热性能、毒性性能及发烟性能。

分析和确定建筑物在发生火灾时的自救能力与外部救援力量时,着重考虑以下因素:

1)建筑物的消防供水情况和建筑物室内外的消火栓灭火系统。 2)建筑内部的自动喷水灭火系统和其他自动灭火系统(包括各种气体灭火系统、干粉灭火系统等)的类型与设置场所。

3)火灾报警系统的类型与设置场所。

4)消防队的技术装备、到达火场的时间和灭火控火能力。 5)烟气控制系统的设置情况。 二、确定火灾场景的方法 1.事件树

事件树的构建代表与火灾场景相关的从着火到结束的时间事件顺序。

事件树表现为火灾特征、系统及特征的状态、人员的响应、火灾最终结果和影响后果的其他方面的变化。

2.发生的概率

采用获得的数据和推荐的工程评价方法估算每个事件发生的概率。 3.火灾后果的考虑 4.风险评定

按风险顺序评定程序,风险可通过后果的概率和场景的发生概率相乘进行估算。

5.最终的选择

对于每一个消防安全目标,应选用风险级别最高的火灾场景进行定量分析。所选的场景应该代表主要的累加风险,即所有场景的风险总和。

三、火灾场景设计 (一)火灾危险源辨识

设计火灾场景时,首先应进行火灾危险源的辨识。分析建筑物里可能面临的火灾风险主要来自哪些方面。分析可燃物的种类、火灾荷载的密度、可燃物的燃烧特征等。

(二)火灾增长

火灾在点燃后其热释放速率将不断增加,热释放速率增加的快慢与可燃物的性质、数量、摆放方式、通风条件等有关。

在设计火灾增长曲线时可采用以下几种方法: ①可燃物实际的燃烧实验数据; ②类似可燃物实际的燃烧实验数据;

③根据类似的可燃物燃烧实验数据推导出的预测算法; ④基于物质的燃烧特性的计算方法; ⑤火灾蔓延与发展数学模型。 火灾的增长规律可用下面的方程描述: Q=at2

式中Q—热释放速率(kW); a—火灾增长系数(kW/s2); t—时间(s)。

“t平方”特征火灾的增长速度一般分为慢速、中速、快速、超快速四种类型。

(三)设定火灾

安全目标不同,确定最大火灾规模的方法也不同。火灾规模是性能化设计中的重要参数,工程上通常参考以下方法来综合确定火灾的规模。

1.喷淋启动确定火灾规模

2.相关设计规范或指南 3.根据燃烧实验数据确定 4.根据轰然条件确定 5.燃料控制型火灾的计算方法 四、疏散场景确定

根据烟气计算的火灾场景建立相应的疏散模型,并应考虑火灾烟气阻塞出口的最不利工况,计算人员安全疏散时间。

(一)疏散过程

将疏散过程分为三个阶段:察觉(外部刺激)、行为和反应(行为举止)、运动(行动)。

(二)安全疏散标准

如果人员疏散到安全地点所需的时间小于通过判断火场人员疏散耐受条件得出的危险来临时间,并且考虑到一定的安全余量,则可认为人员疏散是安全的,疏散设计合理;

(三)疏散相关参数

1.火灾探测时间

通常,感烟探测器要快于感温探测器,感温探测器要快于自动喷水灭火系统喷头的动作时间,线型感烟探测器的报警时间与探测器安装高度及探测间距有关,图像火焰探测器则与火焰长度有关。

因此,在计算火灾探测时间时可以通过计算火灾中烟气的减光度、温度或火焰长度等特性参数来预测火灾探测时间。

一般情况下,对于安装火灾感温探测器的区域,火灾探测时间可采用DETACT分析软件进行预测。对于安装火灾感烟探测器的区域,火灾

可以通过计算各火灾场景内烟感探测器动作时间来确定。为了安全起见,也可将喷淋头动作的时间作为火灾探测时间。

2.疏散准备时间

发生火灾时,疏散的方式不同,建筑物的功能和室内环境不同,人们准备疏散的时间也不同。

3.疏散开始时间

疏散开始时间包括火灾探测时间和疏散准备时间两部分,可根据前面的分析结果相加得到。

日本避难安全检证法提供的疏散时间预测模型时,疏散开始时间的计算公式为:

(四)人员数量

人员数量通常由区域的面积和该区域内的人员密度的乘积来确定。在有固定座椅的区域,则可以按照座椅数来确定人数。在业主方和设计方能够确定未来建筑内的最大容量时,则应按照该值确定疏散人数。

(五)人员行进速度 (六)流动系数

人员密度与对应的人员行进速度的乘积,即单位时间内通过单位宽度的人流数量称为流动系数(specific flow)。流动系数反映了单位宽度的通行能力。

大量的火灾演练实验表明人群的流动依赖于通道的有效宽度而不是实际宽度,也就是说在人群和侧墙之间存在一个“边界层”。

(七)安全裕度

考虑到危险来临时间和疏散行动时间分析中存在的不确定性,需要增加一个安全余量。一般情况下,安全裕度建议取为0~1倍的疏散行动时间。

对于商业建筑来说,由于人员类型复杂,对周围的环境和疏散路线并不都十分熟悉,所以在选择安全裕度时,取值建议不应小于0.5倍的疏散行动时间。

第六节计算分析及结果运用 一、用于分析计算结果的判定准则 (一)人员生命安全判定准则

火灾对人员的危害主要来源于火灾产生的烟气,主要表现在烟气的热作用和毒性方面,另外对于疏散而言,烟气的能见度也是一个重要的影响因素。

(二)防止火灾蔓延扩大判定准则

在一定的设定火灾规模下通过控制可燃物间距,或在一定间距条件下控制火灾的规模等方式来防止火灾的蔓延。性能化分析中通常采用热辐射分析方法来分析火灾蔓延情况。

根据澳大利亚建筑规范协会出版的《防火安全工程指南》提供的资料,当被引燃物是很薄很轻的窗帘、松散地堆放的报纸等非常容易被点燃的物品时,其临界辐射强度可取为10kW/m2;当被引燃物是带软垫的家具等一般物品时,其临界辐射强度可取为20kW/m2;对于厚度为5cm或更厚的木板等很难被引燃的物品,其临界辐射强度可取为40kW/m2。如果不能确定可燃物的性质,为了安全起见,其临界辐射强度取为10kW/m2。

(三)钢结构防火保护判定准则

火灾下钢结构破坏判定准则可分为构件和结构两个层次,分别对应局部构件破坏和整体结构破坏。 一般来说,其判定准则有下列三种形式:

1)在规定的结构耐火极限时间内,结构或构件的承载力Rd应不小于各种作用所产生的组合效应Sm。

2)在各种作用效应组合下,结构或构件的耐火时间td应不小于规定的结构或构件的耐火极限tm。

3)火灾情景下,结构极限状态时的临界温度Td应不小于在规定的耐火时间内结构所经历的最高温度Tm。 如采用临界温度法验证钢结构防火安全性,判定指标可采用日本《耐火安全检证法》提供的临界温度指标,即Td=325℃。

二、计算结果分析 1.烟气模拟分析

烟气模拟分析需要首先在软件中输入计算参数,包括:模型场景物理模型、边界条件、定义火源、定义消防系统。

烟气模拟分析可以得到烟气运动规律和模拟空间的环境参数指标,经常用到的参数包括:烟气的温度、烟气的能见度、烟气的毒性、气体流速、辐射强度。

2.疏散模拟分析

疏散模拟分析需要首先在软件中输入计算参数,包括:人员疏散空间模型、人员特性、流出系数、边界层宽度。

人员疏散分析可以得到人员疏散的状态,可得到的结果包括:人员疏散行动时间、最小行走路径、疏散出口拥堵情况、出口利用的有效性。

三、计算结果应用

计算结果可以用于判定所设置的安全目标是否可以实现,以下以人员安全疏散为例进行说明。保证人员安全疏散是建筑防火设计中的一个重要的安全目标,人员安全疏散即建筑物内发生火灾时整个建筑系统(包括消防系统)能够为建筑中的所有人员提供足够的时间疏散到安全的地点,整个疏散过程中不应受到火灾的危害。

建筑的使用者撤离到安全地带所花的时间(RSET)小于火势发展到超出人体耐受极限的时间(ASET),则表明达到人员生命安全的要求。即保证安全疏散的判定准则为

RSET+TS式中RSET—疏散时间;

ASET—开始出现人体不可忍受情况的时间,也称可用疏散时间或危险来临时间;

TS——安全裕度,即防火设计为疏散人员所提供的安全余量。 疏散时间RSET(或以tescape表示),即建筑中人员从疏散开始至全部人员疏散到安全区域所需要的时间,疏散过程大致可分为感知火灾、疏散行动准备、疏散行动、到达安全区域等几个阶段。危险来临时间ASET(或以trisk表示),即疏散人员开始出现生理或心理不可忍受情况的时间,一般情况下,火灾烟气是影响人员疏散的最主要因素,常常以烟气下降一定高度或浓度超标的时间作为危险来临时间。

第七节性能化防火设计文件编制 一、分析目的及安全目标 项目消防安全目标:

1)为使用者提供安全保障。

2)将火灾控制在一定范围,尽量减少财产损失。 3)为消防人员提供消防条件并保障其生命安全。 4)尽量减少对运营的干扰。 5)保证结构的安全。

二、所采用的分析方法及其所基于的假设 (一)疏散设计分析方法

疏散设计分析是指根据设定的人员类型和数量,对疏散人员疏散所需时间的分析。

1.疏散行动时间预测分析方法

本项目以行为模型来预测疏散行动时间,采用模拟分析工具Pathfinder进行计算。

2.疏散设计分析主要参数确定 (1)有效流出系数和人员行进速度。 (2)疏散路径有效宽度确定。

(3)人数确定方法。分析所使用的疏散人数应根据不同建筑场所功能不同,分别按密度或座位数进行计算。

(二)烟控系统设计与分析 1.烟气层临界高度

防排烟设计应使烟气层维持在距离有人地面至少1.8m以上的高度(高大空间除外)。

2.火焰高度、烟气生成量及烟羽流轴线温度分析

三、计算分析与评估 1.烟气模拟分析与评估

主要包括每个火灾场景的防排烟系统设计的情况介绍,计算参数的设置,温度、能见度等参数在关键时间点的模拟结果以及计算结果小结。

2.疏散模拟分析与评估

主要包括对应每个火灾场景所设计的疏散场景、每个场景的疏散策略、疏散模拟在关键时间点的人员分布示意图以及计算结果小结。

3.计算结果与性能判定标准的比较

将各火灾场景的危险来临时间与相对应的疏散场景下人员疏散时间进行对比,判定人员疏散的安全性。

四、不确定性分析

1.疏散过程中的人员不确定性分析

在计算疏散行动时间时考虑了一定的安全系数。 2.火灾蔓延的不确定性分析

如考虑了最不利的起火位置和引燃条件,确定最大火灾热释放速率和排烟量时均考虑了1.5倍的安全系数。

五、结论与总结

结论与总结部分应包括防火要求、管理要求、使用中的限制条件等。 1.模拟结果总结 2.消防策略总结 3.注意事项及建议

例:建筑物间防火间距的设计目标是( )。

A.建筑防火分区划分应能有效降低火灾危害 B.建筑与相邻建筑、设施的防火间距应满足安全要求 C.建筑物防火间距设置满足要求

D.建筑周围应具有满足消防车展开灭火救援的条件 【答案】B

例:在设计火灾时,应分析和确定建筑物的基本情况有( )。 A.建筑物的高度 B.建筑物的面积 C.建筑物内的可燃物 D.建筑的结构、布局

E.建筑物的自救能力与外部救援力量 【答案】CDE

例:烟气模拟分析可以得到烟气运动规律和模拟空间的环境参数指标,经常用到的参数不包括( )。

A.烟气的温度 B.烟气的浓度 C.烟气的能见度 D.烟气的毒性 【答案】B

例:疏散模拟分析需要首先在软件中输入计算参数,一般疏散模拟需要输人的参数包括( )。

A.人员疏散空间模型

B.人员数量 C.人员特性 D.流出系数 E.边界层宽度 【答案】ACDE

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