淺析性能化消防設(shè)計(jì)的主要優(yōu)勢(shì)

代學(xué)峰

摘要：處方式設(shè)計(jì)方法和性能化設(shè)計(jì)方法是當(dāng)前消防設(shè)計(jì)中存在的兩種主要設(shè)計(jì)思路。文章從概念出發(fā)，通過(guò)對(duì)兩種設(shè)計(jì)思想進(jìn)行深入細(xì)致的比較，歸納出了性能化設(shè)計(jì)的主要優(yōu)勢(shì)。為性能化設(shè)計(jì)在消防工作中的合理應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：消防設(shè)計(jì)；性能化設(shè)計(jì)；處方式設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU972

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374(2009)04-0139-02

隨著世界建筑業(yè)的飛速發(fā)展和火災(zāi)科學(xué)研究的不斷深入，性能化消防設(shè)計(jì)正在一些國(guó)家迅速興起，我國(guó)也陸續(xù)在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中引進(jìn)了一些性能化設(shè)計(jì)的思想，且此設(shè)計(jì)思想正越來(lái)越廣泛地被人們所接受和采用。21世紀(jì)，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷深入，一些大規(guī)模、超大規(guī)模結(jié)構(gòu)的建設(shè)項(xiàng)目越來(lái)越多，其功能也更趨復(fù)雜，現(xiàn)行的“規(guī)格化”規(guī)范逐漸暴露出其不適應(yīng)性。因此，本文通過(guò)詳細(xì)比較。得出了性能化設(shè)計(jì)在消防設(shè)計(jì)應(yīng)用中的優(yōu)越性，為使其合理應(yīng)用后更有效地保證建筑物的消防安全，為現(xiàn)代化建設(shè)創(chuàng)造良好的消防安全環(huán)境，及促進(jìn)我國(guó)建筑防火水平提高提供了理論依據(jù)。

一、兩種設(shè)計(jì)思想的概念

(一)處方式設(shè)計(jì)

處方式設(shè)計(jì)是指通過(guò)對(duì)建規(guī)、高規(guī)、石油庫(kù)設(shè)計(jì)、汽車庫(kù)設(shè)計(jì)、噴淋、報(bào)警等40余部消防技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用，在對(duì)建筑物進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上，按照有關(guān)防火安全的要求，對(duì)每項(xiàng)設(shè)計(jì)都詳細(xì)規(guī)定具體參數(shù)和指標(biāo)的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)人員需根據(jù)所設(shè)計(jì)的建筑物的形式，結(jié)合本人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從規(guī)范中直接選定與該建筑物相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)和指標(biāo)，整個(gè)設(shè)計(jì)方法像醫(yī)生開(kāi)單抓藥，所以被形象地稱為“處方式”設(shè)計(jì)方法。

(二)性能化設(shè)計(jì)

性能化設(shè)計(jì)是建立在消防安全工程學(xué)基礎(chǔ)上的一種新的建筑防火設(shè)計(jì)方法。它運(yùn)用消防安全工程學(xué)的原理和方法，根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、用途和內(nèi)部可燃物質(zhì)等方面的具體情況，設(shè)計(jì)者根據(jù)建筑物的各個(gè)不同空間條件、功能條件及其相關(guān)條件，自由選擇為達(dá)到消防安全目的而應(yīng)采取的各種防火措施，并將其有機(jī)地組合起來(lái)，構(gòu)成該建筑物的總體防火安全設(shè)計(jì)方向，繼之用已開(kāi)發(fā)的工程學(xué)辦法，對(duì)建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)性和危害性進(jìn)行定量的預(yù)測(cè)和評(píng)估，從而得到最優(yōu)化的防火設(shè)計(jì)方案。

二、性能化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

建筑物性能化防火設(shè)計(jì)是伴隨建筑創(chuàng)新和新技術(shù)、新材料的應(yīng)用而產(chǎn)生的一種全新的設(shè)計(jì)理念，主要用于解決一些功能復(fù)雜或建筑空間超大或建筑高度超高等特殊建筑的設(shè)計(jì)，其研究是當(dāng)前國(guó)際消防科學(xué)技術(shù)研究最為活躍的領(lǐng)域之一。

(一)性能化設(shè)計(jì)能更大限度地發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是以條文的形式規(guī)定出各種設(shè)計(jì)參考和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)建筑物分類，通過(guò)對(duì)建筑物的防火等級(jí)、防火分區(qū)、安全疏散、消防給水、防排煙以及報(bào)警系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)等各個(gè)方面提出要求，來(lái)保障建筑物的消防安全。設(shè)計(jì)者根據(jù)這些消防技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合個(gè)人的實(shí)踐，制定出設(shè)計(jì)方案。這樣一來(lái)，只要按照設(shè)計(jì)規(guī)范去做就被認(rèn)為是符合防火安全的要求，同時(shí)設(shè)計(jì)者只能根據(jù)消防技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的具體條文來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，毫無(wú)創(chuàng)造空間，于是設(shè)計(jì)師被形象地稱為“藥劑師”。

而性能化設(shè)計(jì)是以建筑在火災(zāi)中的性能為基礎(chǔ)的防火設(shè)計(jì)，確定建筑要達(dá)到的總體目標(biāo)或設(shè)計(jì)性能。規(guī)定一系列性能目標(biāo)和可以量化的性能準(zhǔn)則及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，且一般附帶一個(gè)指導(dǎo)性的技術(shù)文件。這可以針對(duì)不同的建筑物確定不同的安全水平，而不是單獨(dú)對(duì)建筑物的某一方面進(jìn)行強(qiáng)制規(guī)定，使設(shè)計(jì)有更大的彈性，也使設(shè)計(jì)者有更多的創(chuàng)造空間，有利于發(fā)揮設(shè)計(jì)者的主觀創(chuàng)造性。于是設(shè)計(jì)師也被形象地稱為“醫(yī)生”。

(二)性能化設(shè)計(jì)更易于滿足有特殊要求的工程設(shè)計(jì)

隨著科技的發(fā)展，采用新材料、新產(chǎn)品和新技術(shù)進(jìn)行修建和裝修的建筑越來(lái)越多，如納米材料、超導(dǎo)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，等等；同時(shí)出現(xiàn)了一些國(guó)家和本地現(xiàn)行的消防技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)未能涵蓋，按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施確實(shí)有困難或影響建筑物使用功能的建筑工程，如地鐵、隧道、大型體育場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、貨流中心，等等。如果按照原來(lái)的設(shè)計(jì)方法就會(huì)造成某些方面的疏漏。如我國(guó)目前要進(jìn)行大型體育館的設(shè)計(jì)，許多場(chǎng)館的設(shè)計(jì)人數(shù)要超過(guò)10萬(wàn)人，若按照傳統(tǒng)的每百人所要求的寬度來(lái)進(jìn)行疏散設(shè)計(jì)，那么即使體育館所有的外圍全部開(kāi)放也未必能滿足要求。

性能化設(shè)計(jì)則可以避免這樣的情況出現(xiàn)，它針對(duì)建筑的特點(diǎn)，充分考慮每一座建筑物的結(jié)構(gòu)、用途、內(nèi)部可燃物的數(shù)量和分布情況、建筑內(nèi)人員的情況以及消防滅火組織的特點(diǎn)，不一定按照現(xiàn)行規(guī)范給定的參數(shù)去設(shè)計(jì)。這樣的設(shè)計(jì)方案既有利于新產(chǎn)品、新材料的使用。又可以滿足特殊工程的防火安全要求。我國(guó)在2008年舉行的奧運(yùn)會(huì)之主場(chǎng)館的建設(shè)就應(yīng)用了大量的新材料和新產(chǎn)品，其獨(dú)特的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不是以往的標(biāo)準(zhǔn)所能涵蓋的。比如五棵松文化體育中心建成后地下是籃球館，地面上是一座6層的大商場(chǎng)，這種體育場(chǎng)館與商場(chǎng)相結(jié)合的模式不僅在國(guó)內(nèi)是首創(chuàng)，在國(guó)際上也沒(méi)有先例可循，被稱之為“鳥(niǎo)巢”的奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館其內(nèi)部結(jié)構(gòu)更是新穎獨(dú)特。假如參照現(xiàn)有的常規(guī)體育場(chǎng)館消防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)這些新型建筑進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，其結(jié)果將完全不能適應(yīng)新型場(chǎng)館的需要。性能化設(shè)計(jì)通過(guò)電腦模擬，采集各種火災(zāi)數(shù)據(jù)制定出最合理的應(yīng)對(duì)措施。這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的建筑物才能滿足社會(huì)的需求的同時(shí)滿足建筑防火的要求。

(三)性能化設(shè)計(jì)更容易得到更合理的方案

傳統(tǒng)的處方式設(shè)計(jì)方法是通過(guò)滿足各種技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)上的具體條文來(lái)確保建筑的總防火安全目的的，各種規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是借鑒了世界各國(guó)的相關(guān)規(guī)定和理念，建立在大量實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)際工作的基礎(chǔ)上，是消防工作經(jīng)驗(yàn)的集成，是火災(zāi)事故經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)，已經(jīng)比較完備。但是隨著社會(huì)科技的發(fā)展，一些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)條文已經(jīng)彰顯出其與社會(huì)的不適應(yīng)性。如兩幢單層面積不超過(guò)1000平方米，高度分別為25米和49米的辦公樓，它們?cè)诮ㄔO(shè)規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)、資金投入上區(qū)別將是非常大的。但根據(jù)《高規(guī)》，這兩幢建筑均屬二類高層，規(guī)范對(duì)其內(nèi)部防火要求幾乎一樣，這種一致的消防設(shè)計(jì)方案不可能是最符合各自要求的科學(xué)合理方案。同時(shí)，通過(guò)傳統(tǒng)的“處方式”設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的建筑到底能不能滿足要求，在火災(zāi)中的消防設(shè)施能不能發(fā)揮作用，發(fā)揮多大的作用，沒(méi)有評(píng)估的手段和模擬火災(zāi)的技術(shù)。

而性能化防火設(shè)計(jì)則由七個(gè)步驟組成：(1)確定消防安全目標(biāo)。特指性能化目標(biāo)和性能化標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)方面，性能化目標(biāo)是根據(jù)不同建筑本身的社會(huì)目標(biāo)、功能目標(biāo)和公眾對(duì)建筑物所能提供的安全水平的社會(huì)期望，來(lái)制訂出相應(yīng)的性能要求；性能化標(biāo)準(zhǔn)是社會(huì)公眾或建筑業(yè)主針對(duì)一些具體的消防設(shè)備或消防系統(tǒng)提出的具體技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)指標(biāo)；(2)分析建筑物結(jié)構(gòu)及內(nèi)部人員等的特征及參考火災(zāi)科學(xué)和材料科學(xué)等，確立性能化指標(biāo)和設(shè)計(jì)指標(biāo)，它們是進(jìn)行具體的建筑物防火設(shè)計(jì)的前提，多為量化指標(biāo)；(3)建立火災(zāi)場(chǎng)景和設(shè)計(jì)火災(zāi)，這部分涉及建筑物防火設(shè)計(jì)的一些重要方面如著火源、火災(zāi)荷載及可燃物種類等，它是防火設(shè)計(jì)的技術(shù)條件；(4)選擇合適的計(jì)算分析方法，再根據(jù)設(shè)定的火災(zāi)場(chǎng)景利用火災(zāi)工程學(xué)成熟的理論，分析或模擬計(jì)算火災(zāi)可能性或蔓延的程度；(5)借助消防工程參考設(shè)計(jì)方法或工程經(jīng)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)方案；(6)開(kāi)展安全評(píng)估，這是對(duì)設(shè)計(jì)者所采用的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析、評(píng)估并證明其方法有效性及合理性的環(huán)節(jié)。從而確定設(shè)計(jì)方案所達(dá)到的安全等級(jí)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)所提供的消防設(shè)計(jì)滿足不了要求時(shí)，則必須返回修改設(shè)計(jì)；(7)再進(jìn)行方案的優(yōu)化選擇，以最終確定設(shè)計(jì)方案。編寫報(bào)告。通過(guò)這七個(gè)步驟得到的設(shè)計(jì)方案就會(huì)更科學(xué)、更合理、更有效。

(四)性能化設(shè)計(jì)更利于各項(xiàng)防火技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)揮

現(xiàn)行的防火設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)都詳細(xì)的規(guī)定了具體的參數(shù)和指標(biāo)，要求建筑物在各個(gè)方面都做出較大投資，而未將各自單一的防火滅火措施作用統(tǒng)一考慮，在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，建筑物結(jié)構(gòu)耐火性能根本不考慮水噴淋系統(tǒng)，水噴淋系統(tǒng)不考慮煙控系統(tǒng)，煙控系統(tǒng)也不考慮建筑材料和裝修材料等。這樣的設(shè)計(jì)既達(dá)不到有效的防火和滅火效果，又容易造成消防投資的片面和浪費(fèi)。

性能化防火設(shè)計(jì)特別注意建筑物的特殊方面、用途以及業(yè)主的特殊要求，考慮了那些適當(dāng)?shù)?、更廣泛的一致性，運(yùn)用多種設(shè)計(jì)工具進(jìn)行火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析，使工程設(shè)計(jì)的精確性和可靠性大大增加，能夠?qū)е乱环N綜合的防火戰(zhàn)略的形成，在這種戰(zhàn)略中所有的消防設(shè)施都被有機(jī)地組合起來(lái)運(yùn)用，而不是單獨(dú)地進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種綜合的工程設(shè)計(jì)方法通過(guò)對(duì)火災(zāi)損失可能性認(rèn)識(shí)的改進(jìn)，可以提供更節(jié)省而有效的防火系統(tǒng)。

三、結(jié)語(yǔ)

建筑物性能化防火設(shè)計(jì)就是應(yīng)用消防安全工程學(xué)的原理和方法進(jìn)行的建筑防火設(shè)計(jì)。建筑物性能化防火設(shè)計(jì)主要利用消防工程學(xué)的手段，量化火災(zāi)危險(xiǎn)性、火災(zāi)危害性和可能發(fā)生的火災(zāi)，并分析評(píng)價(jià)為將火災(zāi)造成的后果限定在預(yù)定的規(guī)模和危害所必須采取的經(jīng)濟(jì)有效的消防安全措施。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，其特點(diǎn)在于能根據(jù)具體建筑的火災(zāi)發(fā)展特性來(lái)決定其消防需要。性能化防火設(shè)計(jì)是一個(gè)正處在探索和發(fā)展階段的新生設(shè)計(jì)思想，與“處方式”防火設(shè)計(jì)相比有很大優(yōu)勢(shì)，也有些有待改進(jìn)的地方。切實(shí)加強(qiáng)對(duì)性能化設(shè)計(jì)的研究和探討，推進(jìn)實(shí)施性能化防火設(shè)計(jì)具有積極的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。