1、注冊消防工程師考試建筑消防性能化設計方法與技術要求技術綜合能力及例題學習要求 通過本章的學習，了解建筑消防性能化設計方法及具體技術要求，包括哪些情形可以進行消防性能化設計以及哪些情形嚴禁采用該方法，熟悉消防性能化設計的基本程序、安全目標，了解建筑消防性能化設計軟件選擇、火災場景及疏散場景設定、計算結果分析及應用和消防性能化設計文件編制等內容。第一節 消防性能化設計的適應范圍 二、設計范圍具有下列情形之一的工程項目，可對其全部或部分進行消防性能化設計： 1)超出現行國家消防技術標準適用范圍的。 2)按照現行國家消防技術標準進行防火分隔、防煙與排煙、安全疏散、建筑構件耐火等設計時，難以滿足工程項目

2、特殊使用功能的。 下列情況不應采用性能化設計評估方法： 1)國家法律法規和現行國家消防技術標準強制性條文規定的。 2)國家現行消防技術標準已有明確規定，且無特殊使用功能的建筑。 3)居住建筑。 4)醫療建筑、教學建筑、幼兒園、托兒所、老年人建筑、歌舞娛樂游藝場所。 5)室內凈高小于8.0m的丙、丁、戊類廠房和丙、丁、戊類倉庫。6)甲、乙類廠房，甲、乙類倉庫，可燃液體、氣體儲存設施及其他易燃易爆工程或場所。例題：從事建筑消防性能化防火設計評估的單位和個人開展性能化設計的評估，（ ）對性能化設計評估應用實施監督管理。A人民政府 B質量技術監督部門C人力資源與社會保障部門 D公安機關消防機構答案：D

3、例題：下列情形不應采用性能化設計評估方法的是（ ）。A按照現行國家消防技術標準進行防火分隔、防煙與排煙、安全疏散、建筑構件耐火等設計時，難以滿足工程項目特殊使用功能的B居住建筑C醫療建筑、教學建筑、幼兒園、托兒所、老年人建筑、歌舞娛樂游藝場所D室內凈高小于8.0m的丙、丁、戊類廠房和丙、丁、戊類倉庫E甲、乙類廠房，甲、乙類倉庫，可燃液體、氣體儲存設施及其他易燃易爆工程或場所答案：BCDE第二節 建筑消防性能化設計的基本程序與設計步驟一、基本程序建筑消防性能化設計的基本程序如下：1)確定建筑的使用功能、用途和建筑設計的適用標準。2)確定需要采用性能化設計方法進行設計的問題。3)確定建筑的消防安全

4、總體目標。4)進行消防性能化試設計和評估驗證。5)修改、完善設計，并進一步評估驗證，確定性能是否滿足既定的消防安全目標。 6)編制設計說明與分析報告，提交審查和批準。助記口訣:確定功用適用標,確定問題總目標;一驗再驗能達標?先編報告后提交?！?015年真題】消防性能化設計以消防安全工程學為基礎，是一種先進、有效、科學、合理的防火設計方法。下列屬于建筑物消防性能化設計的基本步驟的有（）。A確定建筑物的消防安全總體目標B進行性能化防火試設計和評估驗證C修改、完善設計并進一步評估驗證、確定性能是否滿足所確定的消防安全目標D編制設計說明與分析報告，提交審查與批準E確定建筑各樓層和區域的使用功能【參考答

5、案】ABCD 其中建筑消防性能化試設計的一般程序如下： 1)確定建筑設計的總目標或消防安全水平及其子目標。 2)確定需要分析的具體問題及其性能判定標準。 3)建立火災場景，設定合理的火災和確定分析方法。 4)進行消防性能化設計與計算分析。 5)選擇和確定最終設計（方案）。1.消防安全總目標建筑防火設計的總目標影子進行性能化設計開始之前作為設計的重點問題，由設計單位、建設單位、委托方、公安消防監督機構、消防安全技術咨詢機構等共同研究確定。1) 減小火災發生的可能性。2) 在火災條件下，保證建筑內使用人員以及救援人員的人身安全。3) 建筑的結構不會因火災作用而受到嚴重破壞或發生垮塌;或雖有局部垮塌

6、，但不會發生連續垮塌而影響建筑結構的整體穩定性。4) 減少由于火災而造成商業運營、生產過程的中斷。5) 保證建筑內財產的安全。6) 建筑發生火災后，不會引燃其相鄰建筑。7) 盡可能減少火災對周圍環境造成的污染。減小火災人平安,建筑穩定財安全;生產運營少中斷,相鄰建筑莫引燃,周圍環境少污染。 2性能判定標準 設計目標的性能判定標準應能夠體現由火災或消防措施造成的人員傷亡、建筑及其內部財產的損害、生產或經營被中斷、風險等級等的最大可接受限度。 常見的性能判定標準如下： 1)生命安全標準。包括熱效應、毒性和能見度等。 2)非生命安全標準。包括熱效應、火災蔓延、煙氣損害、防火分隔物受損、結構的完整性和

7、對暴露于火災中的財產所造成的危害等。 二、設計步驟性能化設計過程可分為若干個步驟，各步驟相互聯系，最終形成一個整體。其主要步驟包括：1)確定性能化設計的內容和范圍。 2)確定總體目標、功能要求和性能判據。 3)開展火災危險源識別。 4)制訂試設計方案。 5)設定火災場景和疏散場景。 6)選擇工程方法。 7)評估試設計方案。 8)確定最終設計方案。9)完成報告，編寫性能化設計評估報告。例題：建筑物的消防安全總目標視其使用功能、性質及建筑高度而有所區別，設計時應根據實際情況在上述六個目標中確定一個或者兩個目標作為主要目標，并列出其他目標的先后次序。例如，對于人員聚集場所或旅館等公共建筑，其主要目標

8、是（ ）。A減小火災發生B保護人員的生命安全C減少由于火災而造成商業運營、生產過程的中斷D建筑物發生火災后不會引燃其相鄰建筑物答案：B例題：下列屬于生命安全標準的是（ ）。A熱效應 B毒性C能見度 D防火分隔物受損和結構的完整性E暴露于火災中財產所造成的危害答案：ABC第三節資料收集與安全目標設定建筑的防火設計可分解為三部分，即建筑被動防火系統、建筑主動防火系統和安全疏散系統。一、資料收集二、設定安全目標建筑被動防火系統建筑結構、防火分隔、防火間距、管線和管道（井）、建筑裝修等；建筑主動防火系統自動滅火系統、排煙系統、火災自動報警系統等安全疏散系統疏散樓梯、安全出口、疏散出口、避難逃生設施、應

9、急照明與標識等。2016版教材更正：【第346 頁】將窗口的凈高度和凈寬度應分別不小于0.8m 和1.0m 改為“窗口的凈高度和凈寬度均不應小于1.0m”；將窗口間距應”不大于30m“改為“不宜大于20m”。根據建筑設計防火規范GB50016-2014 7.2.5第五節 火災場景和疏散場景設定 一、火災場景確定的原則火災場景的確定應根據最不利的原則確定，選擇火災風險較大的火災場景作為設定火災場景。如火災發生在疏散出口附近并導致該疏散出口不可利用、自動滅火系統或排煙系統由于某種原因而失效等。火災風險較大的火災場景一般是指最有可能發生，但其火災危害不一定最大；或者火災危害大，但發生的可能性較小的火

10、災場景。 二、確定火災場景的方法 1事件樹 事件樹的構建代表與火災場景相關的從著火到結束的時間事件順序。 事件樹表現為火災特征、系統及特征的狀態、人員的響應、火災最終結果和影響后果的其他方面的變化。2發生的概率 采用獲得的數據和推薦的工程評價方法估算每個事件發生的概率。3火災后果的考慮4風險評定 按風險順序評定程序，風險可通過后果的概率和場景的發生概率相乘進行估算。5最終的選擇 對于每一個消防安全目標，應選用風險級別最高的火災場景進行定量分析。所選的場景應該代表主要的累加風險，即所有場景的風險總和。 三、火災場景設計 （一）火災危險源辨識設計火災場景時，首先應進行火災危險源的辨識。分析建筑物里

11、可能面臨的火災風險主要來自哪些方面。分析可燃物的種類、火災荷載的密度、可燃物的燃燒特征等。 （二）火災增長火災在點燃后其熱釋放速率將不斷增加，熱釋放速率增加的快慢與可燃物的性質、數量、擺放方式、通風條件等有關。大量實驗表明，多數火災從點燃到發展再到充分燃燒階段，火災中的熱釋放速率大體上按照時間的平方的關系增長，只是增長的速度有快有慢，因此在實際設計中人們常常采用這一種稱為“t平方火”的火災增長模型對實際火災進行模擬?；馂牡脑鲩L規律可用下面的方程描述： Q= t2式中 Q熱釋放速率 (kW)； 火災增長系數( kW/s2)； t時間（s） “t平方火”的增長速度一般分為慢速、中速、快速、超快速四

12、種類型。四種標準t2火增長類型火災增長系數（kW/s2）達到1MW的時間（s）典型可燃材料超快速0.187675油池火、易燃的裝飾家具、輕的窗簾快速0.0469150裝滿東西的郵袋、塑料泡沫、疊放的木架中速0.01172300棉與聚酯纖維彈簧床墊、木制辦公桌慢速0.00293600厚重的木制品【2015年真題】火災從點燃到發展至充分燃燒階段，其熱釋放速率大體按照時間的平方關系增長，通常采用“t火”火災增長模型表征實際火災發展情況。按“t火”火災增長模型，從火災發生至熱釋放速率達到1MW所需時間為300s的火災是（）“t火”。A中速 B慢速 C快速 D超快速【參考答案】A （三）設定火災 安全目

13、標不同，確定最大火災規模的方法也不同?；馂囊幠Ｊ切阅芑O計中的重要參數，工程上通常參考以下三種方法來綜合確定火災的規模。 1噴淋啟動確定火災規模 假定自動噴水滅火系統啟動后火勢的規模不再擴大，火源熱釋放速率保持在噴頭啟動時的水平。2相關設計規范或指南各類建筑類別的熱釋放量3根據燃燒實驗數據確定物品燃燒時最大熱釋放速率4根據轟然條件確定開始劇烈燃燒5燃料控制型火災的計算方法燃料控制型火災：火災的燃燒速度由燃料的性質和數量決定。【2016】45. 為了防止建筑物在火災時發生轟然，有效的方法是采用自動噴水滅火系統保護建筑物。閉式自動噴水滅火必須在（）啟動并控制火災的增長。A. 火災自動報警系統的感煙

14、探測器探測到火災之前B. 火災自動報警系統的感溫探測器探測到火災之前C. 火災自動報警系統接收到手動報警按鈕信號之前D. 起火房間到達轟燃階段之前【答案】D四、疏散場景確定疏散場景設計需要考慮影響人員安全疏散的諸多因素，特別是疏散通道的情況、人員狀態（如人員密度、對建筑的熟悉程度等）、火災煙氣和人員的心理因素。根據煙氣計算的火災場景建立相應的疏散模型，并應考慮火災煙氣阻塞出口的最不利工況，計算人員安全疏散時間。 （一）疏散過程將疏散過程分為三個階段：察覺(外部刺激)、行為和反應(行為舉止)、運動(行動)。行為刺激接收到信號解釋信息做出決定行動離開/安全 （二）安全疏散標準如果人員疏散到安全地點

15、所需的時間小于通過判斷火場人員疏散耐受條件得出的危險來臨時間，并且考慮到一定的安全余量，則可認為人員疏散是安全的，疏散設計合理；反之則認為不安全，需要改進設計。疏散時間(RSET)包括疏散開始時間(tstart)和疏散行動時間(taction)兩部分。疏散時間的預測公式為： RSET= tstart+ taction 1疏散開始時間(tsarrt)疏散開始時間即從起火到開始疏散的時間。疏散開始時間可分為探測時間(td)、報警時間(ta)和人員的疏散預動時間(tpre)，即 tstart= td+ta+ tpretd火災發生、發展將觸發火災探測與報警裝置而發出報警信號，使人們意識到有異常情況發生

16、，或者人員通過本身的味覺、嗅覺及視覺系統察覺到火災征兆的時間；ta從探測器動作或報警開始至警報系統啟動的時間；tpre人員從接到火災警報之后到疏散行動開始之前的這段時間間隔，包括識別時間( trec)和反應時間(tres)，即 tpre=trec+trestrec從火災報警或信號發出后到人員還未開始反應的時間。當人員接收到火災信息并開始做出反應時，識別階段即結束；tres從人員識別報警或信號并開始做出反應至開始直接朝出口方向疏散的時間。 2疏散行動時間(taction) 疏散行動時間即從疏散開始至疏散到安全地點的時間，它由疏散動態模擬模型得到。疏散行動時間的預測是基于建筑中人員在疏散過程中是有

17、序進行，不發生恐慌為前提的。 （三）疏散相關參數 1火災探測時間 通常，感煙探測器要快于感溫探測器，感溫探測器要快于自動噴水滅火系統噴頭的動作時間，線型感煙探測器的報警時間與探測器安裝高度及探測間距有關，圖像火焰探測器則與火焰長度有關。因此，在計算火災探測時間時可以通過計算火災中煙氣的減光度、溫度或火焰長度等特性參數來預測火災探測時間。 對于安裝火災探測器的區域，火災可以通過計算各火災場景內煙感探測器動作時間來確定。為了安全起見，可將噴頭動作時間作為火災探測時間。 2疏散準備時間發生火災時，通知人們疏散的方式不同，建筑物的功能和室內環境不同，人們得到發生火災的消息并準備疏散的時間也不同。3疏散

18、開始時間疏散開始時間包括火災探測時間和疏散準備時間兩部分，可將前面的分析結果相加得到。（四）人員數量人員數量通常由區域的面積與該區域內的人員密度的乘積來確定。在有固定座椅的區域，則可以按照座椅數來確定人數。在業主方和設計方能夠確定未來建筑內的最大容量時，則應按照該值確定疏散人數。否則，需要參考國內外相關標準，由各相關方協商確定。（五）人員行動速度與人員密度、年齡和靈活性有關。（六）流動系數 人員密度與對應的人員行進速度的乘積，即單位時間內通過單位寬度的人流數量稱為流動系數( specific flow)。流動系數反映了單位寬度的通行能力。其計算公式為： F= VD 式中 F流動系數（人/min

19、）/m； V人員行進速度( m/min)； D人員密度（人/ m2）。對大多數通道來說，通道寬度是指通道的兩側墻壁之間的寬度。但是大量的火災演練實驗表明人群的流動依賴于通道的有效寬度而不是實際寬度，也就是說在人群和側墻之間存在一個“邊界層”。在工程計算中應從實際通道寬度中減去邊界層的厚度，再用得到的有效寬度進行計算。通道的邊界層厚度 類型 減少的寬度指標 樓梯間的墻 15cm 扶手欄桿 9cm 劇院座椅 Ocm 走廊的墻 20cm 其他的障礙物 10cm 寬通道處的墻 46cm 門 15cm （七）安全裕度當危險來臨時間分析與疏散行動時間分析中，計算參數取為相對保守值時，安全裕度可以取小一些，

20、否則，安全裕度應取較大值。一般情況下，安全裕度建議取為01倍的疏散行動時間。對于商業建筑來說，由于人員類型復雜，對周圍的環境和疏散路線并不都十分熟悉，所以在選擇安全裕度時，取值建議不應小于0.5倍的疏散行動時間。例題：對于t火災的類型，根據火災增長系數的值，定義了4中標準t火災：慢速火、中速火、快速火和超快速火，其中，油池火、易燃的裝飾家具、輕的窗簾對應的火災增長類型是（ ）。A超快速 B快速 C中速D慢速答案：A例題：（ ）是火災發生、發展將觸發火災探測與報警裝置而發出報警信號，使人們意識到有異常情況發生，或者人員通過本身的味覺、嗅覺及視覺系統察覺到火災征兆的時間。A報警時間 B探測時間C人

21、員的疏散預動時間 D疏散行動時間答案：B例題：某商業綜合體建筑，在進行性能化評估時疏散場景的設計應考慮的內容包括（ ）。A疏散時間 B人員數量C樓梯的寬度是否滿足規范要求 D防排煙系統是否有效E自動噴水滅火系統是否有效答案：ABC例題：對于某機場航站樓建筑，在進行性能化評估時火災場景的設計應考慮的內容包括（ ）。A火源位置 B火災的增長模型C樓梯的寬度是否滿足規范要求 D防排煙系統是否有效E自動噴水滅火系統是否有效答案：ABDE第六節 計算分析及結果運用 （一）人員生命安全判定準則 火災對人員的危害主要來源于火災產生的煙氣，主要表現在煙氣的熱作用和毒性方面，另外對于疏散而言，煙氣的能見度也是一

22、個重要的影響因素。人員疏散安全判據指標 項 目 人體可耐受的極限 能見度 當熱煙層降到2m以下時，對于大空間其能見度臨界指標為10m 使用者在煙 氣中疏散的溫度 2m以上空間內的煙氣平均溫度不大于180；當熱煙層降到2m以下時，持續30 min的臨界溫度為60 煙氣的毒性 一般認為在可接受的能見度范圍內，毒性都很低，不會對人員疏散造成影響（一般CO判定指標為2500mgL） （二）防止火災蔓延擴大判定準則性能化分析中通常采用熱輻射分析方法來分析火災蔓延情況。如果不能確定可燃物的性質，為了安全起見，臨界輻射強度取為10kW/m2。（三）鋼結構防火保護判定準則火災下鋼結構破壞判定準則可分為構件和結構兩個層次，分別對應局部構件破壞和整體結構破壞。一般來說，其判定準則有下列三種形式：（1）在規定的結構耐火極限時間內，結構或構件的承載力Rd應不小于各種作用所產生的組合效應Sm，即RdSm（2）在各種作用效應組合下，結構或構件的耐火時間td 應不小于規定的結構或構件的耐火極限tm，即tdtm（3）火災下，結構極限狀態時的臨界溫度Td應不小于在規定的耐火時間內結構所經歷的最高溫度Tm，即 TdTm上述三個要求本質上是等效的，進行結構抗火設計時，滿足其一即可