摘要：從性能化設(shè)計(jì)與“處方式”設(shè)計(jì)比較出發(fā)，介紹了性能化消防設(shè)計(jì)方法的概念和流程、建筑物性能化消防設(shè)計(jì)的內(nèi)容，以及國內(nèi)外性能化設(shè)計(jì)的應(yīng)用概況，指出了在性能化設(shè)計(jì)方法的推行中所遇到的一些困難，并提出了對(duì)性能化設(shè)計(jì)方法在消防設(shè)計(jì)中應(yīng)用的展望和我國如何發(fā)展性能化規(guī)范及其配套技術(shù)的建議。

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

　　1、前言

　　如果說納米技術(shù)使新材料的研究起到了革命性飛躍，那么也可以說性能化設(shè)計(jì)方法將開創(chuàng)消防科技的新局面。

　　消防設(shè)計(jì)目前有兩種設(shè)計(jì)思想，一種是傳統(tǒng)的“處方式設(shè)計(jì)方法”，其基于場(chǎng)所類型進(jìn)行設(shè)計(jì)考慮；另一種是“性能化設(shè)計(jì)方法”，它立足于危害分析及火災(zāi)假想，對(duì)于解決超越法規(guī)或現(xiàn)行法規(guī)無法解決的復(fù)雜建筑的消防設(shè)計(jì)具有很大意義。

　　由于性能化防火設(shè)計(jì)的方法與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比具有許多優(yōu)越性，所以很快成為建筑防火的一種新理念，并將發(fā)展成為建筑防火技術(shù)領(lǐng)域里一個(gè)全球性發(fā)展潮流，受到許多發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家的高度重視，得到越來越廣泛的應(yīng)用。

　　2、性能化消防設(shè)計(jì)的概念

　　性能化消防設(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)的原理與方法，根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)、用途和內(nèi)部可燃物等方面的具體情況，由設(shè)計(jì)者根據(jù)建筑的各個(gè)不同空間條件、功能條件及其它相關(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，構(gòu)成該建筑物的總體防火安全設(shè)計(jì)方案，然后用已開發(fā)出的工程學(xué)方法，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，為建筑結(jié)構(gòu)提供最合理的防火保護(hù)。

　　與“處方式”設(shè)計(jì)相比較，性能化設(shè)計(jì)方案更關(guān)注是否能夠?qū)崿F(xiàn)“保證人員疏散和滅火救援不受火災(zāi)煙氣影響”這一“目的”，而不是拘泥于滿足規(guī)范要求的最低排煙量。性能化的消防設(shè)計(jì)方案通過科學(xué)的論證，能夠提供比之處方式的消防規(guī)范更為安全的設(shè)計(jì)表現(xiàn)效果，比較起來，性能化設(shè)計(jì)方案具有設(shè)計(jì)成本有效性，設(shè)計(jì)選擇多樣性及設(shè)計(jì)效果更為優(yōu)化性的特點(diǎn)。

　　性能化消防設(shè)計(jì)的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，第一是確認(rèn)危害，第二是明確設(shè)計(jì)目標(biāo)。具體來說，它針對(duì)建筑物的特點(diǎn)，建筑物內(nèi)人員特點(diǎn)，建筑物內(nèi)部操作方式，建筑物外部特征，消防滅火組織特點(diǎn)等。從而針對(duì)每種危害或者每個(gè)設(shè)計(jì)區(qū)域選擇設(shè)計(jì)方法及評(píng)估方法。這種設(shè)計(jì)方法突破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)針對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)類型、相應(yīng)的層高及面積的限制，同時(shí)提供了更加靈活而有效的設(shè)計(jì)選擇性。

　　性能化消防設(shè)計(jì)包括確立消防安全目標(biāo)，建立可量化的性能要求，分析建筑物及內(nèi)部情況，設(shè)定性能設(shè)計(jì)指標(biāo)，建立火災(zāi)場(chǎng)景和設(shè)計(jì)火災(zāi)，選擇工程分析計(jì)算方法和工具，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行安全評(píng)估，制定設(shè)計(jì)方案并編寫設(shè)計(jì)報(bào)告等步驟。在設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)建筑物可能發(fā)生的火災(zāi)進(jìn)行量化分析，并對(duì)典型火災(zāi)場(chǎng)景下火災(zāi)及煙氣的發(fā)展蔓延過程進(jìn)行模擬計(jì)算，因此計(jì)算的工作量以及各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的需要量非常大，往往需要采用計(jì)算機(jī)火災(zāi)模擬軟件等分析和計(jì)算工具。

　　3、性能化消防設(shè)計(jì)的流程

　　性能化設(shè)計(jì)利用火災(zāi)科學(xué)和消防安全工程建立設(shè)計(jì)指標(biāo)，評(píng)估設(shè)計(jì)方案；并利用火災(zāi)危害分析和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建立從總體目標(biāo)和功能目標(biāo)到火災(zāi)場(chǎng)景等領(lǐng)域內(nèi)所需要的參數(shù)。性能化的消防安全設(shè)計(jì)是一種可以對(duì)諸如非工程參數(shù)（如人在火災(zāi)中的行為和反應(yīng)）進(jìn)行定義的工程過程。

　　4、建筑物性能化消防設(shè)計(jì)的內(nèi)容

　　建筑物的性能化消防設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容：一是保證建筑內(nèi)人員安全疏散的性能設(shè)計(jì)，二是保證建筑構(gòu)件耐火的性能設(shè)計(jì)。

　　人員安全疏散的性能設(shè)計(jì)是從建筑內(nèi)人員安全方面進(jìn)行考慮的，通過綜合考慮各種火災(zāi)因素對(duì)人員逃生的影響，采用性能化的設(shè)計(jì)方法來保證建筑物內(nèi)人員的火災(zāi)安全性，從而防止人員傷亡。其性能化的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：煙層下降高度和煙氣濃度達(dá)到人不能忍耐的時(shí)間大于人員安全疏散所需的時(shí)間。

　　構(gòu)件耐火的性能化設(shè)計(jì)是從建筑物的穩(wěn)定性方面進(jìn)行考慮的，通過分析建筑構(gòu)件在火災(zāi)中的反應(yīng)，采用性能化的設(shè)計(jì)方法來保證建筑物結(jié)構(gòu)的火災(zāi)穩(wěn)定性，從而防止建筑物的倒塌。其性能化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：火災(zāi)持續(xù)時(shí)間小于構(gòu)件的耐火時(shí)間。

　　5、國內(nèi)外性能化設(shè)計(jì)應(yīng)用概況

　　自20世紀(jì)80年代英國提出了“以性能為基礎(chǔ)的消防安全設(shè)計(jì)方法”（performance——based fire safety design method，以下簡(jiǎn)稱性能化防火設(shè)計(jì)）的概念以來，日本、澳大利亞、美國、加拿大、新西蘭以及北歐等發(fā)達(dá)國家政府先后投入大量研究經(jīng)費(fèi)積極開展了消防性能化設(shè)計(jì)技術(shù)和方法的研究，南非、埃及、巴西等發(fā)展中國家也都紛紛開展了這方面研究工作。世界各國都在積極推行性能化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，并取得了巨大成就。

　　英國于1985年頒布了第一部性能化防火規(guī)范，包括防火規(guī)范的性能化修改，新規(guī)范規(guī)定“必須建造一座安全的建筑”，但不詳細(xì)確定應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

　　新西蘭1991年的建筑法案對(duì)建筑監(jiān)督立法體系進(jìn)了徹底調(diào)整，于1992年發(fā)布了性能化的《新西蘭建筑規(guī)范》，新規(guī)范中保留了處方式的要求，并作為可接受的設(shè)計(jì)方法，于1993年強(qiáng)制執(zhí)行。1993～1998年，繼續(xù)開展了“消防安全性能評(píng)估方法的研究”，制定了性能化建筑消防安全框架；其中功能要求包括防止火災(zāi)的發(fā)生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎(chǔ)設(shè)施和通道要求以及防止火災(zāi)相互蔓延五部分。

　　瑞典于1994年發(fā)布了新的包含有性能化設(shè)計(jì)內(nèi)容的建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范。

　　澳大利亞于1996年頒布了性能化防火設(shè)計(jì)規(guī)范的《澳大利亞建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》（《Building Code of Australia》，簡(jiǎn)稱BCA），并自1997年7月1日起，在各州政府陸續(xù)推行。

　　巴西于1999年頒布了新的《鋼結(jié)構(gòu)防火設(shè)計(jì)》和《對(duì)建筑構(gòu)件耐火極限的要求》兩部標(biāo)準(zhǔn)。這是南美首次制定的建筑標(biāo)準(zhǔn)，由SaoPaulo大學(xué)、Mi—nasGerais大學(xué)和OuroPreto大學(xué)編制。標(biāo)準(zhǔn)中引入了如時(shí)間計(jì)算方法與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法以及其他消防安全工程設(shè)計(jì)方法等性能化的新概念，允許建筑物的火災(zāi)安全根據(jù)其火災(zāi)荷載、建筑物高度、建筑總面積以及滅火設(shè)備的安裝與否等條件確定，而對(duì)建筑物的耐火等級(jí)不做要求。

　　日本政府于1998年6月對(duì)《建筑基準(zhǔn)法》進(jìn)行了修訂，引入了一些有關(guān)性能化設(shè)計(jì)的內(nèi)容，并于2000年6月施行；另外，還于2003年8月開始對(duì)《消防法》進(jìn)行修訂，計(jì)劃于2005年施行。

　　加拿大于2001年發(fā)布了性能化的建筑規(guī)范和防火規(guī)范，其要求將以不同層次的目標(biāo)形式表述。

　　美國也于2001年發(fā)布了《國際建筑性能規(guī)范》和《國際防火性能規(guī)范》。

　　目前，已有不少于13個(gè)國家（澳大利亞、加拿大、芬蘭、法國、英國、日本、荷蘭、新西蘭、挪威、波蘭、西班牙、瑞典和美國）采用或積極發(fā)展性能化規(guī)范和基于規(guī)范結(jié)構(gòu)形式下建筑防火設(shè)計(jì)方法，并取得了一定成果。中國也正在加緊性能化設(shè)計(jì)方法的研究和性能化設(shè)計(jì)規(guī)范的制定。公安部所屬消防研究所承擔(dān)了幾項(xiàng)有關(guān)性能化設(shè)計(jì)的國家十五科技攻關(guān)課題，如公安部天津消防研究所承擔(dān)的“建筑物性能化防火設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則”的研究和制定，公安部四川消防研究所承擔(dān)的“高層建筑性能化防火設(shè)計(jì)安全評(píng)估技術(shù)研究”等。

　　6、推行性能化設(shè)計(jì)方法是一個(gè)逐步過程

　　盡管建筑物消防性能化設(shè)計(jì)方法有很多優(yōu)點(diǎn)，作為性能化設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)一“火災(zāi)模型”在性能化設(shè)計(jì)中起著舉足輕重的作用，但它們作為一種新生事物，還不為人們所理解和接受，特別是建筑設(shè)計(jì)師和建筑管理部門的人員都不太了解這種新的設(shè)計(jì)方法。

　　有人曾對(duì)美國、中國香港和澳大利亞的建筑管理人員在對(duì)待性能化設(shè)計(jì)和處方式設(shè)計(jì)在能否保證建筑消防安全，以及火災(zāi)模型是否足以支持性能化設(shè)計(jì)的態(tài)度進(jìn)行了一個(gè)調(diào)查，并進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)半數(shù)以上的管理人員認(rèn)為性能化設(shè)計(jì)不能保證建筑的安全，三分之二以上的管理人員認(rèn)為處方式設(shè)計(jì)能保證建筑的安全，以及三分之二以上的人認(rèn)為火災(zāi)模型不足以支持性能化設(shè)計(jì)。

　　世界各國幾乎都存在著類似這樣的情況。在很長一段時(shí)期內(nèi)，建筑設(shè)計(jì)師和建筑管理人員對(duì)性能化設(shè)計(jì)技術(shù)還存在一個(gè)從初步認(rèn)識(shí)、深入了解到最終肯定的意識(shí)轉(zhuǎn)變過程。

　　另外，對(duì)于采用性能化方法設(shè)計(jì)的建筑，如何正確地評(píng)估其消防安全性方面也存在很多技術(shù)上的難題有待解決。

　　7、展望

　　性能化消防設(shè)計(jì)已成為世界性建筑消防設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，它的發(fā)展將大大促進(jìn)消防安全設(shè)計(jì)的科學(xué)化、合理化和成本效益的最優(yōu)化，并將產(chǎn)生十分重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。盡管目前還有許多人不太理解和排斥使用它，但我們堅(jiān)信隨著時(shí)間的推移，將會(huì)有越來越多的人加入到肯定性能化設(shè)計(jì)方法的行列中來。據(jù)日本方面的統(tǒng)計(jì)，采用性能化方法進(jìn)行消防設(shè)計(jì)的建筑正在逐年增加。

　　我國也應(yīng)該加快性能化規(guī)范及配套技術(shù)的研究步伐，充分發(fā)揮性能設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。今后應(yīng)從以下幾個(gè)方面人手，促進(jìn)性能化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展：

　�。�1）加強(qiáng)各種火災(zāi)預(yù)測(cè)模型和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的研究，拓展性能化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用空間。

　�。�2）加強(qiáng)新材料、新技術(shù)研究，規(guī)范材料性能參數(shù)，建立和完善消防數(shù)據(jù)庫，提供準(zhǔn)確的性能化指標(biāo)，為性能化應(yīng)用積累基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

　�。�3）深入研究火災(zāi)規(guī)律、火災(zāi)情況下建筑內(nèi)人員逃生規(guī)律和構(gòu)件變化規(guī)律，為各種火災(zāi)模型的建立提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)，并拓展計(jì)算機(jī)技術(shù)在消防中的應(yīng)用。

　�。�4）積極向建筑設(shè)計(jì)師和建筑管理人員介紹性能化設(shè)計(jì)方法，使他們從認(rèn)識(shí)、理解并自覺接受性能化設(shè)計(jì)方法。

　�。�5）出臺(tái)可操作性強(qiáng)的性能化設(shè)計(jì)指南，使建筑設(shè)計(jì)師能盡快地掌握性能化設(shè)計(jì)方法的使用。

　　（6）制定性能化消防設(shè)計(jì)規(guī)范，為性能化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用提供法律依據(jù)。

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