重庆市人员密集公共建筑防火安全设计评价初探

摘要

伴随着城市化水平的提高，现代城市里人口和建筑的密集程度越来越高，而建筑火灾，尤其是人员密集的公共建筑中发生的火灾所造成的的损失也越来越严重。因此，针对人员聚集的公共建筑的防火安全设计策略，也就成了一个目前需要重点探讨的课题。
　　 目前在我国建筑防火设计方面所采用的，还是以各种“建筑防火设计规范”中各种条文约定为基础的“处方式”设计方法，这种方法是在长期的设计应用和科学实践中总结出来的，对大部分常规建筑中具有广泛的合理性，对我国的建筑防火安全具有十分重要的作用和贡献。但是，对于现代城市里越来越多的大型交通枢纽、购物中心、体育场馆、会展建筑等人员密集公共建筑，其建筑体量、面积、高度、材料、人数、功能等诸多方面已远远超出现有规范约定的范围，如果完全按现有规范要求进行防火设计，势必在使用功能等方面造成很多限制，建筑造价也会有很大浪费。所以，采用“处方式”以外的更为合科学理设计方法十分必要。
　　 以往的大型建筑和特殊建筑的防火设计中，较为常用的是采用专家评审和火灾实验两种方法，前一种方法是组织部分相关专业的专家对某一建筑的防火设计进行评审并提出实施方案；后一种方法是按一定比例搭建建筑模型进行模拟火灾实验，从而提出适当的防火方案。这两种方法都有一定的缺陷和局限性：前一种方法受专家水平、专家人数和个人意见影响较大；后一种方法造成的浪费很大，并且模拟实验跟建成的建筑物本身还是有很大的差距，实验结果也就有就一定偏差。
　　 针对这种情况，更为科学合理的方法是“防火性能化设计(Performance-BasedFier Safety Design)”，这是建立在消防安全工程学基础上的一种新的、以建筑物在火灾中的性能为基础的建筑防火设汁方法。它运用消防安全工程学的原理与方法，根据建筑物的结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况，由设计者根据建筑的各个不同空间条件、功能条件及其它相关条件，灵活选择为达到消防安全目标而应采取的各种防火措施，并将其有机地组合起来，构成该建筑物的总体防火安全设计方案，然后用已开发出的工程学方法，对建筑的火灾危险和将导致的后果进行量化的预测和评估，从而得到最优化的防火设计方案，为建筑物提供最合理的防火保护[22]。
　　 在本论文中，针对人员密集公共建筑的防火设计安全的评价展开了研究，主要是探寻并构建一种符合性能化设计要求的体系和方法，为其他设计者或决策机构提供一种进行防火设计的辅助工具和方法，具体内容包括如下几大方面：
　　 (1)对建筑火灾的发生机制、特性、成因、危害、火灾时人员行为等相关内容进行了分析，并在此基础上阐述了人员密集公共建筑防火安全设计控制要素。人员密集公共建筑防火安全设计控制要素主要分为三大部分的内容，包括被动防火设计要素、主动防火设计要素、人员疏散防火设计要素。这三者在整体防火安全体系中互为补充，共同发挥作用，因此合理的全面设计能起到减少火灾发生几率、控制火灾蔓延和扩大、保障人员安全疏散等功能。
　　 (2)针对人员密集公共建筑的防火安全控制要素和因子，采用层次-模糊综合分析法进行防火设计方案的分级和评价。其中建立人员密集公共建筑防火安全设计体系的层次评价指标体系是“前馈设计”阶段内容，该层次模型的建立对设计人员在进行某座人员密集公共建筑的防火安全设计时可以起到一定的指导作用；结合应用实例采用模糊综合评判法对防火设计方案进行评价和调整则属于“后馈设计”阶段中的内容，可以起到对防火方案进行评判和调整的指导作用。层次-模糊综合评判法把一些定性化的指标较好地实施了量化，以为防火设计方案评估提供了方便，是一种有效、简便的人员密集公共建筑防火安全设计途径。
　　 (3)对“超规”的防火设计调整与验证方法——建筑性能化防火设计方法进行分析和阐述，并结合实例分析了消防系统设计方案成本-效益比较的性能化设计方法，以作为人员密集公共建筑防火安全设计的补充策略内容。性能化防火设计具有设计思路灵活、设计目标明确、可以进行消防系统费效比比选等特点，对于一些重要性高，但由于建筑空间、建筑结构、建筑材料等客观原因的限制而使得防火设计不能满足“处方式”防火设计规范要求的人员密集公共建筑来说，性能化防火设计将日益成为一种重要的防火设计手段。
　　 在城市人员密集公共建筑的火灾发生比例逐渐增大，其生命、社会、经济影响效应也逐渐凸显的背景下，及时提出对人员密集公共建筑防火安全设计问题的研究无疑具有非常重要的现实意义。该研究将对人员密集公共建筑预防火灾发生、减少火灾所造成的经济损失和人员伤亡、稳定社会发展都有着一定的积极促进作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1问题的提出及研究意义

1.1.1问题的提出

1.1.2防火安全设计评价研究的意义

1.2国内外研究现状

1.2.1相关概念界定

1.2.2我国建筑防火安全设计现状

1.2.3防火性能化设计方法发展与应用

1.2.4评价体系在防火性能化设计中的作用

1.2.5课题前期研究基础

1.3研究目的、内容、方法

1.3.1研究目的

1.3.2研究内容和方法

1.3.3研究创新点和技术路线

2人员密集公共建筑火灾分析

2.1建筑火灾发生机制

2.1.1火灾的燃烧条件

2.1.2建筑火灾的发展过程

2.1.3火灾在建筑内的蔓延

2.1.4建筑火灾严重性的影响因素

2.2人员密集公共建筑火灾特点

2.2.1“三快”特点

2.2.2“两多”特点

2.2.3“三大”特点

2.3人员密集公共建筑火灾原因和影响因素

2.3.1火灾发生原因

2.3.2火灾影响因素

2.4火灾中人员特征与行为

2.4.1人员在火灾中的心理反应

2.4.2人员在火灾避难中的一般行为特征

2.5火灾中建筑结构的耐火性能

2.5.1建筑构件的燃烧性能

2.5.2建筑构件的耐火极限

2.5.3混凝土构件的耐火性能

2.5.4钢材在高温下的力学性能

2.6重庆人员密集公共建筑场所火灾危险性分析

2.7本章小结

3人员密集公共建筑防火设计评价要素分析

3.1被动防火设计评价要素

3.1.1总平面布局防火

3.1.2建筑的耐火等级

3.1.3防火分区

3.2主动防火设计评价要素

3.2.1火灾自动报警系统

3.2.2建筑消防给水系统

3.2.3灭火系统

3.2.4防排烟系统

3.3人员疏散设计评价要素

3.3.1安全出口

3.3.2安全疏散距离

3.3.3疏散路线

3.3.4诱导疏散设施

3.4本章小结

4人员密集公共建筑防火安全的层次-模糊综合评价体系

4.1评价方法选择比较

4.1.1评价方法的类型

4.1.2主流评价方法比较

4.1.3评价方法选择

4.2层次-模糊综合评价法原理

4.2.1层次-模糊综合评价法概述

4.2.2层次-模糊综合评价法步骤

4.3人员密集公共建筑防火安全设计要素层次评价体系

4.3.1层次模型及评价指标体系的构建

4.3.2构造判断矩阵及确定权重

4.3.3判断矩阵一致性检验

4.3.4层次总排序及一致性检验

4.3.5评价体系分析

4.4人员密集公共建筑防火安全设计要素模糊综合评价方法

4.4.1模糊评语集合的建立

4.4.2确定单因素评判矩阵

4.4.3模糊合成算子的计算

4.4.4评价等级的确定

4.5本章小结

5层次-模糊综合评价法在重庆国际会展中心防火安全设计中的应用

5.1评价前期信息准备

5.1.1研究的目的

5.1.2评价主体范围的确定

5.1.3研究假设

5.2重庆国际会展中心资料

5.2.1重庆国际会展中心简介

5.2.2重庆市国际会议展览中心各层平面防火安全设计

5.3重庆国际会展中心防火安全设计模糊分级评价

5.3.1初级层次模糊评价

5.3.2二级层次模糊评价

5.3.3总体评价等级确定

5.4本章小结

6结论与展望

6.1主要结论

6.2后续研究工作的展望

致 谢

参考文献

附 录