防火设计要求范文

导语：如何才能写好一篇防火设计要求，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词 ：玻璃幕墙；防火设计；注意事项

幕墙安全功能的防火设计的重要性是不言而喻的。《 玻璃幕墙工程技术规范( JGJ102 ― 2003 ) 》 对幕墙的防火设计也提出了要求，但规范中对部分防火节点的要求并不很明确。现根据工程实际情况，对玻璃幕墙的防火设计提出一家之言，不当之处敬 请批评指正。

1、防护设计注意事项

当室内发生火灾时，明火火焰、辐射热甚至高温烟气很容易使幕墙的玻璃破裂、型材软化而降低承载力甚至丧失承载力、结构胶失去粘结强度，最终可能致板块坠落伤害到地面人员。因此有必要在人员最为集中的疏散通道口等部位上方设置防护挑檐 。此防护挑檐在设计时，应注意以下事项 ：

( 1 ) 幕墙结构设计人员应充分理解规范的本质要求，在建筑立面美观与安全防护方面应做到两者兼顾，绝不能单纯为了建筑立面的美观而盲目减少挑檐宽度。特别要注意的是此挑檐宽度宜从建筑幕墙的最外面起算，而不是从门洞口起算，对与幕墙整体外挑门洞内凹的结构，应从幕墙外表面起算。当条件允许时，建议挑檐宽度宜适当加大，同时要考虑增大面积后的自身荷载。

( 2 ) 因为通道口处为火灾时人员的密集之处，在结构计算时必须考虑充足的安全系数，不能按常规的结构设计。即不仅应考虑到正负风压 、结构自重 、雨雪及积尘荷载， 还必须充分考虑到上部物体坠 落到挑檐时对挑檐产生的冲击荷载 ；同时，在选取板材时，应充分考虑到在上部冲击荷载作用下， 板块可能产生破裂但不允许板块掉落。因此 ，建议优先选 取双钢化夹胶玻璃 。

( 3 ) 选取合适的结构形式 ：在同样分格大小 、 厚 度及荷载的情况下 ， 玻璃板块 的最大应力随板块 的 支承模式 的不同而各异。如采用框支承结构的玻璃 板块与采用四点支承结构 的玻璃板块 ， 当其它条件一致时， 框支承结构的玻璃板块 的应力要小于用四点支承的玻璃板块应力 ( 通常四点支承的玻璃板块 最大应力往往是孑 L 边应力，目前很多设计未对孑L 边应力进行计算) 。但框支承结构的建筑效果通常不 如点支承结构的建筑效果。作为设计人员 ， 应综合考虑安全 、 经济与美观三方面的因素 ，力求 三者兼顾。

( 4 ) 对玻璃板块强度计算时， 应参照《 建筑玻璃应用技术规程 ( JGJ113-2003 ) 》的有关要求进 行。尤其要注意的是此规程中对采光顶 的玻璃强度设计 值是按照《 玻璃幕墙工程技术规范( JGJ102 ― 2003 ) 》中玻璃强度设计值50％取值。但此规程中又未提供双钢化夹层玻璃 的强度设计值，故建议在强度计算时按照玻璃板块的总安全系数考虑风荷载的分项组合系数后再确定玻璃强度设计值 。

2、竖直方向的防火封堵设计

上下楼层的防火封堵设计是幕墙防火设计的重中之重。根据建筑结构的不同，分以下几种情况 ：

( 1 ) 当幕墙内侧有 实体 窗槛墙 时( 规范要求包 括结构梁板及上部泛水高度 ≥800 m m，根据蹿火半 径 ， 此高度宜为 1200m m) ， 通常此处防火节点做法 如图 1所示。对该节点， 设计应注意以下几点 ：

① 正确划分板块： 幕墙设计人员应正确理解防火分区概念，楼面梁及实体窗槛墙是属于上 防火分区的隔断， 因此对有窗槛墙的防火分区以楼面水平线划分并不合理 ，而宜以楼面、楼面梁及实体窗槛 墙的外沿线进行划分确定。当采用图 1做法时，玻璃板块并未穿越两个防火分区，与规范中的有关要求也并不矛盾 ，即使火灾中楼面玻璃板块破坏，由于上道防火封堵并未受到破坏 ， 防火封堵仍可 以起到 有效的阻隔作用。

但目前有不少设计对此处的板块分格常规设计如图 2所示， 并在楼面相应位置设置防火封堵，对比之下 ，图 1方案明显优于图 2，笔者对该两种防火设计方案具体比较如

其一 ，与图 1相 比，当下一防火分区内发生火灾 时 ， 则楼层面的下块玻璃 由于直接暴露在明火中， 易 遭破坏( 通常此种结构未采用 防火玻璃) 。而下块 玻璃破坏后 ， 则上一块玻璃也直接暴露在明火中， 尽 管此时火灾温度有所下降， 但一旦上块玻璃破坏， 与 之相连的防火封堵其实也被破坏， 楼层面上的这道防 火封堵也就不起作用 了。明火火焰虽然 由于窗槛墙 的保护不易蹿至上一防火分区， 但火灾中产生的大量 有毒烟气却因上道防火封堵 的破坏而快速进入上一 防火分区内， 从而给上一防火分区内带来安全隐患。

其二 ， 由于构造原因，采用图2结构形式时， 除 非使用螺栓进行固定( 需对芯管进行处理) ，否则楼层处横梁的角码 固定存在困难。

其三， 采用此种结构时， 由于室内窗槛墙通常在幕墙施工前 已完成 ， 故在楼层面处的防火封堵施工时，存在着严重的操作空间不足问题，如果在板块安装前进行防火封堵施工，则导 致 防火胶无法施工。因此建议不宜采用 图2所示的板块划分模式。若由于建筑原因必须采用这种划分模式时，建议楼面处的玻璃采用防火玻璃，并且立柱的伸缩缝宜稍向下设置， 以错开横梁的角码位置。或者在楼面上的第一根横梁上方加做一道 防火封堵，以保证即使楼面处的板块破坏但由于上道防火封堵未受破坏，仍可 有效起到防火保护作用。但这种结构从室内看由于窗台高度过高明显影响视觉效果。

② 防火层宜尽量设置在梁底下缘与吊顶齐平( 或与梁底齐平)，并设置在幕墙横梁的下方。其目的也是为了保护预埋件 、 钢角码等尽量不受火灾的影响 ( 钢材在 300 oC ～400 oC时承 载力 会 降低，600 o C 时会失去承载力，铝型材的耐火温度更低 ) 如果在火灾中预埋件及钢角码等受到严重影响后承载力降低，甚至丧失，这时，当整个幕墙骨架脱落时，其后果是极其严重的。

③ 窗槛墙上部与幕墙相交处宜增加一道防烟封堵。通常这种有窗槛墙的幕墙玻璃未采用 防火玻璃 ，一旦该处玻璃破裂后 ，由于实体墙( 包括梁与板等) 的保护 ， 通常明火火焰难 以直接蹿至上一楼层，但火灾中产生的大量有毒烟气会随着玻璃的破裂而进入到上一楼层。如果在窗槛墙的上部与幕墙的相交处再增加一道防烟封堵 的话，此 问题基本可以得到解决 。

④ 采用此种结构时，防火层通常用1．5m m厚的钢板支撑内部的防火矿棉( 通常幕墙玻璃为镀膜玻璃 ， 若为非镀膜玻璃 ， 则可用防火玻璃代替钢板与矿棉 ，可参考图3做法)。在设计时， 应注意钢板不能直接与幕墙玻璃接触 ， 以避免在火灾时钢板受热膨胀顶碎玻璃。但钢板又不能与幕墙玻璃距离太大，以免在负压作用时( 火灾时因室内温度升高室内压力大于室外，也相当于幕墙承受到负压作用 )，钢板与幕墙玻璃之间被拉脱形成明缝，造成烟气上升使防火层起不到应有的防火效果。

⑤ 对特别重要的建筑幕墙，为确保安全，建议预埋件在防火层封堵前用防火漆涂刷二道。当火灾影 响到预埋件时，防火漆会遇热膨胀充分保护预埋件，从而确保幕墙的主骨架不至脱落。

( 2 ) 当楼层位置无窗槛墙(或梁高度小800 mm) 时，采用图 1做法从安全防范角度考虑不够理想。由于构造原因，上下防火分区通常有一板块相连， 而此板块往往是支承在下一防火分区的横梁上。当下一防火分 区发生火灾时， 此玻璃板块极易被破坏( 钢化玻璃通常遇火 5～8 mi n破裂 ) 。一旦玻璃破裂 ， 由于缺乏实体墙的保护，烟气甚至明火就极易蹿至上一防火分区。因此对这种结构防火设计的关键是对此块玻璃的处理方式 。建议此节点做 法如 图3所示，即连接上下防火分区的玻璃板块用 防火玻璃( 此片玻璃的高度宜大于蹿火半径，若玻璃高度过大，则宜上下设置两道 防火玻璃 ) 。若幕墙玻璃为非镀膜玻璃 ，则用夹丝双钢化 防火玻璃 代替钢板与矿棉或用单片防火铯钾防火玻璃进行封堵，若幕墙玻璃为镀膜玻璃，则水平封堵也可参考图 1的水平封堵做法。

3 、水平方向的防火封堵

同楼层水平方向的防火封堵设计与上述的竖直方向的防火封堵设计在实质上是一致的。但在设计时又极易被忽视。根据建筑结构 的不同，分为有无窗间墙两种情况：

( 1 ) 当水平两个防火分区之间有窗间墙时，幕墙通常与窗间墙齐平( 幕墙在窗问墙外侧的情况极少) ，此时防火主要依靠窗间墙来实现。根据《 高层民用建筑设计防火规范( GB50045-95，2001年版 ) 》 中的第 5．2．2条要求 ，窗间墙的宽度宜大于 2 m。若窗间墙宽度小于2 m， 则两个防火分区处也需设置防火玻璃 ，做法如图4所示。

( 2 ) 当水平方向两个防火分区之间无窗间墙时，此防火封堵节点可参照楼层位置无窗槛墙时竖直方向的防火封堵设计( 参见图 5 ) 。但此处立柱宜从两个防火分区的隔断处开始设置。立柱在两个防 火分区处均需设置防火封堵，并应按室内装饰要求选取合适的封堵材料。要注意的是防火分区分隔处的两块幕墙玻璃均应采用防火玻璃，而且此两块防火玻璃宽度之和不宜小于 2 m。

( 3 ) 为保证安全，建议不管是否有窗间墙 ，在防火封堵处理时， 宜将两个防火分区相邻处的立柱用防火矿棉封堵在防火层内 ( 有窗间墙时为两根立柱) ，以保证在火灾时另一防火分区内的结构不致受到大的影响。同时 ，用作防火封堵的防火板与幕墙玻璃的间隙要求同上述的竖直方向的防火板与玻璃的间隙要求。

4 、结束语

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【关键词】建筑分类；高度和层数；防火分区；消防疏散设施；公摊面积；保温材料

《建筑设计防火规范（GB50016-2014）》已经于2015年5月1日开始实施，其内容相对于之前的《建筑设计防火规范GB50016-2006》（以下均简称为“旧建规”）和《高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（2005年版）》（以下均简称为“旧高规”）两本规范，做了修改和增补。其中有关住在部分的内容与也有变化和增加。对这些内容加以研究、解读，会对今后的住宅设计工作有所帮助。

1、建筑耐火等级的分类标准的变化

新版防火规范最大的一个变化是改变之前住宅建筑以层数做为建筑耐火等级的分类标准，而是改为以建筑高度做为分类标准。新版防火规范中，“对于住宅建筑，本规范以27m作为区分多层和高层住宅的标准；对于高层住宅建筑，以54m划分为一类和二类。该划分方式主要为了与原国家标准《建筑设计防火规范》GB50016-2006和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-1995中按9层及18层的划分标准相一致。”（5.1.1-（2）条文解释）。另外，新版防火规范附录A中对于的建筑高度定义为室外地面至屋面面层或屋脊与檐口的平均高度，室内外高差1.5米以内或2.2米架空层不计入高度。由此可见，新版防火规范尽管采用以建筑高度做为住宅建筑耐火等级的分类标准，但是制定标准的思路还是沿用旧建规、旧高规以及《住宅设计规范（GB50096-2011）》的相关规定，其实改变的幅度很小，对于住宅设计基本没有影响。

但是，新版防火规范附录A中计算建筑高度的定义标准是到“屋面面层”，考虑到北方的住宅多属于严寒或寒冷地区，其屋面要设置保温层。如果按保温层厚度100mm，两个水落口距离15米，2%排水坡度，找坡层最薄30mm厚度， 20mm厚找平层计算（忽略防水层等厚度），则屋面面层做法厚度应为300mm（100+30+7500×0.02+20）。将屋面面层厚度均摊到每层，那么按新版防火规范规定，54m（18层）的住宅层高无法达到3米，应在2.9米左右。这点在设计时应引起注意，否则极易突破新版防火规范的标准。层高的降低不一定是坏事，住宅层高每降低10cm，可降低造价1.2%～1.5%。所以，从另一方面看新版防火规范间接地控制了住宅层高，对于降低建筑材料消耗、降低造价、建设节约型社会具有推动作用。

2、防火分区的变化

首先，新版防火规范将高层建筑防火分区最大允许面积提高到了1500O。虽然和旧高规相比提高了500O，但由于住宅建筑的特殊性，面积的增大对住宅设计的实际意义不大。但是对于高规格、大面积的高档住宅设计，带来了一定的灵活性。

第二，新版防火规范中5.4.10-3条中规定“住宅与其他功能建筑合建，....住宅部分和非住宅部分的安全疏散、防火分区和室内消防设施配置，可根据各自的建筑高度分别按照规范有关住宅建筑和公共建筑的规定执行：.....”这条如果按住宅是高层主体，其他建筑高度不大于24m时，可以理解为：住宅与其他功能建筑合建，住宅为高层主楼，其他功能建筑为多层裙房，因住宅的疏散楼梯要与裙房完全防火分隔，主楼在裙房的投影面积仅为住宅的疏散楼梯，其他部分可以划分为裙房面积。而5.3.1条中“注2”规定“裙房与高层建筑主体之间设置防火墙时，裙房的防火分区可按单、多层建筑的要求确定。”该条的条文解释为：“如果裙房与高层建筑主体间未采取上述措施时，裙房的防火分区要按照高层建筑主体的要求确定。”这两条规范对于裙房范围的定义有区别，即住宅与其他功能建筑合建时其裙房面积比其他建筑的裙房面积要大。这是否可以理解为住宅的火灾危险性小，且一般住宅主体面积放在裙房位置其利用率也较低，综合这两点而放宽了住宅与其他功能建筑合建时裙房的防火分区面积、安全疏散等的消防设计要求。

3、安全疏散对于住宅公摊面积的影响及解决措施

住宅作为相对特殊的民用建筑，其需求量大而火灾危险性较其他建筑要低。因此，在满足规范要求的前提下，适度降低住宅的防火设计要求，从而降低消防疏散设施所占面积，降低每户的公摊面积，提高每户的套内面积利用率。这在目前房价居高不下，政府的土地供应量减少的大背景下，上对于整个国家土地资源的有效利用，下对于每个购房者实际所得的户内面积的大小，都具有积极意义。

新版防火规范对于不大于54m（18层）的住宅的消防疏散设施的设置，其要求与旧建规、旧高规相比变化不大。虽然明确了开向前室户门的数量应不大于3樘（5.5.27-3条），但是对住宅公摊面积的影响很小，这类住宅压缩公摊面积的方法已经很成熟，可以沿用以前的设计思路。

对于大于54m的一类住宅建筑，新版防火规范的要求更为严格，规定每个防火分区的安全出口不少于两个（5.5.25-3条）。新版防火规范已经禁止采用旧高规有关18层以上住宅中采用一部疏散楼梯加连廊的设计方法。两个出口的设置，加之一个单元需要设置两部电梯（《住宅设计规范GB50096-2011》-6.4.2条），势必导致公摊面积的增加。一直以来满足住宅必要的消防疏散设施和减少住宅公摊面积一直是住宅设计的一个矛盾点。如何平衡二者之间的关系，笔者认为应从两方面考虑，简言之，是“大处着眼，小处着手”。

“大处着眼”即指通过增加标准楼层的户数，增加分摊公共设施面积的数量，从而减少每户公摊面积，是更为有效可行的措施。通过增加户数来减少公摊面积的典型案例是某房产公司乌鲁木齐的一个项目，该项目采用一层六户的设计方案。其89平米户型可以做到三房两厅，73平米户型可以做到两房两厅，非常具有市场竞争力。但是这六户中有两户仅有东向或西向采光，居住的品质不高，弥补这一缺陷方法是将这两户设计成小户型（73平方米）并优化户内布局，减少无效空间。

“小处着手”是指尽量采用各个要求指标的下限，够用即可，来压缩整个消防疏散设施的面积。关于疏散楼梯可通过采用剪刀楼梯间来满足两个疏散口的要求，楼梯踏步宽取260mm下限，踏步高取175mm上限来进一步压缩疏散楼梯的面积；担架电梯可兼做消防电梯，载重量取800kg下限，另一部电梯可选用载重量最小（630kg）的客梯，进一步压缩电梯井道的尺寸；合用前室只要不小于6O，独用前室不小于4.5O即可。另外，设备、电气井道也可以在满足要求的前提下进一步压缩尺寸，将检修空间与走廊、前室等功能合用。

标准楼层户数太少少会导致每户公摊面积过大，户数过多又会使部分户型的舒适度较差。如何取得一个户数与公摊面积的平衡点，是今后住宅设计的关键。目前按设置剪刀楼梯间的消防疏散设施，约为50平方米（按2.9m层高设置剪刀楼梯间，800kg担架兼消防电梯一部，630kg客梯一部及相应的前室、合用前室、设备电气管井），再加上走廊面积可能达到约65平方米。我们以100平方米左右三房的市场刚需户型为参照标准，如果一层仅设置二户，不考虑走廊面积，将户门直接开向前室，则每户公摊面积为25平方米，其公摊面积占户型面积的25%，套内建筑面积仅为75平方米左右，基本不可行。而一层六户的设计虽然可将公摊面积降至11平方米，但是至少有两户的朝向不好，而且一层六户必然要利用东西采光面，单元之间无法拼接，其节地效果不佳，东西向住户还会产生视线干扰。那么按一层四户设计，其每户公摊面积约为16平方米，公摊面积占户型建筑面积比例16%，在可接受范围内，而且四户均可朝南，唯一不足是中间两户南北通风效能较差，但是也达到了一定的舒适度要求。可见，一层四户布置方案应该是这个平衡点。

通过以上分析，可以得出如下结论：新版防火规范的实施对于不大于54m（不大于18层）的住宅影响不大，而对大于54m（大于18层）的住宅影响较大。对于面积在100平方米左右的市场刚需户型，一层二户则基本不可行，要满足均好性要求及控制公摊面积不至于过大，其合理的户型布置应该是一层四户。当然，在满足市场需要的前提下，可以设计一层大于四户的户型。如果户型面积要求在120平方米以上，按照一层三户计算，每户公摊面积约22平方米，公摊面积所占比例18.33%，也在可接受范围内。

4、保温材料的要求

保温材料的耐火性能要求是新版防火规范新增的内容，制定这部分内容的思路是：对于建筑高度不大于27m的这类火灾危险性小的住宅，其材料耐火性能有所放宽，而对于大于27m的住宅，其标准有所提高。建筑高度不大于27m的住宅允许使用B2级材料，但其外墙上门窗的耐火完整性不应低于0.5h（6.7.5-1-3条、6.7.7-1条）；建筑高度大于27m的住宅可以采用B1级材料，但需要层层设置防火隔离带。可以看出新版防火规范对于外墙保温材料的规定更结合实际情况，根据高度不同，火灾危险性大小，既有放宽也有加强。

5、结语

综上所述，新版防火规范在住宅建筑耐火等级分类上面，与旧建规、旧高规保持一致，但27m（9层）、33m（11层）、54m（18层）这三个高度等级的户型层高会受限，基本只能保证2.9m的层高。关于防火分区的面积变化，与住宅合建的建筑其裙房的防火分区要比其他建筑的大，设计上更有灵活性。而影响住宅户型套内面积使用率的最大因素――公摊面积，在不大于54米的住宅类型上的影响与之前的防火疏散标准相比变化不大，影响最大的是大于54米的一类高层住宅。可以预见，今后这类住宅的标准层布置方式应该是一层多户，而对于市场刚需的100O三房的户型，标准楼层一层四户的平面布局因为各方面要素均衡，会成为主要的户型布置方式。

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[关键词]性能化；防火设计；

中图分类号：S762.3+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0162-01

1.性能化防火设计的基础知识

消防安全工程学原理和方法在建筑防火设计中的应用，产生了一种新的建筑防火设计方法一以性能为基础的建筑防火设计方法，简称为性能化防火设计或性能化设计（Perfomance-based Design）。

（1）处方式的防火设计（Prescriptive Design）

详细地规定了防火设计必须满足的各项设计指标或参数，设计人员只需要按照规范条文的要求按部就班地进行设计，不用考虑所设计的建筑物具体达到什么样的安全水平，有些像医生看病开处方一样，这种设计方法被称为“处方式”的设计方法，也有的人称之为“规格式的”、“规范化的”或“指令性的”设计方法。

优点：处方式的防火设计规范，是长期以来人们与火灾斗争过程中总结出来的防火灭火经验的体现，同时也综合考虑了当时的科技水平、社会经济水平以及国外的相关经验，这种规范清楚明了、简单易行，对设计和验收评估人员的要求不高，能够满足大多数规模或功能等要求较简单建筑的设计与监督需要。因此，处方式的防火设计规范，在规范建筑物的防火设计、减少火灾造成的损失方面起到了重要作用。

随着科学技术和经济的发展，各种复杂的、多功能的大型建筑迅速增多，新材料、新工艺、新技术和新的建筑Y构形式不断涌现，都对建筑物的防火设计提出了新的要求。新形式下出现的新问题：

①建筑规模越来越大，功能越来越复杂；

②新的建筑形式的出现；

③结构形式的个性化；

④中庭类建筑的出现。

（2）性能化防火设计

“性能化设计”源于英文词汇“performance-based design"，它是以某些安全目标为设计目标，基于综合安全性能分析和评估的一种工程方法。性能化的防火设计是建立在火灾科学和消防工程学基础之上的。

性能化防火设计方法是建立在火灾科学和消防工程（消防安全工程学）基础上的一种新的建筑防火设计方法，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，对建筑物的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估，从而得出最优化的防火设计方案，为建筑物提供最合理的防火保护。

性能化防火设计与处方式的防火设计相比较具有以下特点：

①基于目标的设计

在性能化防火设计中，安全目标却是设计人员必须关心的内容之一。安全目标是防火设计应该达到的最终目标或安全水平，除非规范中有明确的规定，一般应该同消防主管部门、建筑业主、建筑使用方共同协商确定。安全目标确定后，设计人员应根据建筑物的各种不同空间条件、功能要求、及其他相关条件，自由选择达到防火安全目标而应采取的各种防火措施并将其有机地结合起来，构成建筑物的总体防火设计方案。

②综合的设计

在性能化设计中，应该综合考虑各个防火子系统在整个设计方案中的作用，而不是将各个子系统单纯地叠加。

其次，只考虑建筑物的设计是不够的，而必须同时考虑在施工阶段应该体现设计中所要求的性能，防止在维护管理时功能下降，并要正确合理地使用。

③合理的设计

保证建筑物需要满足的防火安全水平的前提下，更合理的配置各个防火子系统，既安全又经济。

2.性能化防火设计安全目标设定原则

建筑工程性能化防火设计是建立在消防安全工程学理论和相关应用技术基础上，实现建筑工程的消防安全目标，对火灾现场进行定性分析和火灾风险分析，利用国家权威部门认可的工程工具、方法和性能判定标准，对设计方案进行量化优选评估的建筑设计新方法，性能化防火设计就是以火灾危险性和经济适用性为手段，根据建筑火灾发生发展的条件、特点、规律、危害特性以及建筑特征、使用人员状况来确定建筑防火设计。发展性能化防火设计装饰使我国消防安全水平更加科学合理。

建筑防火的控制目标总体上有两个方面，一是建立主动的火灾防御体系，二是建立被动的火灾防御体系。

被动的火灾防御体系主要包括以下几个方面的内容：

（1）通过提高建筑物的耐火等级，增强建筑材料的抗燃烧性能，实现降低建筑工程火灾危险性的目标。

（2）通过防火间距及最优化地设置防火分隔设施来划分防火分区，将火灾控制在预期的范围内，最大限度地减少火灾损失。

（3）最优化地设置消防安全疏散出口、通道及紧急避难与逃生设施，最大限度地减少人员伤亡。

（4）设置最优化的消防车通道、消防电梯，保证灭火救援车辆、设施及灭火救援人员能够及时到达现场抢救生命财产和扑救火灾。

5）设置完善可靠的火灾供电和灭火设施，充足供应灭火物资。保障灭火物资及设施能够最优化地满足火灾扑救的需要，实现尽快地扑灭火灾的目标。

（6）设置科学合理的防排烟设施，实现对烟气蔓延及危害实施有效控制。

在建筑防火体系中，除了被动的防御体系外，还有两个方面的主动防御体系。

（1）最优化地设置火灾自动探测、报警系统，实现随时监控火情和及时报警的目标，使火情时刻处于被监控之中。

（2）优化设置经济适用的火灾自动灭火系统，保证火灾在初起阶段就能够通过自动灭火系统实现有效灭火。

3.性能化防火设计的框架和支撑体系

实现性能设计首先必须要有三个必要的支撑要素：

（1）性能规范

规范的作用是制定防火安全的系统目标。其条文非常简洁，性能规范的制定必须有配套科研项目的配合，需要来自科研、工程及管理等各个领域的专家共同进行。

（2）技术指南

与性能规范相配套的技术指南提供了一些较成熟的设计方法供设计人员参考，并对建筑物内消防系统整体的有效性进行评估。还给出为实现规范中的性能目标所应达到的性能参数的取值范围。

美国消防工程师协会出台的设计指南明确表明了它的三个基本功能：

①为消防工程师和消防审核部门提供指导，以帮助他们确定并验证某个建筑项目达到了消防安全目标；

②对性能化设计过程中应予考虑的参数M行明确说明；

③为消防工程师提供一种设计方法，使他们能够制定出既达到消防安全要求，又不受其他不必要的限制，同时又能被各有关方面所接受的消防安全设计方案。

（3）评估模型

建立在科学实验、计算模型和概率分析基础上的评估模型可对设计方案在建筑火灾中的实际应用效果进行测算和模拟，并判断其是否能实现既定的性能目标。

在火灾安全评估中有许多评估模型，其中有两种较复杂的评估模型被认为是评价性能设计的最重要的评估模型。

①区域模型

区域模型通常把房间分为两个控制体，即上部热烟气层与下部冷空气层。目前使用的比较多的、有典型作用的区域模型是由美国标准与技术研究所（NIST ）开发的计算多室火灾与烟气蔓延的CFAST模型。CFAST可以用来预测用户设定火源条件下建筑内的火灾环境。

②场模型

场模型也称作CFD （Computational Fluid-Dynamics）模型，即计算流体动态模型。是用数学方法，通过求解代表物理定律的数学方程，来预测流体流动、热传输、质量传输、化学反应和相关现象的学科。

4.结语

性能化设计方法是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法，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，对建筑的火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估，从而得出最优化的防火设计方案，为建筑物提供最合理的防火保护。

参考文献

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[关键词]房屋；建筑；防火；设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

一、前言

在我们对房屋建筑进行设计时要有比较专业的人员对房屋的消防通道和消防设施进行合理设计，以便发生火灾后能及时的采取相关的措施进行补救。

二、建筑防火设计的实际问题

1、建筑设计保温节能和装饰易燃问题

我国建筑行业提高节能保温设计,建筑外墙不允许使用易燃物品,一般建筑企业采取的都是在外墙保温上加上一层防火保护层,但是一般的外墙设计都是易燃材质(聚苯乙烯泡沫类),另外,在室内装修过程中,设计师为了整体造型的美观,有些未按照国家的标准要求使用,而是使用可燃和易燃材料,最主要的是有些装修工程队为了节约成本,在建筑过程中以次充好,致使装修材料耐火点低,易燃,抵御火灾能力不强。从此现象我们可以看出,易燃,可燃材料造成民用建筑火灾的情况屡见不鲜。

2、建筑防排烟系统缺失

民用建筑设计师在建筑设计中,因为成本太大,而没有安装正压送风系统和机械排烟系统,有的甚至在检查设计过后改变已安装的排烟系统,结果导致发生火灾是烟顺着竖向管井垂直的方向一直向上,火灾损失严重。

3、主体结构耐火稳定性

建筑材料的耐火等级需严格要求的。我国目前建筑主体采用的是钢结构建材,防火技术上缺乏有效的指导,钢结构的整体具有稳定性和整体性,但是耐火性结构差。通常在火灾发生后钢结构材料不能再次投人使用中,因此,钢结构给防火技术带来了难题。

三、建筑防火设计对防火设计技术人员的要求

建筑形式多样的同时建筑施工技术和原材料也在不断改革，这在给建筑防火技术提出更高要求的同时也对防火设计技术人员的专业素养提出了更加严苛的要求。因此，作为建筑防火设计技术人员，必须坚持科学发展观，认真做好建筑防火设计工作，通常应包括以下三个方面:

1、必须具有聪慧的艺术观。建筑的复杂性需要建筑防火设计技术人员原则性地掌握消防的新理念，在保证防火设计的最终目地基础上灵活运用防火设计的各种技巧，合理地构思消防对策，以艺术的工作手法成功地完成消防与建筑的有机结合。

2、必须具有辩证的哲学观。建筑与消防本身就是一对矛盾的辩证统一体，燃烧的元素有三，任何一种元素取消都会阻止火灾发生。因此，明智的建筑防火设计人员可以运用辩证的思维方式正确地判定建筑的火灾演变过程，选择经济、合理、有效的防火技术，保证建筑物与人员的安全。

3、必须具有发展的科学观。随着建筑防火科学技术的迅速发展，大批消防科研成果的涌现，建筑防火技术水平也在不断提高。为确保防火设计的有效性，必须运用现代化的建筑防火技术，致力于在建筑火灾的发生中寻找发展规律，并提出具有针对性且行之有效的建筑防火设计控制方案，确保消防设计与建筑规范设计要求相符。

四、建筑防火设计的合理化设计

1、安全疏散通道的设置

快速传播、火势迅猛是建筑火灾的一大突出特们经常停留的地方要设置两个方向的疏散路线，才能更大程度地保证安全性。安全出口的数量越多越好，但是从经济合理性方面考虑，一般每个防火分区应设置不少于两个安全出口。《民用建筑设计防火规范》中规定了设计建筑中的公共活动地点与安全疏散口的距离应在3m以内，同时其他的房间最远处与安全口距离也要在15m以内。

2、疏散楼梯的设置。

楼梯间，为火灾时人员避难提供临时场所，太过开敞容易造成火势的蔓延，导致疏散不利，而封闭的楼梯恰恰能够阻挡烟气，有利于疏散。建筑目前使用的疏散楼梯有封闭型、防烟型和室外楼梯。封闭楼梯间适用范围有12～18层的单元住宅楼、医院的病房楼、设有中央空调的多层旅馆、不超过32m的二类建筑及厂房。防烟楼梯间适用于一类建筑、超过32m的二类建筑，现如今的封闭式楼梯间应具备防烟功能，小的投入带来的安全是无法用金钱来衡量的。另外，室外疏散楼梯适用于各类建筑。

3、消防电梯的设置。

火灾发生时要迅速到达起火地点进行灭火和救援，爬楼梯体力耗费大、容易与疏散人员冲击，因此，消防电梯间是消防人员进入建筑物内部进行灭火救援的主要通道，不仅有利于登高，楼梯间及其前室或合用前室，既是人员避难的临时场所，也是消防人员的立足点，因此在建筑中设置消防电梯十分必要。

4、疏散走道的设置。

疏散走道也称安全逃生通道，其宽度、距离必须遵循相关规定，不易设置过长，具有防烟排烟功能，吊顶要符合耐火材料的规定要求。疏散通道应宽敞明亮，在通道上设置指示和照明信号，如应急照明灯、出口方向指引、安全出口指示灯等，走道尽量少转折。

五、建筑内部要进行合理的防火设计

建筑的防火安全在建筑的安全工程中占有重要的地位，需要引起建筑设计者的足够重视，建筑的防火设计包括对火灾的预防，起火后对燃烧范围的控制，以及人员的疏散，要完成这些工作就需要对建筑内部进行合理的防火分区。我国目前的建筑设计中存在有较多的防火设计缺陷，需要进行相应的改善和调整，总的来说需要从以下方面进行：

1、对建筑平面布局进行的防火设计

对建筑的平面布局进行设计时，要考虑到建筑的防火等级，火灾发生时以及周围建筑的危险性不同，相应的内部平面布局也不同。在进行内部平面设计时，要考虑到对土地资源的节约，根据当地的气象特点，考虑到风向和日照的影响，尽量以自然风的方式实现室内通风，以自然采光的方式实现采光，缩短白天室内开灯的时间，以降低建筑内部的火灾隐患。在室内设计上，要考虑到火灾发生时的疏散通道，以及控制火灾蔓延和扑灭火灾的要求，注意对空间分隔的合理设计。

2、提高钢架结构的耐火等级

目前的建筑大多数都采用钢筋混凝土结构，建筑部件的耐火等级高低，对火灾发生之后房屋的耐火能力起着决定性的作。为了提高钢架结构的耐火能力，应该采用防火涂料对工件进行喷涂，以梁柱节点等重点部位为重点；可以用厚浆型的防火涂料进行喷涂，增强钢架结构的热绝缘性，使建筑在火灾中可以得到较长时间的保护；也可以用无机的防火板对建筑使用的大型钢件进行包裹式覆盖，以降低钢件的导热率。

3、防火分区设置的合理化

建筑的防火设计中比较重要的手段，就是对建筑内部实现分隔，分隔所使用的隔板具有良好的耐火性，这样可以保证在发生火情时，能够通过建筑内部的防火分区，对火情进行有效的控制。要想加强建筑的防火功能，就要注重建筑内部防火分区设置的合理化，以墙、门以及水幕带等多种方式相组合，保证建筑内部的受限空间和非受限空间之间的分隔，以隔火措施的高效运用，实现建筑防火性能的有效提升。

六、建筑防火设计问题的解决措施和建议

1、提高居民建筑防火设备建设

防火应提前做到防患于未然,提高建筑防火设备的建筑质量是安全系统的首要环节。选择耐火性强的主体和合理的电气化设备,防火间距和消防车道,避难层的合理运用。居民建筑在投人使用前应严格按照国家要求进行检查,消防部门对防火设施的要进行消防验收,如果在验收过程中发现任何环节有防火设备质量问题,可验收不合格,禁止建筑投人使用。

2、完善我国的防火法律法规

我国应该逐渐完善民用建筑防火设计规范火灾发生有时往往与开发商建筑违规造成,但火灾发生后很少追究到开发商本身的责任。我国应该通过法律法规制度的约束,要求建立完善的火灾责任制,明确活在放生原因的内在原因和外在原因,加大对开发商原因造成火灾发生的惩罚。现在的法律法规在实际运用中还是出现问题,说明国家应该联合各方面的综合能力,对法律法规进行修改,完善。

结束语

在进行房屋建筑设计的过程中要从屋内、屋外对防火设施和设备进行考虑，提高建筑的防火能力，降低火灾造成的损失。

参考文献

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当高层建筑的层数达到了40层以上时，发生火灾之后的人员疏散工作就会变得尤为困难。这主要是由于在如此高的建筑中垂直逃生通道的距离会大大加长，人员要想从顶层到底层的逃生距离所花费的时间会很长，使得最终的逃生希望渺茫。

2竖向管井较多,易形成烟囱效应

在高层建筑的内部装饰之中所使用到的很多材料都是易燃材料，因此一旦有火源引起，很容易使其点燃，最后火灾会顺延楼梯间、管道井、电梯井、排气道、电缆井、垃圾道等高层建筑中的各种管道向外蔓延。一旦发生火灾，这些存在于高层建筑中的竖向管道就会变成一个个高大的烟囱，最终会形成烟囱效应使得烟和火流动的速率急剧加快，从而最终导致火灾的恶化，使得高层建筑受到更大的伤害。

3施工周期长,施工期间火灾隐患大

由于高层建筑本身的特点导致其整个施工的过程会比较长，而在施工过程中正是火灾隐患比较多的时候，这个时候的用电量很大、临时的火源比较多、现场摆放的易燃物品也很多，因此在高层建筑施工过程中一旦发生火灾则会导致火势蔓延比较迅速，由于施工中基础设备都不完善，也会造成发生火灾之后的救援和扑灭工作难度加大。

4装备要求高,灭火救援难度大

相比于普通建筑的着火扑救，高层建筑的火灾扑救难度要大一些。先今很多的高层建筑外墙都是使用的玻璃材质，当发生火灾之后玻璃受热破碎之后一方面会使得救援设备和车辆等受到很大的阻碍，另外一方面也会使高层建筑内的人员受到一定的伤害。当高层建筑外墙为玻璃幕墙时，如果其实采用的固定窗的话，就会导致消防救援人员很难靠近起火位置，也就无法从根源上彻底的扑灭火灾。受限于现在消防设备的高度一般都在一百米一下，所以当高层建筑的高度超过一百米时，救援消防登高车和供水设备都无法有效发挥作用，这也会使得救援的难度大大增加。

5高层建筑防火设计

在高层建筑的设计之中，防火设计一直都是其中比较重要的一个环节。笔者针对高层建筑火灾发生的相关特点，对高层建筑的防火设计提出了相应的改善措施

5.1防火分隔方面

当高层建筑发生火灾时，要尽可能将火源控制的起火点位置，防止其向其它楼层和房间蔓延，因此在防火设计中要考虑到住宅的单元墙和防火墙在阻止火灾蔓延起到的作用。

5.2防火设计方面

对于高层建筑而言，每一个建筑本身由于其建筑规模、功能设计、地理位置等不同使得每一栋高层建筑都有不同的防火设计要求，针对这些不同的防火设计要求显然不能通过一个防火设计规范来实现。因此在设计高层建筑的防火设计时必须要在防火设计规范的基础之上发挥主观的能动性，加强防火隔断,避免使用可燃材料,增加灭火手段,加强防排烟措施,增加建筑构件的耐火性,采用不同的解决办法,以求最终能够实现防火的要求。

5.3室内装修陈设方面

消除建筑物室内的火源几乎是不可能的，但是换一个角度，室内采用难燃、不燃陈设或装饰却是能够实现的,因此在高层建筑的装饰、装修中尽可能采用难燃甚至不燃的材料。

5.4安全疏散方面

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关键词：商业广场；建筑特征；人员特点；防火设计；难点；对策措施

近年来，随着我国社会经济建设的不断发展，大型的商业广场数量日益增加。商业广场具有人员密集、面积大、建筑功能复杂等特点，发生火灾后容易导致蔓延迅速、人员疏散量大，而且扑救难度大，直接危害到国民经济的发展和人民生命财产安全。因此，如何保证商业广场防火设计的合理性、可靠性是当前设计人员值得探索的话题。

1 商业广场建筑特征与人员特点分析

商业广场是近几年在我国各大城市新兴的商业建筑形式。伴随人们生活质量不断提高，尤其是现代交通工具给人们的生活带来了极大的便利，使人们的生活节奏不断加快，深刻改变了现代人的购物方式和购物规律。尤其在节假日，商场一般会聚集较多的购物人群，很多现代的购物群体并不仅仅要求良好的购物环境，还对娱乐、休闲等提出更高的需求。

商业广场的出现在很大程度上满足了顾客这些方面的需求，它不但传承了传统步行商业街的优点，又注入了饮食、文化、娱乐等多方面的活力，形成了一个环境优雅、服务齐全、商品多样的综合性购物商城。

其建筑特征和人员特点主要体现在以下两个方面：一是商业广场往往是功能齐全、人员密集，其建筑特点往往是空间高大、相互融通且易燃材料较多；二是商业广场人员具有典型的“不确定性”，在商业广场里大部分是顾客，并含有其他一些经营管理人员，人员数量难以确定，与观众厅相比，商场里的人员流动性较大，一般难以确定人员的数量。

一般而言，顾客对商场的环境和整体布局不是非常了解，防火意识和技能不是很高，在商场发生火灾后往往会急忙应对，经常出现失去理智的行为。经营管理人员，包括营业员、物业人员、管理人员等对商场的环境和布局较为熟悉，他们相对比较了解消防设施以及安全出口等商场应急保证措施。商业广场作为一个人员密集的公共场合，一旦发生火灾必然会造成严重的经济损失和负面的社会影响。研究商业广场的建筑设计防火问题对于降低火灾事故的发生概率已经降低事故的严重程度起着很大的贡献性意义。

2商业广场防火设计难点分析

餐饮休闲、购物娱乐是商业广场的主要功能，一般来说商业广场集中在低下1～2层，地上1～5层，建筑总高度一般在21m左右，此类建筑应该依据现行的GB50016-2006《建筑设计防火规范》（以下简称GB50016）和GB50045-95（2005年版）《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称GB50045）。然而以上两部规范只是对商业广场提出了整体性的防火设计要求，然而其针对性和可操作性较低，在商业广场防火设计过程中常常会面临以下几个难题：

2.1 防火分区划分与防火分隔问题

（1）商业广场主要是采用中庭共享，其余部分按照商业步行街建造的建筑形式，这种建筑形式与GB50016相悖。GB50016第5.1.7条规定：商业建筑防火分区在设有自动喷水灭火系统时，允许最大建筑面积不应大于5000m2。GB50045第5.1.2条规定：高层建筑内的营业厅，当设有火灾自动报警系统和自动喷淋系统，且采用不燃烧或难燃烧材料装修时，地上部分防火分区的允许最大建筑面积为4000m2计算；地下部分的允许最大建筑面积为2000m2。商业广场这种中庭与商业步行街结合而成的现代商业广场建筑形式给商场防火带来了很大难度。一般而言，中庭部分贯穿于商场多层且其结构复杂多变，有关要求防火卷帘不应超过分割区的30%，大量设置防火卷帘会埋下很多的安全隐患，这个防火卷帘在商场防火中的应用带来了很大的难度。而且中庭与各个店铺之间往往难以设置实体的防火墙。

（2）商业广场往往设置大型超市，受到其上部体量大的影响，其底下建筑总面积往往会超过2000m2，根据GB50045第4.1.5B.4条规定：当地下商店总建筑面积大于20000m2时，应采用防火墙进行分隔，且防火墙上不得开设门窗洞口。

2.2 安全疏散设计问题

（1）GB50016第5.3.13条规定楼梯间出口应能直通室外，当层数不超过4层时，可将直通室外的安全出口设置在距离楼梯间不大于15m处。GB50016第5.3.13条、GB50045第6.1.7条规定建筑内展览厅、营业厅等，其室内任何一点至最近疏散出口的直线距离不宜大于30m。商业广场由于建筑体量较大，其首层楼梯间的设置及其楼层疏散距离往往难以满足以上规范的要求。

（2）商业广场建筑疏散宽度是该类商业建筑结构设计的另一个瓶颈问题。无论是GB50016还是GB50045都详细的规定了疏散宽度指标，但是对于人员指标二者还缺乏有效的协调确定，商业广场中庭和商业步行街与一般商业建筑还是存在很大的区别，例如在确定高层餐饮场所疏散人员换算系数时一般采用估算法，并且疏散密度较大，这和GB50016规定的疏散人数换算系数楼层越高，其值越低这一规定相悖，这就给合理性确定商场建筑疏散宽度带来了很大难度。

2.3 商场高层人员集中问题

商业广场经营范围不仅是销售业、餐饮业，往往还具有一定规模的娱乐休闲功能，例如电影院、KTV、自助餐厅等，按照一般统计数据来看，这些人员密集场所有一个共同点，那就是一般设置在商业广场的顶层或者高层。根据GB50045第4.1.5条相关规定，会议厅、歌舞厅、多功能厅等设置在建筑物的底层（三层以下），当迫不得已必须设置在其他楼层上时，要求一个厅、室的最大建筑面积不能超过400m2，且可用安全出口不得少于2个。其次GB50016和GB50045均对以上人员密集场所的设置作出了明确规定，要求人员密集的公共场合需要设置在首层、二层或三层的靠外墙部位。商场高层人员的集中满足了综合性性商场的业态布局需要，但是却不利于疏散人员的有效疏散，不易实现消防独立疏散的原则，这必会给防火设计和消防监督带来很大的难题。

3 对策措施

3.1 强化性能化防火设计理念

性能化防火设计是在消防安全工程的理论基础上，利用系统工程的方法和手段，基于“人-机-环”这三个角度，分析具体建筑的火灾的致因、发展、损失和防控，在对各种防火措施进行综合测评的基础上，确定适合某具体建筑实际情况的防火设计。如今消防安全工程学在国内外的技术手段已经逐渐成熟，它结合了最新的科研成果和科学技术，并逐步向防火设计和安全评估靠拢。它系统性的研究了火灾防控要素，包括火灾的孕育-发展-损失阶段、固有危险源的辨别-评估-控制措施、火灾的预测-防控-应急方法等等，保护了物理、化学、生理、心理等多个研究领域。

商业广场中的消防安全目标主要是防止火灾事故的发生概率以及其伤害程度，具体包括：人员的有效疏散、火灾燃烧控制、财产损失控制、结构安全的控制、运营的干扰性控制等。所以大型商业广场在进行防火设计时应本着安全适用、经济合理、技术先进的设计理念，以性能优化为目标，对商业广场的建筑进行火灾控制、危险辨识、人员疏散等进行详细的分析，以便制定适当的消防策略。如今，性能化防火设计已经得到了较为广泛的应用，这对商业广场的防火设计提供了一定的指导意义，强化性能化防火设计在商业广场建筑中的应用将会起到一定的贡献性作用。

3.2 完善建筑防火设计规范，增加其针对性和可操作性

商业广场是典型的人员不确定的公共场合，这对疏散宽度指标的准确确定带来了极大的难题，而且中庭和步行街疏散人数计算方法争议比较大，所以应采用不同的消防策略，需要在多例调研的基础上，结合商业广场建筑和经营方式、火灾和热源特点来完善相关规范、标准，制定实用性更强的可行条款，合理确定理规定疏散人数指标，商业广场主要区域的确定方法如下：

（1）中庭和公共走廊是商业广场的重要组成部分，这些区域人员载荷较大，不能忽视，疏散人数指标可以采用建筑面积乘以其人员密度指标的方法来求取。

（2）对于餐饮区，由于涉设计之初难以确定实际运营时的座位数，可以采用营业总面积乘以餐饮区综合人员密度指标进行确定。

（3）对于电影厅，其具有固定的座位数，人数容易确定，疏散人员载荷可以以座位数、部分工作人员、候场人数来确定。

（4）对于百货区，可以采用国际惯例，以营业建筑总面积乘以商业综合人员密度指标来进行确定。

3.3 大型购物中心的防火设计探讨

（1）中庭设计为“准安全区”，使用不然难燃材料装修来限制火灾载荷，从而来保证此区域发生火灾后相对安全；这样可以接解决疏散距离大的难题。

（2）根据中庭和步行街的功能特点，需要合理的布置中庭与步行街防火分离，“准安全区”和“防火舱”的结合使用将起到更为重要的作用。

（3）对于精品区可以使用防火墙（耐火极限不低于4h）的分离措施来控制火灾的延烧，同时增加红外火灾检测报警器和自动排烟装置。

结合大型商业广场建筑、人员、商业布局等特征，各种不同区域的疏散指标可以按照表1确定。

对于人员密集的公共场合，一方面要合理疏散设计，另一方面需要根据GB50045相关规定控制每个厅室的建筑面积，以达到满意的疏散效果和控制事故严重程度的目的。

4 结束语

总而言之，商业广场防火设计与一般建筑相比，其防火设计差异大、难度也高。因此，在防火设计时，应该结合此类建筑发生火灾的特点出发，遵照国家的有关法律法规和“预防为主，防消结合”的消防工作方针，强化性能防火设计，最大限度的满足防火设计要求，降低火灾的影响，从而保证建筑与人身财产安全。

参考文献：

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关键词：性能化设计；高层建筑；防火；运用

GB50016-2014《建筑设计防火规范》的出台，克服了原《建筑防火设计规范》和《高层建筑防火设计规范》不协调的问题，使我国建筑防火设计规范更加严谨，新《规范》的出台符合我国现阶段建筑工程建设特点的，并且也是时代和社会发展的必然结果。新《建筑设计防火规范》，不仅增强了建筑工程防火设计规范的科学性、合理性和适应性，还提升了建筑物抗御火灾的能力，对建筑物火灾事故的发生，具有十分重要的意义。性能化建筑防火设计作为国外普遍应用的先进防火设计方法，在新《建筑设计防火规范》出台的背景下，具有更加广泛的推广和应用价值。

一、高层建筑火灾的特点和危害

城镇化进程的推进，促进了我国建筑工程的发展，如今高层建筑已经成为城市建筑工程施工的一大特点。高层建筑在给我们城市发展提供更多空间的同时，防火设计要求也更加严格和严谨，与传统建筑防火设计有很大区别。

首先，高层建筑其结构比传统建筑更加利于火势的蔓延，高层建筑中，不仅有着传统建筑的结构，还有着电梯井、管道井、电缆井、垃圾道、排气道等竖向管道，当火灾发生时，这些通道会由于内温度高于外温度，使通道内的热空气沿着通道自然上升，而管道外的冷空气因密度大，会由低层渗入补充，从而形成烟囱效应，助长火势。

其次，由于高层建筑居住人口较多，而且人们平时主要凭借电梯出入，因此当火灾发生时，人员疏散是很低效的。虽然高层建筑都建设有消防通道，但由于高层建筑所容纳的人数较多，楼层较高，因此常规的疏散通道根本不能完成大量人员的疏散任务。由于高层建筑发生火灾时安全通道是唯一的自主逃生途径，电梯的停用会使人们对火灾的恐惧更加强烈，导致在人员疏散过程中更容易出现拥挤推拉现象，增大人员安全疏散的难度。

再次，高层建筑的业主关系较为复杂，因此在消防设施的安装和保养上容易由于互相推诿责任出现疏漏，由于建筑较高，地面火灾扑救措施很难实现对火情的及时控制，但是当火灾发生时，能够及时进行高层建筑火灾扑救的措施主要就是这些消防设施。一旦发生火情，很容易由于处理不及时蔓延成大火，并带来人员伤亡和经济损失。

二、性能化设计的概念和基本过程

1、高层建筑防火性能化设计的概念分析

新建筑防火设计规范中，对高层建筑的防火设计要求更加严格，对防火及疏散做出的规定也更加细致。建筑防火设计要求建筑发生火灾的概率降低到可控程度，并且当火灾发生时能够实现人员的及时疏散和对火情的有效控制。性能设计作为一种新型的防火设计方法，应用消防安全工程学原理从整体入手实现了整个建筑设计防火性能优化的目标，并且实现了对建筑可能发生火情的有效预防。在进行性能化建筑防火设计时，我们要在不脱离《建筑设计防火规范》的基础上，结合建筑主体结构设计可能存在的防火风险，并针对业主的需求进行综合设计，对建筑材料、构件、组件以及系统和建筑方法都要进行要求，使建筑达到最优的防火性能。

2、高层建筑防火性能化设计的基本过程

性能化设计比传统的高层建筑防火设计更加复杂，需要社会环境和技术条件的大力支持。高层建筑性能化设计的实现需要性能规范、技术指南、评估模型三个关键支撑要素，性能规范是指设计用来制定防火安全的系统目标，不仅规定了建筑设计需要满足的功能，还为建筑实现其社会性目标提供了具体的参数。技术指南主要描述了建筑性能化设计如何运用科学技术及防火工程原理，在火灾发生时对建筑内财产和人生命安全实施保护，并对整个建筑的防火安全性能进行评估。评估模型则是高层建筑性能优化设计最关键的一步，高层建筑评估模型的建立需要应用到概率分析技术、定性分析技术、火灾动力学原理、火灾影响模型定性和概率应用及有毒气体毒性影响模型等原理和方法，对高层建筑的火灾设计方案进行系统的模拟和测算，并综合判断建筑防火性能化设计是否符合建筑防火的设计要求。一般来说，高层建筑防火性能化设计的基本过程如下（图一）所示。

（图一）高层建筑防火性能化设计流程图

3、高层建筑防火性能化设计的步骤

高层建筑防火性能化设计包含确定工程参数与评估内容、确定消防安全总体目标和性能目标、设计目标的确定、火灾场景及火灾模拟设计、初期的常识性设计和评估、完成性能化设计报告几个部分。

确定工程参数与具体评估内容我们首先要了解高层建筑的综合信息，对大空间建筑和人员密集的商务办公楼要重点关注，并针对建筑的工艺特征合理安放特殊作业区、危险物品存放区、昂贵设备区以零故障区等。确定火灾场景是指针对该建筑在某一特定情况下发生火灾可能的发展和蔓延情况进行模拟，并分析其对建筑造成的破坏程度。火灾场景设计和模拟时我们需要对火灾场景的确定性和概率因素进行构成确认，并依次为基础对建筑的火灾场景进行模拟研究并得出其特征。由于高层建筑设计报告需要进行反复的常识性设计才能完成，因此需要进行系统的尝试性设计并对其进行评估，并从中选出最合适的设计方案，最终以这个设计方案为基础完成性能化设计报告。

三、高层建筑性能化防火设计的火灾模拟研究

高层建筑性能化防火设计的火灾模拟是建筑性能化防火设计中最重要的环节，在这个环节我们需要对诸如影响人员安全疏散的因素、高层建筑火灾场景设计、高层建筑热释放率设定以及高层建筑的烟气特性进行模拟研究。随着计算机科技的发展，现如今国外在高层建筑性能化防火设计的火灾模拟中已经实现了智能化，通过火灾模拟分析软件的应用，能够有效的帮助设计人员完成建筑性能化设计的模拟。

其中最著名的就是美国国家标准技术局建筑火灾研究实验室发展的FDS，FDS综合了火灾模拟的多个因素并将其进行数值模拟化，采用数值方法求解一组低马赫数流动的 Navier-Stokes 方程（粘性流体方程），来计算火灾中产生的烟气和热传递过程。该软件通过将空间分成多个小长方体或计算单元，每个小单元的内部的气体速度、温度设为一致，仅随时间变化，通过对同一网格使用有限体积技术来计算热辐射。流体流动中存在湍流现象，追踪预测火灾气体的产生和移动，并结合家具、墙壁、地板和顶棚的材料特性来计算火灾的增长和蔓延。随着软件技术的发展，FDS 不断被完善，不仅可以用于解决实际的火灾问题，甚至已经可进行火灾过程和疏散过程的联合模拟，进入了工程建设领域，成为建筑性能化设计的辅助工具之一。

综上所述，随着我国新《建筑设计防火规范》的应用，性能化设计将会越来越广泛的应用于高层建筑的防火设计，并将给我国的建筑防火设计带来革命。为了使我国高层建筑具备更优秀的火灾防控性能，我们在高层建筑防火设计时积极引用先进的设计理念和技术，并通过相关计算机模拟软件的应用让我们的高层建筑性能化设计方法更加可靠合理，为我国的高层建筑的发展和应用保驾护航。

参考文献：

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关键词：民用建筑;防火;安全

随着建筑科技的不断进步与发展，建筑产业的不断完善，对建筑的各方面要求也是不断提高。在城市产生出各具特色的建筑类型，不论在体量还是在建筑高度、建筑功能方面均是不断在创造新的极限。对建筑本身各项技术要求，相应也是不断提高。例如建筑防火、建筑节能、建筑构造、建筑工艺等。本文对建筑防火设计进行讨论如下。

建筑防火设计的首要目标是防止和减少建筑火灾危险，保护人身和财产安全。在建筑设计中，要认真贯彻“预防为主，防消结合”的消防工作方针，做好建筑防火设计，做到“防患于未然”。

作为建筑设计师，要掌握火灾蔓延和发展等相关知识，在设计中采取可靠有效的防火设计措施，这既是建筑设计防火的主要设计任务。防火措施，主要指降低火灾荷载密度和建筑及装修材料的燃烧性能；控制火源，进行必要的分隔；合理设定建筑物的耐火等级和构件的耐火极限等，并根据建筑物的使用功能、空间平面特征和人员特点设计合理、正确的安全疏散设施与有效的灭火设施，预防和控制火灾的发生及其蔓延。同时，面对大、中城市的高层建筑林立的现实情况，针对其火灾危险性大的特点，设计时更应加倍精心，做到安全与适用、技术先进，经济合理。

建筑火灾是指发生于各种认为建造的物体之内的火灾，也就是烧毁建筑物及其收容物品的火灾。建筑火灾主要分为四个阶段：①火灾初起阶段（轰然前）；②火灾成长阶段（轰然）；③火灾旺盛阶段（轰然后）；④火灾衰减阶段（熄灭）

近年来，随着现代化建设事业的迅猛发展，大规模、高标准的建筑越来越多，特别是高层建筑可谓日新月异，绚丽多彩。高层建筑有节约城市用地和丰富空间造型等优点，但也有造价高，火灾危险性大等方面问题。

建筑物起火的原因是多种多样、错综复杂的，通常引起火灾的原因有以下几类：因明火引起的火灾、因暗火引起的火灾、因用电和电气设备事故而引起的火灾、因雷击放电而引起的火灾、突发地震或战争来不及采取切断电源等用电设备而引起火灾等。对于建筑设计的角度来看，防止建筑物火灾威胁的主要要求有如下几点：①从整体城市及园区规划角度抓起，合理布置建筑总平面，特别是高层密集的区域，做好消防通道、消防水源的设计，以利于火灾时消防扑救的正常有利进行；②合理设计布置建筑平面和空间功能及关系科学划分防火分区，设置有效的防火分隔，以利有效的控制火灾蔓延，充分满足国家防火相关规范要求,科学合理设置安全疏散；③合理科学选定建筑材料及构配件，以保证建筑物的耐火能力；④做好建筑构造的防火要求，特别是穿越防火墙和楼板的管线洞口缝隙的封堵严密、以及幕墙构造防火分隔，窗间墙窗槛墙宽度要求、竖井构造等的防火设计要求；⑤各专业之间的密切配合，采用科学有效的防火、通风排烟、报警系统和没火装置等自救措施，能够迅速准确的掌握火情展开扑救，保证建筑物火灾隐患降到最低点；⑥保证建筑结构具有规定的耐火强度，以保证建筑内人员在规定的时间内能够安全逃生。

而建筑火势蔓延的方式主要有：1.热传导；2.热辐射；3.热对流。

其中热传导是通过导热好的建筑构件或设备，使得火势蔓延到相邻房间进行的，防护解决办法是在建筑物内设置合理的防火分区，保证主要承重构件的耐火性能；其中热辐射指热由热源以电磁波的形式直接放射的周围物体上，比较好的解决办法是建筑物与建筑物之间保有一定安全的建筑间距；其中热对流指帜热的燃烧物、烟气与空气之间相互流动的现象，主要防护办法是合理分割建筑物内部竖井，门窗，易于传递烟火的部位，另外加设排烟和喷淋灭火系统等防火设备。

以上均为建筑功能方面的防火设计，就建筑本身建筑材料来说，其防火的性能既可燃性能亦是是非常重要的，它是建筑防火安全的很重要的部分。根据现行规范及现行《全国民用建筑工程设计技术措施2009》中规定，建筑外墙保温系统和材料选型、外墙装饰材料、建筑幕墙：除应符合现行国家有关建筑设计防火规范的规定外，目前还应符合公安部、住房和城乡建设部联合的“《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》的通知”（公通字［2009］46号）文件的要求。

对于建筑防火，难度较大的就属高层建筑，随着我国经济和城市建设的迅猛发展，高层建筑日趋增多，严格的防火设计，根据高层建筑火灾的特点：①火势蔓延快，蔓延途径多；②疏散困难容易造成重大伤亡；③层数多，扑救难度大；高层建筑功能复杂，火灾隐患多等。根据以上高层火灾的主要特点，为了防止和减少高层民用建筑火灾的危害，保护人身和财产的安全，我国制定了《高层民用建筑设计防火规范》，针对高层建筑发生火灾的特点，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全使用，技术先进，经济合理。利用先进的自动消防系统，使高层建筑的防火、灭火技术达到了一个较高的水平，并且需要建筑师具备对建筑防火设计的充分理解，配合严格高层民用建筑消防设计建审工作和工程施工管理工作，高层建筑消防设计的建审和施工是否符合消防规范，把好这一关不但可以减少火灾隐患，还可为今后安全使用提供保障。

对于建筑设计者来说，不同的建筑类型，其防火设计的要求各有不同。对于公共建筑来说，例如大型体育场馆、大型酒店、大型宾馆、歌舞娱乐场所等公共建筑，因其建筑面积较大，人员较密集，共建内停留人员对建筑内部情况不熟悉，火宅危险系数较高，一旦发生火宅，后果比较严重，这对建筑防火和安全疏散有更高的要求，尤其是高层公共建筑难度更大，在这种情况下对建筑使用的材料的防火性能和建筑本身的防火疏散科学合理型，建筑喷淋系统和报警系统等的消防设施要求更高, 并应严格遵守国家相关规范及技术措施，符合国家及当地消防部门的有关规定.

总言之随着我国建筑材料和建筑构造及建筑设备等的不断进步完善，建筑防火设计方面的不断科学合理，加之人民消防安全意识的增强和社会消防配套能力的不断提高，我国的建筑消防安全会越来越成熟，越来越科学。

参考文献

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关键词：建筑；防火设计

1 高层与非高层建筑设计的现状

高层建筑的楼梯间、电梯井、管道井、风道、排气道等竖向井道，如果防火分隔或防火处理不好，发生火灾时好像一座座高耸的烟囱，成为火势迅速蔓延的途径，其中风速对高层建筑火灾也有很大的影响，因为风速是随着建筑物的高度增加而相应加大的，由于风速增大，势必会加速火势的蔓延扩大，由于高层建筑层数多，垂直距离大，人员密集，疏散到地面或其他安全场所的时间也会长些，疏散难度较大，有些城市从国外购置了为数很有限的登高消防车，而大多数建有高层建筑的城市尚无登高消防车，即使有，高度也不高，不能满足高层建筑安全疏散和扑救的需要。普通电梯在火灾时由于切断电源等原因往往停止运转，因此，多数高层建筑安全疏散主要是靠楼梯，而楼梯间内一旦窜入烟气，就会严重影响疏散，从火灾救助的角度讲，消防电梯的前室不宜与普通电梯厅设在同一空间内，以免火灾时，慌乱的人群对消防人员灭火救助造成很大的干扰；但现在大部分设计中普通客体和消防电梯共用前室，既然这样，还不如将普通客梯也设置成消防电梯，理由是两梯相邻，消防电梯要求设计的前室、防火分隔、排水井都很容易共用。

非高层建筑的防火设计，没有强调设置消防环路的条文，因此，有的多层小区设计的大量的近端车道，而且不设近端回车场地，由于各种原因，实际的大火扑救中，一般不能使用室外消火栓直接灭火，有的是管理不当，无水，有的是根本就打不开，而是由消防车加压灭火，当多辆消防车进入现场，没有足够的场地，没有环路，甚至没有回车场，这无疑给灭火行动增加了不必要的麻烦，因此，建筑密度比较大的小区一定要设计消防环路。

2 建筑防火设计存在问题及对策

建筑性能化防火设计是指在确定建筑应达到的防火标准后，充分考虑建筑物的使用性质、高度、耐火等级、消防设施、内部装修、可燃物的多少、建筑功能、疏散设施、建筑内人员的素质和数量以及分布等多种因素后，确定建筑的防火分区。建筑防火性能化设计是通过对随机建筑的综合防火性能评定，设计出特定的符合该建筑的防火安全系统模式，以实现火灾时，保证该建筑物内的人员生命安全和有效控制财产损失的总目标。

建筑防火性能化设计方法是建立在消防安全工程学基础上的一种新的建筑防火设计方法，它运用消防安全工程学的原理和方法，根据建筑物的结构、用途、内部装修、火灾荷载等的具体情况，设计者根据建筑物的各个不同的空间条件、功能条件及其他相关条件，自由选择为达到消防安全目的而采取的各种防火措施，并将其有机地组织起来，构成该建筑物的总体防火安全设计方案，然后对建筑火灾危险性和危害性进行定量的预测和评估，从而得出最优化的防火设计方案，为建筑物提供最合理的防火保护。

建筑防火性能化设计是通过对随机建筑的综合防火性能评定，设计出特定的符合该建筑的防火安全系统模式，以实现火灾时，保证该建筑物内的人员生命安全和有效控制财产损失的总目标。那么，推行建筑防火性能化设计是适应社会发展的客观需要，随着我国社会主义市场经济的快速发展，推行建筑防火性能化设计是丰富建筑艺术、推广新技术的最佳途径。采用现行规范进行建筑设计禁锢了建筑师的创新思维。而防火性能化设计则只需要规定该建筑物应达到的安全性规定的性能要求，建筑物应具备的性能要求的特征参数或者指标，建筑师在设计时摆脱了规范条条框框的禁锢，更能充分施展设计才能，大胆进行创新，设计出更有人情味、更富理性的优秀建筑艺术作品。同时，在建筑设计中，也可大力推广应用技术成熟的消防新技术、新工艺、新设备、新材料，从而进一步推动科学进步和技术革新的步伐。

3 建筑防火设计的要点

建筑防火设计最基本的依据是防火设计规范，依据规范进行的防火设计实践中，有时会存在这样或者那样的问题，主要是管理问题，也有一部分技术问题。在建筑设计中，防火是很重要的一个因素，必须遵守国家的有关方针政策，和“预防为主，防消结合”的方针，针对高层建筑的火灾特点，从全局出发，结合实际情况，积极采用可靠的防火措施，保障消防安全。

随着城市开发规模的不断扩大，成片街区的统一规划设计今年已见增多，大型基地统一开发建设，就会产生大面积的裙房，在大面积群楼上设计的若干栋高层建筑，其实安全疏散一定要到达首层，通过首层疏散到室外，则可能使宝贵的首层失去较多创造效益的面积。解决的办法之一，就是疏散到裙楼的平台上，然后再通过专用直达楼梯疏散到地面；也可停留在平台上等待救援。以上两种疏散结果都要求裙楼平台有足够的面积和足够的开敞空间，或采取相当于避难层的安全防护措施，以便在设计之初就考虑这些问题。

对于防火玻璃而言不一定就是安全玻璃，同样，安全玻璃未必一定适于防火，相当多的设计，为了追求形式，在需要设置防火隔断的位置上采用安全玻璃。最常见的是全玻璃防火门，与中庭连通的商铺，也大面积使用玻璃隔断。真正的防火玻璃隔断，不仅应能经受一定时间火焰的烧烤，而且应在遇水骤冷时不宜炸裂破碎，从这个意义上讲，可能只有多层夹胶玻璃符合要求。夹丝玻璃，一般限制在较小面积上使用，才具有防火安全性；夹层注满液体的防火玻璃，在实际工程中使用还很少，至于全玻璃防火门，即使使用的是夹胶防火玻璃，也会因其构造上的原因，很难达到防火门对密封性能的要求。因此，设计实践中，必须慎重使用大面积玻璃防火隔断，不仅需要专业厂商提供可靠的技术保证资料，而且应当取得消防部门的书面认可。

为了追求空间美感和采光的效果，一些建筑采用中庭设置，中庭上顶采用玻璃屋盖采光。当中庭两长边间距大于6m时，可将其封闭屋盖去掉作为内天井或内院，形成自然排烟，这样面积可不叠加计算；然而按照现行消防规范，防火分区由中庭贯穿的各层建筑面积叠加计算，这样计算往往较易超过规范允许的防火分区面积。一般规定沿中庭四周设置防火卷帘，或把与中庭相通的门改为防火门等分隔措施，所以，中庭的防排烟是中庭防火设计的重要内容，但真正解决好中庭的防排烟问题是很困难的，不仅需要根据各种不同的情况，建立多种模拟计算，更应进行大量的模型试验，才能做出一些基本的原则规定，所以，现在我们做中庭的设计，只有参照国外经验，待条件成熟了，积累了一定的经验之后，再作进一步规定。

4 结束语

在建筑防火设计中采取必要的防火措施，保障生命和财产的安全，结合实际工程，根据建筑空间特点灵活利用各种方法进行防火分区的划分，将火灾控制在局部空间内，从而为火灾时的人员疏散和火灾扑救提供有利条件，有效的减少火灾造成的人员伤亡和财产的损失。

参考文献：

[1] 王伟轩.对现代建筑防火设计发展动态的几点思考[J].安全，2011，（06）.

[2] 陈猛.浅谈高层建筑的防火设计[J].科技资讯，2009，（09）.

[3] 杨亮.高层建筑防火技术研究[J].黄冈市英山县公安消防大队.湖北黄冈.科技论坛.2011，（09）.

[4] 霍然，袁宏永.性能化建筑防火分析与设计[M].合肥：安徽科学技术出版社，2009.

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【关键词】钢结构防火设计保护

中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：

钢结构建筑与钢筋混凝土结构相比有着强度高、质量轻、塑性和韧性好、工业化程度高、拆迁方便、密封性好等优点，因而在超高、超大工业与民用建筑中使用比较广泛。然而钢结构也有着自身的缺陷，如耐火性差、耐腐蚀性差等，其中耐火问题显得尤为突出。因此，钢结构防火问题的研究具有重要的指导意义。

一、钢结构耐火极限及破坏机理

钢结构的耐火极限是指构件在标准耐火试验中，从受到火的作用时起，到失去稳定性或完整性或绝热性止，这段抵抗火作用的时间。耐火极限是划分建筑耐火等级的基础数据，也是进行建筑物防火构造设计和火灾后制定建筑物修复方案的科学依据。根据傅里叶定律，热流强度q与温度梯度成正比，即q=-(λdT)/dx。也就是说，当构件表面受热时，由于导热系数λ较大，热可很快传到内部，因而温度梯度dT/dx很小，加之钢构件截面多为薄壁状，表面温度和内部温度相差无几。因此，可以认为构件内部温度均匀分布，即使构件是非燃烧材料，由于钢材导热性好，局部或表面遭受火灾作用时，将迅速引起整个结构或构件温度急剧升高，构件产生膨胀且强度降低，导致构件降低或完全丧失承载能力。钢结构在高温下还会产生很大的塑性变形，形成局部破坏，最终造成钢结构建筑整体倒塌。

二、钢结构防火设计方法

随着人们对钢结构防火设计认识的不断深化和结构防火计算与设计理论研究的不断深入，钢结构防火设计的方法也在不断发展，可以大致分为以下四个阶段。

1、基于试验的构件防火设计方法

这种方法以试验数据为依据，通过进行不同类型构件（梁和柱）在规定荷载分布与标准升温下的耐火试验，确定在采取不同防火措施（如防火涂料）后构件的耐火时间。通过进行一系列的试验可确定各种防火措施（包括同种防火措施不同防火程度，如不同防火涂料厚度）相应的构件耐火时间。进行结构防火设计时，可根据构件的耐火时间要求，直接选取对应的防火保护措施。

基于试验的构件防火设计方法，简单、直观，应用方便，最初各国的钢结构防火设计均采用这种方法。实际上，我国现《建筑设计防火规范》GBJI6-87关于钢梁和钢柱防火措施要求，也是基于这种方法。

2、基于计算的构件防火设计方法

为考虑荷载的分布、大小及构件的端部约束状态对构件耐火时间的影响，可按所设计结构的实际情况进行一系列的构件耐火试验，但是费用昂贵。为解决基于试验的构件防火设计方法存在的问题，钢结构防火计算理论研究引起了很多研究者的重视，开展了大量的研究工作。理论研究以有限元为主，也有采用经典解析分析方法，基本建立了能考虑任意荷载方式和端部约束状态影响的钢结构防火设计方法。目前这种方法已被英国、澳大利亚、欧共体等国家（组织）的钢结构设计规范采用。上海市工程建设规范《建筑钢结构防火技术规程》DG/TJ08-008-2000也采用这种方法。

3、基于计算的结构防火设计方法

结构的主要功能是作为整体承受荷载。火灾下结构单个构件的破坏，并不意味着整体结构的破坏。特别是钢结构，一般情况下结构局部少数构件发生破坏，将引起结构内力重分布，结构仍具有一定的继续承载的能力。当结构防火设计以防止整体结构倒塌为目标时，则基于整体结构的承载能力极限状态进行防火设计更为合理，目前结构火灾下的整体反应分析尚是热门研究课题，还没有提出适于工程实用方法被有关规范采纳。

4、考虑火灾随机性的结构防火设计方法

现代结构设计以概率可靠度为目标，因火灾的发生具有随机性，且火灾发生后空气升温的变异性很大，要实现结构防火的概率可靠性设计，必须考虑火灾及空气升温的随机性。考虑火灾随机性的结构防火设计方法尚是有待研究的一个课题，是结构防火设计发展的一个方向。

三、现阶段钢结构防火应解决的问题

1、结构在火灾中的整体研究

结构的主要作用是作为整体承受荷载,火灾下结构单个构件的破坏,并不一定意味着整体结构的破坏,特别是对于钢结构,一般情况下结构局部少数构件发生破坏,将引起结构内力重分布,结构仍具有一定继续承载的能力。当结构抗火设计以防止整体结构倒塌为目标时,则基于整体结构的承载能力极限状态进行抗火设计更为合理。

2、结构防火计算模型与真实火灾差别较大

真实火灾中，构件在结构中的受力，很难通过试验模拟，实际构件受力各不相同，试验难以概全，而受力的大小对构件耐火时间的影响较大；其次，构件在结构中的端部约束在试验中难以模拟，而端部约束也是影响构件耐火时间的重要因素；再次，构件受火在结构中会产生温度应力，而这一影响在构件试验中也难以准确反映。因此还需要完善钢结构构件在温度、重力荷载共同作用下的破坏机理和承载力计算模型。只有通过研究不断完善的计算模型,才能确定与我国结构设计相适应的计算模式。

现代结构设计以概率可靠度为目标，因火灾的发生具有随机性，且火灾发生后空气升温的变异性很大，要实现结构抗火的概率可靠度设计，必须考虑火灾及空气升温的随机性。

3、钢结构防火涂料的问题，包括选型与涂层厚度

因防火涂料成分、理化性能及防火阻燃性能指标不同，其使用对象也不同，使用范围有一定局限性；涂层厚度应既能达到防火阻燃，又能节省投入。我国虽开发了不少种类的钢结构防火材料，但由于采用标准耐火试验确定其性能，尚未系统研究这些材料的热参数随温度升高的变化规律以及保护层厚度的计算方法。

四、钢结构的防火保护方法

钢结构的防火保护主要有外包敷隔热屏蔽方法、自动喷水灭火系统和充水冷却保护三种方式。国内外的相关研究主要集中在外包敷隔热屏蔽方法方面。

（1）国外在上世纪70年代对钢结构防火涂料的研究和应用开展了积极的工作并取得了许多实用成果。而采用防火板等方式保护则早在80年前就已开始应用。40年代美国研制出硅酸钙保温绝热材料，90年代，丹麦和德国研制出工作温度高达1100℃的无岩棉硅酸钙绝热材料。

（2）在我国，公安部天津和四川消防科学研究所、中国建筑科学研究院等单位自20世纪80年代以来，对钢结构的防火保护进行了系统研究，取得了大量成果。

在防火涂料研究方面，1985年研制出LG钢结构防火隔热涂料，1987年研制出薄型LB钢结构膨胀防火涂料，1994年研制出SWH室外钢结构防火隔热涂料和SWB室外钢结构膨胀防火涂料，1996年研制出LF和CB超薄型钢结构膨胀防火涂料。此外，我国对钢结构防火涂料耐候性、耐久性方面也开展过一些究。

在防火涂料研制出来以前，我国建造的钢结构建筑的防火保护主要采用蛭石混凝土板、珍珠岩板、石棉水泥板和石膏板等防火保护板材。随着人们对人身健康和环境问题的日益重视，近10年来，采用无石棉的硅酸石结构型防火板对钢结构进行保护是新的发展方向。

（3）在采用自动喷水灭火系统保护方面，主要是针对大空间或大跨度的屋架部分。对于空心钢结构，也有采用在火灾时在其内部充入循环水进行冷却保护。

结束语

钢结构防火设计在建筑设计中尤为重要的，火灾一旦发生，后果极其严重。所以在设计钢结构构件时，应该根据建筑的实际情况，规范的确定建筑的耐火等级，然后按耐火等级来确定构件耐火极限，再选择经济并安全的防火设计，从而减小火灾造成的损失及伤害

参考文献