時間:2023-07-11 17:37:46
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑消防設計方案,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
如果說納米技術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計方法將開創消防科技的新局面。
消防設計目前有兩種設計思想,一種是傳統的“處方式設計方法”,其基于場所類型進行設計考慮;另一種是“性能化設計方法”,它立足于危害分析及火災假想,對于解決超越法規或現行法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。
由于性能化防火設計的方法與傳統的設計方法相比具有許多優越性,所以很快成為建筑防火的一種新理念,并將發展成為建筑防火技術領域里一個全球性發展潮流,受到許多發達國家和發展中國家的高度重視,得到越來越廣泛的應用。
性能化消防設計是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法,它運用消防安全工程學的原理與方法,根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況,由設計者根據建筑的各個不同空間條件、功能條件及其它相關條件,自由選擇為達到消防安全目的而應采取的各種防火措施,并將其有機地組合起來,構成該建筑物的總體防火安全設計方案,然后用已開發出的工程學方法,對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估,從而得到最優化的防火設計方案,為建筑結構提供最合理的防火保護。
與“處方式”設計相比較,性能化設計方案更關注是否能夠實現“保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響”這一“目的”,而不是拘泥于滿足規范要求的最低排煙量。性能化的消防設計方案通過科學的論證,能夠提供比之處方式的消防規范更為安全的設計表現效果,比較起來,性能化設計方案具有設計成本有效性,設計選擇多樣性及設計效果更為優化性的特點。
性能化消防設計的兩個關鍵點,第一是確認危害,第二是明確設計目標。具體來說,它針對建筑物的特點,建筑物內人員特點,建筑物內部操作方式,建筑物外部特征,消防滅火組織特點等。從而針對每種危害或者每個設計區域選擇設計方法及評估方法。這種設計方法突破了傳統設計針對建筑物結構類型、相應的層高及面積的限制,同時提供了更加靈活而有效的設計選擇性。
性能化消防設計包括確立消防安全目標,建立可量化的性能要求,分析建筑物及內部情況,設定性能設計指標,建立火災場景和設計火災,選擇工程分析計算方法和工具,對設計方案進行安全評估,制定設計方案并編寫設計報告等步驟。在設計過程中,需要對建筑物可能發生的火災進行量化分析,并對典型火災場景下火災及煙氣的發展蔓延過程進行模擬計算,因此計算的工作量以及各類基礎數據的需要量非常大,往往需要采用計算機火災模擬軟件等分析和計算工具。
1.概念
總圖豎向與管網綜合設計是充分利用、合理改造自然地形,滿足建筑物、構筑物、交通設施、室外活動場地、綠化景觀設施、工程管網等要素的使用要求,在基地現狀和相關法規、規范的基礎上,進行總平面圖中豎向設計與工程管網設計的一種綜合設計。總圖豎向與管網綜合設計是規劃設計全過程中一個重要組成部分,它與規劃設計、機電設計、景觀設計密切聯系而且不可分割。
2.目的:
(1)匹配規劃設計要求,滿足建筑物、交通組織、停車布置等的功能要求。
(2)合理銜接總圖中各棟建筑物內部管線、總圖綜合管線與市政管線。
(3)合理組織總圖豎向給排水設計。
(4)匹配景觀排水設計、綠化種植及保證景觀設計效果。
(5)配合市政相關報批報建。
(6)滿足基礎埋深,減少土方、防護工程量,有效控制成本、加快施工進度。
二、基本流程:
1.工作階段
總圖豎向與管網綜合設計的總體工作原則是盡量先行,按照時序,該項工作分為三個階段,分別為:(1)宗地資料分析階段(對應項目進展階段是投資分析階段);(2)總圖豎向與管網綜合設計方案階段(對應項目進展階段是規劃設計階段);總圖豎向與管網綜合設計施工圖階段(對應項目進展階段是施工圖階段)。
2.主要工作內容:
(1)場地豎向設計:道路豎向設計標高、坡向;建筑物、構
筑物地坪標高;場地地表水排除方式;土方平衡工程;滿足景觀要求的相關設計。
(2)市政管網綜合設計:市政配套站點、用房的設置;給排水、電氣、暖通、燃氣、有線電視、網絡市政外線接入方式;區內市政管線合理布局、走向;滿足景觀設計、物業管理與維護要求的相關設計。
3.內容及成果:
(1)宗地資料分析階段
宗地基礎資料分析對項目立項的決策有重大影響的內容,其成果以及具體解決措施應在《可行性研究報告》中體現。宗地基礎資料分析階段需完成以下工作:
收集宗地基礎資料,基礎資料包括:①宗地圖、規劃條件及附圖、周邊市政道路圖(投資部提供)。②宗地周邊市政四源(水、電、氣、熱)的接入條件、路徑、容量;雨污水接出位置、容量(投資部提供)。③完成地質分析報告(合約部確定勘察單位,勘察單位完成初勘報告,項目部配合實施)。根據基礎資料完成宗地基礎資料分析報告,相關內容進入《可行性研究報告-宗地基礎條件》。根據宗地基礎資料,完成意向性場地平整方案。意向性場地平整方案包含初步的土方平衡計算以及建議場地處理方式――平坡式或臺地式(建筑、結構、設備參與)。意向性場地平整方案分析報告應進入《可行性研究報告-項目發展成本》。 根據宗地基礎資料、意向性場地平整方案,提出對
概念規劃布局的建議。例如:地形、地貌、市政道路、市政管線接入條件、地質條件對單體布置方式的影響、建筑朝向、間距、日照、通風、規劃要點的影響(建筑、結構、設備參與),此項建議形成規劃設計影響因素,進入《可行性研究報告-規劃設計可行性》。
綜合宗地基礎資料分析報告、意向性場地平整方案、規劃設計影響因素,完成密度分析及項目盈利預測報告,相關內容進入《可行性研究報告》。
(2)方案階段
正式取得土地后,按照宗地資料分析階段取得的各項成果,完成地塊密度分析之后,進入總圖豎向與管網綜合設計方案階段。方案階段需根據密度分析確定的規劃布局、路網結構、初步產品配比、經濟技術指標、空間形態等內容,對規劃布局、單體方案的深入等內容形成指導性意見??倛D豎向與管網綜合設計方案階段需完成以下工作:
1)總圖道路高程與豎向設計方案圖:結合規劃結構確定雨水排除方式、場地平整工程的豎向控制坡度、坡向,完成總圖道路高程與豎向設計方案圖(此圖由方案設計單位完成)。出圖后由建筑專業牽頭,建筑、結構、設備專業聯合審核。
2)主要市政站點布局方案圖:根據規劃確定的戶數、人口規模,確定各專業市政站房所需面積、建造方式以及合理的布局,最后完成主要市政站點布局方案圖(此圖由方案單位完成)。出圖后由設備專業牽頭,建筑、結構、設備、景觀專業聯合審核,審核完成后填寫第二份會簽表。
3) 市政管網綜合設計方案圖:結合規劃路網結構、景觀示范區位置、道路分級、場地內各主要市政管線走向、路由等元素,完成市政管網綜合設計方案圖(此圖由施工圖單位完成),對各主要道路的管線敷設做道路斷面設計。完成市政管網綜合設計方案圖后,由設備專業牽頭,建筑、結構、設備專業聯合審核。
4) 室外豎向工程和管線工程指標分析報告:根據總圖道路高程與豎向設計方案圖和市政管網綜合設計方案圖,牽頭合約部、項目部完成室外豎向工程(包含土方平衡、擋土墻、護坡等工程)和管線工程指標分析報告。
(3) 施工圖階段
規劃設計定稿方案完成后,進入總圖豎向與管網綜合設計施工圖階段。隨著總圖豎向與管網綜合設計的逐步深入,確保規劃、單體以及景觀園林設計在技術實施方面具合理性、可操作性。總圖豎向與管網綜合設計施工圖階段需完成以下工作:
1)規劃定稿方案設計確定小區出入口、各單置、出入口、路網設計、地庫范圍及地庫出入口、戶型。
2)景觀方案總圖:景觀方案總圖(此圖由景觀設計單位完成)出圖后,結合景觀道路、微地形、水景等對總圖消防路網、場地豎向、地庫覆土結構承載和風井初步位置進行審核,此項由景觀專業牽頭,建筑、結構、設備專業聯合審核。注意:景觀方案設計與總圖豎向設計、總圖消防設計是一個互相穿插審核、互相不斷修改、優化的過程,并不分先后。
3)總圖豎向設計施工圖:規劃定稿方案評審通過后,根據總圖豎向設計方案圖及規劃定稿方案評審優化意見,由建筑施工圖設計單位完成總圖豎向設計圖(以景觀總圖為基礎圖),出圖后由建筑專業牽頭,建筑、結構、設備、景觀專業聯合審核,審核完成后填寫豎向設計評審表。
4)總圖消防設計施工圖:規劃定稿方案評審通過后,根據總圖消防設計方案圖及規劃定稿方案評審優化意見,由建筑施工圖設計單位完成總圖消防設計圖(以景觀總圖為基礎圖),出圖后由建筑專業牽頭,建筑、結構、設備、景觀專業聯合審核。
關鍵詞:性能化設計;處方式設計;消防設計;火災模型
1 前言
如果說納米技術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計方法將開創消防科技的新局面。
消防設計目前有兩種設計思想,一種是傳統的“處方式設計方法”,其基于場所類型進行設計考慮;另一種是“性能化設計方法”,它立足于危害分析及火災假想,對于解決超越法規或現行法規無法解決的復雜建筑的消防設計具有很大意義。
由于性能化防火設計的方法與傳統的設計方法相比具有許多優越性,所以很快成為建筑防火的一種新理念,并將發展成為建筑防火技術領域里一個全球性發展潮流,受到許多發達國家和發展中國家的高度重視,得到越來越廣泛的應用。
2 性能化消防設計的概念
性能化消防設計是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法,它運用消防安全工程學的原理與方法,根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況,由設計者根據建筑的各個不同空間條件、功能條件及其它相關條件,自由選擇為達到消防安全目的而應采取的各種防火措施,并將其有機地組合起來,構成該建筑物的總體防火安全設計方案,然后用已開發出的工程學方法,對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估,從而得到最優化的防火設計方案,為建筑結構提供最合理的防火保護。
與“處方式”設計相比較,性能化設計方案更關注是否能夠實現“保證人員疏散和滅火救援不受火災煙氣影響”這一“目的”,而不是拘泥于滿足規范要求的最低排煙量。性能化的消防設計方案通過科學的論證,能夠提供比之處方式的消防規范更為安全的設計表現效果,比較起來,性能化設計方案具有設計成本有效性,設計選擇多樣性及設計效果更為優化性的特點。
性能化消防設計的兩個關鍵點,第一是確認危害,第二是明確設計目標。具體來說,它針對建筑物的特點,建筑物內人員特點,建筑物內部操作方式,建筑物外部特征,消防滅火組織特點等。從而針對每種危害或者每個設計區域選擇設計方法及評估方法。這種設計方法突破了傳統設計針對建筑物結構類型、相應的層高及面積的限制,同時提供了更加靈活而有效的設計選擇性。
性能化消防設計包括確立消防安全目標,建立可量化的性能要求,分析建筑物及內部情況,設定性能設計指標,建立火災場景和設計火災,選擇工程分析計算方法和工具,對設計方案進行安全評估,制定設計方案并編寫設計報告等步驟。在設計過程中,需要對建筑物可能發生的火災進行量化分析,并對典型火災場景下火災及煙氣的發展蔓延過程進行模擬計算,因此計算的工作量以及各類基礎數據的需要量非常大,往往需要采用計算機火災模擬軟件等分析和計算工具。
3 性能化消防設計的流程
性能化設計利用火災科學和消防安全工程建立設計指標,評估設計方案;并利用火災危害分析和火災風險評估建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數(如人在火災中的行為和反應)進行定義的工程過程。
4 建筑物性能化消防設計的內容
建筑物的性能化消防設計主要包括兩個方面的設計內容:一是保證建筑內人員安全疏散的性能設計,二是保證建筑構件耐火的性能設計。
人員安全疏散的性能設計是從建筑內人員安全方面進行考慮的,通過綜合考慮各種火災因素對人員逃生的影響,采用性能化的設計方法來保證建筑物內人員的火災安全性,從而防止人員傷亡。其性能化的設計準則是:煙層下降高度和煙氣濃度達到人不能忍耐的時間大于人員安全疏散所需的時間。
構件耐火的性能化設計是從建筑物的穩定性方面進行考慮的,通過分析建筑構件在火災中的反應,采用性能化的設計方法來保證建筑物結構的火災穩定性,從而防止建筑物的倒塌。其性能化設計準則是:火災持續時間小于構件的耐火時間。
5 國內外性能化設計應用概況
自20世紀80年代英國提出了“以性能為基礎的消防安全設計方法”(performance——based fire safety
design
method,以下簡稱性能化防火設計)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達國家政府先后投入大量研究經費積極開展了消防性能化設計技術和方法的研究,南非、埃及、巴西等發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計方法的應用,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范,包括防火規范的性能化修改,新規范規定“必須建造一座安全的建筑”,但不詳細確定應如何實現這一目標。
新西蘭1991年的建筑法案對建筑監督立法體系進了徹底調整,于1992年了性能化的《新西蘭建筑規范》,新規范中保留了處方式的要求,并作為可接受的設計方法,于1993年強制執行。1993~1998年,繼續開展了“消防安全性能評估方法的研究”,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的發生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎設施和通道要求以及防止火災相互蔓延五部分。
瑞典于1994年了新的包含有性能化設計內容的建筑防火設計規范。
澳大利亞于1996年頒布了性能化防火設計規范的《澳大利亞建筑設計規范》(《Building Code of
Australia》,簡稱"BCA"),并自1997年7月1日起,在各州政府陸續推行。
巴西于1999年頒布了新的《鋼結構防火設計》和《對建筑構件耐火極限的要求》兩部標準。這是南美首次制定的建筑標準,由SaoPaulo大學、Mi—nasGerais大學和OuroPreto大學編制。標準中引入了如時間計算方法與風險評估方法以及其他消防安全工程設計方法等性能化的新概念,允許建筑物的火災安全根據其火災荷載、建筑物高度、建筑總面積以及滅火設備的安裝與否等條件確定,而對建筑物的耐火等級不做要求。
日本政府于1998年6月對《建筑基準法》進行了修訂,引入了一些有關性能化設計的內容,并于2000年6月施行;另外,還于2003年8月開始對《消防法》進行修訂,計劃于2005年施行。
加拿大于2001年了性能化的建筑規范和防火規范,其要求將以不同層次的目標形式表述。
美國也于2001年了《國際建筑性能規范》和《國際防火性能規范》。
目前,已有不少于13個國家(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)采用或積極發展性能化規范和基于規范結構形式下建筑防火設計方法,并取得了一定成果。中國也正在加緊性能化設計方法的研究和性能化設計規范的制定。公安部所屬消防研究所承擔了幾項有關性能化設計的國家十五科技攻關課題,如公安部天津消防研究所承擔的“建筑物性能化防火設計技術導則”的研究和制定,公安部四川消防研究所承擔的“高層建筑性能化防火設計安全評估技術研究”等。
6 推行性能化設計方法是一個逐步過程
盡管建筑物消防性能化設計方法有很多優點,作為性能化設計技術的基礎一“火災模型”在性能化設計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,特別是建筑設計師和建筑管理部門的人員都不太了解這種新的設計方法。
有人曾對美國、中國香港和澳大利亞的建筑管理人員在對待性能化設計和處方式設計在能否保證建筑消防安全,以及火災模型是否足以支持性能化設計的態度進行了一個調查,并進行了比較。發現半數以上的管理人員認為性能化設計不能保證建筑的安全,三分之二以上的管理人員認為處方式設計能保證建筑的安全,以及三分之二以上的人認為火災模型不足以支持性能化設計。調查結果參見表1。
世界各國幾乎都存在著類似這樣的情況。在很長一段時期內,建筑設計師和建筑管理人員對性能化設計技術還存在一個從初步認識、深入了解到最終肯定的意識轉變過程。
另外,對于采用性能化方法設計的建筑,如何正確地評估其消防安全性方面也存在很多技術上的難題有待解決。
7 展望
性能化消防設計已成為世界性建筑消防設計發展的必然趨勢,它的發展將大大促進消防安全設計的科學化、合理化和成本效益的最優化,并將產生十分重大的社會效益和經濟效益。盡管目前還有許多人不太理解和排斥使用它,但我們堅信隨著時間的推移,將會有
越來越多的人加入到肯定性能化設計方法的行列中來。據日本方面的統計,采用性能化方法進行消防設計的建筑正在逐年增加。
我國也應該加快性能化規范及配套技術的研究步伐,充分發揮性能設計的優越性。今后應從以下幾個方面人手,促進性能化設計技術的發展:
(1)加強各種火災預測模型和火災風險評估模型的研究,拓展性能化設計方法的應用空間。
(2)加強新材料、新技術研究,規范材料性能參數,建立和完善消防數據庫,提供準確的性能化指標,為性能化應用積累基礎性數據。
(3)深入研究火災規律、火災情況下建筑內人員逃生規律和構件變化規律,為各種火災模型的建立提供堅實的理論依據,并拓展計算機技術在消防中的應用。
(4)積極向建筑設計師和建筑管理人員介紹性能化設計方法,使他們從認識、理解并自覺接受性能化設計方法。
(5)出臺可操作性強的性能化設計指南,使建筑設計師能盡快地掌握性能化設計方法的使用。
(6)制定性能化消防設計規范,為性能化設計方法的應用提供法律依據。
參考文獻:
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[6] T.Tanaka.性能化消防案例設計標準和用于評估的FSE工具.國外建筑物性能化設計研究譯文集.消防安全工程工作組編.
[7] 盧兆明.香港性能化消防規范的應用情況.公安部四川消防研究所.2002.
關鍵詞:高層建筑防火高層建筑消防設計
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
一:高層建筑
我國人口眾多,城市的建筑正朝著高層化,大型化,多功能化的方向發展。高層建筑不僅能大幅度減少城市的建筑面積與建設投資,也能縮短各個部門之間的距離,提高工作效率,為社會帶來明顯而巨大的經濟效益。但建筑功能結構復雜的高層建筑,往往也會由于人員密集而存在著眾多火災隱患。從社會上頻頻發生的高層建筑火災事故并造成國家財產和人民生命安全財產的巨大損失來看,都說明消防設計是高層建筑設計的重要組成部分。
二:高層建筑防火
高層建筑的規模不斷擴大,高層建筑在建筑安全措施方面相對缺少實踐經驗。高層建筑內部結構與普通建筑內部結構比較來說,結構復雜,高層建筑比普通建筑的內部空間大,跨度也大,高層建筑的控制管道的設置量也大。但是這些高層建筑的優點也因此成為它的局限性。例如:當高層建筑內部發生火災時,若防火墻不能及時通風,就會發生煙囪效應。而且火災在高層建筑的蔓延速度也比普通建筑快,會在較短時間內形成很大的火災局勢。所以高層建筑的外部援救工作比較難,若高層建筑的火災發生在一百米以上,對于消防人員來說,用外部登高消防車是很難施救的。高層建筑雖然根據消防要求設計了消防滅火設施,這種消防措施是類屬于串聯式的供水方式。當遇到火災時,這種外部供水的局限性就會體現,很難應付高層建筑兇猛的立體式火災。而且這種消防設施的供電也沒有保障,綜合來看,高層建筑火災的預防比應對更重要。體現出來就是高層建筑防火設計在方案階段就要考慮全面。
三:高層建筑消防設計要點
(一)理論與實踐相結合
在高層建筑消防設計方案中,消防設計要始終堅持“預防為主,消防結合”的消防原則。要結合高層建筑的特點和缺點,設計出高層建筑消防自救和他救的方案。在高層建筑消防設計中,注重實際有效的消防措施,達到經濟合理、技術先進的要求。在實際設計方案中,要注重理論和實踐結合。首先,要確定現場撲救和撲救面的估計。根據高層建筑周圍的地理環境和周邊位置,高層建筑設計可能要進行合理的建筑地形改造。盡最大努力滿足高層建筑和周邊道路的實際寬度要求,以此達到建設項目設計的合理性、安全性。例如:當某個高層建筑的場地是山地或者坡地,兩側出入口位于不同標高時,就需要設置樓梯連接不同標高處,而且這些樓梯是在高層建筑內部組織完成的。樓梯是高層建筑的主要疏散通道。根據地形設計,還要把架空線和其他的消防車的出行聯系在一起。如果在模擬撲救過程中,遇到障礙物和其他問題時,要設置室外停車場地互補,及時開展室外撲救工作。
(二)設計雙向疏散出口
不管是寫字樓、飯店還是高級旅館、公寓這些高層建筑,消防設計都要注重安全疏散設施和安全疏散輔助設施。前者注重疏散樓梯、公共走道、出入口的設計,后者對疏散陽臺、救生袋、避難間、避難所等設施要求嚴格。兩者兼顧設計,在加之對高層建筑人們的安全疏散進行有效管理,對最終減少火災人員傷亡和財產損失將非常有效。例如在發生火災的源點到達公共走廊、疏散樓梯口的過程中,一步要比一步更安全,就會避免人員踩踏及“逆流”狀況的出現。這樣的安全疏散路線才是最安全的路線,也是最簡明便捷的路線。還有為了保證人員安全,高層建筑會設計兩個方向疏散方案,例如:在接近主體的建筑設計中,要在防火區的兩端或者是接近防火區的兩端設計消防出口。這是因為當人們遇到火災時,會因為恐懼心理只向熟悉、習慣、盲目地向其他人逃跑的方向去,如果遇到大火、大煙阻礙時,就可能向一個方向盲目亂跑。所以不管是疏散方向還是疏散樓梯,都要有萬全的設計方案,在高層建筑中,設計兩個或兩個以上的疏散方向會防止人們因為一個疏散方向疏散時,被一個出口堵住,讓人們及時逃脫危險。在設計疏散樓梯口時,要把安全墻靠近外墻。當疏散樓梯口和前室靠近外墻時,能結合外墻開啟窗戶時自然排煙的優點,為疏散人群提供一個安全消防撲救環境。當高層建筑核心部位受到防火條件限制時,可以利用機械正壓送風設施,給予疏散人群救命的空氣,幫助人們脫險。
(三)合理設計疏散設施
高層建筑底層疏散的各種安全出口的設置要滿足整棟建筑人員的安全疏散,就要求疏散安全出口和樓梯的數量與寬度大致相同。在部分高層建筑設計中,為了考慮高層公共建筑物的底層和一二層的活動用房安全,把外門的總寬度和樓梯的總寬度分別設置,設計的出口數量多有利于緊急事件的安全撤離。每一層、每一間的疏散安全門的疏散能力與每一樓梯總寬度和每一個出口的總寬度都有關系。所以為了消防設施的安全執行,就要布置一兩個寬大的出口和樓梯設施。防止集中在一個房間或一個安全出口。高層建筑消防設計在安全出口的數量、空間分布、距離方面要綜合考慮。設置高層建筑消防避難間在現代的設計中占據主要地位,有很大的安全利用優勢。安全避難間對于每一層的設施都設有一個安全保障,因為對于高層建筑來說,當樓層太多時,各個樓層火災消防就有點難度,緊急疏散比較困難?,F在許多高層建筑消防設計了公共避難間,不僅幫助人員安全疏散,也節約了高層建筑的成本。高層建筑消防設計避難間的高度,主要是根據高層建筑的消防登高車的工作高度和消防人員的身體素質等實際情況來決定的。所以在設計避難間的管道和設備時,要集中布置。提高避難間的耐火極限,在完成疏散人員的停留面積估計時,把高層建筑的每一層的容納空間,計算出來。專用于避難間的核心設備和交通設備,要安全的保護出來。
小結:高層建筑的消防設計是一項理論和實踐相結合的綜合過程,隨著近年來高層建筑的不斷增加,其消防設計也在不斷優化和進步。本文通過對高層建筑消防安全問題和消防設計措施的討論。對高層建筑消防設計方案階段的幾個要點進行了研究。
參考文獻:
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[2]王亞斌;試論性能化設計在超高層建筑消防設計中的應用[J]江西建材;2014年第02期
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[4]李志海;關于高層建筑消防設計審核問題的思考[J]科技與企業;2013年第24期
關鍵詞:建筑性能防火;基本內容;安全評估目標
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
doi:10.19311/ki.16723198.2016.26.138
建筑性能化防火設計是為了在建筑發生火災的時候,讓傷亡減少到最少,同時也是為了提高建筑的防火災的能力。它與消防知識密切相關,而消防安全工程學則是這一設計的理論基礎,它必須要對建筑本身的結構、以及火災的特點,建筑內的具體情況進行深入分析。關于建筑自身結構可以從建筑內的裝修材料、消防安全設備以及安全通道等進行著手,由于引起或紫阿迪額原因各不相同以及建筑的結構也有所不同,火災的特點也是因時因地而異的。根據具體的建筑結構特點以及火災特點在制定相應的消防安全應對方案。對當今建筑物的防火效果具有很大的防護和保護作用,能夠有效的減少對消防人員的傷亡數量,而且也能夠最大限度的降低對公共物品和私人設施的損害,是非常值得肯定的。
1 建筑性能防火設計的基本內容
建筑性能防火設計不是毫無根據的,而是以大量的火災事例為研究對象,并針對國家重點實驗室進行的火災演練為參考對象。對人員疏散計算方法、火災現場分析、火勢蔓延分析、煙氣流動分析,這種分析為建筑性能防火設計工作奠定了良好的基礎,設定了以下幾個步驟。
1.1 設計準備階段
這一階段主要是確立一系列有關此方案設計的項目基本參數,包括對建筑物的結構、用途、內部可燃物的評估與計算,確定防火目的與火災風險承擔人可接受的防火目標,或者是設定防火安全目標及分析方法,讓設計師能夠大概的了解到建筑物的整體防火策略。
1.2 定量分析階段
定量分析是對防火設計方案的有效性加以計算驗證的分析階段。它將以設計火災場景為基礎,選擇設定可能的火災路線,并通過計算機進行模擬計算,得到建筑物可能發生的火災情況。
1.2.1 火災場景
第一,發展火災場景。根據建筑物的結構特點和使用功能,火災場景應包括起火前的狀況,既要考慮建筑物自身的結構特點,還要考慮建筑物在起火前的使用情況。第二,可燃物的存在狀況。在火災發生時,首先要考慮的是可燃物的狀態,對于給定的點火源,可燃物的狀態是最終的影響因素,熱釋放速度、材料的表面積、材料的幾何排列等都是設計火災場景時需要重點考慮的,這是針對一次可燃物來說。那么對于大火來說,需要大量的二次可燃物,在設計火災場景時,需要考慮二次可燃物與一次可燃物的接近程度、數量與分布等。第三,蔓延的可能性?;馂穆映鲈鹊慕ㄖ飪炔?,必須要考慮到建筑物的結構特征、通風和空調系統對可燃物蔓延的影響。第四,室內人員的狀況。由于室內人員的狀況可能隨時發生變化,在設計火災場景時,一定要考慮到室內人員的年齡、精神狀況、體力狀況和清醒程度等。
1.2.2 設定火災曲線
火災曲線是指火災熱釋放速率曲線,熱釋放速率是可燃物的化學能、幾何狀態、空氣的供應狀況及受限建筑物表面影響的函數,此速率設置的是否合理將會極大影響模擬的可信度,使用可燃物的熱速率與室內煙氣對人員構成危險的實踐聯系起來,為分析人員安全疏散提供了基本的理論依據。
1.2.3 選擇火災計算工具
在設計火災場景時,一般都要運用火災模擬工具或軟件對火災的發展進行模擬。目前國內外用于火災計算的軟件很多,如國外的CFAST,ASET等區域模擬軟件,或是中國科學技術大學火災科學國家重點實驗室開發的場區網相結合的火災模擬軟件。在進行火災場景分析時,一定要具體問題具體分析,充分了解各個軟件的特點和應用條件,在選擇火災計算工具的過程中,一定要根據實際的火災發展狀況進行正確的選擇。
1.3 方案評估階段
這一階段是針對定量計算的結果進行分析評估,最終形成滿足火災預防和實施的設計方案。首先,設計多種備選方案,選擇一個設計方案作為標準和參照,來限制以后所需要評價的其他的火災方案的數量。其次,設計一個最不利狀況下最有作用的方案,來滿足和減少業主的損失,并與其他的備選方案進行比較,綜合考慮各種防火設計方案中的可行性因素。最后,如果對此方案的評估效果沒有達到想要的效果,那么可以以增加其他滿足此火災場景條件的形式進行修改,但是如果無法增加或是增加后仍然無法達到防火的目的,那么此方案便可以放棄了,繼續探尋其他的備選方案中的有效方案。
1.4 設計報告編寫階段
建筑性能化防火經過以上幾個步驟的實施后,要在各個步驟實施的過程中進行記錄和整理,在此階段主要是對此次設計方案的實施進行一個總結和分析,并寫出詳細的設計報告,以備在將來的真實現場能夠運用,以備不時之需。建筑性能化防火設計報告應主要包括以下幾個方面,設計方案的目的,設計方案和分
析的參與者,所用建筑物的結構、材料等、火災場景的設計、火災曲線的設計,分析計算的工具,以及設計方案中的優點及改進方案等。
2 建筑性能化防火設計的安全評估目標
目前,通過對世界各國建筑性能化防火設計規范的系統分析可以看出,建筑性能化防火設計的評估目標可劃分為兩個類別:即生命安全評估目標與非生命安全評估目標。其中,生命安全評估目標主要是針對火災發生時,對人的生命安全的保障,通過控制火災的迅猛攻勢,為、為著火房間或空間以外的人員、不與可燃物直接接觸的人員、為著火樓層以外的人員,提供足夠的時間到達安全地段,以確保大多數人的人身安全,這一點是安全評估目標中的最主要的目標。另外是非生命安全評估目標包括,第一,防火設計方案通過制定一系列的控制措施來防范火災的發展及蔓延,防止其蔓延出著火房間或空間,甚至是蔓延至整個樓層、至整個建筑物,以確保建筑物的整體結構不受損失,實現對建筑物財產的有效保護;第二,防火設計方案的實施,同樣可以確??刂苹馂穆又两ㄖ飪鹊南嚓P物件,并在火災發生和蔓延過程中,給予其提供適當的防火安全措施,以確保關鍵操作設備不會因外部火災而造成損壞,以減少建筑物內的商家或是其他人員,會因火災造成商業運營停工及損失的現象;第三,防止因火災或滅火行動使地下水源遭受到火災而引發的污染,減少因建筑物燃燒而造成的空氣污染等,即為建筑性能化火災設計的安全評估目標。安全評估目標最主要的是保障火災現場的人員的安全問題,同時又要減少對建筑物內部設施和商家的損害。
建筑性能化防火設計是為了滿足當前城市發展的一個需要,對城市內各大建筑物都起到了一定的預防火災、以及發生火災后的把損失降到最低的一個重要作用,通過對建筑性能化防火設計基本內容的介紹以及安全評估目標的說明,足以見得建筑性能化防火設計的實用性和為民性。
參考文獻
[1]謝正良.大空間建筑性能化防火設計研究[D].上海:同濟大學,2007.
具體說來,建筑設計師的職責主要體現在項目的整個開發和運行過程中,貫穿于項目所有大小工程之中,這個過程主要有如下四個階段:項目決策、項目設計、工程施工和工程驗收。建筑設計師的職責在這四個階段的工作范圍和責任是不同的,現詳述如下:
1、由于項目早已進入設計階段,所以決策階段不做詳述。
2、項目設計階段
① 確保乙方的建筑設計的產品在社會需求市場的認可程度,確保公司投資的成本、利潤和資金回籠速度。工作內容和流程是:
②根據公司決策層下達的項目任務書和營銷策劃報告,與設計院完成規劃建筑設計方案的確定;
③詳細了解消防、供電、市政、供水、人防、環保、煤氣、高速公路等部門對道路、水、電、電信、煤氣、排污的接口的規定和要求;
④向公司成本部與營銷部了解:結合批準的總投資估算及市場情況,按專業對各方案的經濟指標進行分析比較,使確定的規劃方案投資在控制的范圍以內;
⑤配合工程部將規劃方案報請當地規劃、消防、人防、環保部門批準,并按有關部門的審批意見進行修改,最后確定規劃方案;
⑥負責協助確定乙方建筑設計方案,綜合公司營銷部關于市場的要求和工程部對結構、設備、施工的要求;
⑦和工程部共同編寫施工圖說明書,說明書的要求:設計綜合說明、內容和圖紙、建設工期、主要施工措施和施工組織方案、投資估算和技術指標、設計進度和收費; 負責對初步設計方案進行評議并綜合公司營銷部、工程部意見提出修改;
⑧施工圖繪制過程中配合結構、設備、預算等工程師,控制建筑材料、設備的選用能忠實表現建筑設計的意圖;
⑨保證施工圖的按時完成,提供給工程部或綜合部報請規劃、消防、人防、環保、供電、市政等部門的批準;
3、工程施工階段
配合公司工程部組織施工,聯系施工圖繪制單位與公司工程部、施工單位進行設計交底,做好設計與施工的協調工作,解決施工中工程技術、建筑材料選擇所牽涉的形象設計問題和工程中涉及的變更。
4、工程驗收階段。
[關鍵詞] 成本優化; 設計優化; 現場工程技術管理
為適應房地產市場競爭日益激烈和國家房地產政策變化的形勢,國內房地產企業內部管理逐步呈現出從粗放型向技術型、專業化、精細化管理模式轉變的發展趨勢。近幾年來,各地產公司在重視完善規劃、建筑等專業設計管理的同時,加強了對結構等專業工程技術工作的管理,提高了設計管理工作的系統性,使設計技術管理更加全面、專業、精細,從整體上增強了房地產企業的競爭力。
1指導思想
工程技術管理的指導思想,就是緊緊圍繞工程成本控制這一主題,在“安全可靠、技術先進、經濟合理”大原則下,結合理論、技術、經驗、科技等,對工程設計、施工技術方案的可行性、經濟性進行比較、分析和判斷,以求得工程成本經濟合理,對社會技術資源進行溝通、整合、利用。在結構設計過程中,大力提倡和推廣結構工作性能設計新理念,加深對現行國家及地方規范條文理解和消化,用活規范條款。做好與建筑專業配合工作,積極參與項目設計各階段控制工作,把設計各階段的事前、事中、事后技術管理與工程成本控制落實到實處。規劃方案階段積極主動參與規劃方案設計階段的技術管理,在為營銷、規劃、建筑服務的同時,對工程成本加以控制,從結構專業角度對方案提出建議。
[例1] 某項目十幾棟高層建筑方案,在高寬比、錯層等方面超過國家結構規范相關規定,必須首先做結構整體模型振動的試驗,分析試驗結果后才能確定結構設計上的非常技術措施,最后還要通過專家委員會的評審。這樣必然會增加項目開發時間及工程成本。結構專業提出上述意見后,營銷和設計經過綜合考慮,最后對規劃、建筑方案進行修改,項目開發時間和工程設計成本得到控制。
[例2] 某項目5萬平方米地下室設計,由于規劃設計方案中沒有考慮消防通道在地下室頂板上位置,設計院結構工程師為了建筑師日后隨意布置消防通道而將消防車荷載滿鋪地下室頂板來進行地下室結構和基礎設計(每平方米2噸消防車荷載),此做法使地下室及基礎工程設計成本大為增加。公司審圖時發現了此問題,建議建筑專業首先布置消防車通道,結構專業再重新進行地下室和基礎結構設計,避免了多花冤枉錢。另外一個項目正好相反,也是5萬平方米地下室,規劃方案將消防車通道完全布置在社區地下室上,結構專業看圖后,提出完全可以結合社區外市政道路而不必在社區地下室頂板上設置消防車通道,建筑專業接受此建議,減少了地下室結構和基礎設計工程成本。
2樁基礎與地下室設計研究與優化
2.1樁基礎承載力取值
目前,國內設計單位對樁基礎承載力取值是參考地勘單位提出的建議值,再根據土壤物理指標進行理論計算而確定。多數情況下,設計單位確定樁承載力設計值比較保守,取值偏低,普遍存在樁基承載力強度沒有得到充分利用、樁基礎工程設計成本偏高現象。近兩年來,在地產公司項目的樁基設計中,推廣以試樁的方法來確定單樁承載力設計值,從結果來看,這種設計值普遍比以理論計算確定的設計值高出20%以上,相應減少樁基礎工程成本支出20%以上。如蘇州某地產公司湖濱一號項目二期14棟高層建筑樁基礎設計中,以試樁方法確定樁承載力設計值為250噸,比一期以理論計算確定設計值170噸提高了47%,取得了較好的經濟效益;長春某公司水岸春城項目,2003、2004年樁基設計取值以理論計算來確定為45噸,2005、2006年采用以試樁來確定樁基設計值方法,設計取值提高到55噸,樁基承載力設計值提高了22%;寧波某公司東湖觀邸一期樁基原設計值為40噸,后經過試樁將設計提高到55噸,提高了37%;西安某公司項目通過試樁修改原設計,使樁基工程成本降低200多萬元。
2.2地下室
由于地下室面積較大、工程成本較高,對地下室設計進行了重點技術管理跟蹤。在柱距布置、層高、半地下室或全地下室比較、消防車荷載取值等方面實現了有效控制。如廣州某地產公司地下室采用扁柱形式,合理利用空間;佛山某公司5.2萬平方米地下室,公司對設計院設計成果進行優化調整,工程設計成本每平方米減少59元,工程成本少支出300多萬元;南京某公司2.5萬平方米人防地下室,從結構設計角度優化設計,取得170千克/平方米用鋼量的好成效。
社區地下室頂板上普遍放置1~1.5米厚覆土以便綠化。對處于覆土上的消防通道的消防車荷載取值,經過受力分析,建議在進行地下室結構設計時考慮消防車荷載在覆土豎向擴散作用,消防車荷載取值比“規范”值小于覆土厚度的倍數,一般在1~1.5倍,從而減少地下室和基礎工程設計成本,此建議已在許多項目的地下室結構設計得以應用。由于消防車荷載比較大,對此折減后可取得比較好經濟效益,以上項目地下室均采用了此建議。
2.3抗浮(拔)基礎設計研究與優化
抗?。ò危┗A作用是抵抗水浮力,目前國內抗浮(拔)基礎根據具體情況,常用抗浮樁基礎和錨桿(minipile)抗浮基礎。廣州某公司4個項目均有較大地下室,其中D7-6項目地下3層地板水浮力達12噸/平方米,均采用錨桿抗浮基礎。由于錨桿抗浮基礎工程量極大,工程成本較高,公司對4個項目的錨桿抗浮基礎設計方案進行了重點技術管理和研究,主要從錨桿入巖長度、錨桿平面布置、錨桿中鋼材選取設計3個方面入手,打破常規設計方法,使錨桿抗浮基礎設計方案更加經濟合理,取得了非常可觀的經濟效益。
錨桿入巖長度常規設計方法是以理論計算來確定,以試驗方法來確定錨桿入巖長度的創新得到設計單位認可,應用于上述4個項目。如K2項目原設計為入巖8米長,公司通過試驗確定為6米,比原設計降低2米(180元/米)。
錨桿中鋼材設計常規做法是將理論計算結果乘以2倍安全系數。公司認為鋼材本身性能穩定、離散性較小,錨桿中鋼材安全系數不應取2,而應取結構設計中1.25倍安全系數,這樣,錨桿中鋼材可以節省37%。此項建議在上述4個項目中得到應用。
錨桿平面布置常規設計方法是將錨桿布置在柱子下部,作用于地下室底板上的水浮力通過底板傳遞給梁,再由梁傳遞給柱下承臺與錨桿相平衡。經研究,常規錨桿布置設計方法存在兩個傳力路線,需要在底板和梁中配置大量鋼筋去承受和傳遞水浮力荷載,設計成本較大。由此,產生了對常規設計方法進行改良的想法,即通過減少傳力路線來降低工程設計成本思路。結合地下室錨桿抗浮基礎設計,對錨桿3種布置方案進行設計和分析:方案一,錨桿均勻布置于底板;方案二,錨桿均勻布置于梁下;方案三,錨桿集中布置于柱下。對上述3個設計方案進行了定量經濟比較,可以看出不同錨桿布置技術方案對工程成本有較大影響,方案一比常規設計方法方案三工程成本支出少54%。鑒于此,項目地下室錨桿布置均采用方案一,即錨桿均勻布置在底板下;K2一期錨桿布置采用梁下布置,即方案二。
3上部建筑結構設計技術管理
上部建筑面積大,對整體工程成本影響較大,因此,對此結構設計技術管理與工程成本控制就顯得尤為重要。結構設計是否經濟合理很大程度依賴于設計單位結構工程師的技術專業水準、責任心和心態,從理論上講他們有義務為業主負責,但在實際工作中,他們只對《規范》負責而沒有對設計的經濟合理性負責,甚至有意無意加大鋼筋用量和混凝土強度等級。因此,如何使設計單位結構工程師既要保證結構安全、品質,又要保證工程設計成本控制在一個合理范圍內,是房地產企業設計技術管理人員職責所在。
近幾年來,地產公司加強上部建筑結構設計技術管理工作,取得了一定成效,下面舉幾個案例。
[例3] 廣州某公司項目在國內開發的第一個超高層住宅項目(近150米高),原預計上部結構標準層土建工程成本為1 000元/平方米。公司加強該項目結構設計管理工作,在結構設計中密切與設計單位溝通交流,通過調整結構體系、減低荷載、設計技術等,最后達到結構工程土建設計成本僅為900元/平方米,與普通高層建筑上部結構標準層工程成本基本一樣。
[例4] 蘇州某公司湖濱一號項目二期開發14棟高層建筑方案,均為適合市場需要的南北通透的板樓結構,建筑高度與寬度比最大達9.6,遠遠超過結構設計《規范》所規定的6的限值,通過努力,蘇州市政府審圖中心領導同意將建筑高寬比只能放寬到8。若按高寬比8來設計,項目二期將有8 000平方米面積無處放置,必須對二期重新進行規劃和建筑設計,而二期地塊和時間限制又給重新規劃設計帶來了極大難度,最好還是在結構設計方案上加以解決。首先,公司要求和指導設計單位以結構工作性能設計理念進行結構方案設計,通過加多剪力墻、調整計算荷載、加寬基礎寬度等技術措施使結構方案達到可行。之后,該公司對蘇州市政府審圖中心領導進行技術上的說服工作,經過一段技術交流后審圖中心領導終于同意上會。由于方案準備充分,專家在評審會議上沒有提出原則意見,結構設計方案獲得順利通過,由此保證了該項目營銷定位、原規劃方案得以實施,保證了項目開發進度。
上海某大廈項目為超高層寫字樓項目(近150米高,總建筑面積9萬平方米)。設計單位結構施工圖設計中,標準層用鋼量為85千克/平方米,在技術管理參與下,設計單位對原結構設計方案進行調整后使標準層用鋼量降至70千克/平方米以下,取得比較滿意結果(4.5元/千克工程造價)。
4現場工程技術管理
長春某公司兩棟樓位于10米深回填土上,每棟建筑面積為4 000平方米。樁基承載力設計值為45噸,扣除10米深回填土作用在單樁上負摩擦力的理論計算值36噸后,單樁承載力僅剩下9噸,必須對回填土地基進行加固處理。經過對幾個回填土地基處理方案可行性、經濟性進行比較,確定采用碎石樁處理方案。設計公司進行施工圖設計,施工圖中的碎石樁數目為2 052根,公司獨自對此方案進行優化,碎石樁數目減至332根,僅為設計公司的16%,工程成本減少84%,同時保證了工程進度。
南京某公司為配合銷售先建會所,環繞會所三面地下室工程是在會所竣工后才開工的。會所三面離地下室距離在2米左右,地下室開挖前對會所支護就顯得極為重要。施工單位設計支護方案為直徑800毫米聯排灌注樁,入土坎固6米,懸挑6米,共計12米,灌注樁作為懸臂梁工作。公司考慮由于土質較差,對樁的堪固作用不會太大,對該方案提出在聯排灌注樁上部加設壓頂梁以保證聯排灌注樁共同工作,同時在會所3個側面壓頂梁之間設置水平鋼筋混凝土桁架為懸臂樁提供支點,如此,支護方案由灌注樁平面懸臂結構轉變成受力性能更好的空間剛架結構。施工單位采納公司意見,對原設計方案進行優化,確保會所在地下室整個施工過程中安全可靠,萬無一失。
佛山某公司項目含有4棟高層、12棟小高層,建筑地僅5 000平方米。在這5 000平方米地塊上的地質情況極其復雜:上部土層液化嚴重、地下砂巖層深度變化急劇、地下有巖洞和土洞、砂巖層深度在8~35米間變化無規律。目前,16棟建筑分別采用了預制管樁、沖孔灌注樁、夯擴樁以及由伐板、夯擴樁、攪拌處理的復合地基3種基礎組合,共計4種基礎形式。如此復雜的地質情況和采用多達4種的基礎類型,在開發中史無前例,技術管理難度可想而知。
某項目一期有8棟100米高層建筑,基礎采用樁基礎。1 700多根樁施工完成后,在工程樁檢測中發現樁基承載力僅為設計特征值的一半,經復壓樁基承載力可達設計特征值80%。設計公司采用補樁方案進行處理,第一輪補樁設計方案每棟樓需補近90根樁,公司對此提出不同意見,經過技術交流溝通,設計公司對補樁方案進行重新設計,最后確定補樁方案為每棟樓45根左右,8棟樓補樁總數減少320根。
總體來說,節能降耗是我國的一項國策,而在房地產開發過程中,大量的能源消耗了。正因為如此,企業加強了對結構等專業工程技術管理工作,提高了設計管理工作的系統性,使技術管理更加全面、專業、精細,從整體上增強了競爭力,減少了浪費。
主要參考文獻
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作為一種集體智慧結晶的建筑工程設計要求在設計的過程中有效地發揮所有設計工作者的才能,進而提高建筑工程的設計質量。而在建筑工程的設計過程中,設計管理是非常重要的一個組成部分,其直接影響到建筑工程項目的成敗。為此,本文闡述了建筑工程的設計管理對策。
關鍵詞:
建筑;工程;設計;管理
基于國民經濟的不斷發展,國內的建筑領域發展迅速,一系列建筑工程的數量越來越多,出現了新的建筑材料與施工技術,而社會對建筑工程的質量要求也越來越高。建筑工程的設計屬于系統化的工程,非常復雜,其要求政府主管部門、業主、設計團隊的一致參與。建筑工程的設計質量跟建筑工程的質量以及建筑施工的正常進行密切相關,要求有關工作者的高度關注,真正地搞好建筑工程的設計管理。
1審核建筑工程的設計方案
在建筑工程的設計管理中,審核方案是十分關鍵的一個步驟,需要立足于全部工程項目的基礎上全面地審核設計方案。例如,在設計住宅建筑的時候,應當結合客戶的實際要求全面地進行思考:立足于配套設計、裝修設計、構造設計、安裝設計、布局設計、范圍規劃等,一一地進行仔細地審核,倘若發現存在設計跟總體規劃需要不相符合之處,務必要求定期地整改,對于嚴重不符合設計要求的,需要進行重新地規劃和設計。除此之外,在完成設計方案之后,并非就結束了設計。對于建筑的承建單位來講,需要跟設計單位有效和緊密地交流。只有建筑的施工者跟設計者兼進行有效的溝通與交流,才可以大大地提升建筑工程項目實施的可行性。再例如,在設計高層建筑的過程中,應當重視的細節跟總體相適應的是:針對多棟樓房間,應當兼顧樓群間的距離是不是跟消防、地質、光線等各種需要相適應;電梯通道的裝修材料、寬度、位置、高度是不是能夠實現應急情況下消防驗收的標準;外墻與內墻的裝修材料是不是影響到人們生活中室內中的光線、空氣、溫度、氣味等一系列要素;設置的消防栓和消防裝置是不是跟建筑的內部構造存在沖突,是不是能夠在出現危機的情況下迅速地應急;針對一些具備特殊要求的建筑,其承重能力、區域位置、面積等是不是跟客戶的特殊要求相符合。
2探究建筑工程設計方案的經濟需求
確立以及執行建筑工程的設計方案不但要求兼顧施工技術環節的可行性,而且還應當對其經濟效益進行有效地研究。這是由于建筑工程的設計方案跟經濟效益存在直接性的聯系,因此探究設計方案的經濟需求是非常關鍵的一個方面。其涵蓋兩個方面,即成本與總體效益。成本問題:設計方案不可以僅僅兼顧建筑的功能設計、實用設計、外觀設計等,還應當認真地執行建筑工程項目的總體預算,在相應的工程成本范圍之內,需要盡可能地進行最為理想的設計。并且,在兼顧這一系列要素最大化的過程中,也應當明確在相應的范圍內科學地控制增加的建筑工程成本。例如,對于建筑外墻裝飾材料的成本來講,石材幕墻與玻璃幕墻無論是在性能、外觀,還是在價格上都存在非常大的差異性??傮w效益:建筑工程項目兼顧成本問題理所當然,然而,對于建筑工程項目本身而言,僅僅兼顧成本問題存在非常大的不足之處。倘若為了減少成本支出而在設計的過程中減少一些必需的步驟,這會大大地影響到建筑工程的實用性與安全性,甚至對建筑企業的形象和總體工程效益產生影響。例如,在高層建筑當中,樓層跟樓層間的承重憑借的是樓板厚度,倘若為了節省費用的支出而使樓板的厚度減小,這盡管可以使應用的材料量減少,可是會導致一些質量問題,甚至會導致人身安全問題。為此,在設計建筑工程方案的過程中,務必立足于實用性和安全性的基礎上,再兼顧經濟效益。
3審核建筑工程的施工圖
審核施工圖指的是在施工方跟設計方交流和溝通好后,施工方結合設計方的設計原理與客戶的需要,制定出詳盡的施工方案圖。施工方案圖的質量跟建筑工程項目的質量與總體經濟效益密切相關。為此,審核施工圖應當執行嚴格的指標,認真地審核一些細節之處。一是應當檢查施工圖是不是在施工實踐的過程中面臨難度,這重點指的是施工實踐與設計圖面臨差異性,出現如此的現象重點是因為施工場地環境的改變,而提高施工難度不僅使施工費用增多,還會對施工的質量產生不利影響。為此,務必搞好實際現狀跟施工圖的調研事項,從而保證施工的正常開展。二是認真地設計施工圖紙的細節問題。在進行施工的時候,設計的圖紙常常面臨著不足之處,如此一來會提高場地施工的難度,倘若根據圖紙進行施工,那么常常會使材料成本與人工成本增加;倘若在場地變更設計圖紙,那么會使建筑工程的施工效果以及施工質量產生影響作用。這就需要設計工作者在設計圖紙的時候,注意細節問題,對實際的施工方法與施工環境進行重復地模擬,從而設計比較理想的施工圖紙,最終便于施工過程的順利進行。
4會審建筑工程的設計圖紙
在建筑工程設計管理工作中,會審圖紙是指在審核圖紙的時候對開工之前的施工圖紙組織有關專家進行會審。會審的過程不但需要專業工作者的參與,而且還需要施工單位的配合。會審圖紙的目的是為了確保正常地建筑工程的施工。會審圖紙的好處是在進行會審的時候應當激發參與工作者的熱情與聰明才智,從而能夠集思廣益。如此一來,能夠有效地審查圖紙,從而實時地發現問題和解決問題,盡量地使設計過程中存在的不足之處減少。倘若發現設計的過程中存在缺陷(像是設置的消防裝置跟建筑的總體功能不相適應),應當在科學分析的前提條件下,匯集眾家之長,分析出最為科學和理想的設計方案,且在總體的施工圖當中進行添加。
5變更建筑工程的設計方案
設計并非永恒不變化的,在建筑工程的施工過程中,倘若發現實際情況跟設計方案存在相悖之處,就需要變更設計方案。在建筑施工中,如此的現象非常多見,絕大多數時候是因為設計存在缺陷、臨時變更使用的材料等導致的。倘若存在設計的變更,負責設計的部門應當實時地歸納和研究變更之后的施工技術與施工圖紙,以判斷更改之后的設計是不是滿足實用性與經濟性的需要。改變設計牽涉到業主與設計單位間的建議是不是統一的問題。兩方都想盡可能地獲取自身最大化的經濟利益,這非常容易導致矛盾的出現。為此,務必實現變更設計額的降低,而這就要求在前期的設計中強化設計管理,從而提高設計的科學性與有效性。并且,在進行變更的時候,應當重視進行合理地變更。合理的變更指的是變更應當有助于建筑工程項目的建設,避免任何不合理、頻繁的、非法的變更。事實上,對于建筑工程設計的變更常常存在不合理的案例。像是一些建筑工程項目的負責人一時糊涂,未曾參考有關的數據指標,如此的變更不但不利于建筑工程的順利進行,而且嚴重地影響到建筑工程的安全性與合理性,以及不利于開展之后的驗收工作。為此,變更設計需要在科學、合理、正確、規范的基礎上進行。
6結語
總而言之,針對建筑工程來講,設計管理工作非常系統和復雜,牽涉到非常多的專業和領域,往往會存在一系列的問題,從而對設計的質量產生影響。為此,有關的單位需要注重建筑工程的設計管理事項,實施合理、科學、有效的對策處理設計管理過程中面臨的缺陷,從而優化建筑工程的總體質量,推動國內建筑領域的可持續發展。
作者:崔衛波 單位:寶雞市土木建筑勘察設計院
參考文獻
[1]鄧銘.BIM技術在建筑工程設計中的應用優勢分析[J].建材與裝飾,2016(35).
關鍵詞:性能化防火設計理念方法
Abstract: With the development of science and technology, construction is constantly functional diversification, intelligent, to make a long story short in reaching high-tech unlimited. But our construction is the traditional design method of "prescriptive" standard, this method has the detailed design parameters, brings thinking limitations to the design staff, leading to different design personnel is designed very much the same. Design specification of give designers a lot of space, by contrast is very flexible, more personality and reasonable. Because of the performance-based fire design has so many advantages, gradually performance has become a frequently used in building fire in a way. The design method introduced performance-based this simple.
Key words: Performance-based fire protection; devise; idea
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
1.性能化防火設計概述
性能化防火設計就是一種在消防安全工程學的基礎上興起的另一種防火設計的方法,這種方法現在已經已經被大量的使用并且認可,在火災現場的場景要進行定量的分析,分析從確定性和隨機性方面入手,用來判斷所使用的不同類型的方案是不是它們的消防安全性能可以達到消防安全所規定的那樣,這樣就可以得到最大化的優化設計方案,還給建筑的結構提供了防火保護,該保護是最合理的。這種方法可以替代傳統的消防設計方法,達到一種規定的設計水平。以下是防火設計的幾個目標:
①火災發生的時候要保護建筑結構不損失還不能殃及到鄰居。
②要有必要的消防救援設備。
③時刻關注火勢,不能讓火勢不斷的擴大,盡量避免財產的損失。
④能夠安全的對人員進行疏散,保證生命的安全。
于是,在做安全設計的時候必須從多方面進行考慮,比如耐火的性能、防火設備、救火設備、建筑規劃等等方面進行綜合性的考慮?,F行的設計方法對上面所提出的問題都有相對完整獨立的考慮。但是也有很大的缺點就是沒有統一的、明確的安全水平,沒有辦法體現出各個消防系統之間的系統關系,而且這一會使綜合經濟降低。項目特有的危險和保護這些危險的有關消防安全措施能夠被消防安全的性能化設計考慮到,消防安全的性能化還能對消防對策進行一個綜合性的實現,把所有的系統都融入在一起,當成一個整體設計,這種綜合起來的工程能提供更具體的更經濟的消防防火設計方案。
2.性能化防火設計步驟
2.1確定性能化防火設計的工程范圍與內容
首先要對建筑的特征、建筑的使用功能等方面全面的了解它們的信息;然后對昂貴設備區、非同一般的作業區等建筑地區分別作特色研究;最后就是不同的功能的建筑所面對的使用者也有不同的特征,在年齡、智力等方面是其中一部分。
2.2確定消防安全總體目標、功能目標和性能目標
消防安全的設計在消防安全設計中的設計總體目標的范圍很廣,它甚至代表了當今社會所期望的水平。簡單點說,消防安全的最終目標就是生命、財產、環境等方面不受火災的影響。
2.3將定性的消防安全目標轉化為定量的性能化判據
基本判據如下:
a.生命安全判據。煙氣層的高度下限、煙氣層和火焰的溫度上限、煙氣層內毒性氣體的濃度上限、煙氣透過能見度下限、把人員從火災地點內非安全地段帶到安全地段所需要的時間等等。
b.結構安全判據。建筑內部對建筑有著非常重要作用的一些關鍵構件的承受溫度的上限、耐火的能力等等。
c.環境安全判據。腐蝕性燃燒生成物濃度的上限、煙氣的濃度的上限等等。
2.4確定火災場景
特定的火災從引燃到燃燒到最高峰以及火災造成的后果,或者的設定燃燒到最高峰以及火災造成的后果,對這兩種的描述就是火災場景。建立火災場景時要考慮到下面幾個方面的因素:火災載荷以及分布的狀態;火災可能在哪些環境下發生;火災可能在哪些位置發生;建筑的平面布局等等的因素。
2.5建立設計火災“熱釋放速率-時間”變化曲線
綜合考慮火災中燃料、點火源、通風的情況等等在火災發生時的主動式消除系統的一系列的情況因素,還要肯定知道火災的載荷、火災的規模大小以及火災的增長趨勢,還要確定該火災有沒有可能出現轟然以及出現轟然的可能性有多高。要使用到火災增長曲線,任何一個需要考慮的火災場景都應該具備一個這樣的火災曲線。這些曲線可以反映出火災的特點,方便人們更科學的控制火災。
2.6提出和評估設計方案
評估是一個反反復復不斷進行的一個過程。在評估的過程中,對于消防安全措施進行評估的時候都要根據火災曲線來作為一個依據。比如是否增加報警裝置、是否對建筑的材料進行改進、是否安裝自動噴水系統、以及對通風條件的改動等等的因素,都是在這個階段開始評估的。對不同的方案進行評估的時候,有一個很重要的地方就是這個解決方案有沒有達到設計的目的。
3.性能化防火設計應用需注意的問題
處方式設計是人們長期與火災進行斗爭的過程中得出的寶貴經驗,處方式的設計也為后來的防火設計起到了很大的作用,還減少了因為火災而造成的損失。但是處方式的設計有它的弊端和一定的局限性,首先,它已經不能跟上現在的新興建筑工藝的對材料、結構、工藝、技術方面的步伐,這就造成了不能滿足當下的高大多功能建筑空間的要求。形成了一塊短板。然而性能化防火就比較靈活,而且綜合能力比較強,能夠解決現在發展消防出現的新問題,能更好的滿足當前的需求。處方式與性能化都是以防火為目的的方法,但是它們解決問題的方式完全不相同。性能化防火設計能夠解決更加復雜的一些問題,比如空間比較大、功能更加復雜或者是特殊的建筑的設計問題,處方式就是對于比較常規、不是那個高難的問題解決起來更加的簡單。因此,性能化防火設計與處方式防火設計是不能互相取代的,它們各自有自己的優勢。所以不能濫用性能化防火設計技術,要根據實際情況而選擇最適合目標方案的技術進行設計。
4.結束語
性能化防火有很多優點,而且這些優點能夠解決建筑防火方面的比較難、比較復雜的問題,很大程度上彌補了傳統防火設計方面的不足,但是它也有缺陷,千萬不能盲目的使用。我們要更加的關注防火在國際上的動態,第一時間掌握新的、更有效的防火技術,更進一步完善現在的防火技術的不足。避免火災帶來的不必要的人員財產的損失。
參考文獻:
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關鍵詞:優化 設計方案 工程造價
中圖分類號: TU723 文獻標識碼: A 文章編號:
一、建筑設計方案優化的重點
1 對建筑工程設計方案的優化
為了提高工程設計質量、滿足設計規范要求、達到高標準工程的要求,對建筑工程設計方案進行優化成為了工作之重,這對建筑投資企業與施工企業都有著重要的意義。因此設計人員必須具有較高的專業技術基礎,并對每個設計人員的專業項目進行整合,是專業人員的強項得到發揮,以此提高設計方案質量的提高。
2 對質量管理的優化
要確保工程的施工質量,首先需要優化施工質量的管理組織架構,構建起法人為主、以專家和專業人員為主導、基礎管理人員為基礎的全方位的管理架構。建立起全面的規章制度,充分結合工程的實際情況針對技術管理和質督管理規程進行充分的細化,確保擁有科學可靠的質量管理體系,使質量工作無論大小皆有法可依,有章可循。
二、相關建筑設計方案的論述
(1)剪力墻設計:
以小高層住宅項目建設來說,剪力墻是面廣量大的,因此合理的控制剪力墻配筋對于結構安全及工程的經濟性具有十分重要的作用。
a)剪力墻墻體配筋一般要求水平鋼筋放在外側,豎向鋼筋放在內側。配筋滿足計算及規范建議的最小配筋率即可。建議加強區Φ10@200,非加強區Φ8@200雙層雙向即可,雙排鋼筋之間采用Φ6@600x600拉筋。但地下部分墻體配筋則另當別論。
b)剪力墻按規范應設置邊緣構件,一.二級抗震設計的剪力墻底部加強部位及其上一層的墻肢端部應設置約束邊緣構件;筆者認為首先要區分剪力墻的受力特性及類別,即:普通剪力墻(長墻),短肢剪力墻,小墻肢和一個方向長肢墻而另一方向屬短肢墻來區別對待配筋。
c)剪力墻中的連梁跨度小,截面高度大,在地震作用下彎矩、剪力很大,有時很難進行設計,如果加大連梁高度,配筋值有時反而更大。筆者建議,連梁高度計算與設計統一規定從洞頂算到樓板面或屋面,對于窗洞樓面至窗臺部分可用磚或其他輕質材料砌筑。對于窗臺有飄窗時,可再增加一根梁,兩根梁之間用磚填充。連梁配筋應對稱配置,腰筋同墻體水平筋。
d)目前,在剪力墻的樓層處均設置暗梁,而對暗梁的作用及配筋亦各有理解。筆者認為對于框架—剪力墻結構,如剪力墻周邊僅有柱而無梁時,則設置暗梁,并且要求剪力墻兩端是明柱,這是因為周邊有梁柱的剪力墻,抗震性能要比一般剪力墻要好。
(2)減少設計變更:
加強設計變更管理,實行限額動態控制。變更發生得越早,損失越??;反之,損失就越大。如果在設計階段變更,則只需修改圖紙,其它費用尚未發生,損失有限;如果在采購階段變更,不僅需要修改圖紙,而且設備、材料還須重新采購;若在施工階段變更,除上述費用外,已施工的工程還須拆除,勢必造成重大變更損失。
(3)適當采用標準設計:
采用標準設計一般都能使工程造價低于非標準設計,但對于特殊的工程例外。同時,采用標準設計還能節約設計費用,縮短設計周期,能較好地執行國家的技術經濟政策。它是在設計階段有效控制和降低工程造價的重要方法。
三、建筑設計方案優化的方法策略分析
一些建設單位和設計單位雖然投入了大量精力、時間進行方案優化,但由于工作方法不當,往往出現調改了一個地方,卻引發更多相關問題的現象。
1對設計方案運用價值分析原理找出最佳的方案
對整體設計方案運用價值分析原理找出最佳的設計方案,而且對分配下去的每項設計內容也要運用價值分析原理進行分析。這里說的價值評價,是指對技術、經濟和社會進行評價權衡的綜合評價。一般來說,提高產品的價值,有以下 5個途徑:
( 1 ) 功能提高,成本降低,這是最理想的途徑;
( 2 ) 功能不變,成本降低;
( 3 ) 成本不變,功能提高;
( 4 ) 成本略提高,帶來功能的大提高;
( 5 ) 功能略下降,帶來成本的大降低。
2 加強對設計人員的管理以提高方案優化水平
(1)制定相關懲罰措施。建立相應的法律法規約束,并在設計委托合同中明確一定的懲罰,可以使設計方懂規矩、辨是非,促使其改過,具有一定的警告作用。
(2)采取相關激勵措施。在設計委托合同中,明確一定的激勵措施,使利益激勵能更好調動設計人員的工作主動性、積極性。實施有效的激勵,可以激發設計人員的工作熱情,使其自覺提高工作水平與質量。
(3)從思想上端正設計人員的態度,加強其職業道德教育。建筑設計人員要努力提高自身的政治思想水平,在處理建筑設計事務中,堅持客觀立場,一切 從實際出發,以客觀事實為依據口。加強對建筑設計人員的誠信教育,必須讓每一位建筑設計人員都明白,一流的專業技術不是走向成功道路的惟一條件,而一流的道德水平才是建筑設計人員完善境界的基本要素。
四、設備技術設計
1給水設計
根據不同用水性質、用戶考慮給水計量:
1)商業給水及消防用水應單獨設置管網,并分別設總計量表;
2)門面、辦公、物管、小區環境、車庫等用水均應分別設計量表;
3)住宅應分戶設置計量表,且水表出戶設置。
2排水設計
2.1廚房內立管的設置應充分考慮與煙道及窗扇開啟的相互關系。
2.2應考慮豎向管線的路徑:
1)在別墅、類別墅及躍層住宅中,衛生間及廚房的下水管應盡可能上下對齊,至少應將有豎向管線的局部對齊。如無法垂直對齊不應直角轉折,斜向轉折時應考慮對室內空間的影響;
2)污水立管不宜穿越門面;
3)空調排水管、陽臺排水管、屋面雨水管以及消防立管設置的位置應相對隱蔽,并結合建筑效果考慮平面位置;
4)商場﹑門面及門廊內設置的匯流排水立管,布置時應盡量有規律,以便裝飾處理。
2.3十八層及十八層以下的住宅樓,衛生間排水立管可選用特殊配件單立管系統,取消專用通氣管。
2.4雨、污檢查井設置位考慮:
1)不應設置在門面及大堂門前;
2)不宜設置在小區主、次干道上,當必須設置在干道上時應控制其數量,并布置整齊。
3電氣設計
3.1根據建筑功能及設備專業提供的資料,分類進行負荷計算并匯總:
1)消防設備與火災時必然切除的設備取其大者計入總設備容量;
2)季節性負荷,如空調制冷設備與采暖設備,取其大者計入總設備容量;
3)成組用電設備的設備容量不包括備用設備;
4)照明設備的設備容量采用光源的額定功率加上附屬設備的功率。
3.2電梯、電扶梯、空調主機及泵、消防水泵、生活水泵、送排風機、車庫照明、園區道路環境照明、游泳池動力及照明、燈飾工程照明、物管中心、小區會所及員工宿舍等,均應按系統用途在低壓配電屏(房)內設置各系統計量表。
3.3校核方案階段電氣設備房(開閉所、變配電所、柴油發電機房、樓層配電間及弱電間等)的位置,在滿足相關規定的前提下控制各房間的面積。
3.4設備及線路布局:
1)在滿足線路保護、確保使用及電壓損失等情況下,盡可能減小線路截面;配電屏之間、配電屏與變壓器之間盡量靠近布置,減少母線槽的用量;
2)住宅建筑原則上采用樹干式配電,減少電纜用量;
3)盡量避免回頭線路。
4暖通設計
4.1空調設計應注意事項:
1)空調冷凝水應有組織排放,主管的布置應隱蔽,宜與相鄰陽臺排水立管就近合并;
2)空調管穿墻洞應靠近室外機及空調冷凝水立管;
3)空調管不宜穿越其他房間或長距離跨越陽臺。
4.2風管設計應注意事項:
1)風管設計尺寸應盡量少占用空間高度,風管設計圖以結構梁圖為底圖;
2)風管不得穿越電氣設備用房和消防控制中心;
3)消防風管設計布置不宜穿越門面;
4)商業門面的排油煙風管盡量靠墻貼梁設置,少占門面空間。
4.3對設置在地下層的商場,應確保在過渡季節的新風及通風換氣效果。
4.4商場空調機組、消聲器宜設置在梁間空隙,確保商場裝修后的凈高。
關鍵詞:高層建筑;結構性能化;防火;設計
中圖分類號: TU97 文獻標識碼: A 文章編號:
隨著社會經濟的發展,我國城市化水平迅速提高,建筑業得到了突飛猛進的發展,各個城市的高層和超高層建筑數量逐漸增多,建筑內部功能趨于綜合化、復雜化,建筑內使用的電力、熱力設施大大增加,從而導致高層建筑的火災危險性也大大提高[1]。
1高層建筑火災的特點
1.1火災隱患多
一是高層建筑內部往往采用精裝修,裝修材料大多易燃,一旦發生用火不慎,極易發生火災。二是大量使用電氣設備,為追求美觀、整潔,建筑內部各種電路布線時都采用“暗線”,電線安裝較為隱蔽,經過十幾年使用逐漸松散老化就會造成漏電、短路起火。三是高層建筑施工時由于相應滅火設施尚未啟動,由于用火不慎、檢修焊割等也會引起火災。
1.2疏散時間長
一是高層建筑結構復雜,層數多,導致垂直和水平疏散距離長,人員需要較長時間才能疏散到安全場所。二是普通電梯在火災時無法使用,多數高層建筑安全疏散主要是靠樓梯,疏散速度受到限制。三是人員集中,高層建筑內部的居住和工作人員人數往往較多,一般高層建筑辦公室,平均可容納 4000~5000人,疏散難度大[2]。
1.3火勢蔓延快
一是高層建筑的樓梯間、管道井、電梯井、風道、電纜井等豎向井道多,且大多高層建筑出于采光和其他建筑需求設置數層甚至數十層高的中庭,如果防火設施或防火分隔(如樓梯前室防火門、管道阻燃材料)處理不好, 在熱氣流作用下火勢容易從低處迅速上竄,使得建筑物稱為一座高聳的煙囪。二是火災荷載大,尤其是一些高級賓館,商住樓等,其內部可燃物多,且燃燒速率快,一旦起火則會迅速蔓延且燃燒猛烈。三是高層建筑風勢大,建筑物高度 10m 處風速為5m/s,相應在 90m 高處風速為 15m/s,在風力的助推下,建筑內部火災燃燒更為旺盛,也更易于向上部樓層蔓延[3]。
1.4撲救難度大
高層建筑高達數十米,甚至達數百米, 發生火災時從室外進行撲救相當困難,一般要依靠室內消防設施采取自救。但由于目前我國經濟技術條件所限, 高層建筑內部的消防設施還不可能很完善, 尤其是二類高層建筑仍以消火栓系統撲救為主。因此, 撲救高層建筑火災往往遇到較大困難。
2結構性能化防火設計基本步驟
2.1 確定設計和評估內容
首先要明確需要解決的問題,一般需要建筑業主、建筑使用方、建筑設計單位、性能化防火設計咨詢單位同消防主管部門協商確定。在確定設計的范圍后,設計者應了解工程各方面的信息,如建筑結構的特征、使用功能等。
2.2 制定結構抗火設計目標
設計目標是結構防火設計應該達到的最終目標或安全水平,可分為總體目標、功能目標和性能要求三個層次。制定結構抗火設計目標如下:
2.2.1 總體目標
(1)保障建筑內人員的逃生安全和進行搜救的消防人員的安全
(2)保障火災不因結構的破壞而蔓延至其他區域
(3)減小建筑火災損失
2.2.2 功能目標
為滿足總體目標的要求, 建筑鋼結構抗火設計的功能目標包括:
(1)某些部位的結構構件或子結構及結構整體在火災發生后的一定時間內不能坍塌,以保證建筑內的人員有足夠的時間逃生, 并使消防人員有足夠的時間滅火;
(2)某些部位的結構構件或整體結構在火災下不能產生或盡量減小影響繼續使用的變形或倒塌,使得火災后結構的功能盡快恢復,以減小建筑火災的間接經濟損失,達到建筑火災總的損失最小的目的。
2.2.3 性能要求
(1)與功能目標 1 對應的性能要求
性能要求一: 結構某些部位的構件在火災發生后一定的時間 t1內,應具有足夠的承載力。
性能要求二: 結構某些部位的子結構在火災發生后一定的時間 t2內,應具有足夠的承載力。
性能要求三:整體結構在火災發生后一定的時間 t3內, 應具有足夠的承載力。其中 t1,t2應大于人員疏散和消防員搜救的時間。t3應大于從火災發生至消防員控制火勢的時間或者等于火災持續時間。
(2)與功能目標 2 對應的性能要求
性能要求四:結構某些部位的構件或子結構,由火災產生的殘余變形不能超過一定的限值,以減小建筑火災的間接經濟損失,使建筑火災總的損失最小。
2.3提出并評估設計方案
防火設計方案的安全性評估是結構性能化防火設計的核心,在此過程中一般會用到多種火災分析模型、溫度傳導分析模型和結構分析模型。設計方案的提出和評估師一個不斷反復的過程,在這過程中不斷改進和完善現有的設計方案,已達到既定的性能目標并最終達到總體目標。
2.4 確定火災場景和設計火災
火災場景是對某種火災發展全過程的描述,包括說明火災位置,火災起火、火勢增大、發展到最大(如轟燃)及逐漸熄滅等階段的特點。火災場景描述了影響火災后果的各種關鍵因素。建筑內可能的火災場景數量很多,因此所選擇的火災場景應具有典型性,并應該使得所采用的防火措施具有一定的安全裕度。
2.5 編制報告
報告時性能化設計能否被批準的依據,報告中需要包括分析和設計過程的全部步驟。在報告中應明確表述評估的范圍、消防安全目標、所設定的火災場景,以及所采用的分析模型和工具以及所有參數的取值及其依據,充分解釋如何來滿足目標。
3結論
總之,在結構性能化方法的研究基礎上,利用數值模擬工具,對一個實際工程的兩種結構防火方案進行性能化評估和比較。
參考文獻:
[1] 張艷霞,淺談高層建筑火災的特點及疏散逃生.科技情報開發與經濟[J].2008,18(20):210-211
美國已完成性能目標和基本完成性能級別分級的確定,并于2001年了《國際建筑性能規范》和《國際防火性能規范》。加拿大計劃于2001年其性能化的建筑規范和防火規范,其要求將以不同層次的目標形式表述。英國于1985年完成了建筑規范,包括防火規范的性能化修改,新規范規定"必須建造一座安全的建筑",但不詳細規定應如何實現這一目標。澳大利亞于1989年成立了建筑規范審查工作組,起草性能化的《國家建筑防火安全系統規范》,并于1996年頒布了性能化《澳大利亞建筑-1996》(BCA96),并自1997年陸續被各州政府采用。新西蘭1992年了性能化的《新西蘭建筑規范》,新規范中保留了處方式的要求,并作為可接受的設計方法;1993~1998年,開展了"消防安全性能評估方法的研究",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的發生、安全疏散措施、防止倒塌、消防基礎設施和通道要求以及防止火災相互蔓延5部分。
從國外性能化規范的研究過程看,大部分是首先或同時研究與性能設計有關的消防安全設計評估技術,只有少數國家是先修改規范,后開發設計指南。
三、消防安全工程
隨著人們對火災現象及其規律研究的不斷深入,在一定程度上實現了對火災過程的定量描述和分析,并由此產生了一門新興工程學科--消防安全工程學。在發展以性能為基礎的規范的同時,消防安全工程也在快速發展。消防安全工程學由于其潛力、復雜性以及應用性而在基礎理論、方法學和實用工具領域得到較大的發展。當然人們仍然需要進一步研究建筑設計中完全量化的消防安全工程方法。
消防安全工程所涉及的內容包括工程原理與原則的應用,基于火災現象、火災影響,以及人的反應和行為的專家判斷。由于現在仍然缺乏完全量化的建筑設計消防安全工程方法,因此要求采用由專家或工程分析判斷而形成的比較保守的方法。不過,在很多國家,這些能夠作出專家判斷的經過認可或被接受的消防工程師為數不多。
四、性能化設計方法
性能化設計方法是建立在消防安全工程學基礎上的一種新的建筑防火設計方法,它運用消防安全工程學的原理與方法,根據建筑物的結構、用途和內部可燃物等方面的具體情況,對建筑的火災危險性和危害性進行定量的預測和評估,從而得出最優化的防火設計方案,為建筑物提供最合理的防火保護。
性能化設計利用火災科學和消防安全工程去建立設計指標,評估設計方案;并利用火災危害分析和火災風險評估去建立從總體目標和功能目標到火災場景等領域內所需要的參數。性能化的消防安全設計是一種可以對諸如非工程參數如人在火災中的行為和反應進行定義的工程過程。
五、性能化規范與性能化設計方法
性能化規范中,一般只確定能達到規范要求的可接受的方法,對建筑物內的要求通過政策性的總目標、功能目標和性能要求來表敘。例如澳大利亞于1996年12月由澳大利亞建筑規范委員會(ABCB)編制的第一個"性能化"的綜合性的建筑規范《澳大利亞建筑規范(BCA96)》由四個層次的體系構成,即目標、功能描述、性能要求?quot;視為滿足的條款"以及驗證的方法。性能化設計是選用以性能為基礎的替代辦法,即描述能夠達到某種規定性能水平的設計過程的術語,其設計方法是設計中的一種工程方法。
如果性能化設計方法同性能化規范一起使用,就必需有一套規范中要求的固定的總目標、功能目標和性能要求。如果不借能化規范,就由以下7個步驟來指導分析和設計,即1確定工程場址或工程的具體內容。2確定消防安全總體目標、功能(或損失)目標和性能要求。3建立性能指標和設計指標標準。4建立火災場景。5建立設計火災。6提出和評估設計方案。7寫出最終報告。性能化設計必需考慮的因素至少包括以下因素:1起火和發展。2煙氣蔓延和控制。3火災蔓延和控制。4火災探測和滅火。5通知使用者并疏散。6消防部門的接警和響應。六、評估方法
建筑防火評估方法是性能化設計的關鍵技術,在世界范圍內,對于這一方法及相關概念體系的逐步完善作出重要貢獻的各類方法和模型主要包括:美國的建筑防火評估方法(BFSEM:TheBuildingFireSafetyEvaluationMethod)。評估特定場所內所用產品火災風險的FRAMEworks方法,火災致損評估方法(FIVE:Fire-InducedVulnerabilityEvaluation);澳大利亞的風險評估模型(RAM:RiskAssessmentModeling);日本的建筑物綜合防火安全設計方法;加拿大的FIRECAM方法。
加拿大國家建筑研究院(NRC)正在研究并已開始應用的性能化設計工具:火災風險與成本評估模型(FiRECAMTM--FireRiskEvaluationandCostAssessmentModel)),它通過分析所有可能發生的火災場景來評估火災對建筑物內居民造成的預期風險,同時還能評估消防費用(基建及維修)和預期火災損失。FiRECAMTM依靠兩個主要參數來評估火災安全設計的火災安全性能,即火災對生命造成的預期風險(ERL)和預期火災損失(FCE);運用統計數據來預測火災場景發生的幾率,比如可能發生的火災類型或火災探測器的可靠性,同時還運用數學模型來預測火災隨時間的變化,比如火的發展和蔓延及居民的撤離;FiRECAMTM利用火災增長、火災蔓延、煙氣流動、居民反應和消防部門反應的動態變化(以時間為函數)來計算ERL和FCE的數值。它包括:火災增長模型、煙氣流動和居民逃生模型。FiRECAMTM對火災蔓延的可能性及火災后修復建筑物的費用采用的是保守的評估模型,所以對財產損失的評估結果比實際的偏高。
澳大利亞消防規范改革中心(FCRC)正在開發一個用以量化建筑消防安全系統性能的風險評價模型叫CESARE--Risk(注:它和FiRECAMTM同基于Beck的預測多層、多房間內火災的影響的風險評價系統模型),它采用多種火災場景,其中考慮了火災及對火災的反應的概率特性,采用確定性模型預測建筑內火災環境隨時間的變化。某些組成部分如下:事件樹與預期值模型、火災發展與煙氣流動模型、人員行為模型、消防隊模型和工作人員模型、分隔失效模型、經濟模型。
七、消防工程指南
目前,為與消防安全工程相一致,必須為單個消防技術起草實施指南,1996年澳大利亞消防規范改革中心出版了"消防工程指南",為消防安全評估提供了指導。該指南提出設計過程的一個重要部分是制定一個設計大綱,對建筑整體方案進行分析,確定潛在火災危害以便提出使項目組、消防安全工程師、消防部門和審批機關均認為滿意的消防系統設計方案。消防安全系統分析可以分下列幾極:
第一極--組件和子系統等效評估(SEE--SYSTEMEQUIVALENTEVALUATION),只考慮一個子系統的單獨運行情況。
第二極--系統性能評估(SPE),考慮不同子系統和組件之間的互相影響,這一極分析可能只建立在一個簡單的火災場景和時間曲線分析基礎上,也可能需要單獨考慮一個以上的"最壞"火災場景。
第三極--系統風險評估(SRE),適用于大型綜合建筑或者高度創新的建筑,能大大降低建筑成本或者解決非常困難的設計問題。它屬于概率風險評估,其量化非常復雜,需要消防工程師具有更高的技術水平,也要求有關審批部門掌握更高的評估技能。同時指南還為所考慮的消防安全子系統規定了必要的分析和輸入數據。
八、我國的前景