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摘要：对于建筑的评估，不仅是考察建筑的使用寿命，还包括建成使用后的建筑消防性能。因此在建筑设计阶段，不仅要求建筑满足更多的居住功能，同时消防安全等级要够高。本文基于建筑防火设计的角度，探讨其存在的局限性以及建筑性能化防火性设计的应用措施。希望本文的研究能够为读者提供有益参考。
关键词：性能优化；局限性；防火设计规范
前言：做好建筑防火设计，必须避免设计出现本质性缺陷，依据不同的设计方式和防火措施，呈现了不同的火灾防治能力。常规的建筑防火设计规范并没有考虑到建筑差异性问题，使得同样的建筑执行标准，呈现了不同的效果。
1.建筑防火设计存在的局限性问题
1.1防火设计规范太过具体
我国现行的建筑防火设计规范，对于建筑有具体的设计要求，如必须达到怎样的耐火等级，其防火间距必须保持特定的距离，防火分区必须设置在特定方位，建筑装修材料必须选用特定材质，安全疏散通道必须按照特定结构设计，以及自动喷水灭火设施应怎样摆放，朝向哪都有具体要求。我国防火设计规范对于建筑防火的各项参数、用途、规模和设计要求有着更加细化的要求，但是这个设计规范并没有考虑到各个建筑的差异，所处环境、用途以及性质的不同，若是以统一的消防防火规范进行建筑设计，呈现的防火效果也不尽相同[1]。
设计人员只需根据国家颁布的防火设计规范方法进行设计，建筑必须满足各项防火性能参数以及指标，一定程度上保证了建筑的防火安全。实际上每栋建筑在用途、结构和分布都不相同，同时建筑使用者的素质也是影响建筑防火性能的关键，因此设计师在建筑防火设计时，要充分考虑这些因素，制定更加科学、合理的防火设计方案。
1.2现行的防火设计规范与当前建筑规模不相适应
传统的防火区面积划定，是根据不同建筑的性质，规定防火分区面积，实现在发生火灾时以建筑的防火分区将火灾限定在某一区域内。这种做法在上世纪六、七十年代具有一定的防火作用，被广泛应用于商业建筑以及工厂。但随着我国城市建筑格局的变化，传统的建筑防火区设置已经不能适应当前城市的建筑规模。防火区效用失效，很大一部分原因在于当时的防火区设置规范，是立足于当时的建筑规模所制定的，与当前建筑规模不相适应。建筑防火分区如图1所示。
图1 某建筑的防火分区图
针对新型建筑越来越多，对于新的建筑设计方案，需要进行“专家论证”才允许修建，这种针对防火区设计规范的解决办法，是“性能化消防设计”的雏形。这种方法主要是依靠专家的经验，并根据设计方案建立数学模型，通过不断的模拟实验，以此解决传统方式存在的弊端。
1.3限制新材料、新技术的应用
现行的建筑防火设计规范，对于建筑的施工工艺以及选用的施工材料有明确的要求，不经允许施工方不能随意改变。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现代科技不断发展，由此开发出了防火性能更高的新材料和新技术，但是限于防火设计规范，未能将这些有利于提高建筑防火性能的技术和材料用于设计方案。
2.性能化建筑设计的应用
2.1建立基础数据库
建立的数据库，记录各种火灾以及防治措施的内容，利用评估软件进行分析，从中评估可燃物的燃烧特性、火势发展趋向。例如，在软件中设定建筑的类型、用途、防火等级以及火灾的热释放速率，通过建立数学模型，模拟分析火情大概以怎样的趋势发展。设计师能够参考软件的分析结果，有针对性地进行建筑防火设计。
2.2火灾模拟程序选取
性能化设计的关键就是对建筑的防火目标进行量化分析和计算，因此需要用到火灾过程模拟程序，在这程序里火灾数值模拟是模拟程序的主要内容。利用火灾数值建立数学模型，其中火灾模型主要分为确定性模型和随机性模型。火灾模型主要由专家系统、区域模型、场模型、网络模型和混合模型组成。其中场模型也称CFD模型，在火灾模拟中应用最为广泛，它主要以流体动力学技术模拟火灾模型，通过它能够获知物理量的时空分布，精确反映火灾现象[2]。
对于火灾模拟，影响其模拟准确性的因素较多，如建立的数学模型与实际模拟对象相差太大、网格数量、网格尺寸、计算假设等都会影响火灾模拟的准确性。所以为了提高火灾模型的准确度，很有必要研究CFD模型对火灾的模拟。
对于火灾模型验证和确认，主要通过以下几个方法进行验证：1、代码检验，首先要验证描述火灾的微分工程，利用此方程的精确解和构造解判断程序代码是否正确。2、验证离散方法和离散格式是否满足求解要求。3、验证求解方法是否满足数值稳定性，判断方程能否让方程收敛到正确的节。最后求解模型精度，以程序代码证实概念模型，强调的是求解过程正确以及模型误差。
当前，我国对于火灾模拟进行了一定的研究，提升了建立的数学模型以及分析结果的精确度，但总的来看还没有开发出更适合工程应用的程序，由此影响了建筑性能化设计的发展，需要进一步加强火灾模拟程序的研究。
2.3组建性能化防火设计项目专家委员会
上文提到，传统的建筑防火分区设计规范已经难以满足当前城市建筑规模的防火要求，需要采取新的防火设计方案，论证新设计的防火性能，主要依靠专家的经验。目前我国建筑性能化设计的研究还处于初级阶段，因此组织权威建筑设计专家，依靠专家的经验和专业能力对性能化设计进行研究和推广指导。对超出建筑工程规范的设计问题，组织专家召开论证会，对工程的疑难点、以及突破现有防火设计规范的项目，进行论证并给出专家意见。
在建筑性能化设计未建立起完整的体系前，通过这样的方法，有效解决了突破现有建筑设计规范的项目问题，在建筑设计规范没有修改的情况下，广泛应用于工程项目设计方案的制定中。
结论：综合上述，现行建筑防火设计规范的局限，主要集中在设计规范太过具体、与当前建筑规模不相适应、限制新材料新技术的应用。对于性能化设计的应用，本文主要介绍了建立基础数据库、火灾模拟程序选取、组建性能化防火设计项目专家委员会等。因此开展性能化防火设计以及制定相应的设计规范，要充分考虑我国国情，采取切实可行的方法，以此保证我国建筑消防安全。
参考文献：
[1]刘瑞娟.新建筑设计防火规范下的居住区总平面、住宅单元平面防火设计研究[D].西安建筑科技大学,2017.
[2]李引擎,张向阳,刘文利,等.建筑防火安全的新思维——我国建筑防火性能化设计的发展历程[J].建筑科学,2015,39(21):70-79.
[3]尹楠.基于性能化防火设计方法的商业综合体典型空间防火优化设计研究[D].天津大学,2014.
论文作者:侯丹
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/5
标签：建筑论文; 火灾论文; 设计规范论文; 性能论文; 模型论文; 设计方案论文; 分区论文; 《防护工程》2018年第19期论文;