性能化防火设计在重大火灾隐患整改实践中的应用

黄鹏

摘要：在消防监督工作实践中，对重大火灾隐患的整改向来是一个比较复杂的问题，尤其是由于受到处方式规范整改思路的先天性限制，不少重大火灾隐患无法得到有效整改，给监管带来巨大压力。因此以H广场重大火灾隐患案例为标本，尝试用性能花防火设计思路，为重大火灾隐患整改提供另外一种思考。

关键词：重大火灾；隐患；防火设计

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.23.086

在消防监督工作实践中，对重大火灾隐患的整改向来是一个比较复杂的问题，尤其是由于受到处方式规范整改思路的先天性限制，不少重大火灾隐患无法得到有效整改，给监管带来巨大压力。因此以H广场重大火灾隐患案例为标本，尝试用性能花防火设计思路，为重大火灾隐患整改提供另外一种思考。

1重大火灾隐患案例情况

1.1基本情况

H广场，地上层数30层，地下层数2层，建筑类型申报及验收时为一类高层民用住宅，建筑性质为商住楼。其中1至5层为商场，6层为大厦设备转换层和物业管理用房，7至30层为住宅，设计住宅共552套，大楼主要分为A、B两个区，每个区各有两部疏散楼梯。由于H广场位于繁华商业区，该广场7至30层中的大量住宅建筑相继被改造成办公、餐饮、娱乐等用途，尤其在A区住宅用房与商业功能用房犬牙交错，据统计H广场A区共有250余家商户和83家居民住户。

根据《重大火灾隐患判定方法》（GA653—2006）和《建筑设计防火规范》（GB50016-2014），主要存在以下几个问题：

（1）部分楼层住宅部门与非住宅部门的安全出口和疏散楼梯共用，人员疏散不符合防火规范要求。

（2）部分楼层住宅部分和非住宅部分未执行住宅建筑与公共建筑的相关要求，划分防火分区，配备自动消防设施（包括火灾自动报警和自动喷淋）。

（3）擅自改建为仓库的现象存在，且存在经营、仓储、住宿场所混合的“三合一”现象。

（4）该楼部分自动消防设施损坏，不能正常使用。

1.2整改过程

H广场被确定为重大火灾隐患单位以后，先后投入200余万元进行了整改，该场所的火灾隐患整治取得初步成效。但是在处方式规范指导思路下，也面临瓶颈性困难，具体表现在，住宅部分与非住宅部分的安全出口和疏散楼梯应分别独立设置。但是经多家建筑设计公司实地踏勘后发现，该建筑已无法再增设疏散楼梯针对这两个问题，火灾隐患整改进入僵持阶段。

2性能化分析的主要内容

鉴于按照处方式规范难以彻底整改重大火灾隐患问题，为此，拟对H广场住宅楼采用性能化的防火设计方法，对现有疏散设计进行模拟研究，并以此来判断当前重大火灾隐患案例是否能保证住宅内人员的生命财产安全，尤其是火灾发生时，人员能否及时、迅速的疏散到安全的区域。

2.1火灾场景设计

2.1.1发生火灾位置模拟

根据H广场住宅楼的建筑平面及功能布局，選取了住宅部分的卧室作为起火点进行研究。

2.1.2火灾增长速率确定

火灾增长速率是衡量火灾危险性的重要指标。当火灾增长到一定规模后，增长速率将加速。火灾的热释放速率与火灾发展时间关系可用公式（1）表示：

Qf=αt2（1）

一般情况下，住宅部分的卧室内可燃物类型会比较复杂，有床、被、衣柜、衣物及窗帘等可燃物。根据国内外相关研究文献，以可燃物的燃烧热值、毒性及其引燃性和蔓延情况为基础，选取服装作为典型可燃物进行分析是合适的。根据公安部天津消防研究所所做的服装火灾试验，本报告选择了其中的两组试验数据作为模拟火灾热释放速率的依据，其火灾增长系数α=004689kW/s2。

2.1.3火灾热释放量的确定

依据上海市地方标准《建筑防排烟技术规程》（DGJ08-88-2008）中相关场所的火灾功率规定，本研究可选取4MW的热释放量作为卧室火灾发生时的最大热释放量。

2.2可用安全疏散时间计算

可用疏散时间T1是指从火灾发生到火灾发展到致使建筑内某个区域达到人体耐受极限的时间。影响人员安全疏散的主要性能参数以下几个方面。

2.2.1人员安全疏散性能参数确定

（1）烟气层高度。

根据惯例，烟气层在人员疏散过程中应保持在距地面2m以上的位置。

（2）能见度。

能见度是影响火灾中疏散人群疏散难度的一个指标，SFPE《消防工程手册》提出的能见度数值为13m，为保守起见，将能见度临界值设定为10m。

（3）一氧化碳（CO）浓度。

考虑到一定的安全系数，本文采用300ppm作为CO浓度的危险判定指标。

2.2.2模拟计算结果分析

（1）烟气蔓延情况分析。

通过模拟计算，当卧室发生火灾后，先后在558s、900s、2124s时刻，火灾烟气蔓延至客厅、公共走道和整个走道顶部。

（2）CO分布规律。

在模拟时间2845s、6571s时刻，着火房间、公共走道内CO浓度分别升高到300ppm，达到危险状态。在模拟时间900s内，着火房间、公共走道最高CO浓度分别为394ppm、339ppm。

（3）能见度分布规律。

在模拟时间874s、1387s时刻，着火房间、公共走道内能见度分别降低至10m，达到危险状态。

2.2.3人员可用安全疏散时间

根据测算，着火房间、疏散走道内人员达到火灾危险状态的时间，可用安全疏散时间分别为874s、1387s。

2.3必需安全疏散时间计算

性能花安全疏散判定标准为：可用疏散时间T1应不小于必需疏散时间T2，可用公式（2）表述。

T1≥T2（2）

2.3.1疏散参数确定

（1）疏散人数确定。

本重大火灾隐患案例中住宅部分户型大多为两室一厅房型，因此，确定每户人数为4人，酒店人数按标准间每间2人来计算确定。

（2）人员类型。

人员类型组成参照PathFinder疏散模型建议的数值，可按以下类型确定：住宅：成年男性1人、成年女性1人、老人1人、儿童1人。酒店：成年男性或成年女性。

（3）人员行走速度和疏散出口有效宽度。

各种类人员行走速度和疏散出口有效宽度，本文主要参考了英国SFPE Handbook、美国NFPA130规范以及SFPE《消防工程手册》，在此不赘述。

2.3.2疏散行走时间计算

本文采用疏散软件PathFinder进行疏散模拟分析。按照以上分析，可以建立出H广场8楼的PathFinder模型。

通过模拟计算，从人员疏散过程可以看出，发生火灾后10s时刻，人员基本从房间疏散至公共走道内，在20s时刻，人员集中在两个疏散楼梯口附近，在模拟时间30s时刻，其中一个楼梯附近人员疏散完毕，在模拟时间388s时刻，整层人员疏散完毕。

2.3.3疏散安全性判定

通过实验可以得知，着火房间可用安全疏散时间是874 s，超过必需的时间104s；公共走道内，可用安全疏散时间是1387s，超过必需的时间388s，因此，是可以实现安全疏散的。

3基本结论

通过利用性能化防火设计思路对H广场住宅部分的研究，目前情况下，该建筑以满足与《建规》规定的设计标准相同的安全性，在现有条件前提下，增加疏散楼梯并不是最紧要的任务，可从长计议，审慎研究决定后再施行。

下一步，应进一步加强自动火灾报警等自动消防设施的维护和管理，并加强单位保安人员和业主的消防安全疏散演练，确保一旦发生火灾能有效的控制火灾的蔓延和发展，并能第一时间对人员进行疏散和处置火灾。endprint