目前一直在探讨“性能化防火设计”的问题,学术界中赞同的和不赞成的呼声都比较高。但是,无论大家怎么谈,“性能化防火设计”已经在我们身边悄悄地起步了。这说明“性能化防火设计”已经迫在眉睫。笔者作为一名消防部门的建审员最直接的感受到压力。面对着越来越多的建筑形式奇特、建筑功能复杂、建筑材料新颖的设计,传统的规格式规范显得格外“力不从心”。、 一、规格式规范的尴尬
沿用了多年的《建筑设计防火规范》(以下简称《建规》),或称作“规格式规范”,它的优势在于便于使用也就是可操作性强,大量的条文将设计行为规范到厘米。掌握这些规范是成为一个优秀建筑师的基础,也为设计管理和审批部门提供了确切可靠的依据。
如果说对规格式规范也一直存在争议的话,这种争议也大都是对部分条文的理解不同,或者部分条文的叙述存在歧义。随着改革开放的不断深入,各个领域都在与国际接轨,特别是政府工作透明度的增加以及舆论监督力度加大,最近几年的一些群死群伤火灾恶性事故的接连曝光,建筑防火问题引起了各级政府和全国人民的重视,所以这几年防火规范在建筑设计中得到了比较好的落实。可令人尴尬的是,由于同样的原因,同一套规范又在某些方面束缚着经济建设的发展。
现行的规格式规范,特别是《建规》,已经连续使用很多年了,其间很少修改。规范中的很多数据是参照前苏联的同类规范并结合我国实战中的经验数据得来的。经济的发展、科学的进步、新型材料的大量使用,使得现行规范式规范在使用时捉襟见肘。
二、规格式规范的科学性受到挑战 现行规范已经制定多年,其制定过程或多或少的受到当时经济的、社会的、技术的因素限制,一些在当时看来是先进的、时尚的设计,在现在看来已经是落后的、过时的了。现行规范式规范在许多设计行为无法规范的同时,却又有不少条文很少使用,例如,四级建筑、冷摊瓦等,笔者工作至今几乎没有使用过有关条文。
现代社会的建筑结构、建筑材料、装修材料、家具材料的燃烧性能与过去都有很大不同,那么如果说规格式规范的数据大部分来自于经验的话,那么我们就不得不怀疑其在现代社会中使用的科学性。
而性能化设计的依据是各种数学模型,特别是针对建筑的不同特点为边界条件的计算机软件的计算,其科学性,针对性、经济性比起规格式规范来优势是明显的。就以人员疏散时的心理分析为例,规格式规范对人员疏散时的假设是这样的:当警报响起时,所有人员都接到报警信号,所有人都立即走向安全出口。这明显是理想化状态,现代计算机技术使得建立人员安全疏散时不同心理状态的数学模型并依据其开发出相应计算机软件成为可能。又如,在考虑防火间距时依据的热传导、热对流、热辐射三个因素,而这三个因素与气温、风向、地理位置、建筑物高度均有密切的关系。那么,计算机软件就可以将这些作为边界条件考虑进去,这样在设计时就容易做到经济合理。
三、性能化设计的可行性
现行规格式规范虽然承认各种数据的相互替代关系,但对于建筑物的规模、用途和结构等则采取千变一律的规定,从而减少了设计的自由度,很难采取新的技术,这是人们常常提出的问题。
所以我们要考虑到建筑物的用途、形态、使用状况,通过正确评价各种防火措施之间的关系,研究实现各种措施合理化的可能性。采取性能化防火设计的方法,还可以评价现行规范难以实现的特殊空间形态的安全性,对于应增加安全性而经过特殊考虑的建筑物,谋求减少其他的防火措施。
在计算机和火灾工程学高速发展的今天,为建筑防火性能化设计提供了一个广阔的空间。在与火灾的长期斗争过程中,我们已经掌握了大量的科学数据,为火灾模拟建立了许多科学的数学模型,例如:分割失效性模型、消防队模型和工作人员模型、人员行为模型、火灾发展和烟气蔓延模型、经济模型等等,根据这些模型我们又开发了不同的技术软件,利用这些软件对不同使用功能的建筑物进行性能化防火设计时的科学依据。
四、我国性能化设计发展过程中的问题
主观方面:多年来我们已经习惯了查规范,无论是设计人员、审核人员对规范已经是非常熟悉了,在某种程度上对于没有规范的东西接受起来有些困难。特别是我国目前还没有颁布性能化设计规范,而且消防问题往往涉及到法律责任,这就使得各个方面对“性能化防火设计”问题都比较慎重。
我国目前的性能化设计、评估过程中还存在一些误区,有些人思想中存在着只要消防审核不过关就进行性能化评估,个别评估单位也有意在评估过程中出具对甲方有利的结果,这也是专家和审核人员所担心的。例如在计算机烟气对疏散的影响时,烟气下降的高度应选择1。8m为安全高度。如果选取1。5m也可以说得去,这使计算的ASET(允许疏散时间)就有不少富裕。
客观方面:“性能化防火设计”在我国还是新生事物,在操作过程中还存在许多技术问题。
首先是基础数据方面比较薄弱。性能化设计中使用的大量数学模型依据的数据大都是国外的,计算软件由于是国外开发的,边界条件的选取也是依据国外的数据,直接套用国内的数据会直接影响计算结果。例如在火灾场景的选取过程中,对火灾位置的假设是十分重要的,位置选的不同会导致技术结果的不同。设计选取的位置是否为最容易着火的位置、着火后是否最易蔓延、最不利于人员疏散,这都需要大量的基础数据的支持。如果没有基于我国实际的基础数据证明,那么在专家论证时就容易引起争议。
其次,在边界条件输入时仍有认为因素,例如进行区域模拟时,对现场的区域划分、可燃物高度、开口部位等这些直接影响计算结果的分析,与设计人员的经验、设计水平等有着不同程度的关系。
笔者认为性能化设计是社会发展的需要,当务之急是尽快出台“性能化设计规范”,使设计、审核人员有法可依。同时各个消防科研单位应根据中国实际,对建筑构件、各种材料进行火灾实验,广泛收集数据,并依据其开发出适合我国国情的数学模型和计算软件,从而使性能化更科学的为现代化建设服务。
苏州支队沧浪大队教导员 严 忠