建筑消防安全與性能化設(shè)計(jì)

“失火與防火”是建筑中兩大永恒的主題。現(xiàn)代社會(huì)各種建筑層出不窮，它們功能復(fù)雜，一旦發(fā)生火災(zāi)極難撲救，從而人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)重，對(duì)建筑進(jìn)行消防安全分析和性能化設(shè)計(jì)非常必要。本書系統(tǒng)講述了建筑消防安全基礎(chǔ)知識(shí)、建筑防火平面化設(shè)計(jì)、建筑內(nèi)部裝修材料防火設(shè)計(jì)、建筑的防排煙系統(tǒng)、火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)與滅火系統(tǒng)、建筑消防性能化設(shè)計(jì)。吸納了目前建筑消防工程領(lǐng)域的新技術(shù)和新成果，注重理論聯(lián)系實(shí)際，突出實(shí)用性和可操作性。

本書可供建筑工程設(shè)計(jì)人員和監(jiān)理人員以及企事業(yè)單位的消防安全管理人員和技術(shù)人員學(xué)習(xí)使用，也可作為管理科學(xué)與工程類、環(huán)境與安全、消防工程類的大專院校師生的學(xué)習(xí)教材、教學(xué)參考書。

第1章　建筑消防安全基礎(chǔ)知識(shí)

1.1　導(dǎo)言

1.2　建筑火災(zāi)特點(diǎn)及其危害性

1.2.1　建筑火災(zāi)發(fā)展過程

1.2.2　建筑火災(zāi)中的特殊燃燒現(xiàn)象

1.3　建筑火災(zāi)的蔓延

1.3.1　火災(zāi)的蔓延方式

1.3.2　建筑內(nèi)火災(zāi)蔓延的途徑

1.4　建筑火災(zāi)典型案例及教訓(xùn)

1.4.1　福州市世紀(jì)新華都酒店大火

1.4.2　廣東汕頭華南賓館特大火災(zāi)

1.4.3　哈爾濱天潭大酒店特大火災(zāi)

1.4.4　吉林市銀都夜總會(huì)特大火災(zāi)

1.4.5　新疆克拉瑪依友誼館特大火災(zāi)

1.4.6　深圳致麗工藝玩具廠特大火災(zāi)

1.4.7　吉林中百商廈特大火災(zāi)

第2章　建筑防火平面化設(shè)計(jì)

2.1　建筑物的種類及耐火等級(jí)的劃分

2.1.1　建筑物的分類

2.1.2　建筑物的耐火等級(jí)的劃分

2.2　建筑防火分區(qū)

2.2.1　防火分區(qū)（Fireproofing subarea）的定義和作用

2.2.2　防火分區(qū)的劃分

2.2.3　水平、垂直防火分區(qū)的劃分原則

2.2.4　防火分隔物

2.2.5　特殊部位的防火封堵

2.2.6　大空間建筑防火分區(qū)設(shè)計(jì)方法

2.3　防煙分區(qū)

2.3.1　防煙分區(qū)的概念

2.3.2　防煙分區(qū)的作用

2.3.3　防煙分區(qū)的設(shè)置原則

2.3.4　防煙分區(qū)的劃分方法

2.4　防火間距（Fire separation distance）

2.5　消防車道（fire lane）

2.6　安全疏散（fire exit）能力

2.6.1　疏散通道

2.6.2　疏散設(shè)施

2.6.3　疏散樓梯

2.6.4　避難層及避難間

2.6.5　輔助疏散設(shè)施

2.6.6　人員荷載

2.7　平面化防火設(shè)計(jì)舉例

2.8　高層建筑防火平面化設(shè)計(jì)

2.8.1　高層建筑的概念

2.8.2　高層民用建筑的分類和耐火等級(jí)

2.8.3　高層建筑防火平面化設(shè)計(jì)

2.8.4　高層建筑總平面防火設(shè)計(jì)

第3章　建筑內(nèi)部裝修材料防火設(shè)計(jì)

3.1　建筑內(nèi)部裝修防火設(shè)計(jì)

3.1.1　建筑材料的種類

3.1.2　建筑內(nèi)部裝修防火設(shè)計(jì)

3.2　建筑裝修材料的燃燒特性與火災(zāi)危險(xiǎn)性

3.2.1　建筑裝修材料的燃燒特性

3.2.2　建筑裝修材料的火災(zāi)危險(xiǎn)性

3.3　建筑阻燃抑煙材料

3.3.1　材料的阻燃及抑煙原理

3.3.2　聚合物材料阻燃技術(shù)

3.3.3　防火涂料

3.3.4　防火堵料

3.4　材料的潛在火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)

3.4.1　極限氧指數(shù)（LOI）法

3.4.2　UL 94法

3.4.3　錐型量熱計(jì)（Cone Calorimeter，CONE）法

3.4.4　熱重分析（TG）法

3.4.5　數(shù)值實(shí)驗(yàn)?zāi)M

3.5　建筑火災(zāi)特點(diǎn)與滅火救援

第4章　建筑的防排煙系統(tǒng)

第5章　火災(zāi)監(jiān)控技術(shù)與滅火系統(tǒng)

第6章　建筑消防性能化設(shè)計(jì)

參考文獻(xiàn) 2100433B

目前我國新建建筑增幅已趨向平穩(wěn)，新建建筑與既有建筑改造同步推進(jìn)逐漸成為綠色建筑發(fā)展的新常態(tài)。我國既有建筑存在量大面廣、結(jié)構(gòu)老化、設(shè)備陳舊、功能過時(shí)、舒適性差等問題。設(shè)計(jì)初期的既有建筑綠色化改造研究對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)，提升使用者舒適度具有重要意義。針對(duì)建筑改造中欠缺設(shè)計(jì)階段權(quán)衡判斷和建筑性能量化分析的問題，本選題以寒冷地區(qū)既有居住建筑為研究對(duì)象，以性能模擬和多目標(biāo)優(yōu)化算法為主要技術(shù)手段，對(duì)設(shè)計(jì)階段既有建筑的綠色化改造預(yù)測(cè)展開研究。通過國內(nèi)外評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)梳理、大量案例研究和建筑性能影響因素研究，提出既有建筑綠色化改造設(shè)計(jì)策略，建立耦合風(fēng)、光、熱環(huán)境的綠色化改造設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建以碳排放、舒適度和經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)函數(shù)，以性能提升措施為決策變量，以遺傳迭代數(shù)為約束條件的綜合優(yōu)化敏感度預(yù)測(cè)模型。旨在為既有建筑改造中策略措施的優(yōu)選提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為建筑形式創(chuàng)新提供設(shè)計(jì)邏輯

第一章建筑防火性能化設(shè)計(jì)的概念

和基本過程1

第一節(jié)概念1

第二節(jié)性能化設(shè)計(jì)的框架和支撐

體系3

一、性能規(guī)范3

二、技術(shù)指南4

三、評(píng)估模型4

第三節(jié)性能化設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容8

一、引燃及火災(zāi)發(fā)展子系統(tǒng)10

二、火災(zāi)延燒及管理子系統(tǒng)10

三、火災(zāi)探測(cè)與控制子系統(tǒng)11

第四節(jié)性能化設(shè)計(jì)的基本步驟11

一、確定工程參數(shù)及具體評(píng)估

內(nèi)容11

二、確定消防安全總體目標(biāo)、功能

目標(biāo)和性能指標(biāo)12

三、制定設(shè)計(jì)目標(biāo)12

四、確定火災(zāi)場(chǎng)景13

五、建立設(shè)計(jì)火災(zāi)13

六、提出和評(píng)估設(shè)計(jì)方案13

七、編制報(bào)告和說明14

第二章性能化設(shè)計(jì)規(guī)范概述15

第一節(jié)指令性規(guī)范與性能設(shè)計(jì)規(guī)范

之間的主要差別15

第二節(jié)有關(guān)國家的性能設(shè)計(jì)規(guī)范

簡(jiǎn)介17

一、英國17

二、澳大利亞18

三、新西蘭19

四、日本21

五、瑞典22

六、美國23

第三章火災(zāi)荷載與燃燒過程27

第一節(jié)火災(zāi)荷載的確定27

一、材料的燃燒熱值27

二、火災(zāi)荷載密度及其確定方法30

第二節(jié)火災(zāi)燃燒過程33

一、階段描述34

二、熱釋放速率36

三、設(shè)計(jì)火災(zāi)的場(chǎng)景40

第三節(jié)火災(zāi)成長(zhǎng)過程的計(jì)算41

第四章煙氣的蔓延與控制46

第一節(jié)常規(guī)的煙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)46

一、加壓送風(fēng)方式47

二、自然排煙方式48

三、機(jī)械排煙方式48

第二節(jié)性能化煙氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)49

第三節(jié)煙氣質(zhì)量流率的計(jì)算51

一、英國煙氣質(zhì)量流率的計(jì)算51

二、美國NFPA92B的煙氣質(zhì)量

流率公式53

三、日本煙氣質(zhì)量流率的計(jì)算54

第四節(jié)煙氣流動(dòng)的計(jì)算55

一、煙流的平均溫度計(jì)算55

二、煙流的體積流率56

三、由窗、門溢出的煙流56

四、煙沉降時(shí)間的計(jì)算57

第五節(jié)排煙量的計(jì)算61

一、發(fā)煙量61

二、有效排煙量62

第六節(jié)我國臺(tái)灣采用的計(jì)算方法64

一、煙層下降時(shí)間的計(jì)算64

二、蓄煙空間體積的計(jì)算65

三、發(fā)煙量Vs65

四、有效排煙量Ve66

五、排煙效果系數(shù)計(jì)算66

六、排煙量E67

七、自然排煙的排煙量67

八、機(jī)械排煙的排煙量69

第五章建筑結(jié)構(gòu)耐火計(jì)算70

第一節(jié)耐火安全度的驗(yàn)算程序71

第二節(jié)火災(zāi)持續(xù)時(shí)間的計(jì)算72

一、計(jì)算可燃物總發(fā)熱量Qr72

二、可燃物每秒平均發(fā)熱量qb74

第三節(jié)結(jié)構(gòu)耐火時(shí)間的計(jì)算75

一、火災(zāi)室溫度的計(jì)算75

二、鋼結(jié)構(gòu)柱的計(jì)算76

三、鋼筋混凝土柱的計(jì)算82

四、鋼筋混凝土梁的計(jì)算82

五、鋼筋混凝土墻的計(jì)算83

六、鋼筋混凝土樓板的計(jì)算84

七、磚墻結(jié)構(gòu)的計(jì)算84

第六章人員安全疏散的分析與

計(jì)算機(jī)模擬86

第一節(jié)安全疏散的概念與原則86

一、條文式疏散設(shè)計(jì)原則87

二、性能化疏散設(shè)計(jì)的思路87

第二節(jié)性能化疏散理論88

一、安全疏散的標(biāo)準(zhǔn)88

二、影響安全疏散的火場(chǎng)因素與

Tcrit的確定89

三、疏散階段92

四、疏散基礎(chǔ)理論93

第三節(jié)國外性能疏散計(jì)算方法的

差異99

一、樓層避難100

二、整棟建筑避難104

第四節(jié)安全疏散的計(jì)算機(jī)模擬106

一、基本概念106

二、基本因素的考慮107

三、有關(guān)疏散軟件的比較109

四、 幾個(gè)常用著名模擬軟件的

簡(jiǎn)介109

第五節(jié)日本的疏散時(shí)間計(jì)算

方法127

一、疏散開始時(shí)間128

二、疏散行動(dòng)時(shí)間129

三、參數(shù)的確定133

第六節(jié)自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)對(duì)疏散

的同等替代問題139

第七章商業(yè)建筑141

第一節(jié)商業(yè)建筑的特征與火災(zāi)

特點(diǎn)141

一、商業(yè)建筑及其類型141

二、商業(yè)建筑的火災(zāi)特點(diǎn)142

第二節(jié)常規(guī)消防設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與存

在的問題145

一、常規(guī)消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)145

二、消防設(shè)計(jì)中面臨的挑戰(zhàn)152

第三節(jié)商業(yè)建筑性能化設(shè)計(jì)的

要點(diǎn)154

一、安全目標(biāo)的確定154

二、性能指標(biāo)的選擇156

三、火災(zāi)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)157

四、關(guān)鍵參數(shù)的確定與計(jì)算158

五、性能化設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的

問題160

第四節(jié)性能化工程案例介紹161

一、工程描述161

二、確定評(píng)估目標(biāo)和安全判定

指標(biāo)162

三、防火分隔問題的分析163

四、中庭排煙問題169

五、鋼結(jié)構(gòu)防火問題170

六、人員疏散問題171

第八章機(jī)場(chǎng)航站樓建筑176

第一節(jié)機(jī)場(chǎng)航站建筑的發(fā)展、

特征與火災(zāi)特點(diǎn)176

一、發(fā)展歷程176

二、建筑特征177

三、火災(zāi)特點(diǎn)及危害180

第二節(jié)消防設(shè)計(jì)面臨的問題和

挑戰(zhàn)182

一、主要問題182

二、性能化的設(shè)計(jì)方法185

第三節(jié)工程性能化設(shè)計(jì)案例

介紹186

一、工程簡(jiǎn)介186

二、防火設(shè)計(jì)安全目標(biāo)186

三、設(shè)計(jì)原則187

四、危險(xiǎn)源辨識(shí)及火災(zāi)危險(xiǎn)性

分析187

五、消防策略方案188

第四節(jié)公共人流區(qū)安全疏散分析190

一、目標(biāo)、判定準(zhǔn)則與方法190

二、疏散策略方案分析193

三、疏散人數(shù)確定194

四、主要區(qū)域疏散行動(dòng)時(shí)間預(yù)測(cè)

分析196

五、多層人員同時(shí)疏散情況

分析196

六、疏散開始時(shí)間預(yù)測(cè)分析198

七、疏散分析總結(jié)199

第五節(jié)煙氣流動(dòng)規(guī)律分析200

一、火災(zāi)場(chǎng)景選擇與設(shè)置200

二、設(shè)計(jì)火災(zāi)200

三、火災(zāi)場(chǎng)景一模擬分析202

四、火災(zāi)場(chǎng)景二模擬分析205

五、火災(zāi)場(chǎng)景三模擬分析207

第六節(jié)火災(zāi)對(duì)屋頂結(jié)構(gòu)安全影響

分析210

一、火災(zāi)場(chǎng)景選擇與設(shè)置210

二、設(shè)計(jì)火災(zāi)210

三、場(chǎng)景模擬分析210

第七節(jié)技術(shù)與管理對(duì)策212

第八節(jié)新技術(shù)、新產(chǎn)品的應(yīng)用

探討215

一、集中控制型消防應(yīng)急疏散

指示標(biāo)志系統(tǒng)215

二、皮帶行李傳輸系統(tǒng)探測(cè)滅火

控制技術(shù)222

三、大空間自動(dòng)滅火控制技術(shù)224

第九章辦公類建筑226

第一節(jié)辦公類建筑的特點(diǎn)226

一、辦公建筑概況226

二、高層辦公建筑火災(zāi)特點(diǎn)及其

危害227

第二節(jié)常規(guī)消防設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與

存在問題228

一、常規(guī)消防設(shè)計(jì)的要點(diǎn)228

二、常規(guī)消防設(shè)計(jì)中存在的

問題229

第三節(jié)性能化工程案例介紹230

一、工程概況230

二、消防設(shè)計(jì)233

第四節(jié)性能化設(shè)計(jì)的范圍與解決

方法235

一、性能化分析內(nèi)容235

二、安全目標(biāo)236

三、分析方法237

四、解決方法238

第五節(jié)火災(zāi)荷載和場(chǎng)景的確定240

一、火災(zāi)增長(zhǎng)240

二、火災(zāi)規(guī)模240

三、設(shè)計(jì)火災(zāi)場(chǎng)景242

第六節(jié)性能化計(jì)算分析243

一、人員疏散時(shí)間分析243

二、火災(zāi)煙氣模擬計(jì)算250

三、防火分區(qū)分隔兩側(cè)設(shè)置防火

門窗設(shè)置262

四、聯(lián)庭與側(cè)庭間的火災(zāi)煙氣

蔓延267

第七節(jié)結(jié)論和建議采取的技術(shù)

措施268

一、結(jié)論268

二、建議采取的技術(shù)措施268

第十章體育建筑的性能化設(shè)計(jì)270

第一節(jié)體育建筑的特點(diǎn)與發(fā)展270

一、現(xiàn)代體育建筑的發(fā)展270

二、體育建筑的特點(diǎn)以及主要

消防問題272

第二節(jié)常規(guī)消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)273

一、我國規(guī)范要求273

二、國外的相關(guān)做法和要求278

第三節(jié)體育建筑的消防性能化

設(shè)計(jì)281

一、常規(guī)消防設(shè)計(jì)的不足281

二、性能化設(shè)計(jì)解決方案283

第四節(jié)工程案例291

一、國家體育場(chǎng)人員安全疏散及

鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算分析291

二、國家游泳中心鋼結(jié)構(gòu)耐火

計(jì)算302

三、五棵松體育館煙氣控制系統(tǒng)

設(shè)計(jì)306

四、某籃球館自然排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)312

第十一章會(huì)展類建筑321

第一節(jié)會(huì)展類建筑的特點(diǎn)與發(fā)展

321

第二節(jié)常規(guī)消防設(shè)計(jì)存在的問題

與解決辦法323

一、火災(zāi)的特點(diǎn)323

二、常規(guī)消防設(shè)計(jì)遇到的問題323

三、性能化防火設(shè)計(jì)的應(yīng)用324

第三節(jié)性能化工程案例介紹326

第四節(jié)性能化設(shè)計(jì)的范圍與

采用的方法327

一、消防設(shè)計(jì)的主要問題327

二、設(shè)計(jì)原則328

三、設(shè)計(jì)依據(jù)329

四、性能化設(shè)計(jì)的安全目標(biāo)329

五、性能化設(shè)計(jì)的安全判定準(zhǔn)則、

判據(jù)329

六、性能化分析的主要方法及基本

參數(shù)和假定條件330

七、性能化消防安全策略331

第五節(jié)火災(zāi)荷載和場(chǎng)景的確定333

一、火災(zāi)危險(xiǎn)源辨識(shí)和火災(zāi)危險(xiǎn)

性分析333

二、設(shè)計(jì)火災(zāi)334

三、火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)定335

第六節(jié)計(jì)算分析335

一、展覽廳防火安全性分析 335

二、大會(huì)堂防火安全性分析338

三、內(nèi)街區(qū)域防火安全性分析340

四、四層公共人流區(qū)域防火安全

性分析344

五、二層典型會(huì)議室疏散安全性

分析346

六、地下一層商場(chǎng)防火安全性

分析348

七、地下二層商場(chǎng)防火安全性

分析350

第七節(jié)結(jié)論和采用的技術(shù)措施351第十二章城市地下交通工程353

第一節(jié)城市地下交通工程的特點(diǎn)

與發(fā)展353

一、城市地下交通工程的特點(diǎn)353

二、城市地下交通工程的發(fā)展354

第二節(jié)常規(guī)消防設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與

存在的問題356

一、消防設(shè)計(jì)依據(jù)的規(guī)范356

二、消防設(shè)計(jì)要點(diǎn)356

三、存在的主要問題357

第三節(jié)性能化工程案例介紹358

第四節(jié)性能化設(shè)計(jì)的范圍與采用

的方法359

一、隧道火災(zāi)的特點(diǎn)359

二、性能化評(píng)估的必要性360

三、性能化設(shè)計(jì)的范圍與采用的

方法361

第五節(jié)火災(zāi)荷載和場(chǎng)景的確定364

一、火災(zāi)荷載364

二、火災(zāi)場(chǎng)景設(shè)定364

第六節(jié)計(jì)算分析365

一、 疏散與防排煙系統(tǒng)365

二、隧道結(jié)構(gòu)防火安全性分析 383

三、車輛間的火災(zāi)蔓延分析389

四、噴淋系統(tǒng)評(píng)估391

第七節(jié)結(jié)論和建議393

一、結(jié)論393

二、問題和建議394第十三章博覽建筑395

第一節(jié)博覽建筑的特點(diǎn)與發(fā)展395

一、博覽建筑的發(fā)展395

二、博覽建筑的特點(diǎn)397

三、博覽建筑的火災(zāi)特點(diǎn)399

第二節(jié)常規(guī)消防設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與

存在的問題401

一、我國規(guī)范要求401

二、國外的相關(guān)做法和要求403

第三節(jié)博覽建筑的消防性能化

設(shè)計(jì)404

一、我國常規(guī)消防設(shè)計(jì)面臨的

問題404

二、性能化設(shè)計(jì)解決方案406

第四節(jié)工程案例411

一、某美術(shù)學(xué)院美術(shù)館411

二、某電影博物館423

主要參考文獻(xiàn)430 2100433B

性能化防火設(shè)計(jì)是一種新型的防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，是建立在諸多理性條件上的一種科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。該方法匯集了當(dāng)前建筑防火領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)，是人們關(guān)注的最前沿、最活躍的研究領(lǐng)域。

本書較完整地?cái)⑹隽诵阅芑O(shè)計(jì)的理論和技術(shù)評(píng)估過程：系統(tǒng)地評(píng)價(jià)了有關(guān)國家的性能化設(shè)計(jì)規(guī)范；詳細(xì)地描述了火災(zāi)荷載與燃燒過程；解析了火災(zāi)中煙氣的蔓延與控制機(jī)理；綜合的探討了火災(zāi)中人員安全疏散的模型和計(jì)算方法；構(gòu)筑了建筑結(jié)構(gòu)的耐火計(jì)算體系。最后，本書通過一系列的具體工程實(shí)例將有關(guān)計(jì)算理論予以實(shí)用。

可供建筑設(shè)計(jì)及相關(guān)人員參考使用，也可供高校相關(guān)專業(yè)作為教學(xué)參考書。