建筑性能化防火设计研究

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  【摘要】从建筑防火设计方法与思想的历史演变角度入手,分析了古代朴素的防火设计方法,以及近代以指令性条文构筑的建筑防火设计规范化设计方法体系。从古代个案的设计实践到近代对历史的火灾经验教训的总结,着重探讨了随着城市的现代化发展和建筑工程技术的进步,大型、复杂的建筑迅速增多而产生的以现代火灾科学技术为基础的性能化防火设计方法。
  【关键词】建筑防火设计;指令式设计方法;性能化设计
  建筑物的防火设计并不仅仅局限于设备专业与建筑专业,同时与结构专业也是密不可分的。目前在工程界依然有很多人认为建筑物的防火设计主要是针对于设备专业和建筑专业的事,与结构专业基本上不挂钩,当然这是一个误区在社会和经济高速发展的当代,建筑业此起彼伏的蓬勃发展,建筑物的防火设计也是越发的重要,然而结构专业对此同样责任重大。
  1近代传统建筑防火设计特点与局限性
  从20世纪初至20世纪中后期,近代的传统建筑防火设计思想已逐步形成。它是一种由指令性条文建立起的建筑防火规范化设计方法体系,是对长期以来火灾经验教训汇总和总结的抽象。在形式上,以规范条文的格式规定了建筑设计所需的各种设计参数和技术指标,并应用于具体的建筑工程设计中。一般情况下,设计者只需按照设计规范规定的设计参数进行建筑防火安全设计,就可以认为具体建筑的防火安全设计符合要求。即设计师必须是规范的执行者,对规范不能有任何偏离。这种设计方法虽然具有一定的实用性和较高的设计效率,但忽略和抹杀了建筑设计的灵活性与多样性,使防火设计易形成千篇一律、一成不变的格局。
  事实上,每座建筑的结构、用途及内部可燃物的数量和分布情况都不一样,其居住者或使用者的条件也存在很大的差异。因此,按照传统的指令性设计方法做出的统一的设计方案,并不一定是科学、合理和有效的。同时,由于指令性设计方法对设计参数的规定过于具体,限制了设计的灵活性,使得设计在一定程度上脱离了具体工程的实际需求,成为了一种僵化的设计思想和方法。笔者认为,主要存在如下不足:
  (1)设计指令条文之间互相矛盾。指令性条文一般是历史数据的个案累积和叠加,没有经过科学的理论的串联和加工,使得条文之间不可避免地存在一些矛盾和歧异,设计方法本身在逻辑上有时不能形成一个完整的闭环系统,甚至出现逻辑悖论。
  (2)具体规定的技术数据与日益扩大的建筑规模不相适应。随着城市的发展和建筑工程技术的进步,大型、复杂建筑的迅速增多,传统的指令设计方法已不可能覆盖所有的建筑类别、建筑形式、建筑规模和建筑用途等。如果用这种设计方法来处理一些“超出规范指令”的建筑防火设计,势必会违背建筑防火安全需求的基本设计理念。
  (3)分散单独设防缺乏系统的综合评估和考虑。指令性防火设计方法常常要求建筑物的建设方在建筑耐火结构、防火分区、消防给水、火灾监控、防排烟等方面均应投入大量的资金,却未能将各个单一的防、灭火措施的作用进行综合考虑和评估,造成消防投入与产出效能的比例不平衡。
  2性能化设计思想与建筑防火设计思想的回归
  随着我国经济和城市建设的飞速发展,大量高层、大空间和功能复杂的超大型建筑不断涌现。传统的“指令式”消防设计方法和规范已无法满足和适应这些建筑消防设计的现实要求,迫切需要有一种先进、科学的设计新思想来解决这些问题,于是性能化消防设计方法及思想应运而生。它的主要思想是运用火灾安全工程学的原理和方法,依据事先确定的建筑消防设计总体目标,结合建筑的实际功能需求与情况,确定不同的火灾场景,选择不同的火灾模型,来分析建筑物火灾的发生、发展过程,由此制定和设计相应的消防方案,并就采取这些方案后的效果与事先确定的预期目标进行比较和评估,使其进一步得以完善和优化。性能化的设计思想是建立在对不同建筑物的实际防火安全需求及其实际的火灾危险性和可能发生的火灾场景的认知基础上,运用现代火灾科学理论和工程技术获得不同建筑物各自的解决方案。它始终十分重视实际建筑本身的安全需求,这与古代源于实际生活中的防火客观需求的朴素设计思想有着一脉相传的特点,即在解决问题的思想上有着面向实际需求的共同的出发点。同时,它又有与之不同的基本特性,即性能化设计方法突出地强调科学技术在工程设计中的指导作用,这与古代的、掺杂着对火灾感性认识和对未知世界带有浓重东方神秘哲学特色的风水学说,有着本质的不同。从哲学的角度讲,性能化设计方法既是一种建筑防火思想的自然回归,又是对建筑防火设计思想的创新。所谓回归,是指性能化设计跳出了传统指令式设计的“条条框框”,打破了长期以来对设计者思维创造的束缚,使其重新回到对客观事物内在本质和实际需求的思考,强调用理性的思维方式来审视客观对象,注意事物不同的客观需求与个性表现,运用不同的方式处理这些个性的需求,以寻求对客观事物需求和问题
  的最优化的解决之道。而所谓创新,是指在解决建筑工程实际需求与问题过程中,运用了现代火灾科学与技术,寻求一条不同于以往的新的设计方法和模式,即立足于对客观事物的实际需求的了解,在深入认识客观事物发展的基本规律的同时,又运用这些客观规律来试图探寻和比较出解决这些需求与问题最优或较优的方案和途径。
  性能化设计方法在某种意义上是对古代朴素的建筑设计思想的回归,又不同于近代传统的设计方法和思想。从人类认知的逻辑发展演化过程来看,它与“指令式”设计方法有着必然和密切的联系,都是人们在认识火灾及其防治过程中不同阶段的认知结果。“指令式”设计是人们从大量的火灾事故、案例中归纳总结出的去除个性特征、具有共性特征的一般规律的认知。但现在看来,这种认知存在着较大的缺陷,因为其不可能将所有的建筑火灾场景或情景列举归纳穷尽。因此,“指令式”设计规范也无从包涵和历遍所有可能在某个具体建筑中发生的火灾及其状态,同样也无法包容、涵盖和满足新兴建筑的需求。因此,人们开始重新审视并不断修正自己的认知,扩展对火灾场景新的认知范围,灵活运用各种先进的设计理念、方法和模型,在设计思想的创新中提出了性能化设計思想和方法。
  3结束语
  防火设计思想的回归与创新实质上是人类认知的一种反复循环,是一种不断深化的认知过程的必然结果,是一个螺旋式的认知发展历程。从建筑防火设计发展的历史来看,古代朴素的防火设计是针对一个个实际的建筑防火问题来寻找一些具体的解决方法,较为孤立,缺乏系统性,但却直接面向实际需求。而“指令式”的建筑防火设计,其实质是检验建筑设计的规范符合性,而不是直接面向建筑防火的实际需求。性能化设计在某种意义上是对古代防火设计思想的回归,但它与其又有着明显的不同。性能化防火设计基于现代火灾安全科学的基本原理和方法,满足不同建筑的不同防火需求和目标,是一种设计思想的创新。可以说“指
  令式”设计是对古代朴素的建筑防火设计思想个性实践的总结和归纳,而性能化设计又是对“指令式”设计认知的一种继承与发展。总之,性能化设计方法是在不断对火灾本质客观规律的深刻认识的基础上,针对不同实际条件与安全需求,运用最新的客观规律认知成果,来优化调整和选择最优的设计途径,从而使认知更加逼近真实,更加理性的认识火灾的客观规律和预防火灾的客观需求,更加科学、合理、经济地指导实践。
  参考文献
  [1].董羽蕙.建筑设备.重庆大学出版社.P205-206
  [2].王学谦,刘万臣.建筑防火设计手册.中国建筑工业出版社.P89-91
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