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摘要：由于现代建筑朝着功多样化，复杂化的方向发展，国家制定的建筑防火技术已经不适应现代建筑在设计防火方面的要求，本文提出了性能化防火设计的概念以及在现实防火中的应用的重要性和方法进行探讨.
关键词：性能设化计；设计目标；高层建筑
随着科技和现代建筑学科和实践不断地进步，性能化防火设计已经成为消防科学和建筑设计学科前沿的应用课题。西方发达国家对这一理念进行理论研究和实践操作取得了很大的进展，是社会效益和经济效益得到了提高。而我国相对来说对建筑性能化防火设计还处于理论研究和实践的初级阶段，因此不能够适应我国在城市化进程过程中对现代建筑防火性能的要求。所以希望对建筑性能化防火设计的方法进行探讨能够对我国大型建筑在防火措施设计过程中具有借鉴意义。
一、建筑性能化防火设计的内涵
（一）性能化防火设计的定义
性能化设计源于英文词“performance –based design”，以某些安全目标为设计目标，基于综合安全性能分析和评估的一种工程方法[1]。性能化防火设计是依照消防工程学原理，根据活在燃烧的规律，结合实际经验，通过对建筑物内部的可燃物和危险程度进行分析后做出评估和预测来评价防火的目标是否达到[2]。
（二）建筑性能化设计方法的必要性和意义
由于近年来我国经济的不断发展，大型建筑的建设速度和数量在逐步加快，传统的建筑防火设计目标不一致，那么科学的建筑防火目标体系的建立已经迫在眉睫。但是性能化的防火设计方法还在进一步地探索当中，此方法需要运用多方面学科的知识，包括运筹学，计算科学和物理学等学科。但是这些学科的综合应用需要建立的数学工具模型的精度对建筑物防火性能的评估过程和结果有着重要的影响，因此对性能防火设计方法的研究直接影响到建筑设计的整个过程。将会改变传统的防火规范已经不能适应新时期我国对建筑防火体系其防火功能的要求，有必要将其防范的推广和应用[3]。
（三）建筑性能化防火设定防火目标的原则
建筑性能化防火的目标可分为被动式防御和主动式控制。
被动式防御通过技术设计提高建筑材料的耐燃烧强度，以避免建筑物发生火灾的可能性。要划分防火区域，当火灾发生时尽量能将其控制在一定的范围之内，避免火灾的面积蔓延，以造成更大的损失。通过对火灾发生时的燃烧规律的研究和实际经验的总结和建筑屋内人员的消防意识，合理地设计安全通道和紧急出口。设计合理的灭火设施和浓烟排放设施，减少火灾发生时的人员伤亡[4]。
主动的防火目标也要在建筑物防火设计中得到足够的重视，这些原则包括当火灾发生时有相应的报警系统，能够实时的检测火灾放生的过程，再通过有效的灭火系统能够及时有效地进行灭火，避免造成巨大的财产损失。
二、性能化设计的基本内容
所谓的性能化设计就是对建筑物各种规范要求的实现过程。根据国外的理论可将将建筑物防火设计分为四个部分如下图1：
图1建筑物防火设计象限图
定性分析是对对总体防火目标的原则性指导而定量分析是对各种防火措施的的实用和效率进行对比研究。按照系统论原理可将其划分为以下六个子系统如图2所示：
火灾发生与发展 烟气的扩散 起火区域外的火势蔓延 探测和消防设备的启动 进入消防行动 人员逃离
图2 定量分析子系统
对比评估时设计的目标和现实效果的比较。报告评估时对建筑物总体状况和结果的的研究。
三、性能化的设计步骤如下图3
图3 性能化设计流程图
首先，在工程设计时要了解建筑物的特性和功能要求，划分功能区域。
其次，确定总体目标，功能目标和性能目标。总体目标就是指性能化设计所要达到的保护财产和人身生命安全以及建筑物实用功能的不受危害。功能目标是总体总体目标的分解，就是指建筑物的使用功能的安全保障。性能目标就是指建筑物的各个组成部分所达到的性能水平，可对其进行量化分析和计算.
再次，性能化目标的制定。是指为达到总体目性能标结果而制定的评判依据。满足总体性能要求就是合格的可选方案。假如可证明某种方案能到到要求，就可作为可选方案。
最后，对火灾的确定并进行对其设计。火灾场景就是火灾发生发展的全过程，对火灾发生的各种原因进行描述就是火灾场景的确定。利用燃烧的基本参数进行对火灾场景进行描述就是火灾设计。依照设计目标对火灾设计的各种方案进行初步的评估，确定最优方案。根据使用者和管理者的要求完成性能化设计报告，报告当中要其设计的原理和方法，设计的参考和各种指标都要有清晰的表述。
四、建筑物性能化设计中人员的安全疏散
当火灾发生时人员的安全和建筑物的可供人活动的空间和当火灾发生时的反应以及采取的行动密切相关，火灾发生的严重程度是人员能否安全离和疏散的根本条件。人员能否撤离主要是看火灾发生时到危害人生明所需要的时间，也就是人能否安全撤离的时间，而大部分火灾实践表明，当火灾发生造成比较大的伤亡情况是因为当火灾发生的前期，人没有能够及早的发觉到，烟雾弥漫致使人被熏昏，中毒身亡。人要是能够及时的察觉以及能够采取有效的灭火手段，就可以增加安全疏散时间。
（一）火灾发生时对火灾危害程度的判定
对火灾危害程度的判定可分为对温度，毒气的危害程度判定。火灾发生时温度越高，人所能忍受的时间越短，温度主要是辐射和烟气的温度对人所造成的伤害，一般火灾发生时，没有完全燃烧的物质会发出有毒害的气体，二氧化硫，HCN等。当火灾持续一段时间后，由于燃烧消耗了大量氧气，当空气中氧气的含量降低到一定程度时会对认的生命造成威胁。以性能化的方法对火灾进行研究，是对火灾发生时各种数据进行计算，来确定安全疏散时间。
（二）火灾发生时人的心理特征以及影响因素
研究表明，当发生火灾时人都有一种本能的恐惧心理致使逃生的行为极具敏捷性。习惯性心理使人逃生的路径基本上都是向悉的楼梯，向有关的地方逃生，当逃生路径选择失败时会立刻做出下一个路径的选择。火灾发生时人的心理有时具有很大的盲目从中心理，这也是许多火灾发生时由于逃生时拥挤而产生践踏发生的直接原因。光线也是影响人老生行为的一个因素，在火灾发生时，人往往不会选择向漆黑的方向逃生。
人在火灾发生时作出的反应是由多种因素影响，如人的心理特征和判断能力，以及年龄和性格因素。疏散人员需要时间的确定人员疏散所需要的时间可分为火灾发生时人到达疏散口所需时间和通过疏散口所需时间，以及通过楼梯所需时间以及连续疏散所需时间。
（三）性能化设计中人员疏散模型
在人员疏散模型中常用的是STEPS计算机模型，此模型适用于大建筑物的公共场所发生火灾时人员的安全疏散，模型的最大亮点就是当火灾发生时人的把人员进行分类，并对其行为进行模拟设计，人员疏散口按照每人每时段进行确定。模型图如下4
图4网格系统模型
五、结束语
由于现代城市中高层比较大的高层建筑比较多，一旦发生火灾会造成较大的人身伤亡和财产损失，性能化的防火设计方法在应用新技术新材料的同时注重数学以及其它相关模型理论研究以增进我国消防安全的建设。在工程实践的过程中各级管理部门要对工程实施的质量进行严格的检查。对不符合标准飞材料要坚决禁止应用，处罚相关责任人。对于建筑物是否能够进行性能化的防火设计要进行行科学评估，对火灾的发生隐患做好防控工作。
参考文献：
[1]崔艳东.建筑性能化防火设计研究[D].西安建筑科技大学.2008
[2]吴先强.建筑性能化防火设计探讨[J].中国西部科技2008（14）
[3]王跃强.性能化防火设计中人员安全疏散研究[D].浙江大学.2005
[4]赵新辉.高层建筑性能化防火设计研究[D].西安建筑科技大学.2011
[5]田玉敏.论"性能化"防火设计中的"设计火灾场景[J].火灾科学.2013（01）
关键词：性能设化计；设计目标；高层建筑
随着科技和现代建筑学科和实践不断地进步，性能化防火设计已经成为消防科学和建筑设计学科前沿的应用课题。西方发达国家对这一理念进行理论研究和实践操作取得了很大的进展，是社会效益和经济效益得到了提高。而我国相对来说对建筑性能化防火设计还处于理论研究和实践的初级阶段，因此不能够适应我国在城市化进程过程中对现代建筑防火性能的要求。所以希望对建筑性能化防火设计的方法进行探讨能够对我国大型建筑在防火措施设计过程中具有借鉴意义。
一、建筑性能化防火设计的内涵
（一）性能化防火设计的定义
性能化设计源于英文词“performance –based design”，以某些安全目标为设计目标，基于综合安全性能分析和评估的一种工程方法[1]。性能化防火设计是依照消防工程学原理，根据活在燃烧的规律，结合实际经验，通过对建筑物内部的可燃物和危险程度进行分析后做出评估和预测来评价防火的目标是否达到[2]。
（二）建筑性能化设计方法的必要性和意义
由于近年来我国经济的不断发展，大型建筑的建设速度和数量在逐步加快，传统的建筑防火设计目标不一致，那么科学的建筑防火目标体系的建立已经迫在眉睫。但是性能化的防火设计方法还在进一步地探索当中，此方法需要运用多方面学科的知识，包括运筹学，计算科学和物理学等学科。但是这些学科的综合应用需要建立的数学工具模型的精度对建筑物防火性能的评估过程和结果有着重要的影响，因此对性能防火设计方法的研究直接影响到建筑设计的整个过程。将会改变传统的防火规范已经不能适应新时期我国对建筑防火体系其防火功能的要求，有必要将其防范的推广和应用[3]。
（三）建筑性能化防火设定防火目标的原则
建筑性能化防火的目标可分为被动式防御和主动式控制。
被动式防御通过技术设计提高建筑材料的耐燃烧强度，以避免建筑物发生火灾的可能性。要划分防火区域，当火灾发生时尽量能将其控制在一定的范围之内，避免火灾的面积蔓延，以造成更大的损失。通过对火灾发生时的燃烧规律的研究和实际经验的总结和建筑屋内人员的消防意识，合理地设计安全通道和紧急出口。设计合理的灭火设施和浓烟排放设施，减少火灾发生时的人员伤亡[4]。
主动的防火目标也要在建筑物防火设计中得到足够的重视，这些原则包括当火灾发生时有相应的报警系统，能够实时的检测火灾放生的过程，再通过有效的灭火系统能够及时有效地进行灭火，避免造成巨大的财产损失。
二、性能化设计的基本内容
所谓的性能化设计就是对建筑物各种规范要求的实现过程。根据国外的理论可将将建筑物防火设计分为四个部分如下图1：
图1建筑物防火设计象限图
定性分析是对对总体防火目标的原则性指导而定量分析是对各种防火措施的的实用和效率进行对比研究。按照系统论原理可将其划分为以下六个子系统如图2所示：
火灾发生与发展 烟气的扩散 起火区域外的火势蔓延 探测和消防设备的启动 进入消防行动 人员逃离
图2 定量分析子系统
对比评估时设计的目标和现实效果的比较。报告评估时对建筑物总体状况和结果的的研究。
三、性能化的设计步骤如下图3
图3 性能化设计流程图
首先，在工程设计时要了解建筑物的特性和功能要求，划分功能区域。
其次，确定总体目标，功能目标和性能目标。总体目标就是指性能化设计所要达到的保护财产和人身生命安全以及建筑物实用功能的不受危害。功能目标是总体总体目标的分解，就是指建筑物的使用功能的安全保障。性能目标就是指建筑物的各个组成部分所达到的性能水平，可对其进行量化分析和计算.
再次，性能化目标的制定。是指为达到总体目性能标结果而制定的评判依据。满足总体性能要求就是合格的可选方案。假如可证明某种方案能到到要求，就可作为可选方案。
最后，对火灾的确定并进行对其设计。火灾场景就是火灾发生发展的全过程，对火灾发生的各种原因进行描述就是火灾场景的确定。利用燃烧的基本参数进行对火灾场景进行描述就是火灾设计。依照设计目标对火灾设计的各种方案进行初步的评估，确定最优方案。根据使用者和管理者的要求完成性能化设计报告，报告当中要其设计的原理和方法，设计的参考和各种指标都要有清晰的表述。
四、建筑物性能化设计中人员的安全疏散
当火灾发生时人员的安全和建筑物的可供人活动的空间和当火灾发生时的反应以及采取的行动密切相关，火灾发生的严重程度是人员能否安全离和疏散的根本条件。人员能否撤离主要是看火灾发生时到危害人生明所需要的时间，也就是人能否安全撤离的时间，而大部分火灾实践表明，当火灾发生造成比较大的伤亡情况是因为当火灾发生的前期，人没有能够及早的发觉到，烟雾弥漫致使人被熏昏，中毒身亡。人要是能够及时的察觉以及能够采取有效的灭火手段，就可以增加安全疏散时间。
（一）火灾发生时对火灾危害程度的判定
对火灾危害程度的判定可分为对温度，毒气的危害程度判定。火灾发生时温度越高，人所能忍受的时间越短，温度主要是辐射和烟气的温度对人所造成的伤害，一般火灾发生时，没有完全燃烧的物质会发出有毒害的气体，二氧化硫，HCN等。当火灾持续一段时间后，由于燃烧消耗了大量氧气，当空气中氧气的含量降低到一定程度时会对认的生命造成威胁。以性能化的方法对火灾进行研究，是对火灾发生时各种数据进行计算，来确定安全疏散时间。
（二）火灾发生时人的心理特征以及影响因素
研究表明，当发生火灾时人都有一种本能的恐惧心理致使逃生的行为极具敏捷性。习惯性心理使人逃生的路径基本上都是向悉的楼梯，向有关的地方逃生，当逃生路径选择失败时会立刻做出下一个路径的选择。火灾发生时人的心理有时具有很大的盲目从中心理，这也是许多火灾发生时由于逃生时拥挤而产生践踏发生的直接原因。光线也是影响人老生行为的一个因素，在火灾发生时，人往往不会选择向漆黑的方向逃生。
人在火灾发生时作出的反应是由多种因素影响，如人的心理特征和判断能力，以及年龄和性格因素。疏散人员需要时间的确定人员疏散所需要的时间可分为火灾发生时人到达疏散口所需时间和通过疏散口所需时间，以及通过楼梯所需时间以及连续疏散所需时间。
（三）性能化设计中人员疏散模型
在人员疏散模型中常用的是STEPS计算机模型，此模型适用于大建筑物的公共场所发生火灾时人员的安全疏散，模型的最大亮点就是当火灾发生时人的把人员进行分类，并对其行为进行模拟设计，人员疏散口按照每人每时段进行确定。模型图如下4
图4网格系统模型
五、结束语
由于现代城市中高层比较大的高层建筑比较多，一旦发生火灾会造成较大的人身伤亡和财产损失，性能化的防火设计方法在应用新技术新材料的同时注重数学以及其它相关模型理论研究以增进我国消防安全的建设。在工程实践的过程中各级管理部门要对工程实施的质量进行严格的检查。对不符合标准飞材料要坚决禁止应用，处罚相关责任人。对于建筑物是否能够进行性能化的防火设计要进行行科学评估，对火灾的发生隐患做好防控工作。
参考文献：
[1]崔艳东.建筑性能化防火设计研究[D].西安建筑科技大学.2008
[2]吴先强.建筑性能化防火设计探讨[J].中国西部科技2008（14）
[3]王跃强.性能化防火设计中人员安全疏散研究[D].浙江大学.2005
[4]赵新辉.高层建筑性能化防火设计研究[D].西安建筑科技大学.2011
[5]田玉敏.论"性能化"防火设计中的"设计火灾场景[J].火灾科学.2013（01）