建筑火灾给人类带来经济的巨大损失与人员的群死群伤。随着我国经济的飞速发展,火灾的次数与损失越来越大,防火事业任重而道远。加强性能化防火设计的引导与管理,是改善这一被动局面的根本出路之一。正确的建筑防火设计是工程施工,特别是建筑工程日常运行期间防火管理的基础。目前性能化防火设计是对超规范建筑物进行防火设计的主要方法,也是未来防火设计的发展方向。性能化防火设计专业性强,设计程序复杂,灵活性大,因此必须加强对设计单位及设计人员的资质管理。建立注册消防工程师制度是加强性能化防火设计单位与设计人员资质管理的有力手段,因此有必要建立注册消防工程师制度。
一、火灾损失巨大,消防事业任重道远,并应与国民经济协调发展
火灾是一种失去控制的燃烧所造成的灾害,它可以无情地夺去许多人的宝贵生命,可以在顷刻间将人类多年创造的财富化为灰烬。根据联合国“世界火灾统计中心”提供的资料,近年来在全球范围内,每年发生的火灾就有600万-700万起,每年有6.5-7.5万人死于火灾。许多发达国家每年火灾直接经济损失占国民经济总值的2‰,而火灾代价约占国民生产总值的1%,人员死亡率在十万分之二左右。与发达国家相比,我国的火灾起数及其造成的经济损失比较低,而我国火灾造成的人员伤亡数却是较高的,这一方面与我国人口密度大有关,另一方面也说明我国社会整体抗御火灾的能力较低。由此可见,火灾防治是人类社会中的一项长期的重要任务。
建筑火灾对人们的危害最直接、最严重。因为建筑物是人们生活和生产的主要场所,也是财产高度集中的场所。可以说,建筑火灾一直是火灾防治的主要方面,在各个国家、各个历史时期都是如此。随着我国国民经济的快速发展,超规范建筑物,如超高层、大空间、地下建筑等越来越多,这些建筑的建筑材料与使用功能也发生了巨大变化,建筑物内的电力、热力设施大大增加,其火灾危险性也越来越大,引发火灾的因素越来越复杂。火灾在总起数、财产损失与人员伤亡数量方面均呈上升趋势。特别是最近二十年,我国正处于火灾形势比较严峻的时期,建筑火灾的次数和损失均居高不下,尤其是发生了多起人员群死群伤的特大和重大火灾。如,克拉玛依友谊馆火灾、洛阳东都商厦火灾中的死亡人数均超过300人,其影响震惊中外。
重大恶性火灾及爆炸事故频繁发生,直接危及人民的生命、财产,造成环境污染,引发生态失衡。火灾及其相关灾害问题,引起了党中央、国务院的高度重视和全社会的广泛关注。减少火灾及其相关灾害对人类生产、生活及资源环境的危害,已成为迫切需要解决的重大问题之一。江泽民同志对全国火灾形势曾指示:“责任重于泰山、隐患险于明火、防范胜于救灾”,李鹏同志也曾为消防工作题词:“开展火灾科学研究,造福人类造福社会”。
火灾科学与防治与经济建设、社会发展、国家安全及科技进步越来越密切,加大火灾领域的研究,认清火灾的发生与发展规律,从更高的层次上,用先进的科学技术和手段进一步减少火灾发生和火灾损失,减少对生产、生活及资源环境的危害,这也是保障国民经济持续发展的重大需求,性能化建筑防火设计就是科学防治火灾最有效的手段之一,是科技减灾的必由之路。
二、建筑性能化防火设计是防火设计的高级阶段
正确的建筑防火设计是建筑工程施工的基础。如果建筑设计方案中存在错误,这是一种内在的本质性的缺陷,即使施工再正确,也无法弥补先天不足的弊端,它为日后运行期间火灾的发生与蔓延埋下祸根,也为防火灭火带来很大困难。正确的建筑防火设计可以预测火灾损失结果,可以为灭火提供正确的设备,可以消灭初期火情,避免造成更大的经济损失和人员伤亡。
建筑防火设计是工程设计的重要组成部分。目前大量使用的处方式防火规范有很大的缺点,如规定的数字过死;单独设防,缺乏系统的、综合的考虑;未能很好地考虑建筑物的环境条件和社会因素的影响;限制新技术、新材料、新产品的应用。更科学的建筑防火设计是性能化防火设计。目前世界上许多国家都在进行性能化防火设计研究,有的已经颁布并实施性能化设计规范;性能化防火设计是防火设计的高级阶段,是防火设计发展的必然趋势。
建筑性能化防火设计是以火灾安全工程学的思想为指导,建立以火灾性能为基础的建筑防火设计规范。性能化防火设计是在性能化防火分析的基础上所进行的建筑物各种火灾防治系统的设计行为,它将综合建筑物业主的安全要求、建筑物的现场条件和有关的安全规定等,做出建筑物防火系统的具体设计方案。并对各种可采用的设计方案进行比较评估,从中选出最终的实施方案并完成效益的设计文件等。
性能化防火设计方法与传统的处方式防火规范设计方法相比具有许多优点:设计方案更加科学与合理,能有效地保证建筑设计达到预期的防火安全目标;设计更加灵活,有利于充分发挥设计人员的才能和创造能力;可以在相同火灾安全的基础上降低建筑成本;有利于新技术、新材料、新产品的开发、推广和应用;有利于设计规范和标准的国际化等。性能化防火设计方法可以带来更大的社会效益和经济效益。
三、建筑性能化防火设计是专业性强,设计复杂,灵活性大的综合学科
一是建筑性能化防火设计是专业性强,多学科综合应用的新的学科领域。建筑性能化防火设计涉及的学科繁多,以理工类应用学科为主。应用数学类、应用物理学类、应用化学类、工程结构类、建筑设计类、消防控制类、人文学科类等每类学科均包含几个学科。如此众多复杂的知识,非得相关专业大学本科或以上的人士,接受过正规高等教育的才有可能掌握。
二是性能化建筑防火设计步骤繁多且复杂,对设计人员要求高。目前,国内还没有建立建筑性能化防火设计规范与性能化防火设计指南。国内设计人员多参考国外的规范和指南,由于国家不同,其方法与步骤存在一定的差异,在某些术语与概念方面也有不同的认识。例如美国卡斯特(Custer)和米切母(Meacham)等人提出的7步设计法 ;在SFPE的《建筑物性能化防火分析与设计指南》中则将设计步骤归纳为9个步骤;而BS DD240《建筑火灾安全》中提出了4个主要步骤;并重点对定量计算部分进行了说明;国内的学者提出了3个主要阶段,8个步骤。在性能化设计与研究阶段,应鼓励自由讨论,这有助于性能化设计规范的完善和发展。即使将来我国颁布了建筑性能化防火设计规范,具体工程的特点不同,设计步骤也会有差别。建筑性能化防火设计对设计人的水平、知识与能力有较高要求。
三是建筑性能化防火设计灵活性大,对设计者的综合知识与能力要求高。建筑性能化防火设计灵活性更大,同一工程,由于不同的人设计,仅防火目标就会有差别,后续的设计差别会更大。也可能它们都是正确的,也许存在不合适的设计。目前用于计算人员疏散的计算软件就有几十个,其使用条件不一样,各有侧重,盲目套用就有可能得出错误的结论。更多的灵活性,对设计者的综合素质与能力要求更高。