2021年一级消防工程师综合能力辅导分析

时间：2020-11-13 12:43:34　来源：勤学考试网本文已影响人

一级消防工程师《综合能力》教导分析6

[ 9月12日 ]

资料搜集和安全目标设定

建筑防火设计可分解为三个组成部分，即建筑被动防火系统、建筑主动防火系统和安全疏散系统。每一个系统还可深入细化分解为不一样子系统。本节经过分析研究中国外规范相关技术内容，在总结相关技术应用经验教训基础上，确定了上述各部分设计目标、功效目标和性能要求。

一、资料搜集

建筑设计包含两方面内容，即对建筑空间研究和对组成建筑空间建筑实体研究。建筑设计首先要满足建筑法规、规范及标准要求。

建筑设计人员在进行消防性能化设计时，首先应熟悉建筑概况，包含工程名称、地址、占地面积、建筑面积等，并深入搜集在设计中会用到资料，尤其是应该去踏勘现场。尤其是在进行异地操作时，设计人员更应该切实了解项目所在地环境情况，比如气候条件、抗震设防烈度、周围人文环境和建筑现实状况和可能施工条件等。

设计资料包含建筑设计说明，建筑总平面图，消防设计专篇，建筑关键楼层平面图，建筑关键立面图和剖面图。另外还包含结构、各设备专业相关图纸等。

二、设定安全目标

中国消防工作方针是“预防为主，防消结合”，其首要标准是要做到“预防为主”，防患于未然。要降低和预防建筑火灾，首先要确保建筑物本身本质安全。所以，在建筑防火设计中，设计师应尽可能降低建筑物内火灾荷载、降低建筑构件及建筑装修装饰材料燃烧性能，认真研究建筑防火方法、合理部署建筑平面，在建筑物内外进行必需分隔，合理设定建筑物耐火等级和相关构件耐火极限，预防火灾发生，预防火灾蔓延。另外，应依据建筑物使用功效、空间平面特征和人员特点，设计合理正确安全疏散和灭火设施，达成降低火灾危害，保护人生命和财产安全目标。

建筑防火设计可分解为三个组成部分，即建筑被动防火系统、建筑主动防火系统和安全疏散系统。每一个系统还可深入细化分解为不一样子系统：建筑被动防火系统包含建筑结构、防火分隔、防火间距、管线和管道(井)、建筑装修等;建筑主动防火系统包含灭火设施、防排烟系统、火灾自动报警系统等;安全疏散系统包含疏散楼梯、安全出口、疏散出口、避难逃生设施、应急照明和标识等。经过分析研究中国外规范相关技术内容，在总结相关技术应用经验教训基础上，确定了上述各部分设计目标、功效目标和性能要求。

(一)被动防火系统

1.结构耐火

建筑结构是由若干基础构件经过一定连接方法组成整体。在建筑结构中，全部能使结构产生内力和变形原因统称为作用。除了直接以力形式出现作用会在结构中产生内力和变形外，其它作用，如温度改变、混凝土收缩、基础不均匀沉降等也可在结构中产生内力和变形。直接以力形式出现作用称为直接作用，即荷载。其它作用则称为间接作用。通常，设计合理建筑结构能安全可靠地承受并传输多种荷载和间接作用。

不过，在进行建筑结构设计时，不能仅考虑正常使用状态下建筑结构荷载和间接作用，而同时应充足考虑非正常状态作用效应组合，如火灾情况。这是因为火灾产生高温会对建筑构件带来极大破坏作用。下面以中国常见建筑结构构件材料钢筋混凝土为例进行说明。在高温作用下，混凝土中多种水分快速汽化，体积显著膨胀，其强度和弹性模量随温度升高而降低。钢筋混凝土结构中钢筋虽有混凝土保护，但在高温下其强度仍然有所降低，以致在初应力下屈服而引发截面破坏。构件破坏程度取决于温度升高速率、最高温度和火灾作用连续时间：当温度低于500℃时，浇水冷却混凝土强度低于自然冷却后强度;而高于600℃时，浇水冷却后强度高于自然冷却后强度;在1400℃时，钢筋进入液态，失去了抵御荷载能力。而且在火灾时，钢筋和混凝土间粘结强度也随温度升高而呈下降趋势。对于钢筋混凝土超静定结构而言，构件热膨胀会使相邻构件产生过大位移，从而危及相邻构件稳定性和承载力。

所以，建筑结构防火设计在建筑防火设计中作用举足轻重。从各国规范来看，其具体要求内容即使不一样，但其消防安全总目标却大同小异，其中最关键就是保护人生命和财产安全。就保护人生命安全而言，结构防火在全部建筑类型中全部是关键。这是因为：

1)良好结构耐火性能能为人员安全疏散提供宝贵疏散时间，尤其是在高层和大空间建筑中和有行动受限人员建筑内，如医院、老年人建筑、幼稚园等;

2)为消防队员在建筑内全部些人员撤出后进入建筑内实施灭火提供生命安全确保。

就保护财产安全而言，结构防火关键性更是不言而喻。在火灾初级阶段，尽管结构耐火能力所起作用不大，但假如早期火灾没有得到成功控制而使火灾继续增加，良好结构耐火性能作用显著。在消防队员实施灭火之前，结构构件能够有效地将火灾控制在起火区域或某个防火分区内，从而降低火灾和烟气对建筑内物品和建筑结构所造成破坏，一样也可降低灾后修复难度、费用和时间。建筑结构性能化设计目标、功效目标和性能目标以下：

(1)设计目标。在火灾作用下，建筑结构应能在合理消防投入基础上，保持足够完整性能、隔热性能或承载力或同时保持其中两个或三个性能。

(2)功效目标

①建筑构件能避免因其在火灾中发生变形或破坏而造成建筑结构严重破坏或失去承载力;

②不会因构件破坏而危及建筑内部人员疏散安全和灭火救援人员安全;

③避免结构在火灾中因变形、垮塌而难以修复或影响关键功效使用、降低灾后结构修复费用和难度，缩短结构功效恢复期;

④预防因构件破坏而加剧火灾或造成火灾蔓延至其它防火区域或相邻建筑物。

3)性能要求

(1)建筑构件耐火性能应和构件功效、建筑功效和用途、建筑内估计火灾荷载、火灾强度及其连续时间、建筑高度和体量和建筑内外消防设施相适应;

(2)建筑承重构件在火灾作用下，应含有足够承载力;

(3)建筑分隔构件燃烧性能和耐火极限在设计所需时间内应能预防火灾和烟气蔓延;

(4)建筑物中各构件耐火性能应含有合理关系;

(5)建筑构件在火灾作用下变形不应超出许可变形值;

(6)建筑结构所提供安全水平应和现行国家标准要求等效。

2.防火分区

中国现行建筑防火技术体系中，即使主动防火系统相关技术不停发展，其在建筑防火设计中地位和作用也越来越关键，但以确保建筑物耐火等级、划分防火分区、限制可燃装修装饰材料应用、确保安全疏散出口宽度及数量等为关键内容建筑物被动防火系统尚应居首要地位。良好防火分区划分和分隔构件耐火性能能有效地将火灾控制在起火区域或某个防火分区内，从而为建筑内人员安全疏散及消防队员救援和灭火行为提供宝贵时间，为降低火灾和烟气对建筑内容物和建筑结构所造成破坏、降低灾后修复难度、费用和时间等提供条件。就中国现在经济实力和公众防火安全意识而言，做好被动防火系统是更有效、可靠和经济防火路径。

对于火灾蔓延控制目标，关键利用火灾发展分析工具，依据本建筑使用功效和空间特征等，设定对应火灾场景，模拟烟气运动规律，计算烟气层温度，并以此判定所设计防火隔离方法能否将火灾控制在设定防火区域内。

火灾蔓延方法有火焰接触、延烧、热传导、热辐射等。当可燃物为离散部署时，热辐射是一个促进火灾在室内及建筑物间蔓延关键形式。当火灾烟气达成足够温度时，其产生热辐射强度将会引燃周围可燃物，从而造成火灾蔓延。消防性能化设计时通常经过模拟计算分析得到火源所在防火区域之外其它防火区域烟气层最高温度。假如烟气层温度高于设定极限温度，则认为火灾将经过热辐射在防火区域间进行蔓延;假如烟气层温度小于设定极限温度，可认为火灾不会经过热辐射在防火区域间进行蔓延。

依据相关试验，可燃物品被引燃所需最小热流为10kW/m2。火灾辐射热为10kW/m2时，约相当于烟气层温度达成360℃～400℃时状态。所以通常将360℃作为火灾在防火区域间蔓延极限温度，即烟气层温度大于该值时，火灾将经过热辐射在防火区域间进行蔓延;当烟气层温度小于该值时，可认为火灾不会经过热辐射方法在防火区域间蔓延。防火分区性能化设计目标、功效目标和性能要求以下：

1)设计目标：防火分区划分应能有效降低火灾危害，可将火灾财产损失控制在可接收范围之内。

2)功效目标：观众厅内采取防火隔断方法，应能将建筑火灾控制在设定防火空间内，而不会经水平方向和竖向向其它区域蔓延。

3)性能要求

(1)防火分隔构件燃烧性能含有足够耐火极限，并满足控制火灾要求;

(2)着火空间内不会发生轰燃;

(3)火灾能够控制在设定防火区域内;

(4)火灾不会发生连续蔓延;

(5)火灾可能过火面积和满足规范要求防火分区过火面积基础相同;

(6)灭火系统符合设计要求，能够有效控制火灾蔓延;

(7)排烟系统符合设计要求，能够有效排除烟气和热量。

3.防火间距

建筑发生火灾时，火灾除了在建筑内部蔓延扩大外，还可能经过一定路径向邻近建筑蔓延。为了预防火灾在建筑之间蔓延，建筑之间保持合适距离是一个有效方法。防火间距是指预防着火建筑辐射热在一定时间内引燃相邻建筑，且便于消防扑救间隔距离。所以，防火间距首先有利于预防火灾在建筑之间蔓延，其次为火灾扑救及建筑内人员和物资紧急疏散提供场地。

在实际确定建筑之间防火间距时，不可能考虑上述全部原因。通常情况下，防火间距关键是依据建筑物使用性质、火灾危险性及耐火等级来确定。建筑物耐火等级越低，防火间距越大;建筑物火灾危险性越大，防火间距越大;建筑物扑救难度越大，防火间距越大。防火间距设置基础标准是：

1)依据火灾辐射热对相邻建筑影响，通常不考虑飞火、风速等原因。

2)确保消防扑救需要。需依据建筑高度、消防车型号尺寸，确定操作场地大小。

3)在满足预防火灾蔓延及消防车作业需要前提下，考虑节省用地。

建筑物间防火间距设计目标、功效目标和性能要求以下：

1)设计目标建筑和相邻建筑、设施防火间距应满足安全要求。

2)功效目标

(1)防火间距应能有效预防建筑间火灾蔓延。

(2)建筑周围应含有满足消防车展开灭火救援条件。

3)性能要求

(1)建筑和相邻建筑、设施之间防火间距应依据建筑耐火等级、外墙防火结构和相邻外墙防火方法、灭火救援和设施性质等原因进行确定。

(2)工业和民用建筑和城市地下交通隧道、地下人行道及其它地下建筑之间应采取预防火灾蔓延有效方法。

(3)建筑周围应设置消防车道或满足消防车通行和停靠、折转平坦空地。消防车道净空高度和净宽度和地面承压应满足消防车通行需要。

(4)大型工业或民用建筑周围应设置环形消防车道或其它满足消防车灭火救援场地。

(5)供消防车停留和作业道路和建筑物距离应满足消防展开和救援要求。

(二)主动防火系统

建筑主动防火系统关键依靠火灾探测报警、防烟排烟、各类灭火设施等建筑消防设施，经过及早探测火灾、破坏已形成燃烧条件、终止燃烧连锁反应，来扑灭或抑制火灾。

当建筑内某一个空间发生火灾时，燃烧产生热量能够经过热对流、热辐射和热传导等方法向周围传输，造成火灾蔓延。多种主动防火手段对于控制和扑救火灾全部有着关键作用，它们分别以不一样方法在火灾不一样阶段对火灾发展进程产生影响。比如在火灾早期开启喷水灭火，能有效控制室内温度升高和火灾蔓延。

　所以，在建筑防火设计中应该依据不一样情况下火灾不一样阶段特征及其影响考虑设置适宜主动防火系统，以减小火灾危害。

在现行规范体制下，规范中对于建筑主动消防设施设置要求全部是针对具体场所要求应设置什么样灭火设施、自动报警设施或防烟和排烟设施，而未明确提出设置这些设施要达成什么样目标，也未考虑在实际中怎样和其它消防手段愈加好地有机结合或许可采取综合效益愈加好其它主动防火方法，设置这些设施应该达成什么样目标，要满足怎样性能。这么要求显然不利于提升建筑防火投资效益，不利于建筑设计者依据工程实际进行综合考虑和应用新主动防火方法。

大量火灾事实表明，建筑主动防火系统能够提升建筑本身防火能力，预防和降低火灾损失，是建筑防火体系关键组成部分。火灾自动探测报警可在火灾发生早期立即探测到火情并报警，不仅可为人员安全疏散提供报警信息和宝贵疏散时间，而且可经过联动开启火灾警报装置、应急照明系统、火灾应急广播等设施，引导火灾现场人员立即疏散;开启相关消防设施来扑灭或控制早期火灾，排除烟气，预防火灾蔓延。建筑灭火设施可用于扑灭或控制不一样阶段建筑火灾。如，自动喷水灭火系统在无人情况下自动开启并扑灭或控制建筑内早期火灾，并发出报警信号，起到预防火灾蔓延和降低损失作用。防烟系统可用于建筑内需要确保烟气不可进入区域安全。如，在防烟楼梯前室设置防烟系统，能够将火灾高温有毒烟气阻止在前室外，从而起到为人员疏散和救援人员提供一个相对安全环境作用。排烟系统可立即排除建筑火灾产生高温有毒烟气，阻止烟气向非着火区域扩散，既可延缓火灾发生轰燃而保持相对稳定燃烧状态，又可为人员疏散提供宝贵可用时间，为救援人员提供很好灭火救援条件。

所以，建筑主动防火系统作用关键是经过检测火灾信号并发出对应警报和联动开启相关建筑消防设施，为人员疏散和灭火救援提供较安全环境，扑灭或控制不一样性状火灾，降低火灾危害。

1.自动灭火系统

对于同一建筑，建筑各区域用途不尽相同，一些部位火灾危险性较小或火灾荷载密度较小，若整座建筑全部设置自动灭火系统，将造成无须要投资。所以，建筑内自动灭火系统设计标准是对建筑关键部位、关键场所进行关键防护。关键场所通常包含：火灾荷载大、火灾危险性高场所、可能因火灾而造成人员疏散困难场所和可能因火灾造成重大损失场所。自动灭火系统设置关键用于建筑中不能中止防火保护场所免受火灾危害或减轻其危害程度，其设计目标、功效目标和性能要求为：

1)设计目标为建筑中不能中止防火保护场所提供灭火方法，使其免受火灾危害或减轻其危害程度。

2)功效目标建筑内设置自动灭火系统应能够立即扑灭和控制建筑内早期火灾，预防火灾蔓延和造成较大损失。

3)性能要求

(1)建筑内设置自动灭火系统应依据设置场所用途、火灾危险性、火灾特征、环境温度和系统性价比等比较后确定;

(2)灭火系统灭火剂应适适用于扑救设置场所火灾类型，且对保护对象次生危害较小;

(3)灭火系统类型应和火灾发展特征、建筑空间特征相适应，并在设置场所环境温度下能安全、可靠运行和有效灭火;

(4)对于火灾报警系统识别火灾并联动灭火系统，应有能确保系统立即开启火灾探测控制系统。对于自动喷水灭火系统、细水雾灭火系统和水喷雾灭火系统等需要消防水泵供水灭火系统，其电源应满足系统连续运行及其动作需要。

2.排烟系统

火灾烟气危害性关键表现在：毒害性、减光性和烟气中携带较高温度气体和微粒。相关试验表明，人在浓烟中停留1～2min就会晕倒，接触4～5min就有死亡危险。在建筑内设置排烟系统，不仅可立即排除火灾产生大量烟气，阻止烟气向防烟分区外扩散，确保建筑物内人员顺利疏散和安全避难，并为消防救援发明有利条件，而且可有效预防一些场所快速发生破坏性极大轰燃现象。所以，排烟设施设计设计目标、功效目标和性能要求可确定为：

1)设计目标：建筑内设置排烟系统应能确保人员安全疏散和避难。

2)功效目标：建筑内设置排烟系统应能立即排除火灾产生烟气，避免或限制火焰和烟气向无火区域蔓延，确保建筑物内人员顺利疏散和安全避难，并为消防救援发明有利条件。

3)性能要求

(1)排烟设施方法应和建筑室内高度、结构形式、空间大小、火灾荷载、烟羽流形式及产烟量大小、室内外气象条件等条件相适应;

(2)排烟设施应含有确保其在火灾时正常动作技术方法;

(3)排烟系统排烟量或排烟口面积能够将烟气控制在设计室内高度以上，而不会不受控制地蔓延;

(4)机械排烟系统室外风口部署，应能有效预防从室内排出烟气再次被吸入;

(5)设置机械排烟设施场所应结合建筑内部结构形式和功效分区划分防烟分区。防烟分区及其分隔物应确保火灾烟气能在一定时间内有效蓄积和排出;

(6)排烟口部署应能有效避免烟气因冷却而影响排烟效果，和周围安全出口、可燃构件或可燃物距离应能预防出现高温烟气遮挡安全出口或引燃周围可燃物现象;

(7)排烟风机应能确保在任一排烟口或排烟阀开启时自行开启，并应在高温下和该场所需排烟时间内含有稳定工作性能;

(8)在地上密闭场所中设置机械排烟系统时，应同时设置补风系统，补风量应能有利于排烟系统排烟。

3.火灾自动报警系统

火灾自动报警设施关键是要在火灾发生早期立即探测到火情并报警，为人员安全疏散提供宝贵疏散时间并采取合理行动，并经过联动开启火灾警报装置引导火灾现场人员立即疏散和进行火灾扑救，或开启相关消防设施来扑灭或控制早期火灾，排除烟气，预防火灾蔓延，从而降低人员伤亡和火灾损失。火灾报警系统设计目标、功效目标和性能要求为：

1)设计目标

为人员及早提供火灾信息，避免火灾扩大和人员疏散延迟而造成更大伤亡和经济损失。

2)功效目标

(1)火灾时，立即向使用人员发出报警信号，使人员能采取必需合理方法，提升人员疏散安全性和火灾扑救有效性;

(2)火灾时，立即联动预防火灾蔓延和排除烟气或阻止烟气进入安全区域相关设施。

3)性能要求

(1)建筑应依据其实际用途、预期火灾特征和建筑空间特征，发生火灾后危害等原因设置适宜报警设施;

(2)火灾报警装置应和保护对象火灾危险性、火灾特征和空间高度、大小及环境条件相适应;

(3)火灾报警系统发出警报能使人员清楚地识别火灾信号，并采取对应行动;

(4)火灾报警系统能可靠、正确地识别火灾信号并联动对应消防设施。

(三)安全疏散

建筑物作为人员生活、工作关键场所。在设计之初，考虑其抵御多种灾难能力显得尤为关键。在多种灾难中，火灾是常常、普遍地威胁公众安全和社会发展关键灾难之一。建筑防火安全直接关系到社会财富和人身生命安全，关系到经济发展和社会稳定。预防火灾发生无疑是建筑防火首要任务，但实践证实，火灾绝对不发生是不可能，而人体生理特征决定人生命在火灾中显得相当脆弱。据统计，中国整年共发生火灾13.3万起，死亡1385人，受伤684人，直接财产损失15亿元。其中很大一部分火灾发生原因是建筑物防火设计不合理，人员不能立即疏散。所以，怎样立即疏散建筑内人员到安全区域是建筑防火设计关键内容之一。

建筑物发生火灾时，为避免室内人员因为火烧烟熏和房屋坍毁而遭到伤害，必需立即撤离，室内物资财富也要立即抢救出来，以降低火灾损失。为扑救火灾，营救被困人员，消防人员也要快速靠近起火部位。为此，建筑内应合理设置安全疏散设施和避难逃生设施，为安全疏散和救援工作发明良好条件。

考虑到紧急疏散时大家缺乏思索疏散方法能力和时间紧迫，所以疏散路线要简捷，易于识别，并须设置简明易懂、醒目易见疏散指示标志。在进行安全疏散设计时，要分析不一样建筑物中人在火灾条件下心理状态及行动特点。疏散路线设计要符合大家习惯要求。大家在紧急情况下，习惯走日常熟悉路线，所以在部署疏散楼梯间位置时，将其靠近常常使用电梯间部署，使常常使用路线和火灾时紧急使用路线有机地结合起来，则很有利于快速而安全地疏散人员。

进行人员安全疏散设计，大致应经历以下过程：

1)估算室内各个房间应疏散人数;

2)依据实际情况确定“假定起火点”;

3)对每个“假定起火点”分别计划起火后避难者避难路线;

4)分析避难人员在每条疏散路线上流动情况，如计算最终一名避难者沿疏散路线穿越各关键部位时间，计算沿途是否发生滞留现象。如会发生滞留现象则应计算滞留地点滞留人数、滞留时间及其人流改变情况等;

5)分析高温烟气在每条疏散路线上流动情况，如明确高温烟气前端沿疏散路线流动时间、发生滞留地点烟气浓度随时间改变规律;

6)对第4)第5)阶段分析情况进行比较、查对，研究人员避难安全可靠度。即确定最终一名避难者被高温烟气前端追上后，是否处于超出许可极限浓度烟气之中，发生滞留地方有多少人处于危险烟气中;或即使没有受到高温烟气直接影响，滞留点人流混乱程度是否超出许可程度。在分析问题时，要考虑建筑物用途、人员素质、身体情况等原因，并合适乘以安全系数;

7)依据第6)阶段分析结果，如确定属于危险范围，则要对安全疏散设施进行技术调整，如增加安全出口数量和宽度、设置防排烟设施等，然后重新按上述程序反复研究避难设计方案，直至选择最好方案。安全疏散设计目标、功效目标和性能要求为：

(1)设计目标：建筑内应含有足够安全疏散设施确保人员生命安全。

(2)功效目标：安全疏散设施应确保发生火灾时，建筑内人员在要求时间内能够安全疏散至室外安全区域。

(3)性能目标

①应有足够安全出口供人员安全疏散，每个房间均应有和该房间使用人数相适应疏散出口;

②安全出口宽度应和建筑内使用人数相适应，并考虑不一样用途建筑中疏散人流宽度和疏散速度，避免人员疏散过程中在安全出口发生拥挤、堵塞;

③建筑内疏散应急照明和疏散指示标志均应和其所在场所相适应;

④安全疏散距离应和建筑内人员行动能力相适应，确保人员疏散所用时间满足安全疏散所许可程度;

⑤疏散设施应满足对应防火要求，不会使人员在疏散过程中受到火灾烟气或热危害。

(四)消防救援

火灾发生不可避免，而人体生理特征决定人在火灾环境下不能长时间停留，所以建筑设计必需考虑怎样将建筑内人员疏散至安全区域。事实证实，即使建筑内设计有足够完善消防设施，但因为消防系统故障、管理不善或人员个体差异等原因，仍有可能出现建筑内人员不能按预期疏散到安全区域情况，需要外部人员救援。同时，外部救援人员也可能需要进入到建筑内进行灭火救援，所以建筑设计还应考虑必需救援通道。消防救援设计目标、功效目标和性能要求为：

1.设计目标

消防救援设计应能为消防队员消防救援作业提供有利条件，消防车道、救援场地和救援窗口和室外消防设施应能满足消防队员救援作业要求。

2.功效目标

1)建筑物应设置保障消防车安全、快速通行消防车道;

2)消防车登高操作场地应能满足消防车停靠、火场供水、灭火和救援需要;

3)消防救援窗口应能满足消防队员进入建筑物要求。

3.性能要求

1)消防车道净宽度和净空高度应大于通行消防车宽度和高度;

2)消防车道耐压强度应大于消防车满载时轮压;

3)消防车道转弯半径应满足消防车安全转弯要求;

4)消防车道之间或和城市道路之间应能相互贯通联络;

5)消防车登高操作场地尺寸、间距和距建筑物距离应满足消防车展开和安全操作要求;