三、火災場景設計

(一)火災危險源辨識

設計火災場景時，首先應進行火災危險源的辨識。分析建筑物里可能面臨的火災風險主要來自哪些方面。分析可燃物的種類、火災荷載的密度、可燃物的燃燒特征等。火災危險源識別是開展火災場景設計的基礎環節，只有充分、全面地把握建筑物所面臨的火災風險的來源，才能完整、準確地對各類火災風險進行分析、評判，通過采取有針對性的消防設計措施，確保將火災風險控制在可接受的范圍之內。

(二)火災增長

火災在點燃后其熱釋放速率將不斷增加，熱釋放速率增加的快慢與可燃物的性質、數量、擺放方式、通風條件等有關。原則上，在設計火災增長曲線時可采用以下幾種方法：①可燃物實際的燃燒實驗數據;②類似可燃物實際的燃燒實驗數據;③根據類似的可燃物燃燒實驗數據推導出的預測算法;

④基于物質的燃燒特性的計算方法;⑤火災蔓延與發展數學模型。在性能化設計中，如果能夠獲得所分析可燃物的實際燃燒實驗數據，那么采用實驗數據進行火災增長曲線的設計是最好的選擇。大量實驗表明，多數火災從點燃到發展再到充分燃燒階段，火災中的熱釋放速率大體上按照時間的平方的關系增長，只是增長的速度有快有慢，因此在實際設計中人們常常采用這一種稱為“t平方火”的火災增長模型對實際火災進行模擬。火災的增長規律可用下面的方程描述：

Q=at2(4.3.1)

式中Q——熱釋放速率(kW);

a——火災增長系數(kW/s2);

t——時間(s)。

“t平方火”的增長速度一般分為慢速、中速、快速、超快速四種類型

實際火災中，熱釋放速率的變化是一個非常復雜的過程，上述設計的火災增長曲線只是與實際火災相似，為了使得設計的火災曲線能夠反映實際火災的特性，應作適當的保守考慮，如選擇較快的增長速度或較大的熱釋放速率等。

(三)設定火災

安全目標不同，確定最大火災規模的方法也不同。火災規模是性能化設計中的重要參數，工程上通常參考以下三種方法來綜合確定火災的規模。

1.噴淋啟動確定火災規模

對于安裝自動噴水滅火系統的區域，其火災發展通常將受到自動噴水滅火系統的控制，一般情況下自動噴水滅火系統能夠在火災的起始階段將火撲滅，至少是將火勢控制在一定強度以下。

假定自動噴水滅火系統啟動后火勢的規模將不再擴大，火源熱釋放速率保持在噴頭啟動時的水平。

自動噴水滅火系統控制下的火災規模可以使用DETACT分析軟件進行預測。

考慮到同一類型噴頭之間RTI值的差異，在采用上述方法預測火災規模時建議取最大的RTI值。例如，ESFR噴頭取28(m·s)0.5，快速響應噴頭取50(m·s)0.5，普通噴頭取350(m·s)0.5。

2.相關設計規范或指南

3.根據燃燒實驗數據確定

根據物品的實際燃燒實驗數據來確定最大熱釋放速率是最直接和最準確的方法，一些物品的最大熱釋放速率可以通過一些科技文獻或火災試驗數據庫得到。例如，表4-3-7是NFPA928中提供的部分物品燃燒時最大熱釋放速率的數據，圖4-3-3所示為美國國家技術與標準研究院火災試驗數據庫FAST-DAT中提供的席夢思床墊的火災試驗熱釋放速率曲線。

4.根據轟然條件確定

轟燃是火災從初期的增長階段向充分發展階段轉變的一個相對短暫的過程。發生轟然時室內的大部分物品開始劇烈燃燒，可以認為此時的火災功率(即熱釋放速率)達到最大值。　　式中Qfo——房間達到轟燃所需的臨界熱釋放速率(kW);

AT——房間內扣除口后的總表面積(m2);

AV——開口的面積(m2);

HV——開口的高度(m)。

由于上述結果是以一個面積為16m2的房間內的火災實驗數據得出的，因此對于小房間的情況預測結果能夠比較好地反映實際情況，而對于較大的房間，式(4-3-2)的計算結果可能會有較大的誤差。

5.燃料控制型火災的計算方法

對于燃料控制型火災，即當火災的燃燒速度由燃料的性質和數量決定時，如果知道燃料燃燒時單位面積的熱釋放速率，那么可以根據火災發生時的燃燒面積乘以該燃料單位面積的熱釋放速率得到最大的熱釋放速率，表4-3-8是NFPA928中提供的部分物質單位地面面積熱釋放速率。如果不能確定具體的可燃物及其單位地面面積的熱釋放速率，也可根據建筑物的使用性質和相關的統計數據來預測火災的規模。例如，NFPA928中建議零售商店火災單位面積熱釋放速率可取為500kW/m2，辦公室內火災可取為250kW/m2。

（責任編輯：fky）

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