浅谈香港商业用房中美国消防安全评价系统的应用

1、浅谈香港商业用房中美国消防安全评价系统的应用w.k. chow建筑服务工程学院，香港理工大学，香港，中国（2001年6月29日收稿；2001年7月13日录用）摘要运用美国安全系统的可能性：文章对美国国家防火协会提出的消防安全评价体系在 香港商业用房中运用的可能性进行了讨论。对和关的消防安全参数与当地消防法规列出 的关键参数进行比较。讨论强调了被动式建筑设计、出现在当地法规中的消防装置及主 要危险因索的控制。研究发现该方法适用于设计新的建筑，以及对已经存在的建筑物进 行消防安全管理。其中消防安全参数和它们的分数分配比例应该针对香港木地进行专门 的设计。1引言如文献综述例如1中提到的，美国消防规范

2、允许在选择替代方法时，设备可以按照 “等价性条款”来满足规定的要求。美国国家消防协会消防安全评价休系（nfpa）（本 文标记为nfpafses） 2-9是一个适用于四类建筑的更加止式的等效决制度，例如医疗 保健，惩教设施，老人寄宿院和商业用房。这是一个用来评价防火性能的多属性方法， 并等价于nfpa生命安全法规8。在满足相同等级的火灾安全的情况下，允许设计满足 规定的替代方案。这可以看作是与美国火灾的代码和同的一个等效概念，用來促进防火 安全的经济升级。nfpa-fses的目的是编辑一个等效系统，该系统是容易可行的，并且能够为所付出 的努力和资源提供有用的信息，即其结果是看到设计是否与代码和符

3、合。最重要的部分 是在不同的条件下，为每个参数引入并分配适合的消防安全参数和分数。提供特定的建 筑特征的相对分数10,并且提供有损安全的负值和加强安全的正值。香港的建筑消防 安全码是指令性的11-14： 进出建筑物的途径（moa）代码11 耐火性建筑（frc）代码12逃生途径(moe)代码13消防装置(fsi)代码14。随着建筑行业的快速发展，政府迫切希槊通过修改代码来升级在楼宇消防安全规定, 并且运用工程方法15,16或在防火规范的基础上，优化海外工程的性能1722并设计消 防安全规范。新建筑的消防安全代码需要进行更新ll-14o不仅如此，现有建筑物都 需要仔细检查，并提岀关于升级消防安全规

4、定的建议23o不过，这些建议与后面的研 究工作关系不是十分密切。该nfpa-fses可能是一个很好的开端，并在木文中进行简 要讨论。除了各类建筑的用途，“商业用房” 24的需求亟待研究。这是因为有部分人屈住在 这种建筑物中。居民不一定十分熟悉建筑环境，所以他们未必能够找到逃生路线，以防 火灾。2 fpa-fses与文献综述按照nfpa101中的分类8,商业用房用于交易和商品，如政府机关，成人教学设 施和容纳不超过50人的教室等建筑物。在nfpa-fses8,9屮提到的商业用房，需要对 12个参数进行识別。参数值用來为商业用房的不同消防安全参数进行分析10。这12 个参数都在评估：建筑，危险隔离

5、，垂直开口，喷头，火灾报警，烟雾探测，室内装饰, 防排烟，出口位置，岀入制度，楼道/间分离(区域化)和居民紧急方案。实际上，这些 为在消防安全代码加以考虑的项目给出了一定程度上的评价。在这些12安全参数中， 有8个参数都在计算建筑物的消防控制分数，有10个参数在计算的出口成绩。一般的 消防安全分数是通过对这12部分获得的分数进行整合来得到的。关于在香港屋苑25及卡拉ok26,27使用类似的方法的可行性研究已经进行了讨 论。使用nfpa-fses的初步概况也己经明确28o nfpa-fses和地方消防法规之间的 差异在于：非可燃物，可燃物在建筑施工的类型以nfpa220的标准进行分类29。非可燃

6、物是需要 通过美国测试和材料协会(astm) e136检测的30。在木地的耐火性建筑码12中材料必须是不可燃的。然而，这个词还没有科学的定 义ll-13o在本地代码12中有明确的说明耐火性建筑。除了测试标准如31,人们对 结构元件的防火安全性认知是相似的。火灾荷载密度（fld）是一个重要的危险因素。在一个房间里一定儿何形状内的火 灾荷载密度对于计算火灾的严重程度是很重要的，通过它可以确定危险等级。这部分结 果依赖于火灾荷载密度，房间儿何形状，包描区域和开口，燃烧速度，燃烧区和闪燃现 象。fld也是当地重要的代码，代码的上限是1135mjm232,33。提供洒水车是nfpafses重要的职能。这

7、类似于在本地消防装置代码上认为安装洒 水系统会给出良好的保护。在nfpa生命安全法规中，在nfpa25534测试下的室内装饰材料的框架扩展性 也是十分重要的。在木地消防装置代码14中要求材料都必须根据英国标准（bs） 476 35进行火焰表 面蔓延测试。本次测试燃烧的条件与nfpa25534的条件不同。在木文中，根据当地的法规11-14,并按照消防安全管理3641新提案，消防安全 参数分为两个部分进行讨论：被动式建筑设计（pbd）以下的进岀建筑物的途径，frc和逃生途径ll-13o 消防装置（fsi）或主动防火系统下局部的消防装置代码14o 消防安全管理（fsm） 3641。3消防安全参数分组

8、根据本地代码以及使用有限状态机的提案，可以将在nfpa-fses中涵盖的12个消 防安全参数分成2个区域上，分别为功能式设计和消防装置14：功能式设计建筑类型参数1。-危害隔离参数2。基木上遵循防火性能要求的建筑和口动喷水灭火规定。垂直开口参数3。-室内装饰参数7。超额访问参数9。出口控制参数10o-走廊/间分离参数11,实际上，实现区域化。消防装置-参数4喷水灭火系统。火灾报警参数5。烟雾探测系统参数6。-烟气控制参数8。消防安全管理居民应急程序参数12owatts jr.提出了该消防安全参数的扩展得分是：建筑类型参数1得分扩展15%。洒水系统参数4得分扩展13%。出口控制参数10得分扩展1

9、2%。垂直开口参数3得分扩展12%。走廊/间分离参数11得分扩展11%。危害隔离参数2得分扩展7%。火灾报警参数5得分扩展6%、。室内装饰参数7得分扩展5%。超额访问参数9得分扩展5%。居民应急程序参数12得分扩展5%。烟雾探测系统参数6得分扩展4%。烟气控制参数8得分扩展4%通过对每个参数得分的扩展，假定参数2也可以同样由功能式设计和消防装置划分,三部分的加权比例是：功能式设计：63.3%消防装置：31.4%消防安全管理：5.3%很明显，耐火性起重要作用，并应该得到充分的重视。然而，在制订等效的系统的 时候，这部分在香港当地的建筑特色与钢筋混凝土或受保护的钢结构高层建筑中要求过 高。基于以下

10、内容，该系统被认为是不那么适合在香港作为等效系统采用：否港楼宇由frc代码12管辖。建筑结构和部件也有足够的耐火时效（frp）。这是 很难说服别人接受一个50层楼的建筑在设计过程中没有足够的耐火时效，无论采用 以哪种规定或绩效为基础的方法。室内装修参数7,必须慎重考虑。除了接受火势蔓延指数的方法如astm外，应该 考虑进行全尺寸燃烧试验，如iso970542o加权消防装置是远低于预期。例如，不包含所有消防栓（主要供消防员使用！）和软 管卷盘系统。当地政府不太可能接受这些存在于高层建筑中。应更强调消防安全管理，加权消防装置太低不足以包括紧急方案。4建议供本地等效系统使用的为居民参考的防火安全参数

11、，如用于商业用房，分别是： 除了评估室内装饰的火蔓延程度，所有被动式建筑设计消防安全参数可以遵循：-耐火性建筑。室内装修用火蔓延使用约定的权威和业界的测试评估。考虑指定热释放速率曲线在不同的建筑物中的情况。-无死角出口设计。设计岀口具有足够宽的走廊，防火门和楼梯保护的高层建筑。区别设计室内和走廊的结构。在消防装置的部分应通过增强nfpa-fses 4个消防安全参数，但分别赋予不同的分 值：口动喷水灭火系统。消防报警器。烟雾探测系统。-烟控制。并包括以下新的消防装置：消防栓及软管卷盘系统。应急照明系统。-出口标示。紧急供电系统。灭火器。5消防安全管理消防安全管理应加强寻求批准具有等效设计的建筑，

12、或通过代码升级他们的消防安 全设施。在这里，消防安全计划应该包括36-41：维护计划。为住宅高层建筑屈住者和管理人员，及非住宅楼宇或大屋苑的屈民制定具有较强的管理 团队性质的培训计划。火灾预防计划。管理人员基本消防行动方案。消防安全管理要素应参照缺失规定单独制定一定的建筑防火安全要求。例如，有效 的内部管理的新要求规定，如果走廊宽度不满足1.2米，应确保没有杂物被放置在楼道 里。它是一种常见的做法，因为杂物将阻断出口通道。6结论在香港的商业用房24中使用nfpafses8,9的可能性需要进一步讨论28。讨论 可以遵循以下儿点：充分考虑出口的进入和出口设计是非常重要的。应该精心设计疏散模式。提供

13、洒水车，消防报警，烟雾探测系统，烟雾控制将改善消防安全。接受替代设计。如果能够证明等效的系统可以满足绩效1522的要求。但是，这种方法只是商业用房消防安全的一个起点。新设计的建筑可以按照类似的 方法。对于既有建筑23,评估结果将提供关于如何为卡拉ok26,27制定消防安全指导 管理36-41 o本文的讨论是参考当地的消防代码。nfpa-fses的概念是值得考虑和遵循的，但需要考虑到不同特色的特殊建筑物具有 不同的消防安全参数，并且需要考虑到香港高层建筑的庞大数量和密度。已经确定的消 防安全参数和分数扩展10建议可以作为当地建筑行业进行更长期研究的参考。致谢该项目由密集城市先进建筑技术战略发展项

14、目资助：消防安全工程应急账户号码1a038o参考文献1. r.w. bukowski and v. babrauskas, "developing rational, performance-based fire safety requirements in model building codes", fire and materials, vol. 19, no. 2, pp 173-191 (1994).2. h-e. nelson and a.j. shibe, "system for fire safety evaluation for multifam

15、ily housing", nbsir 82- 2562, national bureau of standards, gaithersburg, md (1982).3. h.e. nelson and a.j. shibe, "system for fire safety evaluation of health care facilities' nbsir 78- 1555-1, pp. 90-114, national bureau of standards, gaithersburg, md (1980).4. h.e. nelson, b.m. levi

16、n, a.j. shibe, n.e. groner, r.l. paulsen, d.m. alvord and s.d. thorne, “fire safety evaluation systems for board and care homes”，nbsir 83-2659, national bureau of standards, gaithersburg, md (1983).5. h.e. nelson, a.j. shibe, b.m. levin, s.d. thorne and l.y cooper, "fire safety evaluation syste

17、m for national park service overnight accommodations”, nbsir 84-2896, national bureau of standards, gaithersburg, md (1984).6. h.e. nelson and a.j shibe, "development of a fire evaluation system for detention and correctional occupancies95, nbsir 84-2976, national bureau of standards, gaithersb

18、urg, md (1985).7. h.e. nelson, “fire safety evaluation system for nasa office/laboratory buildings： nbsir 86- 3404, national bureau of standards, gaithersburg, md (1986).& nfpa-101，life safety code, national fire protection association, quincy, massachusetts, usa (1994).9. nfpa-101 a, guide on a

19、lternative approaches to life safety, national fire protection association, quincy, massachusetts, usa (1995).10. j.m. watts, jr., "analysis of the nfpa fire safety evaluation system for business occupancies”，national fire protection association 一 fire technology, vol. 33, no. 3, pp. 276-282(19

20、97).11. code of practice for the provision of means of access for firefighting and rescue, buildings department, hong kong (1995).12. code of practice for fire resisting construction, buildings department, hong kong (1996).13 code of practice for the provision of means of escape in case of fire, bui

21、ldingsdepartment, hong kong (1996).14. codes of practice for minimum fire service installations and equipment and inspection and testing of installations and equipment, fire services department, hong kong special administrative region (1998).15. guide to fire engineering approach, practice note for

22、authorized persons and registered structural engineers pnap 204, buildings department, hong kong, may (1998).16. w.k. chow, “a preliminary discussion on engineering performance-based fire codes in the hong kong special administrative region", international journal on engineering performance bas

23、ed fire codes, vol. 1, no. 1, pp. 1-10 (1999).17. "nfpa's future in performance-based codes and standards, report of the nfpa in-house task group, national fire protection association, quincy, ma, usa (1995).1& fire engineering guidelines, 1st edition, fire codes reform centre ltd., syd

24、ney, nsw, australia (1996).19. cibse guide e 1997: fire engineering, the chartered institution of building services engineers, london, uk (1997).20. gv. hadjisophocleous, n. benichou and a.s. tamim, "literature review of performance-based fire codes and design environment, journal of fire prote

25、ction engineering, vol. 9, no. 1, pp. 12-40, (1998).21. a.h. buchanan, "implementation of performancebased fire codes'； fire safety journal, vol. 32, no. 4, pp. 377-383 (1999).22. bs iso/tr 13387:1999: fire safety engineering, british standards institution, london, uk (1999).23. consultatio

26、n paper on fire safety improvements to old commercial buildings, security branch, government secretariat, hong kong, may (1997).24. business registration certificate, business registration ordinance, chapter 310, laws of hong kong, business registration office, inland revenue department, hong kong s

27、pecial administrative region, 30 april (1999).25. s.m. lo, “a fire safety assessment system for existing buildings”，fire technology, vol.35, no. 2, pp. 131-152(1999).26. w.k. chow and g.c.h. lui, “a fire safety ranking system for karaoke establishments in the hong kong special administrative region5

28、', journal of fire sciences 一 accepted to publish (2000).27. w.k. chow and gigi c.h. lui, "a proposed fire safety ranking system for karaoke establishments and its comparison with the nfpa - fire safety evaluation system，； building and environment - accepted to publish (2001).2& w.k. ch

29、ow and gigi c.h. lui, "on evaluating building fire safety for business occupancies”，international journal on engineering performancebased fire codes, vol. 3, no. l,pp. 16-24(2001).29. nfpa-220, standard on types of building construction, national fire protection association, quincy, massachuset

30、ts, usa (1991).30. astm e 136, standard test method for behaviour of materials in a vertical tube furnace at 750°c, american society for testing and materials, west conshohocken, pennsylvania, usa (1999).31. bs 476 part 22, fire tests on building materials and structures - methods for determina

31、tion of the fire resistance of non-loadbearing elements of construction, british standards institution, london, uk (1987).32. m. law, “a relationship between fire grading and building design and contents'： fire research note no. 877, fire research station, borehamwood, uk (1971).33. w.k. chow, &

32、quot;fsd circular letter no. 13/8& a comment", the hong kong engineer, november, p. 19(1989).34 nfpa-255, standard method of test of surface burning characteristics of building materials, national fire protection association, quincy, massachusetts, usa (1990).35. bs 476 part 7, fire tests on building materials and structures method of test to determine the classification of the surface spread of flame of products, british standards institution, london, uk (1997).36. h.l. malhotr