摘要：介紹了介紹建筑消防性能化設(shè)計與傳統(tǒng)消防設(shè)計方法之間的關(guān)系，闡述傳統(tǒng)的處方式防火設(shè)計的缺點，并對性能化防火設(shè)計方法的概念及其優(yōu)越性進(jìn)行分析，重點運用經(jīng)濟(jì)學(xué)的基本理論與方法，對比分析兩種建筑消防設(shè)計在防火設(shè)計方面的投入成本和投資經(jīng)濟(jì)效益，得出消防性能化設(shè)計更能夠適應(yīng)社會發(fā)展需求，在經(jīng)濟(jì)效益方面也具有明顯優(yōu)勢，為性能化防火設(shè)計的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性提供論證基礎(chǔ)。

　　關(guān)鍵詞：“處方式”防火設(shè)計，性能化防火設(shè)計，經(jīng)濟(jì)效益

　　Abstract: The article introduced the relations between the performance-based building fire protection design and traditional design method, and elaborated the shortcoming of traditional design method. Also analysis to the concept and superiority of the performance-based building fire protection design was carried out. By using economic elementary theory and method, and comparing the investment cost and benefit of the two kinds of building fire prevention design, it can be concluded that the performance-based building fire protection design can adapt the social development demand better, and also has the obvious superiority efficiency in economic, providing the proof foundation for the performance-based building fire protection design in economical superiority.

　　Key words: "department means" fire design, performance-based fire design, cost-effective

　　中圖分類號：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

　　1 前言

　　建筑火災(zāi)安全關(guān)系著人們的日常生活、生產(chǎn)的基本條件，無論是從古代以木結(jié)構(gòu)為主的建筑，還是近代以磚木結(jié)構(gòu)為主的建筑，以至現(xiàn)代以鋼筋混凝土或全鋼為主的摩天大樓，都可能成為火魔的對象[1]。隨著社會的進(jìn)步和人類的發(fā)展，現(xiàn)行的“處方式”防火設(shè)計已無法完全適應(yīng)當(dāng)今建筑設(shè)計的要求。人們對火災(zāi)現(xiàn)象及其規(guī)律進(jìn)行了進(jìn)一步的深入研究，一定程度上實現(xiàn)了對火災(zāi)過程的定量描述和分析，提出了“以性能為基礎(chǔ)的消防安全設(shè)計方法”，即“性能化”防火設(shè)計[2]。目前，全世界各國針對建筑防火設(shè)計措施主要是傳統(tǒng)的“處方式”設(shè)計和正在逐步完善的“性能化”防火設(shè)計，同時也正在積極發(fā)展“性能化”規(guī)范和“性能化”設(shè)計工具，方法與評估技術(shù)的日益成熟[3-6]。

　　2 “處方式”防火設(shè)計方法與性能化防火設(shè)計

　　2.1 “處方式”防火設(shè)計

　　傳統(tǒng)的防火設(shè)計方法是根據(jù)有關(guān)設(shè)計規(guī)范條文中給定的消防設(shè)施設(shè)置要求，按設(shè)計參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計人員必須嚴(yán)格按照規(guī)范條文給出的消防設(shè)施設(shè)置要求和參數(shù)指標(biāo)制定設(shè)計方案。這種“處方式”規(guī)范規(guī)定了詳細(xì)的設(shè)計參數(shù)和指標(biāo)，因而具有設(shè)計的局限性，使設(shè)計出來的建筑工程單調(diào)而呆板[7]。在我國，現(xiàn)行建筑防火設(shè)計規(guī)范按各種建筑物進(jìn)行分類，根據(jù)有關(guān)消防安全的要求，對建筑物耐火等級、防火間距、防火分區(qū)、裝修材料控制、安全疏散、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報警設(shè)施、室內(nèi)外消火栓、自動噴水滅火設(shè)施等每項設(shè)計的參數(shù)和指標(biāo)，都進(jìn)行了具體的規(guī)定。設(shè)計人員只要根據(jù)所設(shè)計建筑物的規(guī)模、性質(zhì)和用途，從規(guī)范中直接選定與該建筑物相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)和指標(biāo)即可。

　　“處方式”建筑防火規(guī)范，是指根據(jù)火災(zāi)事故的發(fā)生、發(fā)展和撲救等經(jīng)驗教訓(xùn)和火災(zāi)科學(xué)研究試驗等消防實踐總結(jié)出來的，并經(jīng)不斷修改完善的一套有明確防火設(shè)計措施和各種具體的設(shè)計參數(shù)要求的設(shè)計規(guī)定。通常認(rèn)為，設(shè)計者只要按照規(guī)范規(guī)定進(jìn)行設(shè)計就認(rèn)為該建筑的防火安全是符合使用要求的[8]。

　　2.2 “性能化”防火設(shè)計的概念

　　“性能化”防火設(shè)計是運用消防安全工程學(xué)的原理和方法，通過分析火災(zāi)過程的基本規(guī)律，結(jié)合實際火災(zāi)案例，對建筑物及其內(nèi)部可燃物的火災(zāi)危險性進(jìn)行綜合分析和計算，從而確定性能指標(biāo)和設(shè)計指標(biāo)，選擇相應(yīng)的消防措施，對整個設(shè)計方案做綜合性分析、調(diào)整和優(yōu)化的過程。其主要思想是在消防設(shè)計時僅提出建筑消防安全所需要的性能要求或指標(biāo)，而不直接要求設(shè)計人員為此而必須采用某些特定的解決方法[9]。

　　“性能化”建筑防火規(guī)范，是指在確定建筑消防安全目標(biāo)或性能化設(shè)計水平基礎(chǔ)上，規(guī)定一系列性能化準(zhǔn)則，并附有指導(dǎo)設(shè)計的技術(shù)文件。規(guī)范使用者可根據(jù)設(shè)計對象，按規(guī)范要求，采用“處方式”規(guī)范或“性能化”設(shè)計和評估方法來完成認(rèn)為可以接受或能夠取得最低規(guī)定安全水平的設(shè)計“性能化”建筑防火規(guī)范體系，將隨著消防安全工程學(xué)的逐步建立、計算機(jī)科學(xué)與計算機(jī)火災(zāi)模擬技術(shù)的發(fā)展及風(fēng)險評估技術(shù)在消防安全中得到應(yīng)用而逐步建立、發(fā)展與完善。

　　2.3 建筑消防性能化設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計方法的比較

　　傳統(tǒng)的“處方式”設(shè)計方法，其基于場所類型進(jìn)行設(shè)計考慮，而“性能化”設(shè)計方法立足于危害分析及火災(zāi)假想，對于解決超法規(guī)或現(xiàn)行法規(guī)無法解決的復(fù)雜建筑的消防設(shè)計具有很大意義。

　　“處方式”規(guī)范和設(shè)計方法在客觀上存在著：規(guī)范中有關(guān)條文之間常常出現(xiàn)互不溝通，相互矛盾的現(xiàn)象，條文與條文之間無法解釋清楚;傳統(tǒng)的設(shè)計只能給出局部保障，無法給出一個統(tǒng)一、清晰的整體安全度水準(zhǔn)，國家消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對部分技術(shù)問題尚未規(guī)定或未能涵蓋,跟不上新技術(shù)、新工藝和新材料的發(fā)展，且限制了設(shè)計人員主觀創(chuàng)造力的發(fā)展，無法充分體現(xiàn)人的因素對整體安全度的影響。而性能化消防安全設(shè)計是運用消防安全工程學(xué)的原理和方法，考慮火災(zāi)本身發(fā)生、發(fā)展和蔓延的基本規(guī)律，結(jié)合實際火災(zāi)中積累的經(jīng)驗，通過對建筑物及其內(nèi)部可燃物的火災(zāi)危險性進(jìn)行綜合分析和計算，從而確定性能指標(biāo)和設(shè)計指標(biāo);然后再預(yù)設(shè)各種可能起火的條件和由此所造成的火、煙蔓延途徑以及人員疏散情況來選擇相應(yīng)的消防安全工程措施并評估、核定預(yù)定的消防安全目標(biāo)是否已達(dá)到;最后再視具體情況對設(shè)計方案作調(diào)整、優(yōu)化。

　　與傳統(tǒng)的消防安全設(shè)計相比，性能化消防安全設(shè)計具有以下優(yōu)點：

　　(1)體現(xiàn)了一座建筑的獨特性能或用途、某個特定風(fēng)險承擔(dān)者的需要;

　　(2)注重安全目標(biāo)的達(dá)到，不考慮采取途徑，有利于發(fā)揮防火設(shè)計人員的主觀創(chuàng)造性;

　　(3)根據(jù)工程需要，為開發(fā)和選擇替代消防方案提供了方法;

　　(4)可在安全水平方面與替代設(shè)計方案進(jìn)行比較，確定安全等級與成本之間的最佳點;

　　(5)要求在分析中使用多種分析工具以提高工程精度，并可產(chǎn)生更具有革新性的設(shè)計;

　　(6)體現(xiàn)了消防系統(tǒng)是作為一個整體考慮的，而不是孤立地進(jìn)行設(shè)計的新消防倡議;

　　(7)有利于保險部門參與建筑的消防工作，為其提供可靠的建筑安全評估報告。

　　3 研究方法

　　3.1 消防經(jīng)濟(jì)效益的概念

　　消防經(jīng)濟(jì)效益是指消防投資在國民經(jīng)濟(jì)方面所帶來的實際利益，主要關(guān)注消防投入與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況的匹配度、消防投資的成果對國民經(jīng)濟(jì)或部門經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用等問題。具體來講，消防經(jīng)濟(jì)效益主要關(guān)注單位或項目消防投入的經(jīng)濟(jì)性問題，即以盡量少的消防投資取得盡量多的安全經(jīng)營成果，或者以同等的投資耗費換取得更大的安全經(jīng)營成果。

　　3.2 消防投資經(jīng)濟(jì)效益的度量

　　通過對消防投資的有效利用，可以使企業(yè)，乃至社會安全效益提高，從而進(jìn)一步保障經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)出。一方面，消防投資的有效利用使社會生產(chǎn)環(huán)境的安全水平得以提高，從而保障生產(chǎn)的平穩(wěn)協(xié)調(diào)進(jìn)行，提高生產(chǎn)效率，增加社會產(chǎn)能，這些都為社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了正面的貢獻(xiàn)。另一方面，當(dāng)消防投資用于基礎(chǔ)建設(shè)、固定資產(chǎn)購置、消防產(chǎn)品及用具的購買等方面時，消防投資將直接融入國民經(jīng)濟(jì)的整體運作之中，起到促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的正面作用。

　　利用消防投資相對于社會經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出的貢獻(xiàn)率(用來表現(xiàn)經(jīng)濟(jì)關(guān)系中各分量對于總量增長的促進(jìn)作用的強(qiáng)弱程度)指標(biāo)，間接的求出研究消防投資增值效益：(3-1)

　　式中，L0為在沒有該項消防投資的情況下預(yù)測得到的火災(zāi)損失額;L為投入該項消防投資后的實際火災(zāi)損失額,I為消防投資貢獻(xiàn)率;G為社會經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出的增量;P為消防投資額。(注：消防投資貢獻(xiàn)率=消防投資產(chǎn)出的增量/社會經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出的增量 ×100%)

　　3.3 消防工程的成本與效益

　　(1)消防工程的成本：消防工程項目的成本是只在項目的生命周期內(nèi)消防投資費用(TLCC)的總和，主要分為直接成本和間接成本。直接成本包括提高建筑耐火性能的成本、防火及滅火系統(tǒng)設(shè)施的購置成本、防火及滅火系統(tǒng)設(shè)施的運行成本及日常管理等費用。間接成本主要是指遵照《規(guī)范》的要求，在選擇設(shè)計方案及設(shè)施時所受到的約束，從而引起的額外費用。

　　(2)消防工程的效益=火災(zāi)損失的減少+保險費用的減少+營業(yè)中斷損失的減少。

　　(3)成本與效益的量化

　　①成本

　　設(shè)備(材料等)成本=單價×數(shù)量

　　人工成本=每天(月)薪金×時間

　　②效益

　　對財產(chǎn)所有人來講，主要包括減損效益和增值效益。減損效益可用下面方法量化，而增值效益比較難以量化。

　　一項工程中的消防投資的安全效益可以用下式計算[10,11]：

　　式中，E項目為消防投資的安全效益;h為消防系統(tǒng)壽命期(年);I(t)為消防措施實施后生產(chǎn)增值函數(shù)I(t)=KV，V為系統(tǒng)服務(wù)期內(nèi)單位時間平均生產(chǎn)產(chǎn)值(萬元/年);K為系統(tǒng)服務(wù)期內(nèi)安全生產(chǎn)增值貢獻(xiàn)率(﹪);eit為連續(xù)貼現(xiàn)函數(shù);t為系統(tǒng)服務(wù)時間;i為貼現(xiàn)率(期內(nèi)利息率);C(t)為消防工程項目的運行成本函數(shù);C0為消防工程設(shè)施的建造(投資)成本。

　　4 結(jié)論與分析

　　4.1 性能化設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計方法的經(jīng)濟(jì)效益比較

　　4.1.1 消防工程成本分析

　　消防工程項目的成本由直接成本和間接成本組成，以下對建筑消防工程防火設(shè)計的各種設(shè)計方案的成本進(jìn)行比較。

　　(1)直接成本比較。建筑工程在設(shè)計之初就應(yīng)當(dāng)將消防系統(tǒng)同時設(shè)計，其中就已經(jīng)制定出了消防系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)及設(shè)備的選型。在建筑設(shè)計防火過程中所使用的耐火性材料和防火、滅火系統(tǒng)設(shè)施的購置成本和運行成本組成，是一個建筑進(jìn)行防火設(shè)計的必須配置。主要是指總體消防工程項目的內(nèi)容(安全疏散系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、噴灑滅火系統(tǒng)、其他滅火系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)、消防控制中心)所需要的成本投資。這些都是無法避免的，即使存在少許差別，但是變動不大的。所以兩種防火設(shè)計的直接成本接近相同，從宏觀角度把握，可以忽略不計。

　　(2)間接成本比較。傳統(tǒng)的建筑防火設(shè)計是設(shè)計者按照消防設(shè)計規(guī)范規(guī)定對建筑物的防火設(shè)施進(jìn)行設(shè)計。由于我國消防事業(yè)發(fā)展起步的較西方國家晚許多，而且現(xiàn)行的許多各級《規(guī)范》、《標(biāo)準(zhǔn)》仍存在許多不完善的地方，所以導(dǎo)致傳統(tǒng)的建筑防火設(shè)計方法受到嚴(yán)重的制約，不能夠靈活的更變設(shè)計方案。在經(jīng)濟(jì)方面表現(xiàn)為投資成本的增加，尤其是在遵照《規(guī)范》要求時所受到的約束，從而引發(fā)的額外費用的增加，進(jìn)而導(dǎo)致防火設(shè)計投資成本的增加。

　　現(xiàn)代性能化設(shè)計是運用消防安全工程學(xué)的原理和方法，考慮火災(zāi)本身發(fā)生、發(fā)展和蔓延的基本規(guī)律，結(jié)合實際火災(zāi)中積累的經(jīng)驗，通過對建筑物及其內(nèi)部可燃物的火災(zāi)危險性進(jìn)行綜合分析和計算，從而確定性能指標(biāo)和設(shè)計指標(biāo);然后再預(yù)設(shè)各種可能起火的條件和由此所造成的火、煙蔓延途徑以及人員疏散情況來選擇相應(yīng)的消防安全工程措施并評估、核定預(yù)定的消防安全目標(biāo)是否已達(dá)到;最后再視具體情況對設(shè)計方案作調(diào)整、優(yōu)化。從而避免了完全遵照《規(guī)范》所帶來的間接成本投資，減少防火設(shè)計的總投資成本。

　　4.1.2 消防投資的經(jīng)濟(jì)效益分析

　　由公式(3-1)、(3-2)得出：假設(shè)，對于某項建筑消防設(shè)計方案，總的消防投資額為P不變，針對該建筑所處環(huán)境，則L0不變。使用消防性能化設(shè)計方案后，成本的降低使得消防設(shè)備更加齊全，后期保養(yǎng)更加完善，投入該項消防投資后的實際火災(zāi)損失額L也越少。同時因整個社會的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出分別是社會總勞動力貢獻(xiàn)的產(chǎn)出量、社會資金貢獻(xiàn)的產(chǎn)出量和社會科學(xué)技術(shù)水平貢獻(xiàn)的產(chǎn)出量的總和。隨著消防性能化設(shè)計的發(fā)展，整個社會的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出量與消防投資貢獻(xiàn)會隨之增大，必然導(dǎo)致消防投資經(jīng)濟(jì)效益的大幅度提升。

　　4.2 結(jié)論

　　在建筑消防成本投入方面，性能化防火設(shè)計的總投入成本比傳統(tǒng)“處方式”消防設(shè)計的總投入成本略低，在建筑防火前期經(jīng)濟(jì)投入更少，而且獲得的消防投資經(jīng)濟(jì)效益更高，所以性能化設(shè)計比傳統(tǒng)“處方式”消防設(shè)計所獲取的經(jīng)濟(jì)效益更高。

　　5 討論

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的飛速發(fā)展，大量高層、大空間和功能復(fù)雜的超大型建筑不斷涌現(xiàn)。傳統(tǒng)的“處方式”消防設(shè)計方法和規(guī)范已無法滿足和適應(yīng)這些建筑消防設(shè)計的現(xiàn)實要求，性能化消防設(shè)計方法及思想正在逐步發(fā)展起來。

　　5.1 建筑消防經(jīng)濟(jì)效益評價的局限性

　　有關(guān)建筑消防設(shè)計在經(jīng)濟(jì)方面的研究，在國內(nèi)外仍屬于初步探討階段，沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)。本文是在假定建筑火災(zāi)最終損失相同的情況下，針對兩種建筑消防設(shè)計在防火設(shè)計方面的投入成本和投資經(jīng)濟(jì)效益的不同，運用經(jīng)濟(jì)學(xué)比較原理對其進(jìn)行分析。該研究未能夠完全考慮消防經(jīng)濟(jì)學(xué)中的所有元素，只是在優(yōu)化投資階段內(nèi)針對投入成本和投入經(jīng)濟(jì)效益兩方面對兩種消防設(shè)計方式進(jìn)行了評價，存在一定的局限性;同時未能夠搜集到一些現(xiàn)行建筑的消防具體投資資金數(shù)額，無法與將兩種設(shè)計方案進(jìn)行實際數(shù)額比較;再加上性能化設(shè)計在國內(nèi)外的發(fā)展仍處于過渡階段，實施過程仍存在許多問題，數(shù)據(jù)不完善，體系建設(shè)仍不健全，只能夠運用公式建模進(jìn)行分析。

　　綜合起來看，消防設(shè)計方式的轉(zhuǎn)變?nèi)蕴幱谶^渡階段，還存在許多技術(shù)問題和理論支持。我們迫切需要開發(fā)出更經(jīng)濟(jì)有效和更符合實際的消防安全工程技術(shù),完善和發(fā)展消防安全工程理論[12]。

　　5.2 性能化設(shè)計的未來展望

　　性能化消防安全設(shè)計的目的是以最有效、最經(jīng)濟(jì)的方法從系統(tǒng)安全的角度將火災(zāi)的損失控制在最低限度，從而保證總體消防安全目標(biāo)的實現(xiàn)，其設(shè)計方法具有靈活性和科學(xué)性，比傳統(tǒng)“處方式”消防設(shè)計具有更多的優(yōu)點。因此，目前這種設(shè)計已成為世界各國建筑消防設(shè)計的發(fā)展趨勢，是不可抗拒的潮流。隨著消防安全工程的快速發(fā)展，消防安全工程學(xué)已隨著其潛力、復(fù)雜性以及應(yīng)用性而在基礎(chǔ)理論、方法學(xué)和實用工具領(lǐng)域得到較大的發(fā)展，性能化設(shè)計方法將會越來越完善。

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