大空間建筑通常是指民用和工業(yè)建筑內(nèi)凈空高度大于8米，倉(cāng)庫(kù)建筑物內(nèi)凈空高度大于12米的建筑。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)和文化發(fā)展的需要，體育館、展覽館、禮堂、影劇院等人員密集大空間建筑如雨后春筍，四處可見(jiàn)。而人員密集的大空間建筑，材料使用更加復(fù)雜，同時(shí)由于人流量大以及由于人員的不確定性從而帶來(lái)到人員疏散的不確定性，火災(zāi)危險(xiǎn)性和火災(zāi)危害性更高，使得此類建筑比普通的大空間建筑提出類更高的防火要求。
由于大空間建筑空間跨度大，功能針對(duì)性強(qiáng)，傳統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)很難滿足建筑本身的防火設(shè)計(jì)需要，同時(shí)消防新技術(shù)、防火新材料、建筑新構(gòu)件的出現(xiàn)也為消防性能化設(shè)計(jì)提供了新思路和新條件。
消防性能化設(shè)計(jì)是基于火災(zāi)學(xué)（Fire Safety Science）和消防安全工程學(xué)（Fire Safety Engineering）成立的。它通過(guò)運(yùn)用安全工程學(xué)的原理方法，對(duì)建筑物的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行量化分析，對(duì)火災(zāi)過(guò)程及其影響進(jìn)行科學(xué)決策，并驗(yàn)證預(yù)定的消防安全目標(biāo)能否達(dá)到，最后再視情況對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。它強(qiáng)調(diào)從系統(tǒng)安全的高度出發(fā)，綜合考慮各種因素對(duì)火災(zāi)的影響，研究如何實(shí)現(xiàn)建筑物的總體安全，得出最經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。其評(píng)估分析流程主要為：確定評(píng)估對(duì)象—確定消防安全目標(biāo)及性能化判定標(biāo)準(zhǔn)—確定火災(zāi)場(chǎng)景—火災(zāi)性狀預(yù)測(cè)及結(jié)果分析—改進(jìn)消防安全措施以達(dá)到目標(biāo)。消防性能化設(shè)計(jì)在我國(guó)已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，國(guó)內(nèi)也成立了部分防火研究所，專門從事大空間建筑的防火性能化研究，并得到了大量的實(shí)踐和應(yīng)用。
針對(duì)人員密集大空間建筑的消防特點(diǎn)，其性能化設(shè)計(jì)主要應(yīng)包括人員安全疏散、建筑物的防火能力和有效的防火滅火措施三個(gè)方面：
1、人員安全疏散：人員疏散的安全評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是在綜合考慮人員疏散速度、火災(zāi)煙氣流動(dòng)速度、火勢(shì)蔓延時(shí)間、建筑物安全牢固的基礎(chǔ)上，人員疏散的所需安全疏散時(shí)間（RSET）小于可用安全疏散時(shí)間（ASET）。其中RSET涉及的參數(shù)主要包括人流密度、行走速度、出口流動(dòng)系數(shù)等；ASET涉及的參數(shù)主要包括火災(zāi)增長(zhǎng)系數(shù)、火災(zāi)熱釋放系數(shù)、煙氣蔓延速率、排煙系數(shù)、建筑強(qiáng)度衰減系數(shù)、煙氣能見(jiàn)度、空氣溫度、CO濃度等�；馂�(zāi)中，在保證建筑物基本強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，對(duì)人員疏散影響最大的是煙氣能見(jiàn)度、煙氣濃度和空氣溫度。依據(jù)資料，允許逃生的空氣溫度不應(yīng)高于60℃，允許逃生的CO濃度不應(yīng)高于500ppm，允許逃生煙氣能見(jiàn)度不應(yīng)小于13米。煙氣濃度可以通過(guò)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和防排煙系統(tǒng)進(jìn)行控制，同時(shí)，由于大空間建筑空間高、體積大的特性，本身具有較強(qiáng)的蓄煙功能，而應(yīng)用排煙系統(tǒng)可能會(huì)破壞火災(zāi)中已經(jīng)穩(wěn)定的熱煙層。因此，最好是對(duì)此類大空間建筑的煙氣流動(dòng)模式建立一個(gè)基于實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶋H數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)煙氣蔓延的模擬，建立一個(gè)可性能化設(shè)計(jì)的平臺(tái)，為排煙設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)性依據(jù)。
2、建筑物的防火能力：鑒于人員密集大空間建筑的功能特點(diǎn)，其承重構(gòu)件主要為鋼梁和鋼柱。因此，在對(duì)大空間建筑的性能化設(shè)計(jì)中，主要應(yīng)將防止鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度失效作為設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)失效時(shí)的臨界溫度與鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的幾何形狀、截面系數(shù)、負(fù)載情況有關(guān)，因此，可以通過(guò)對(duì)不同鋼結(jié)構(gòu)的模擬試驗(yàn)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)模型，確定不同情況下鋼結(jié)構(gòu)的臨界溫度。從消防工程的觀點(diǎn)看，如果火災(zāi)中鋼結(jié)構(gòu)在要求的耐火時(shí)間內(nèi)沒(méi)有達(dá)到臨界溫度，則不需要額外的防火保護(hù)；如果達(dá)到臨界溫度，則需要計(jì)算等效時(shí)間來(lái)確定鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)時(shí)間。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求，人員密集場(chǎng)所建筑耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，柱的耐火等級(jí)不應(yīng)低于2.5h，梁的耐火等級(jí)不應(yīng)低于1.0h，屋面承重構(gòu)件的耐火等級(jí)不應(yīng)低于1h。目前，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要分為薄型、超薄型、厚型三種，而超薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料因其美觀及易施工、易裝修等特點(diǎn)，使用頻次最高，鋼結(jié)構(gòu)管材網(wǎng)架的內(nèi)循環(huán)水冷卻保護(hù)法還停留在研究探討階段。優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料可以將鋼結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間提高至3h以上。具體的耐火時(shí)間可以根據(jù)建筑物的設(shè)計(jì)等級(jí)來(lái)確定。
3、有效的防火滅火措施：在傳統(tǒng)的探測(cè)報(bào)警設(shè)備中，感溫探測(cè)器只能探測(cè)8m及以下高度的空間，感煙探測(cè)器為12m及以下，火焰探測(cè)器及紅外光束感煙探測(cè)器為20m及以下。鑒于大空間建筑的構(gòu)造特性，功能區(qū)等固定房間可采用普通感溫（煙）探測(cè)器，而展覽區(qū)等大空間部位在實(shí)際施工中多采用雙波段火焰探測(cè)器、線型光束圖像感煙探測(cè)器、掃描式火災(zāi)探測(cè)器、主動(dòng)時(shí)氣體探測(cè)器等配合自動(dòng)水炮系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)。其中以圖像型火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。一般認(rèn)為，在大空間建筑內(nèi)水系統(tǒng)滅火方式仍然是最適宜的滅火方式。對(duì)于快速響應(yīng)早期抑制噴頭（ESFR），噴頭具有反應(yīng)快，水滴大，流量大，壓力高等特點(diǎn)，可適用于9-13m的大空間建筑，但作用效果受安裝結(jié)構(gòu)規(guī)整度、建筑高度的影響較大，消防用水量偏高，因此施工方在ESFR的有效性和可行性上考慮較多；自動(dòng)消防炮具有定位準(zhǔn)確，滅火效率高，保護(hù)面積大，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)非火災(zāi)區(qū)域造成的損失小，可結(jié)合室內(nèi)建筑裝修實(shí)際合理布置，但一次性投資較高，對(duì)人員密集場(chǎng)所還應(yīng)考慮到防止人身意外傷害的問(wèn)題。
人員密集大空間建筑的防火安全設(shè)計(jì)涉及建筑、結(jié)構(gòu)、電氣、空調(diào)、給排水等多方面的內(nèi)容，在設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先考慮火災(zāi)中的人身安全，同時(shí)考慮如何降低成本，減少火災(zāi)發(fā)生和火災(zāi)損失，防止火災(zāi)的擴(kuò)大和蔓延，利用性能化設(shè)計(jì)的思想，可以彌補(bǔ)現(xiàn)行規(guī)范的不足，進(jìn)一步適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。