浅议森林防火性能化设计方法

摘要：根据消防工程、森林防火的原理和方法，参照建筑防火性能化设计方法，结合我国的森林防火现状，提出了森林防火性能化设计方法。将性能化设计理念融入到森林防火设计中有利于提高我国的林火管理水平。

关键词：森林防火；性能化设计；林火行为

引言：森林火灾是在时间和空间上失去控制、超过一定面积、造成一定损失的森林燃烧现象。由于自然和历史的原因，我国森林火灾频繁发生，是世界上森林火灾危害最严重的国家之一。1987年大兴安岭特大森林火灾发生后，国家加强了对森林防火的投入，使我国的森林防火研究与实践在深度和广度上都取得了较大的进展，特别是随着一系列规章制度、规范和行业标准的实施，我国的森林防火工作逐步向管理规范化方向迈进。与城市消防相比，我国的森林防火具有防护面积大、投入少、科技含量低、管理粗放等特点。随着林业六大工程的实施，林内可燃物大量积累，森林防火面积大幅度增加，加上全球气候变暖带来的不利影响，我国森林防火面临的形势十分严峻。

1性能化防火设计概述

与传统的“处方式”防火设计方法相比，性能化防火设计方法具有以下优势：①有利于建筑防火设计中为达到安全目标而充分发挥设计人员的主观创造性；②有利于新思维、新技术、新工艺、新材料、新设备的发展与及时推广应用；③有利于各项防火技术的优化组合和总体防火效果的发挥；④有利于保险部门参与建筑的消防工作；⑤性能化设计思想强调建筑物消防设计的整体性，综合考虑消防设计的各个技术要素，有助于消防设计科学化、合理化和成本效益最优化；⑥性能化防火设计必须要预设火灾场景，可以为设计者、消防监督部门及公众提供一个较好的交流平台；⑦有利于设计规范和标准的国际化。

建筑性能化防火分析与设计己成为国际上一个势在必行的发展趋势。从20世纪70年代出现性能化防火设计思想的萌芽，短短的30年，这种思想己经发展成为国际上火灾科学研究的一个热点。英国是最早提出采用性能化防火设计的国家，在1985年就开始编制有关性能化防火设计规范。新西兰1992年也开始采用性能化设计法规。美国、澳大利亚、英国、加拿大等国家在建筑消防性能化设计方面进行了大量的研究工作。在我国，1996年国家开始组织有关单位和人员系统地开展相关研究，目前己取得了一些成果，如公安部四川消防科研所进行的《大空间公共建筑火灾疏散评估技术》和《高层建筑性能化防火设计安全评估技术》相关研究等。但由于消防设计内容涉及面广，实现向性能化设计的转化也不是一件容易的事。我国在这一领域的起步较晚，从事相关研究的人员也不多，所以在许多领域还是空白。虽然我国还没有颁布性能化防火设计规范，但一些科技工作者对会展中心、机场航站楼、地下商场、矿山等场所进行了性能化防火分析、设计的探索和实践。基于性能化的防火设计方法涉及到消防领域的各个方面，其主要目的就是要以最有效、经济的方法，将火灾的发生率控制在最低限度，并能保证在火灾发生时能尽快将其扑灭，若火灾未能得到有效控制，则要将有关人员以最快的速度撤离火灾现场，对重要保护对象进行适当处置。性能化防火设计的步骤主要为：①确定防火安全目标；②分析建筑物结构和内部的可燃物、人员等特征，确定性能化指标和设计指标；③建立火灾场景和设计火灾；④选择合适的分析、计算方法，根据设定的火灾场景利用火灾工程学成熟的理论，分析或模拟火灾可能发生或蔓延的途径、范围和消防措施所能达到的效果等；⑤制定设计方案；⑥进行安全评估；⑦设计方案的优化选择，并最终确定设计方案，编写设计报告。

2森林防火性能化设计方法我国森林火灾的特点是：火灾集中在少数多发的省（区），在森林火灾多发的省区，火灾又集中在少数几个地、州或县市范围内；我国一年四季都有森林火灾的发生，但各地防火期不同；草原火、境外入侵火对我国东北、西南林区的森林资源安全构成威胁。所以，在进行森林防火设计时，必须针对各地的森林、气候、地理特点和火源规律提出相应的森林防火目标和措施，性能化防火设计为这种思路提供了设计依据。

森林防火性能化设计就是综合运用消防工程、林火原理、林火生态、林火预测预报的原理和方法，针对森林可燃物状况、地形条件、气候特点、火源规律和现有的森林消防基础设施条件、林火管理水平，确立森林防火目标，预测各种可能情况下的林火行为，制定一种或多种设计方案，用林火行为模拟的方法来检验、评估设计方案，从而得出最优化的森林防火设计方案，为森林提供最合理的防火保护。

2.1森林防火性能化设计的意义

（1）通过设计过程中的林火行为模拟，可以定量化地指导森林防火基础设施建设、制定合理的灭火预案，引导有限的防火经费流向最合理的地方，改变我国当前森林防火设计粗放的局面。

（2）有利于充分发挥设计人员的创造力，有利于城市消防的新思维、新方法、新技术、新设备向管理相对粗放的森林防火领域渗透，提高我国的森林防火水平。

（3）有利于森林火灾保险事业的发展，从而降低森林经营者的火灾风险，促进林业良性发展。

2.2森林防火性能化设计步骤

2.2.1资料收集及森林调查

需要收集的资料有：地形图、森林资源分布图、林相图、土地利用图、交通图、行政区划图、历史火灾资料、有关规程或国家标准；需要调查的内容主要有：森林和可燃物类型及分布、森林消防基础设施建设情况、气候条件、土壤状况、林区阻隔带情况、林区交通条件、林区水源条件、重点保护对象情况、林火管理水平、林火控制能力、林区居民点和企事业单位分布、群众防火意识、火源规律、火险等级及其分布等。

2.2.2确定并量化防火目的及损失目标

森林防火目的包括保证人员的生命安全、保护森林资源和财产、限制火灾及灭火行动对环境的影响三个方面。损失目标是森林经营者、政府、保险公司和公众希望通过防火措施而达到的目标并愿意为此付出代价的安全程度。设计目标是对损失目标的概念化。性能标准是针对具体的森林防火措施提出的技术指标和设计指标，这些标准可以在防火设计中作为设计参数使用，也是评估待选方案的性能基准。

3结束语

性能化设计方法是建筑防火设计的一种可供选择的工程设计方法，其发展代表了国际消防安全工作的最新潮流。在我国，还没有制订建筑性能化防火设计规范，只有少量针对大型建筑物等特殊场所开展的设计案例，在森林防火领域的研究与应用还是空白。本文从消防工程、森林防火的原理和方法出发，参考建筑性能化防火设计的研究成果，结合我国的森林防火现状，初步探讨了森林防火性能化设计的意义和方法。性能化设计是一种新的防火设计思维，其设计思想融入到森林防火设计中将有利于提高我国的林火管理水平。