核電廠建筑防火性能化設(shè)計(jì)研究
核電廠建筑防火性能化設(shè)計(jì)研究
摘要 本文對美國頒布的關(guān)于核電廠內(nèi)建筑物消防性能化設(shè)計(jì)的文件進(jìn)行分析，探討建筑物火災(zāi)模擬的分析步驟，指出在應(yīng)用FDTS、CFAST、FDS等火災(zāi)模擬軟件時(shí)的注意事項(xiàng)，并分析如何選擇火災(zāi)模擬軟件，最后對所構(gòu)建火災(zāi)模型的驗(yàn)證和有效性進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞 性能化設(shè)計(jì)；火災(zāi)模擬、FDTS；CFAST、FDS
1 防火性能化設(shè)計(jì)
建筑防火“性能化”設(shè)計(jì)是對“處方式”防火設(shè)計(jì)的改進(jìn)�！疤幏绞健狈阑鹪O(shè)計(jì)方法根據(jù)建筑物的使用類型、層數(shù)、平面布置、高度、面積等情況，對照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的條文中給定的消防設(shè)施的設(shè)置要求及設(shè)計(jì)參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨著大型建筑復(fù)雜化、多功能化，以及新材料、新技術(shù)和新的建筑結(jié)構(gòu)形式涌現(xiàn)，傳統(tǒng)的“處方式”防火設(shè)計(jì)有很大的局限性。針對此缺陷改進(jìn)的“性能化”防火設(shè)計(jì)運(yùn)用消防安全工程學(xué)的原理和方法，根據(jù)總體目標(biāo)確定整個(gè)防火系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的性能目標(biāo)，并針對各類建筑物的實(shí)際狀態(tài)，應(yīng)用所有可能方法對建筑的火災(zāi)危險(xiǎn)和將導(dǎo)致的后果進(jìn)行定性、定量地預(yù)測和評估，以期達(dá)到最佳的防火設(shè)計(jì)方案和最好的防火保護(hù)。防火性能化設(shè)計(jì)方法廣泛地應(yīng)用于民用建筑，如超高層建筑、大型商場、地下建筑、大型娛樂游藝場所等。
國外許多公司、科研院所等機(jī)構(gòu)將防火性能化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到核電廠建筑廠房的防火設(shè)計(jì)中，編寫火災(zāi)模擬軟件對核電廠放進(jìn)行定量化消防設(shè)計(jì)，如法國電力公司EDF編寫火災(zāi)模擬軟件MAGIC，美國國家標(biāo)注技術(shù)研究所（NIST）開發(fā)火災(zāi)模擬軟件CFAST，美國核管會(huì)（NUREG）編寫火災(zāi)定量化分析工具FDTs等，而且頒布多項(xiàng)有關(guān)防火性能化設(shè)計(jì)的文件，如NFPA-805，NFPA-806，NUREG-1805，NUREG-1824，NUREG-1934，NUREG-6850等。
2002年，美國消防協(xié)會(huì)頒布《NFPA-805》，首次將性能化防火標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用到輕水堆核電廠的消防中。2004年，美國消防協(xié)會(huì)在聯(lián)邦法規(guī)《10 CFR 50.48》中允許美國核電廠運(yùn)營商自愿使用《NFPA-805》中的消防要求作為已有確定性消防需求的另一個(gè)選擇。
美國消防協(xié)會(huì)頒布了性能化消防國家標(biāo)準(zhǔn)《NFPA-806》，針對改進(jìn)型第二代核電站的建設(shè)和運(yùn)行所有階段，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了風(fēng)險(xiǎn)已知/性能化防火改進(jìn)過程的最低需求。該標(biāo)準(zhǔn)定義核電廠消防相關(guān)術(shù)語，縱深防御的基本需求（如性能化目標(biāo)和準(zhǔn)則），以及分析方法（火災(zāi)模擬定量化分析）等。
美國核管會(huì)開發(fā)一種簡單的、定量地火災(zāi)危害分析工具（FDTs），文件《NUREG-1805》給出此工具的使用說明，用于評估可信火災(zāi)場景的可能性。這些評估的目的之一是判斷潛在火災(zāi)是否會(huì)對核電廠內(nèi)安全停堆構(gòu)件造成嚴(yán)重?fù)p壞。該工具已經(jīng)制作成Microsoft Excel?表格以便使用，它基于火災(zāi)動(dòng)力學(xué)原理，
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