建筑结构改造中消防设施的同步更新与安全评估

引言：2025 年《贵州省消防条例》修订案明确规定：“城市更新项目应同步规划、同步建设、同步验收公共消防设施”，这一条款标志着我国消防法规从“事后监管”向“全过程管控”的范式转变。据统计，我国既有建筑存量超过 600 亿平方米，其中 2000 年前建成的老旧建筑占比达 65% ，这类建筑普遍存在消防设施老化、疏散通道狭窄、耐火极限不足等问题。在结构改造过程中，若消防设施更新滞后，将导致火灾风险指数呈指数级增长。因此，建立消防设施与建筑结构改造的协同机制，已成为保障城市安全运行的迫切需求。

、建筑结构改造中消防设施更新的必要性

1.1 法规强制要求与责任界定

辽宁省《既有建筑改造工程消防技术指南（2024 年版）》明确要求：改造项目必须开展消防安全评估，评估内容涵盖建筑耐火等级、防火间距、消防车道等12 项核心指标。以沈阳市某商业综合体改造为例，原建筑为1990 年代建设的多层商场，改造后增加中庭空间并引入自动扶梯，导致防火分区面积超标。通过性能化设计评估，采用增加防火卷帘、提升排烟量等补偿措施，最终通过专家论证并获消防验收许可。该案例表明，法规框架下的消防设施更新具有强制约束力，且需通过量化分析证明设计方案的等效安全性。

1.2 火灾风险动态演变特征

建筑结构改造会引发三大风险变化：其一，空间重组导致火势蔓延路径改变，如中庭结构可能形成“烟囱效应”；其二，使用功能变更带来荷载变化，如商业改建为仓储空间将增加可燃物密度；其三，人员疏散特性改变，如养老机构改造为酒店需重新计算疏散时间。以贵阳市某老旧小区改造为例，原 6 层住宅加装电梯后，新增井道成为火灾垂直蔓延通道。通过CFD火灾模拟分析，发现烟气在 3 分钟内即可蔓延至顶层，据此增设机械加压送风系统，使疏散时间缩短 40% 。

1.3 技术标准迭代升级需求

现行《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018 年版）与早期版本存在显著差异：耐火极限要求从1.0h提升至 2.0h，自动喷水灭火系统保护面积从 160m² 扩大至 260m²⋅ 。上海市某历史建筑改造中，原木结构屋顶无法满足现行耐火极限要求，通过采用防火涂料+防火石膏板复合保护层，使耐火极限达到 1.5h，同时保持建筑风貌。该实践证明，技术标准升级倒逼消防设施更新，而创新材料的应用可实现安全与风貌的平衡。

二、消防设施同步更新的性能化设计策略

2.1 目标设定与场景构建

性能化设计需明确两大目标：生命安全目标（如ASET>RSET，即可用安全疏散时间大于必需疏散时间）和财产保护目标（如火灾损失控制在总投资额的 5% 以内）。以深圳市某超高层改造为例，通过设定 95% 人员能在 6 分钟内疏散至安全区域”的目标，构建包含正常供电、应急照明、防烟排烟等12 种工况的仿真模型，最终确定采用双路电源+智能疏散指示系统的解决方案。

2.2 量化分析与补偿措施

采用FDS火灾动态模拟软件，可量化分析烟气温度、能见度、CO浓度等参数。在成都市某地下商场改造中，模拟显示原设计排烟量不足导致3 分钟内能见度低于 10m，通过将排烟量从15 次/h提升至20 次/h，并增设空气净化装置，使疏散环境显著改善。对于无法满足规范要求的特殊场景，可采取等效替代措施，如用防火玻璃隔断替代防火墙时，需通过热辐射测试证明其阻隔效能。

2.3 多专业协同设计机制

消防设施更新涉及建筑、结构、给排水、电气等八大专业，需建立BIM协同平台实现数据互通。在北京市某医院改造中，通过BIM模型发现消防电梯前室尺寸不足，及时调整结构梁位，避免后期返工。同时，引入消防性能化设计专家库，对重大改造项目实施“双审查”制度，即规范审查与性能化评估并行，确保设计方案的科学性。

三、全生命周期安全评估体系构建

3.1 评估指标量化模型

构建一套科学完备的评估体系至关重要，该体系包含 5 个一级指标、23 个二级指标。建筑特性（权重 0.3）作为基础指标，涵盖耐火等级、防火分区、疏散距离等关键要素，直接决定建筑本身的火灾抵御能力；消防设施（权重 0.25）聚焦自动报警、灭火系统、防烟排烟等核心环节，是火灾防控与扑救的关键支撑；管理机制（权重 0.2）涉及应急预案、培训演练、维护保养等方面，确保消防设施有效运行与人员应急处置能力；环境因素（权重 0.15）考虑周边消防站距离、市政供水压力等外部条件，影响火灾救援的及时性；人员特征（权重 0.1）包含疏散能力、消防意识等，关乎人员在火灾中的自救与互救效果。采用层次分析法（AHP）精准确定指标权重，运用模糊综合评价法计算安全得分。例如，某改造项目经评估得分为 82 分（百分制），对应风险等级“中等”，需重点整改消防设施维护记录不全等突出问题，实现精准防控。

3.2 动态监测与预警系统

借助物联网技术的强大优势，构建智慧消防平台，实现对消防设施运行状态的实时、精准监测。在杭州市某智慧园区改造中，大规模部署 2000 余个高精度传感器，全面实现电气火灾监测、消防水位预警、疏散指示故障报警等多样化功能。系统运行期间成效显著，成功预警 3 起电气火灾隐患，平均响应时间大幅缩短至 2 分钟内，为火灾防控争取宝贵时间。同时，创新建立“红黄蓝”三色预警机制，依据风险等级对高风险区域实施 24 小时不间断监控，确保隐患早发现、早处置，提升消防安全管理效能。

3.3 第三方评估与公众参与

为保障评估结果的客观性与公正性，积极引入第三方消防技术服务机构开展专业评估。广东省明确规定，改造项目消防评估报告须由注册消防工程师签字并加盖执业印章，评估机构对结果承担法律责任，从制度层面确保评估的严谨性。此外，搭建公众监督平台，如上海市“消防安全随手拍”小程序，充分调动公众参与消防监督的积极性，累计接收群众举报隐患 12 万余条，形成“政府主导、企业主体、社会参与”的多元共治格局，凝聚消防安全管理的强大合力。

结论

建筑结构改造中的消防设施更新是系统性工程，需构建“法规强制+性能设计+动态评估”的三维管控体系。未来研究可聚焦三大方向：其一，开发适用于历史建筑改造的轻量化消防设施；其二，研究基于数字孪生的实时风险评估方法；其三，探索消防设施更新与碳减排的协同路径。通过技术创新与制度完善，实现城市更新与消防安全的双赢发展。

参考文献

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