Australian Fire Engineering Guidelines (2021) - part 3

 

  Index      Manuals     Australian Fire Engineering Guidelines (2021)

 

Search            copyright infringement  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content      ..     1      2      3      4      ..

 

 

 

Australian Fire Engineering Guidelines (2021) - part 3

 

 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 26 

Acronym 

Meaning 

FCRC 

Fire Code Reform Centre Ltd 

FE 

Fire engineer 

FER 

Fire Engineering Report 

HRR 

Heat release rate 

IAFSS 

International Association for Fire Safety Science 

IFE 

The Institution of Fire Engineers, UK 

IFEG 

International Fire Engineering Guidelines 

IFSS 

International Fire Safety Standards 

ISO 

International Organization for Standardization 

NCC 

National Construction Code 

NER 

National Engineering Register 

NFPA 

National Fire Protection Association, USA 

PBDB 

performance-based design brief 

RSET 

Required safe evacuation time 

SFPE 

Society of Fire Protection Engineers, USA 

SFS 

Society of Fire Safety (Engineers Australia) 

SS 

Sub-system 

1.5.3 Further information sources 

The guidance in the AFEG is expected to remain constant over time. However, it is 

anticipated that the list of external information sources will be regularly updated to 

reflect continuously evolving research and best practice. The recommended use of 

the AFEG and other information sources is discussed in Part 4. 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 27 

2 Process 

2.1

 

Overview 

2.1.1 The fire engineering process 

The typical fire engineering process normally goes through five stages, as shown in 

Figure 2.2.1. 

Figure 2.1.1 Typical fire engineering process 

 

The first step is preparing a PBDB. This fundamental task is important and forms the 

basis of the fire engineering process. Although a PBDB process is required for every 

project, the outcome of that process may vary depending on the size and nature of 

the project. Therefore, not all PBDB processes and outcomes need to be 

documented in a separate comprehensive PBDB report. The PBDB process is 

discussed further in 2.2. 

In any building, there are many features that combine to create an overall fire safety 

system for the building. To assist in the analysis of the fire safety system, it is 

convenient to consider it as comprising six sub-systems, each of which is shown 

below (for further discussion of these sub-systems, Appendix A). Each sub-system 

needs to be considered, but not all sub-systems need an in-depth analysis.  

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 28 

Table 2.1.1 Sub-system descriptions 

Icon

 

Sub-system 

Description 

 

Sub-system A 

SS-A 

Fire initiation & 
development & 
control 

(see Appendix A.1) 

Sub-system A (SS-A) is used to define design 
fires in the enclosure of fire origin as well as 
enclosures to which the fire has subsequently 
spread, and how fire initiation and 
development might be controlled. 

 

Sub-system B 

SS-B 

Smoke 
development, spread 
& control  

(see Appendix A.2)

 

Sub-system B (SS-B) is used to analyse the 
development of smoke, its spread within the 
building, the properties of the smoke at 
locations of interest, and how the development 
and spread might be controlled. 

 

Sub-system C 

SS-C 

Fire spread, impact 
& control  

(see Appendix A.3)

 

Sub-system C (SS-C) is used to analyse the 
spread of fire beyond an enclosure, the impact 
a fire might have on the structure, and how the 
spread and impact might be controlled. 

 

Sub-system D 

SS-D 

Fire detection, 
warning & 
suppression  

(see Appendix A.4)

 

Sub-system D (SS-D) is used to analyse 
detection, warning and suppression for fires. 
This process enables estimates to be made of 
the effectiveness of suppression. 

 

Sub-system E 

SS-E 

Occupant 
evacuation & control  

(see Appendix A.5)

 

Sub-system E (SS-E) is used to analyse the 
evacuation of the occupants of a building. This 
process enables estimates to be made of the 
times required for occupants to reach a place 
of safety. 

 

Sub-system F 

SS-F 

Fire services 
intervention  

(see Appendix A.6)

 

Sub-system F (SS-F) is used to analyse the 
compatibility of the standard intervention 
activities of fire brigade services with a fire 
according to the FBIM. 

Careful collation and evaluation of the results from the analysis is vital, and this is 

discussed in 2.4. Drawing conclusions requires engineering judgement, as discussed 

in Section 2.4.2. If the conclusions reveal the particular trial design is unsatisfactory, 

the analysis has to be repeated on a different trial design. This process is repeated 

until an acceptable trial design is found. 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 29 

The overall fire engineering process (preparing a PBDB, carrying out the requisite 

analysis, collating the results, and drawing conclusions) is of little use unless the FER 

documents it in a transparent manner that is responsible, accurate and aimed at 

helping the ultimate decision maker and user of the report. This essential process is 

discussed in 2.5. 

2.1.2 Application of the process 

All fire engineering studies will be a mixture of design and evaluation. To that end, 

the FE needs to understand that as the design moves from early concept or scheme 

design through design development and into detailed design, the project design 

options are reduced, and costs are refined continually. If further fire engineering 

analysis is required during the construction stage, there may be further limitations to 

solutions and cost implications. Once the FE has completed the evaluation of the fire 

safety strategy and design solution, the other designers still have to complete the 

design of components, such as sprinklers and detection and smoke control systems. 

Therefore, it is critical that any fire safety evaluation is completed before the design 

or cost estimate of the project is finalised. 

The fire engineering process outlined in Section 2.1.1 may be carried out in many 

different ways. As discussed in 2.2, the knowledge and skills of a FE are needed to 

determine the most effective way of devising a fire engineering analysis strategy and 

carrying out the evaluation. The AFEG provides guidance for FEs to select an 

analysis and evaluation strategy appropriate to the project in hand. 

 

 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 30 

2.2

 

Preparing a fire engineering PBDB 

For each project, the FE must prepare a PBDB. This section provides guidance on 

issues which should be addressed in the PBDB. A PBDB follows a process that 

defines the scope of work for the fire engineering analysis. Its purpose is to set down 

the basis on which the fire safety analysis will be undertaken. Note that the outcome 

of this process may vary depending on the size and nature of the project, and may 

therefore not be required to be documented in a separate PDBD report. 

The PBDB is an essential part of the fire engineering process. Where appropriate, it 

may allow broader community aspirations to be taken into account during the 

development and evaluation of Performance Solutions, while ensuring that 

acceptable levels of safety are maintained. 

In the case of a fire engineering analysis that considers a simple departure from a 

DTS Provision, the PBDB might be a short document (written, printed or electronic, 

which could include email communication). However, for large and/or complex 

projects, the PBDB could be a comprehensive report. 

The PBDB process should be developed collaboratively by all the relevant 

stakeholders, but this may vary according to the particular circumstances of the 

project, as discussed in Section 2.2.2. All stakeholders must make best endeavours 

to provide input / feedback in a timely manner in order to deliver projects in the public 

interest. 

The flow chart in Figure 2.2.1 illustrates the process for developing the PBDB, and 

refers to the relevant sections of the AFEG. However, the process will vary for any 

particular project and steps may be reordered or omitted. In some cases, an iterative 

process may be introduced. The FE should ensure that the process followed is 

appropriate for the design or evaluation. 

In principle, the proposed trial designs, analysis methods and acceptance criteria are 

agreed before the analysis commences. However, in practice, preliminary 

calculations may be carried out to establish the likelihood of success before trial 

designs are proposed and the full analysis carried out. 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 31 

Where a trial design is found (through analysis) to be unacceptable (it does not meet 

the Performance Requirements) the PBDB process is revisited and a further trial 

design developed. 

It is appropriate to invite stakeholder comments and input on the trial design, 

assessment criteria, and objectives. The ‘final’ PBDB will be incorporated into the 

overall report (2.5)

Each step in the flow chart (Figure 2.2.1) is discussed in Sections 2.2.1 to 2.2.13. 

Figure 2.2.1 A process for developing a PBDB 

 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 32 

2.2.1 Scope of the project 

In order to help stakeholders contribute effectively to the PBDB process, the FE 

should explain the scope and intent of the project and invite questions and ongoing 

contact. Some topics that might be explained are discussed below. 

2.2.1.1 Regulatory framework 

It is important for the PBDB team to understand, right from the outset, the regulatory 

framework in which the building is to be designed and constructed. Questions might 

include: 

 

Are there any relevant legislative requirements relating to the building project? 

 

What is the process of accepting a performance-based solution as an 
alternative to a prescriptive design? 

 

Who are the appropriate authorities for the building permits / approvals? 

 

Which other stakeholders should be consulted? 

 

What timeframes can be expected for the various regulatory approval options 
available? 

In some cases, there may be no applicable regulatory framework. For example, when 

an owner or tenant voluntarily upgrades all or part of an existing building to meet their 

own risk management requirements. Nevertheless, in this situation, the owner or 

tenant should give due regard to the regulatory environment to ensure there is not 

regulatory impact. 

Alert: 

Upgrade works may not be required under legislation to be submitted to the local 

fire authority but where a performance solution relates to equipment required to be 

used by the fire authority, it is considered prudent that they be included as a 

stakeholder irrespective of the size of the development. 

2.2.1.2 Project schedule 

Time constraints dictated by the project schedule may also affect the fire engineering 

process. For example: 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 33 

 

If a project is urgent, there may not be time to prepare a performance-based fire 
engineering analysis. Therefore, a standard DTS design may have to be 
adopted, although a performance-based solution may offer cost savings, 
flexibility and design innovation. 

 

Project schedules incorporating staged occupation of the building may affect the 
design of the fire safety system. 

It is also important to understand the time required for the various stages of the 

regulatory process, including the fire engineering analysis. 

2.2.2 Relevant stakeholders 

Consultation and active engagement with stakeholders is a fundamental component 

in the process of formulating an appropriate scope of work and consequently, the 

brief and all that flows from it. 

The PBDB must be developed collaboratively by the relevant stakeholders in the 

particular project. The following parties may be involved: 

 

Client or client’s representative (such as project manager) 

 

Fire engineer 

 

Architect or designer 

 

Various specialist consultants 

 

Fire service (public or private) 

 

Appropriate authority (Authority Having Jurisdiction – subject to state legislation) 

 

Tenants or tenants representative for the proposed building (if available) 

 

Building operations management (if available) 

 

representative of owner's insurance company. 

Conducting a simple stakeholder analysis can be used to determine who must be 

involved in the PBDB process. This analysis must identify stakeholders with a high 

level of interest in the design process, and/or likely to be affected by the 

consequences of a fire should it occur in the building. This stakeholder analysis 

should be included in the PBDB Report and the Fire Engineering Report. 

Selection and engagement of the relevant stakeholders will often happen in 

conjunction with scoping the proposed solution. Identification of relevant stakeholders 

will stem from initial scoping of the attributes and parameters of the project and also 

the relevant parts of the building that are to be subject to a performance-based 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 34 

design approach. Within the proposed scope, the stakeholders can provide advice on 

appropriate acceptance criteria, NCC Assessment Methods (suitable for the 

acceptance criteria), potential risks and mitigation strategies.  

As the design, assessment, and construction of any proposed work will normally 

involve more than one stakeholder, the process will require collaboration and 

negotiation to achieve a mutually acceptable performance-based outcome.  

Consultation with an appropriate authority should be initiated as soon as possible to 

ensure the proposed acceptance criteria can be accepted in support of the approval 

process. However, the stage at which consultation is commenced is a decision for 

the person responsible for managing the brief process and may be influenced by the 

complexity of the project. Legislation may also dictate when this must occur.  

The complexity of the project will influence: 

a. 

the suitability of qualified and experienced individuals; and/or 

b. 

the need for, and breadth of, stakeholder consultation. 

A primary benefit of early consultation is that stakeholders, who will be required to 

contribute to decision making processes during the course of the project, have an 

opportunity to express their needs. This could be regarding preferred processes, 

technical methodologies, and the scope of documentation to support future decision 

making. 

In practice, a draft PBDB is often prepared by the FE, submitted for comment to the 

other stakeholders, and refined. The circumstances of each project and its method of 

regulatory approval will generally dictate the precise process of stakeholder 

consultation, including how many meetings are held and if appropriate, any meeting 

forum (e.g. face-to-face, telephone, or video conferencing). 

Alert: 

It is crucial that the appropriate authority is not asked to provide design advice. It is 

a conflict of interest for those with regulatory responsibility to assess aspects of a 

design that they have contributed to the development of. 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 35 

2.2.3 Principal building characteristics 

In order to evaluate or design a building’s fire safety system, it is important to 

understand the building’s characteristics and its normal mode of functioning. The 

principal characteristics should be identified early in the PBDB process to facilitate 

decision-making and resolution of any issues (see Figure 2.2.1). The information 

available will vary for each stage in the design process. Table 2.1.1 includes a list of 

some characteristics (and examples of each) which may be appropriate. 

Table 2.2.1 Example of principal building characteristics 

Characteristics 

Examples

 

Occupancy 

Building classification 

Usage, particularly unusual uses 

Location 

Proximity to other buildings and boundaries 

Proximity to buildings of high importance (e.g. buildings 
used for post-disaster recovery) 

Proximity to other hazards 

Proximity to fire station(s) 

Fire services access 

Size and shape 

Number of floors 

Area of each floor 

General layout 

Structure 

Construction materials  

Hidden voids 

Openings, shafts and ducts 

Ventilation and air movement 

Unusual features 

Hazards 

See Section 2.2.6.1 

Fire preventive and 
protective measures 

See Section 2.2.6.2 

Management and use  Regular inspections of preventive and protective 

measures 

Training of occupants 

Maintenance 

Frequency and adequacy of maintenance regimes 

Availability of parts and personnel for repairs 

Environmental 
conditions 

Ventilation and prevailing internal air currents 

Prevailing patterns of wind and snow 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 36 

Characteristics 

Examples

 

Value 

Capital 

Community Infrastructure  

Heritage 

Other 

Environmental impact of a fire  

Fire-fighting concerns 

2.2.4 Dominant occupant characteristics 

Understanding the likely nature of the building's occupants is an important element of 

the PBDB process. There are many characteristics that may be identified, which 

makes complete characterisation difficult. For a given fire engineering evaluation, a 

limited number of dominant occupant characteristics may affect the outcome. Table 

2.2.2 gives some examples of dominant occupant characteristics which may be 

relevant. 

Table 2.2.2 Examples of dominant occupant characteristics 

Characteristics 

Examples

 

Distribution 

Number 

Gender 

Age 

Location 

State 

Awake or asleep 

Intoxicated or sober 

Unconscious or fully conscious 

Physical attributes 

Mobility 

Speed of travel 

Hearing ability 

Visual ability 

Mental attributes 

Level of understanding 

Potential emergency behaviour 

Ability to interpret cues 

Ability to make and implement decisions independently 

Level of assistance 
required 

Requires full assistance 

Requires some assistance 

Does not require assistance 

Level of assistance 
available 

Shift schedules 

Staff numbers and type 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 37 

Characteristics 

Examples

 

Staff to patient / child etc. ratio. 

Emergency training 

Trained 

Untrained 

Occupant (group) 
roles 

Parent or child 

Teacher or student 

Nurse or patient 

Staff or customer 

Activity at the 
outbreak of fire 

Asleep or awake 

Working in a noisy environment 

Watching a performance 

Familiarity with the 
building 

Unfamiliar 

Relatively familiar 

Familiar 

Table 2.2.2 should be considered in identifying the design occupant groups for the 

building. The concept of design occupant groups is  explained in Section 2.2.11 of 

the AFEG. 

The

 dominant occupant characteristics chosen for the analysis may impose limitations 

on potential future uses of the building. Therefore, it may be prudent to consider 

potential future building occupancies as well as those planned for the immediate 

future. 

2.2.5 General objectives 

The PBDB should define the agreed fire safety objectives for the project in order to 

define the objectives. As stakeholders may have differing objectives, it is useful to 

consult with a range of relevant stakeholders. Project objectives can be divided into 

three broad categories: building regulatory objectives, other regulatory objectives, 

and non-regulatory objectives. These three categories are discussed in Sections 

2.2.5.1, 2.2.5.2 and 2.2.5.3 respectively. 

2.2.5.1 Building regulatory objectives 

The building regulatory objectives for the project will normally be the broad objectives 

set out in the building legislation and/or building codes. These may include, but are 

not limited to: 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 38 

 

protecting building occupants 

 

facilitating the activities of emergency services personnel 

 

protecting the property 

 

preventing the spread of fire between buildings. 

2.2.5.2 Other regulatory objectives 

The other regulatory objectives for the project will normally be the broad objectives 

set out in other legislation. These may include, but are not limited to: 

 

environmental protection 

 

occupational health and safety 

 

fire services 

 

dangerous goods 

 

land use and other planning matters. 

2.2.5.3 Non-regulatory objectives 

The non-regulatory objectives for the project may include other objectives set by the 

client or other stakeholders (e.g. the insurer) such as: 

 

limiting structural and fabric damage 

 

limiting building contents and equipment damage 

 

maintaining continuity of business operations and financial viability 

 

safeguarding community interests and infrastructure 

 

protecting corporate and public image 

 

protecting heritage in older or significant buildings 

 

limiting the release of hazardous materials into the environment. 

The client may also have various non fire-related objectives for the building design 

that impact the fire safety of the building. For example, the client may require: 

 

increased security 

 

extensive natural lighting 

 

an open-plan layout 

 

the use of new materials 

 

measures to improve energy efficiency and sustainability above NCC 
requirements 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 39 

 

flexibility for future uses 

 

low life-cycle costs. 

2.2.6 Hazards and preventive and protective measures 

A systematic review should be conducted to establish potential fire hazards (both 

normal and special) of the building. The information gathered when determining the 

principal building characteristics (see Section 2.2.3) forms the basis for this review. 

Section 2.2.6.1 provides examples of potential fire hazards. 

The next step in the process is identifying which preventative and protective 

measures are in place or planned to address the hazards, and which additional 

measures could be used. Examples of preventative and protective measures are 

listed in Section 2.2.6.2. 

2.2.6.1 Hazards 

Table 2.2.3 lists some examples of factors which may be considered when 

determining likely hazards. 

Table 2.2.3 Examples of factors to be considered when determining likely hazards 

Factors

 

Examples

 

General layout

 

Long dead end corridors 

Unusual egress provisions 

Location of hazardous materials/processes 

Exposures to external radiant sources 

Building/architectural features 

Innovative construction methods 

Activities

 

Repair and maintenance 

Process and construction 

Disregarding safety procedures 

Ignition sources 

Smoking materials 

Electrical equipment 

Heating appliances 

Unusual ignition sources

 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 40 

Factors

 

Examples

 

Fuel sources 

Amount of combustible materials  

Location of combustible materials 

Fire behaviour properties 

Dangerous goods and explosives

 

2.2.6.2 Preventative and protective measures 

Table 2.2.4 lists examples of preventative and protective measures for each of the 

fire safety sub-systems used in the AFEG. 

Table 2.2.4 Examples of preventative and protective measures 

Sub-system

 

Measures

 

SS-A – Fire initiation, 
development and 
control 

Limitation of ignition sources 

Limitation of nature and quantity of fuel  

Arrangement and configuration of fuel  

Separation of ignition sources and fuel 

Management of combustibles including housekeeping 
measures 

Electrical safety equipment 

Regular plant maintenance 

Adherence to procedures for 'hot work' (e.g. welding) 

SS-B – Smoke 
development, spread 
and control 

Smoke barriers 

Natural smoke venting 

Mechanical smoke management 

SS-C – Fire spread, 
impact and control 

Separation of fuel 

Separation of buildings 

Fire resistive barriers 

Fire resistive structural elements 

Fire resistive air-handling ducts 

Fire resistive dampers 

Exposure protection 

SS-D – Fire detection, 
warning and 
suppression 

Automatic and manual detection equipment 

Automatic and manual warning equipment 

Surveillance equipment 

Automatic suppression equipment  

Manual suppression equipment 

Australian Fire Engineering Guidelines 

abcb.gov.au 

Page 41 

Sub-system

 

Measures

 

SS-E – Occupant 
evacuation and control 

Evacuation plans 

Occupant training 

Emergency communications 

Egress signage 

Egress routes (including fire-isolated elements) 

SS-F – Fire services 
intervention 

Type of fire services available (full-time/permanent or 
volunteer) 

Characteristics of fire services’ capability and resources 

Fire services’ access to the site and the building 

Water supplies and infrastructure 

2.2.6.3 Trial designs for evaluation 

As the architectural and engineering drawings develop, the design team (including 

the FE) should incorporate measures which are expected to achieve an acceptable 

level of fire safety. The PBDB team should select one or more trial designs for 

detailed analysis as described in 2.3. Examples of factors which may be considered 

when developing trial designs may include: aesthetics, cost, ease of everyday use, 

speed of construction, and the importance of maintenance. The trial designs may 

incorporate measures which are not required by the relevant DTS Provisions. 

In addition, trial designs should incorporate sensitivity, redundancies and 

uncertainties to compensate for potential failures of components of the trial design’s 

fire safety system (see Section 2.2.8.5)

Additional trial designs will need to be developed if the selected trial designs do not 

meet the required performance criteria. 

Each trial design considered should be clearly identified. All of its features, including 

those relating to fire safety, should be described. This description needs to be 

sufficiently detailed to allow the essential features of the design to be readily 

identified for analysis and future reference. 

2.2.7 DTS departures and Performance Requirements 

After defining the general objectives (Section 2.2.5), the next step in the process is 

determining which Performance Requirements will be used to evaluate the trial 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content      ..     1      2      3      4      ..