当前消防技术的热门研究领域

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当前消防技术的热门研究领域

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 1907


摘要:本文提出了当前消防科研的九个最热门和最有可能出现重大技术突破的领域,并就它们的发展趋势及其对未来消防安全可能产生的影响进行了扼要的分析。

  关键词:消防科研 消防技术

  在过去的几十年里,消防科学技术得到了迅速发展,从基础研究到应用技术的各个领域取得了令 瞩目的成就。在新世纪即将到来之际,广大消防科研人员对消防科学技术的发展充满信心。随着经济和社会的发展,人类将对消防安全提出越来越高的要求;科学技术的进步也将成为将为提高消防安全水平提供更多的先进方法和技术。当前,一些消防科技领域的研究与开发活动十分活跃,可以预见,在不久的将来,这些领域将取得一批重大的研究成果和技术突破。本文提出了当前消防科研的九个最热门和最有可能出现重大技术突破的领域,并就它们的发展趋势及其对未来消防安全可能产生的影响进行了扼要的分析。

  1.消防安全工程学

  消防安全工程学是当前消防科研中一个最前沿、最活跃和最具发展潜力的研究领域。消防安全工程学主要研究火灾科学理论以及工程技术原理在建筑防火中的应用,为建筑防火设计和消防安全评估提供理论基础和技术手段。国外的研究成果表明,消防安全工程学的发展将推动建筑防火设计观念的更新,建立一个比传统的“处方式”建筑防火设计方法更加科学合理的、“以性能为基础的”建筑防火设计方法体系(简称“性能化设计体系”),大大促进建筑防火设计的科学化、合理化和成本效益最优化,产生巨大的社会效益和经济效益。同时,消防安全工程学将为已建成使用的建筑物提供科学的消防安全评估方法和技术,从而提高建筑物的消防安全管理水平。

  消防安全工程学的研究与发展是一项复杂的系统工程。它的研究内容包括火灾现象、人在火灾中的行为、消防系统对火的反应、消防安全设计与评估等许多方面。目前,国外消防安全工程学的研究主要集中在以下几个方面:火灾的发生和发展及其模化、燃烧产物的产生与传播特性、火灾烟气流动特性、被动防火系统与主动防火系统对火反应的评价方法与技术、火灾中人的行为与疏散模型、建筑物的消防安全评估方法与模型(包括火灾危害评估与火灾风险评估),性能化设计的理论与方法、以及为消防安设计和评估提供基础数据的火灾统计与分析研究等。不少国家在已有的研究成果基础上,初步建立起性能化设计体系和性能化设计规范。但是,国际上在所有上述几个方面的研究都还只是处在初级阶段。在科研成果的科学性和实用性方面还远远没有达到完善的程度。必须进行更好加深人、广泛的研究。由于消防安全工程学呈现的巨大潜力。各国政府和科研机构纷纷投入大量人力物力在这一领域开展研究。相信在不久的将来,这一领域将出现一批具有较强实用价值的研究成果,将在消防安全设计与评估方面开发出一批实用技术和计算机应用软件,推动消防安全设计与咨询业这一高科技产品的发展。

  2.计算机火灾模化和模拟技术

  计算机火灾模化和模拟技术的开发与利用,为人们了解火灾发生和发展的过程提供了新的方法和手段,也为建筑防火设计和消防安全评估提供了新的科学工具,是消防安全工程学和性能化设计的重要基础。它使人们可以通过在计算机上建立火灾模型,运用工程计算和计算机模拟的方法,对不同空间和环境条件下火灾的发展和蔓延进行模拟和预测;并根据设定的火灾场景,测算和确定各种建筑构件、材料与组件、消防设备以及空间内的火灾特性参数。这样—方面减少了人们对昂贵的火灾试验的依赖,可以大大节省研究和测试费用;另一方面通过设定多种火灾场景进行重复的模拟和演算,可以大大增加研究的灵活性和准确性,从而便于找出规律性的东西。

  计算机火灾模型还可以用于火灾调查。消防科学家们运用虚拟现实技术在计算机上建立起遭受火灾的建筑的模型,对火灾过程进行模拟,并与火灾现场勘查的数据和目击者提供的情况进行比较,可以准确地发现火灾发生和发展的全过程,为火灾调查提供科学依据。

  此外,随着计算机火灾模化和模拟技术不断发展和成熟,它还将为消防管理、灭火训练、火场指挥辅助决策、重点保护单位应急预案的制订等提供新的手段和工具。

  在过去十几年里。火灾模化经过了区域模化、场模化到网络模化和场区网复合模化的发展,从过去的以理论研究为主体向注重实际应用。国外在火灾模化理论成果的基础上,已开发出一批具有实用价值的计算机火灾模型和消防安令评估软件,例如美国的Hazard、CFAST,加拿大的FiRECAM,英国的JASMINE、Smartfire,澳大利亚的CESARE—Risk,日本的BRI,德国的KOBRA—3D,等等 .

  但是,同于目前的研究工作在一定程度上受计算方法、计算工具、火灾试验条件、技术数据积累以及火灾理论等方面的局限,已经开发出来的这些计算机火灾模创的准确件、灵活性和实用性仍有待进一步提高。随着上述各个方面理论和技术的不断发展。特别是计算机技术和火灾基础理论的发展。计算机火灾模化和模拟技术的研究与开发将在不久的将来产生一个飞跃,并且将在越来越多的领域得到应用,推动防火、灭火工作科技水平的提高。

  3.灭火剂

  新型灭火剂 的研究与开发是近几年发展较快的—个领域:其中用于替代哈龙的新型气体灭火剂和用于扑救A类火灾的“水添加剂”型灭火剂的研究与开发工作尤其引人瞩目。

  随着破坏臭氧层的哈龙灭火剂逐渐被淘汰,国外兴起哈龙替代技术开发研究的热潮。 目前已开发出 一些较好的产品,如七氟丙烷(FM一200)和混合气体 (Inergen烟烙烬)等。但是,这些产生都存在一些不足之处。目前国际上尚未研制出一种对人体和环境的安全不造成损害而在灭火效能、系统的适用性和成本价格等几方面都与哈龙达到同样水平的替代产品;更没有研制出可以用到已经安装在各种保护场所里的哈龙1301系统里,直接替代哈龙1301的气体灭火剂。因此,开发新型哈龙替代气体灭火剂的工作仍将是今后几年世界瞩目的研究课题,谁能率先开发出理想的替代哈龙1301的新型灭火剂,谁就能抢先占领国际市场,创造巨大的经济效益。

  研究开发扑救A类火灾的“水添加剂”型灭火剂及其应用技术,是日前灭火剂研究领域另一个非常活跃、倍受关注的课题。本文这里所说的扑救A类火灾的“水添加剂”型灭火剂,包括强化水、润湿水、增稠水和抗冻水等“水系灭火剂”和专门用丁扑救A类火灾的低混合比“A类泡沫灭火剂”。这类灭火剂在国外最早被林业部门用来扑救森林火灾,80年代开始充装在灭火器中扑救A类火灾,90年代以后被国外一些消防部门用于城市建筑火灾。与此同时,国外还开发出压缩空气泡沫装置等应用技术,并且在这类灭火剂的灭火效果、灭火战术、人身与环境安全性等方面开展了一系列的研究。国外的研究表明,这类灭火剂在扑救人们最常见的A类火灾时,具有灭火快、用水省、水浸损失小等优点,有的产品具有抑制火灾烟气浓度

防渗膜是以pe膜作为基材,与土工布复合而成的防渗材料,它的防渗性能主要取决于pe膜。东方防渗膜应用的pe膜,主要有聚氯乙烯和聚乙烯、EVA(乙烯/醋酸乙烯共聚物),它们是一种高分子化学柔性材料,比重较小,延伸性较强,适应变形能力高,耐腐蚀,耐低温,抗冻性能好。其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道,以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形。

、提高火场能见度的作用,因此具有很好的推广应用前景。但是,需要进一步研究解决的问题也不少,如灭火剂的长期储存稳定性问题、对容器的腐蚀性问题、环境问题、灭火技术和战术问题、对火灾原因鉴定可能造成影响的问题等等。


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