“火灾科学与消防工程”学科建设与发展

“火灾科学与消防工程”学科建设与发展【摘要】火灾科学与消防工程学具备火灾科学、消防技术和消防工程所形成的完整知识体系,其下属学科包括火灾学、防火工程、灭火工程、消防管理工程、消防指挥学、火灾调查学及其他相关学科。

本文简要介绍了国内外消防工程学科的发展现状，回顾了我国消防工程技术的发展历程，对消防工程领域的发展趋势和前景进行了展望和预测。

【关键词】消防;消防工程;消防技术;建筑防火火灾科学与消防工程学具备火灾科学、消防技术和消防工程所形成的完整知识体系,其下属学科包括火灾学、防火工程、灭火工程、消防管理工程、消防指挥学、火灾调查学及其他相关学科。

１．“火灾科学与消防工程”学科的建立1956年，美国马里兰大学设立世界上第一个“消防工程系”(Department of Fire Protection Engineering)，从此，消防工程作为一门独立的专业进入了高等学府的知识殿堂。

英国爱丁堡大学于1973年成立“消防工程系”（Department of Fire Safety Engineering），并于同年开设了世界上第一个消防工程专业的硕士研究生课程。

进入80年代后，国外大学的消防工程专业教育得到很快的发展，许多国家都在大学开设“消防工程”专业课程，提供正规化的学历教育，可授予学士、硕士和博士学位。

许多国家的消防科学家和工程师成立了专业性学术机构，进行各种专业学术活动。

有的消防专业学术团体已经有了相当长的历史并产生了相当大的社会影响，如美国消防工程师学会（Society of Fire Protection Engineers）、英国消防工程师学会（Institution of Fire Engineers）和德国消防促进协会（Vereinigung zur Forderung des Deutschen Brandschutzes e.V.）等均有数十年的历史，在这些国家的工程科学界已占有一席之地。

1985年，第一次国际火灾安全科学学术讨论会（TheFirstSympo-sium ofFireSafetyScience）在美国召开，并成立了国际火灾安全科学学会（InternationalAssociationforFireSafetyScience，IAFSS）。

在这次会议上正式提出了火灾学（FireSafetyScience）和火灾安全工程学（FireSafetyEngineering）的概念。

与会的许多科学家对于火灾研究的一些重要的概念取得了一致意见。

目前人们一般认为，这次会议标志着火灾科学和火灾安全工程学的诞生。

2.我国“火灾科学与消防工程”发展的历程我国的消防工程技术，在解放前，几乎是一片空白。

新中国成立后，经历了从无到有，从创业到拥有一定规模的科研队伍和科研条件，从技术落后到具有一定国际水平的发展过程。

1956年初，公安部在向国务院的报告中正式提出，“为逐步提高我国的消防科学技术水平，依照科学原理，研究和分析火灾及其发生的原因，使防火和灭火的方法、器材达到更有效、更经济合理的标准，公安部拟筹建消防科学研究所”；并且从全国各地抽调了一批有科研经验的工程师，从事消防工程技术的研究工作。

于1959年，公安部消防局正式设立“消防科学研究室”。

这个研究室就是我国正规化消防科研机构的雏形，也是新中国最早的专业消防研究机构。

该研究室成立以后，很快开始了课题研究。

根据当时消防工作的急需，选择了农业急需的拖拉机防火帽、用于人民大会堂的建筑防火漆、供各地消防队用的通讯器材以及灭火药剂等，作为初期的研究项目。

1962年，公安部组织专家经过一年多的调查研究，编制了(1963～1972)年消防科学技术发展10年规划。

这是我国第一个消防科学技术发展规划。

1963年，公安部在当时的消防局消防科研室的基础上，成立了公安部消防科学研究所；并于1965年在沈阳、天津和上海分别成立了公安部消防科研分所。

至此，我国的消防科研体系及工程技术已初具规模。

网络督察。

1979年3月，公安部消防局组织召开了第一次全国消防科技工作会议，明确了消防工作任务和发展目标。

从这次会议以后，我国消防科研机构在火灾理论、建筑防火、火灾报警、自动灭火系统、建筑防火材料、灭火理论与灭火技术、消防装备、火场防护技术、消防管理等领域，开始了比较系统的研究工作。

从此，我国的消防科研工作又才走入正规。

由于当时我国消防科技的水平十分落后，许多技术和产品在国内都是空白。

因此，在“六五”和“七五”期间，针对当时国内急需的各类消防器材和产品，以公安部天津、上海、沈阳和四川等4个部属消防科研所为骨干力量进行攻关研究，开发研制成功了感温、感烟、红外、紫外等几种类型的火灾探测器和自动报警控制器，水喷淋、卤代烷、泡沫等类型自动灭火系统装置，干粉、泡沫和卤代烷灭火剂，以及几类具有推广价值的阻燃剂并将其应用到织物、板材、橡胶、电缆、防火玻璃、防火涂料、防火门、防火卷帘等制品和耐火建筑构件等方面；同时还为消防队伍开发了各类灭火、破拆、救生等新工具、新装备；并开展了石油化工火灾防火灭火技术、火灾原因分析鉴定技术、消防标准化和消防产品检测技术等领域的研究。

这些科研成果对于我国消防科技水平的迅速提高，起到了很大的推动作用。

1990年12月，第二次全国消防科技工作会议在厦门市召开，会议通过了“八五”消防科技发展规划。

针对国内高层建筑的发展状况，确定了以“高层建筑的火灾预防与控制技术”为“八五”期间我国消防科技的重点主攻方向。

通过5年的攻关研究，开发成功一系列具有较高技术水平的高层建筑防火、自动报警、自动灭火设备和适合消防部队扑救高层建筑火灾的特种消防技术装备。

此外，还开展了大量的基础研究和应用基础研究，例如：运用模拟方法进行了室内家具组件火灾特性和实验技术的研究以及地下民用建筑火灾烟气流动特性的研究；运用激光全息和电子测重技术成功地解决了大水粒三维空间分布与测重的关键技术，开展了消防装置喷雾水粒流场特性试验的研究；开展了高层建筑楼梯间送风排烟技术的研究、粉尘爆炸及泄压的研究、承重柱和梁板耐火性能试验装置的研制等。

这些基础研究及其成果，为我国有关技术法规的制订和实施，提供了科学依据和技术手段。

“九五”期间，针对地下建筑和大空间建筑的火灾预防与扑救技术，以国家科技攻关项目为龙头，公安部的4个部属专业消防研究所、中国科技大学火灾科学国家重点实验室、中国建筑科学研究院建筑防火研究所等单位开展了多层次、多学科交叉的联合攻关研究，在探索地下建筑与大空间建筑的火灾规律、开发高新技术的火灾探测报警、自动灭火、防排烟设备和消防部队灭火救援装备等方面，取得了一批重要科研成果。

并且建成了大空间火灾试验馆、高层建筑火灾试验塔、固定灭火系统综合试验馆等一批具有一定国际水平的试验装置。

3.“火灾科学与消防工程”领域研究前景(1)“消防安全工程学”的研究将不断深入，并推动建筑防火设计观念的更新。

消防安全工程学是目前消防工程学科的一个最前沿、最活跃的研究领域，它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，并致力于建立一个“以性能为基础的建筑防火设计方法”体系（简称“性能化设计”）。

消防安全工程学和性能化设计的发展将大大促进消防安全设计的科学化、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，消防安全工程学的发展也为消防科研提出了一批新的研究课题，如：火灾发生和发展的规律及其计算机模化、燃烧产物的产生与传播和火灾烟气流动特性及其计算机模化、被动防火系统与主动防火系统对火灾反应的评价和预测方法与技术、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），以及为消防安全提供基础数据的火灾统计与分析研究等。

可以预见,这些课题的研究将对发展性能化设计、建立科学合理的消防技术标准和设计规范体系、乃至带动整个消防科技领域的发展具有十分重要的意义。

(2)计算机火灾模化技术的开发与应用将得到飞速发展，为人们认识火灾规律提供新的方法，为建筑防火设计、消防安全评估和火灾调查等工作提供新的科学手段。

计算机火灾模化技术的开发应用，使人们可以通过工程计算和计算机模拟的方法，而不是依赖火灾试验，来对不同空间、环境、条件下火灾的发展和蔓延进行模拟和预测，并对建筑构件、材料组件以及消防设备的火灾特性进行推算和确定。

此外，计算机火灾模型还能够用来重现一场实际火灾的蔓延发展过程，为火灾调查提供科学依据。

目前，国外已开发出一些具有实用价值的计算机火灾模型，并在一定范围得到应用。

例如，美国的Hazard、CFAST, 加拿大的FiRECAM, 英国的JASMINE、Phoenics, 澳大利亚的CESARE-Risk, 日本的BRI，德国的KOBRA-3D，等等。

但由于受到计算方法、计算工具、火灾试验条件以及火灾理论自身的局限，这些模型的准确性和灵活性还有待不断提高。

随着科学技术的发展，特别是计算机技术的飞速发展，火灾模型的开发与应用必将在不久的将来实现飞跃。

(3)火灾自动探测报警技术和自动灭火技术领域将更加注重基础理论和工程应用的研究，并将随着相关科技领域的发展而开发出更多新产品。

长期以来，这两个领域一直是消防科研的重点领域，可以说，对于一般场合的防、救火技术而言，已经形成比较成熟的产品和技术体系。

近几年的研究工作主要集中在以下3个方面，即一是针对一些特殊场合的防、救火状况，开发具有特殊性能的火灾自动探测报警系统和自动灭火系统，使其具有高灵敏度、高可靠性、早期报警、快速响应以及适用于高大、洁净或干扰因素较多等特殊空间和环境；二是积极运用相关专业领域的高新技术和理论，如激光微粒计数技术、红外分光光谱技术、人工智能和神经网络控制理论等，开发研制高性能、高质量的新产品；三是特别注重工程应用技术的研究，对已开发出来的产品在各种不同环境、条件下进行工程应用试验和测试研究，以拓展其应用范围。

此外，更重要的是，人们越来越认识到，火灾基础理论研究，特别是火灾早期的声、光、热等信息特征及其与环境因素的关系、灭火抑爆机理、火灾与烟气蔓延规律等方面的理论研究，对于开发研制火灾探测报警和自动灭火装置具有极为重要的意义。

为了取得火灾探测报警和自动灭火技术的进步，有关基础理论的研究必须进一步加强。

(4)新型灭火剂和阻燃剂的开发与应用将取得突破。

随着破坏臭氧层的哈龙灭火剂逐渐被淘汰，国外兴起了哈龙替代灭火剂的研究开发热潮，投入大量人力物力开发新型气体灭火剂以替代哈龙。

目前，已开发出一些比较成熟的产品，如：七氟丙烷（FM200）和混合气体（Inergen 烟烙烬），但这些产品都存在不足之处。

目前，国际上尚未研制出一种既满足环保要求，又在灭火效能、安全性和成本等方面均超过哈龙的新灭火剂；更未能研制出可以充装到已使用的哈龙1301系统里直接替代的灭火剂。