中国消防工程的发展趋势与前景

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*前沿、*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**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。因此,开发新型哈龙替代灭火剂的工作是目前和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,谁就能创造出巨大的经济效益。

与此同时,随着材料与化工技术的不断进步,寻找其它各类新型灭火剂和阻燃剂的研究与开发工作也将进入一个新的高速发展阶段。国外对A类泡沫灭火剂和无卤阻燃剂的开发研究就是例证。但是,哈龙灭火剂对环境造成的破坏,带给人们深刻的教训,使新型灭火剂和阻燃剂的环境安全问题受到各方面的极大关注。因此,研究开发洁净、高效的灭火剂和阻燃剂将成为下个世纪初消防科研人员的主要任务之一。

5)消防队伍装备更加专业化、系列化和智能化。

经济和社会的发展不断地给消防部门提出新的任务。目前,各国消防部门所面临的共同难题为:各种复杂的火灾和特种灾害条件下的救援行动、特大恶性火灾的扑救、化学灾害事故的处置、恐怖破坏活动现场的救援与处置等。为了满足消防队伍的需要,各国消防装备的研究开发机构和厂家正在努力开发专业化的各种灭火救援和特种灾害处置装备,并使之系列化。同时,随着自动控制和人工智能技术的发展,消防装备的智能化程度也越来越高。各种智能化的灭火救援装备和消防机器人将成为21世纪消防装备的主流之一。

6)消防管理技术走向信息化和网络化。

计算机信息和网络技术在消防管理工作中的应用领域十分广阔,包括防火监督管理、通信调度指挥、消防训练与培训、灭火救援辅助决策、火灾统计、消防安全知识普及教育、消防队伍的后勤管理、人事管理以及日常办公自动化等。消防管理技术的信息化和网络化已成为各国消防部门所共同关注的热点,国际互联网上的消防资源迅速增加。信息化和网络化的管理模式与资源共享是消防管理技术的必然发展趋势。