李引擎研究員

（中國(guó)建筑科學(xué)研究院，北京 100013）

0 引言

隨著社會(huì)發(fā)展、人類(lèi)進(jìn)步和城市變遷，傳統(tǒng)的消防概念和消防技術(shù)被賦予新的內(nèi)涵。我國(guó)火災(zāi)科學(xué)在理論、方法及技術(shù)設(shè)備等方面向系統(tǒng)化、實(shí)用化和國(guó)際化方向發(fā)展。筆者根據(jù)多年的工作實(shí)踐及調(diào)研了解，認(rèn)為我國(guó)火災(zāi)科學(xué)發(fā)展的整體思路是：實(shí)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)：最小的火災(zāi)損失和最快的恢復(fù)能力；融合一個(gè)理論：多尺度多因素關(guān)聯(lián)防御的綜合防火理論；開(kāi)發(fā)一個(gè)模式：火災(zāi)多元交互技術(shù)和多專(zhuān)業(yè)綜合考慮的設(shè)計(jì)模式；搭建一個(gè)平臺(tái)：城市防火信息集中管理和統(tǒng)一救助平臺(tái)；培育一個(gè)團(tuán)隊(duì)：綜合火災(zāi)的理論、設(shè)施、救助和維保一體的科技團(tuán)隊(duì)；創(chuàng)建一個(gè)體系：建立政府主導(dǎo)、保險(xiǎn)支撐、法人主責(zé)、全民參與的防控體系?；谶@個(gè)整體思路，筆者就當(dāng)前火災(zāi)科學(xué)需要深入研究的課題提出個(gè)人看法。

1 城市消防規(guī)劃相關(guān)研究

于數(shù)理統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)分析程序，為定量評(píng)估和規(guī)劃提供支撐；最后，建立基于地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方法及動(dòng)態(tài)的消防規(guī)劃評(píng)估。

城市消防規(guī)劃包括城市消防安全布局、消防站、消防供水、消防通信、消防車(chē)通道、消防裝備等內(nèi)容，它是一項(xiàng)方針、政策性很強(qiáng)的綜合性技術(shù)工作，應(yīng)遵循規(guī)范性、協(xié)調(diào)性、兼容性、綜合性的原則。在城市消防規(guī)劃領(lǐng)域，筆者建議從以下4方面加強(qiáng)研究。

1.1 消防規(guī)劃系統(tǒng)方法研究

我國(guó)消防規(guī)劃起步較晚，理論深度不夠，建議：搜集分析現(xiàn)有消防規(guī)劃的研究成果（如基本原則、基本內(nèi)容、規(guī)劃深度等），建立消防規(guī)劃的系統(tǒng)全局理論，并根據(jù)區(qū)域發(fā)展規(guī)模、空間發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行消防規(guī)劃的方法研究，建立適合我國(guó)國(guó)情的消防規(guī)劃系統(tǒng)理論方法。

1.2 特殊區(qū)域消防規(guī)劃研究

針對(duì)歷史街區(qū)、傳統(tǒng)村落、仿古建筑等特殊區(qū)域的特殊性，建議：開(kāi)展特殊區(qū)域的消防安全布局、消防給水等市政設(shè)施規(guī)劃原則，及政府消防力量和社會(huì)消防力量的優(yōu)化配置等方面的研究。

1.3 區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估

目前，我國(guó)在定量的以區(qū)域?yàn)槌叨鹊幕馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及消防規(guī)劃領(lǐng)域的理論研究和工程實(shí)踐方面均較為薄弱，而且在定量評(píng)估與消防規(guī)劃的結(jié)合上仍沒(méi)有較為統(tǒng)一的方式及解決思路。因此建議：第一，在理論研究中，要搜集探索區(qū)域火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)定量評(píng)估方法，分析各方法的適用范圍。在工程實(shí)際中，要以事實(shí)或數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)邏輯分析和經(jīng)驗(yàn)判定，做出最符合區(qū)域?qū)嶋H情況的結(jié)論；第二，為提高消防規(guī)劃的科學(xué)性，要在定量火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估基礎(chǔ)上，開(kāi)展消防規(guī)劃的方法研究；第三，構(gòu)建評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，進(jìn)行消防供水、消防力量建設(shè)等的優(yōu)化配置研究，實(shí)現(xiàn)消防規(guī)劃的動(dòng)態(tài)評(píng)估。

1.4 消防物聯(lián)網(wǎng)與消防規(guī)劃關(guān)聯(lián)研究

為了使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與消防規(guī)劃有效銜接，建議：進(jìn)行消防物聯(lián)網(wǎng)與消防規(guī)劃關(guān)聯(lián)研究。首先，基于消防規(guī)劃和評(píng)估內(nèi)容挖掘定量消防規(guī)劃和評(píng)估的數(shù)據(jù)需求分析；其次，建立數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，開(kāi)發(fā)基

2 高大空間建筑防火設(shè)計(jì)綜合方法研究

目前，高大空間建筑防火設(shè)計(jì)綜合方法研究的綜合性和深入性還不夠，建議從下面幾個(gè)方面加強(qiáng)研究。

2.1 高大空間建筑防火分隔方式

相對(duì)于采用隔墻的傳統(tǒng)防火分隔方式，高大空間建筑防火分隔方式具有特殊性。建議：第一，高大空間建筑要合理劃分防火分區(qū)。將建筑內(nèi)具有獨(dú)立疏散條件的區(qū)域設(shè)置獨(dú)立的防火分區(qū)，與其他空間進(jìn)行有效地防火分隔；第二，高火災(zāi)荷載區(qū)域要單獨(dú)劃分防火單元和防火艙。對(duì)高大空間建筑內(nèi)的高火災(zāi)荷載、人員流動(dòng)小、無(wú)獨(dú)立疏散條件的區(qū)域應(yīng)采用防火單元的處理方式，但防火單元面積的合理確定是問(wèn)題的關(guān)鍵。防火艙可確保將火災(zāi)影響限制在局部范圍內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)大空間開(kāi)敞布局的需要，但是防火艙罩棚的耐火度、火災(zāi)規(guī)模及頂棚下要求安裝的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴淋系統(tǒng)和排煙裝置則需要系統(tǒng)考慮、合理布局；第三，固定消防設(shè)施和內(nèi)裝修設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)研究。對(duì)固定消防設(shè)施及可燃裝修材料使用范圍的關(guān)聯(lián)性與合理布局，自動(dòng)滅火系統(tǒng)對(duì)火災(zāi)荷載區(qū)域進(jìn)行保護(hù)的關(guān)系等要有針對(duì)性的研究。

2.2 高大空間建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高大空間建筑防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)通過(guò)性能化分析確立，具體步驟：第一，制定煙氣控制系統(tǒng)策略；第二，選擇火災(zāi)場(chǎng)景；第三，確定計(jì)算方法，選擇計(jì)算工具；第四，建立模型進(jìn)行模擬；第五，模擬結(jié)果處理與分析；第六，防排煙系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.3 高大空間建筑探測(cè)報(bào)警方式設(shè)計(jì)

由于高大空間建筑內(nèi)火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣蔓延特點(diǎn)、煙氣濃度和溫度變化特征的特殊性，在進(jìn)行高大空間建筑探測(cè)報(bào)警方式設(shè)計(jì)時(shí)，要注意：高大空間建筑的感煙探測(cè)器應(yīng)具有較高的靈敏度，且不宜采用感溫探測(cè)器；還應(yīng)考慮火災(zāi)煙氣層化現(xiàn)象（又稱(chēng)熱障現(xiàn)象）的影響。

2.4 高大空間建筑綜合防火策略

針對(duì)實(shí)際中存在的消防安全問(wèn)題，高大空間建筑綜合防火策略應(yīng)包括：第一，保障人員安全疏散；第二，控制火災(zāi)蔓延；第三，減少對(duì)運(yùn)營(yíng)干擾；第四，保障結(jié)構(gòu)安全，對(duì)可能受到火災(zāi)影響的所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行系統(tǒng)的耐火度分析并確定相應(yīng)保護(hù)措施。

3 多層地下交通樞紐防火研究

由于多層地下交通樞紐具有人員密集、空間較封閉、疏散救災(zāi)困難等特點(diǎn)，容易造成群死群傷事故。因此，要有針對(duì)性地對(duì)多層地下交通樞紐開(kāi)展安全問(wèn)題的系統(tǒng)研究。

3.1 多層地下交通樞紐危險(xiǎn)性分析和煙氣控制

一般研究步驟為：首先，對(duì)多層地下綜合交通樞紐各功能區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，如地鐵車(chē)站常規(guī)的火災(zāi)危險(xiǎn)源分析；地下商業(yè)區(qū)火災(zāi)危險(xiǎn)性分析；火車(chē)進(jìn)站與候車(chē)廳連為一體布局的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析；行人交通與商鋪連接部位的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析；車(chē)行隧道火災(zāi)危險(xiǎn)性分析等。然后，分析研究各區(qū)域煙氣流動(dòng)，從而有效的控制煙氣流動(dòng)以降低煙氣造成的危害。例如：為了分析地鐵煙氣流動(dòng)，可對(duì)地鐵車(chē)站進(jìn)行熱煙實(shí)驗(yàn)、排煙工況測(cè)試及數(shù)值模擬分析，以驗(yàn)證在地鐵站臺(tái)或站廳層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，消防系統(tǒng)能否有效地啟動(dòng)、能否控制火災(zāi)煙氣在地鐵站內(nèi)的蔓延以保障人員的安全疏散。最后，給出適用于交通樞紐的新型煙氣控制方式。在研究過(guò)程中，一定要特別關(guān)注：第一，地下交通聯(lián)系通道，它兼顧城市聯(lián)系通道、國(guó)鐵出站通道、地鐵換乘通道及地下停車(chē)場(chǎng)、出租車(chē)通道和公交換乘等；第二，在地下聯(lián)系通道的消防設(shè)計(jì)中，防排煙設(shè)計(jì)是重點(diǎn)需要考慮的問(wèn)題之一，是需要通過(guò)大量的安全研究，給出聯(lián)系通道內(nèi)采用機(jī)械排煙和自然排煙應(yīng)該遵循的設(shè)計(jì)原則和實(shí)用方法。

3.2 多層地下交通樞紐人員安全疏散

多層地下交通樞紐人員安全疏散研究方面，需關(guān)注：

（1）行人特征參數(shù)調(diào)查。建議：需通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析研究，建立地下多層綜合交通樞紐內(nèi)，大廳、平面通道、樓梯及坡道內(nèi)行人交通流模型，即行人的流量、密度、速度模型。

（2）安全疏散影響因素研究。建議：第一，用安全疏散分析模型分析人員逃生時(shí)的從眾心理比例，得到不同情況下的疏散結(jié)果；第二，研究安全疏散過(guò)程中，人員滯留率、密度與疏散時(shí)間之間的關(guān)系；第三，在對(duì)行人特征參數(shù)調(diào)查過(guò)程中，對(duì)速度、流率等參數(shù)進(jìn)行分布規(guī)律研究；第四，用可靠性分析理論方法，對(duì)疏散計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可靠性分析。

（3）安全監(jiān)控體系的建立。多層地下交通樞紐安全監(jiān)控中心在事故預(yù)防管理和應(yīng)急管理中發(fā)揮重大作用。

4 城市綜合管廊消防技術(shù)的研究

城市地下綜合管廊是目前國(guó)家確定重點(diǎn)支持的民生工程，綜合管廊能夠積極有效的拓展城市地下空間，避免城市動(dòng)輒“開(kāi)膛破肚”。目前《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50838-2015）[1]的條文內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，特別是電力艙、電信艙的消防保障措施的可操作性不足，其科學(xué)性和合理性有待進(jìn)一步提高。而且在防火封堵方式及材料選擇、試驗(yàn)驗(yàn)證方法，火災(zāi)探測(cè)器的選擇、探測(cè)區(qū)域劃分及聯(lián)動(dòng)控制，自動(dòng)滅火系統(tǒng)的適用性，滅火分區(qū)劃分等方面缺少系統(tǒng)深入的研究分析。此外，在綜合管廊燃?xì)馀撔孤┘皯?yīng)對(duì)措施方面的研究較為薄弱，特別是防火分隔方式、災(zāi)害的預(yù)警、報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制和滅火救援預(yù)案方面尚未形成系統(tǒng)科學(xué)的動(dòng)態(tài)解決方案。因此，從科學(xué)和實(shí)用的角度看，建議開(kāi)展下面6個(gè)方面的研究工作。

4.1 綜合管廊火災(zāi)蔓延特點(diǎn)

綜合管廊的火災(zāi)蔓延受火源位置、艙室特點(diǎn)、可燃物類(lèi)型和綜合管廊的規(guī)模、材料、布置和敷設(shè)特點(diǎn)等影響，會(huì)呈現(xiàn)出不同火災(zāi)蔓延方向、蔓延速度、空間溫度分布特征。為提供科學(xué)、合理的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，建議：針對(duì)電力艙、電信艙的火災(zāi)蔓延特點(diǎn)進(jìn)行深入分析，對(duì)燃?xì)馀摰娜細(xì)庑孤U(kuò)散過(guò)程進(jìn)行研究。

4.2 防火分隔方式的合理設(shè)置

目前各地對(duì)綜合管廊防火分隔方式的設(shè)計(jì)要求和具體做法并不統(tǒng)一，現(xiàn)行的防火封堵檢驗(yàn)方法并不適用于綜合管廊的斷面特點(diǎn)，建議：在分析綜合管廊火災(zāi)蔓延特征的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)體試驗(yàn)，針對(duì)不同分隔部位的特點(diǎn)，有針對(duì)性的提出防火分隔設(shè)計(jì)要求和具體做法。

4.3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的選擇和聯(lián)動(dòng)控制

在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的選擇和聯(lián)動(dòng)控制研究領(lǐng)域，建議：通過(guò)建立火災(zāi)數(shù)值模型和進(jìn)行實(shí)體試驗(yàn)，提出適用于綜合管廊的早期火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的選擇方案、火災(zāi)探測(cè)區(qū)域劃分原則及關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置要求；火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與滅火系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制研究；通過(guò)建立燃?xì)鈹U(kuò)散數(shù)值模型，提出適用于燃?xì)馀摰目扇細(xì)怏w泄漏的預(yù)警技術(shù)。

4.4 自動(dòng)滅火系統(tǒng)的選擇和設(shè)置

由于管廊的自動(dòng)滅火系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范尚不健全，缺乏在綜合管廊應(yīng)用方面的科學(xué)性和適用性研究，在自動(dòng)滅火系統(tǒng)的選擇、滅火分區(qū)劃分等方面爭(zhēng)議較大，建議：通過(guò)火災(zāi)數(shù)值模擬及實(shí)體滅火試驗(yàn)，針對(duì)綜合管廊的構(gòu)造形式，提出綜合管廊電力艙、電信艙滅火系統(tǒng)的設(shè)置方案、系統(tǒng)設(shè)備的選用方案、系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的確定等。

4.5 應(yīng)急逃生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

實(shí)際工程在應(yīng)急逃生方面的考慮較少，一旦發(fā)生火災(zāi)，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員的逃生及滅火救援工作缺乏具體的技術(shù)方案，建議：通過(guò)火災(zāi)數(shù)值模擬，考慮火源位置和規(guī)模的不同，提出逃生距離、逃生方向等設(shè)計(jì)要求，優(yōu)化火災(zāi)發(fā)生時(shí)的逃生與救援路徑，完善具體實(shí)用的應(yīng)急逃生預(yù)案。

4.6 建立綜合監(jiān)控平臺(tái)

在此領(lǐng)域，建議從以下2方面加強(qiáng)研究：第一，研究城市綜合管廊智能視頻圖像火災(zāi)探測(cè)、災(zāi)害事件監(jiān)測(cè)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)三合一或多合一整合技術(shù)，提出設(shè)計(jì)方案；第二，研究城市綜合管廊災(zāi)害事故及災(zāi)害耦合綜合特征，建立綜合技術(shù)合一的監(jiān)控平臺(tái)。

5 安全疏散心理和機(jī)理研究

建筑物火災(zāi)時(shí)，人員疏散過(guò)程可分解為3個(gè)階段：察覺(jué)火警、決策反應(yīng)和疏散運(yùn)動(dòng)。實(shí)際需要的疏散時(shí)間取決于火災(zāi)探測(cè)報(bào)警的敏感性和準(zhǔn)確性，察覺(jué)火災(zāi)后人員的決策反應(yīng)，以及決定開(kāi)始疏散行動(dòng)后人員的疏散流動(dòng)能力等。緊急狀態(tài)時(shí)，建筑物內(nèi)人員的安全疏散要滿(mǎn)足2項(xiàng)基本要求：第一，需保證建筑物內(nèi)所有人員在可利用的安全疏散時(shí)間內(nèi)，均能到達(dá)安全的避難場(chǎng)所；第二，疏散過(guò)程中不會(huì)由于長(zhǎng)時(shí)間的高密度人員滯留和通道堵塞等引起群集事故發(fā)生。人員安全疏散受諸多因素影響，情況比較復(fù)雜，因此，在進(jìn)行安全疏散心理和機(jī)理研究時(shí)，要特別關(guān)注疏散通道和安全出口的設(shè)置、疏散通道內(nèi)的群集流動(dòng)現(xiàn)象、疏散通道內(nèi)的群集流動(dòng)系數(shù)、人員的物理狀態(tài)、火災(zāi)煙氣的影響、人員的心理因素等因素對(duì)人員安全疏散的影響。

6 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)研究

我國(guó)使用的火災(zāi)探測(cè)器雖然都進(jìn)行了智能化設(shè)計(jì)，但由于基礎(chǔ)性以及環(huán)境關(guān)聯(lián)性的研究較少，故還有很大的深入研究空間。

6.1 網(wǎng)絡(luò)化

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化是用計(jì)算機(jī)技術(shù)將控制器之間、探測(cè)器之間、系統(tǒng)內(nèi)部、各個(gè)系統(tǒng)之間以及城市“119”報(bào)警中心等通過(guò)一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行相互連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的調(diào)用，對(duì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理，使各個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)組成一個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各系統(tǒng)之間的資源和信息共享，使城市“119”報(bào)警中心的人員能及時(shí)、準(zhǔn)確掌握各單位的有關(guān)信息，對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行宏觀管理，對(duì)各系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并及時(shí)責(zé)成有關(guān)單位進(jìn)行處理，從而彌補(bǔ)現(xiàn)在部分火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)擅自停用，值班管理人員責(zé)任心不強(qiáng)、業(yè)務(wù)素質(zhì)低、對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題處置不及時(shí)、不果斷等方面的不足[2]。

6.2 智能化

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)智能化是使探測(cè)系統(tǒng)主動(dòng)采集環(huán)境溫度、濕度、灰塵、光波等數(shù)據(jù)模擬量并充分采用模糊邏輯和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等進(jìn)行計(jì)算處理，對(duì)各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比判斷，從而準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)和探測(cè)火災(zāi)，避免誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能依據(jù)探測(cè)到的各種信息對(duì)火場(chǎng)的范圍、火勢(shì)的大小、煙的濃度以及火的蔓延方向等給出詳細(xì)的描述，甚至可配合電子地圖進(jìn)行形象提示以實(shí)現(xiàn)各方面快速準(zhǔn)確反應(yīng)聯(lián)動(dòng)。在大型建筑中使用全智能型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，可提高系統(tǒng)巡檢速度、穩(wěn)定性和可靠性[2]。

6.3 多樣化

我國(guó)目前應(yīng)用的火災(zāi)探測(cè)器按其響應(yīng)和工作原理基本可分為感煙、感溫、火焰、可燃?xì)怏w探測(cè)器以及2種或幾種探測(cè)器的組合等，其中，感煙探測(cè)器一枝獨(dú)秀，但光纖線性感溫探測(cè)技術(shù)、火焰自動(dòng)探測(cè)技術(shù)、氣體探測(cè)技術(shù)、靜電探測(cè)技術(shù)、燃燒聲波探測(cè)技術(shù)、復(fù)合式探測(cè)技術(shù)代表了火災(zāi)探測(cè)技術(shù)發(fā)展和開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究的方向。此外，將納米材料制成氣體探測(cè)器或離子感煙探測(cè)器，用來(lái)探測(cè)有毒氣體、易燃易爆氣體、蒸氣及煙霧的濃度并進(jìn)行預(yù)警，也是重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)內(nèi)容[2]。

設(shè)備間可以用無(wú)線技術(shù)進(jìn)行連接，形成有線、無(wú)線互補(bǔ)。而且各探測(cè)器之間也可進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳遞和交流，使探測(cè)器的設(shè)置從枝狀變成網(wǎng)狀，探測(cè)器不再是各自獨(dú)立的，使系統(tǒng)間、設(shè)備間的信息傳遞更方便、更可靠。

6.4 小型化

火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的小型化是指探測(cè)部分或者說(shuō)網(wǎng)絡(luò)中的“子系統(tǒng)”小型化。此時(shí)系統(tǒng)中的中心控制器等設(shè)備就會(huì)變得很小，甚至對(duì)較小的報(bào)警設(shè)備可以不再獨(dú)立設(shè)置。這樣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)安裝、使用、管理就變得簡(jiǎn)潔、省錢(qián)、方便[2]。

6.5 社區(qū)化

目前我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)主要安裝在公共建筑上，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、人們安全意識(shí)的增強(qiáng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的進(jìn)一步完善以及智能化程度的提高，在社區(qū)家庭積極推廣應(yīng)用防盜、防火聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置或獨(dú)立式感煙探測(cè)器，對(duì)預(yù)防居民家庭火災(zāi)是非常必要和行之有效的措施[2]。

7 建筑防排煙技術(shù)研究

發(fā)生火災(zāi)時(shí)，有效地控制煙氣流動(dòng)和蔓延，對(duì)確保人員疏散安全，改善滅火條件是極為重要的。因此在建筑中設(shè)置一套良好的防排煙系統(tǒng)是必要的。影響建筑火災(zāi)的煙霧蔓延流動(dòng)的因素主要有煙囪效應(yīng)、浮力、擴(kuò)散力、風(fēng)力和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)等。在建筑防排煙技術(shù)研究領(lǐng)域，建議關(guān)注以下幾點(diǎn)。

7.1 正壓送風(fēng)系統(tǒng)

對(duì)建筑正壓送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，普遍存在加壓送風(fēng)量不合理、正壓指標(biāo)不符合要求等問(wèn)題，且在設(shè)計(jì)和技術(shù)層面一些共性問(wèn)題也尚待解決，主要有：第一，建筑內(nèi)機(jī)械加壓送風(fēng)量的計(jì)算方法有多種，不同方法的計(jì)算結(jié)果差異較大；第二，正壓送風(fēng)量的計(jì)算公式中主要有樓梯間和前室內(nèi)正壓值、開(kāi)啟門(mén)洞的風(fēng)速2個(gè)指標(biāo)。實(shí)際情況是緊急狀態(tài)下不同樓層的人員安全疏散時(shí)，樓梯間內(nèi)泄壓情況十分復(fù)雜，各樓層樓梯間與前室之間的門(mén)、前室與走道之間的門(mén)所開(kāi)啟數(shù)量和組合關(guān)系是隨機(jī)不定的。另外，計(jì)算公式中其他參數(shù)（如附加系數(shù)、不同形式門(mén)或閥門(mén)的漏風(fēng)量等）都需要深入研究；第三，高層建筑樓梯間壓力分布與風(fēng)機(jī)設(shè)置位置緊密相關(guān)，近風(fēng)機(jī)樓層正壓值較大，往往超標(biāo)，遠(yuǎn)風(fēng)機(jī)樓層正壓值較小，達(dá)不到規(guī)范要求，當(dāng)樓梯間與前室共用系統(tǒng)時(shí)，壓力分布更為復(fù)雜。因目前還缺乏較為成熟的壓差調(diào)節(jié)技術(shù)或裝置，故在樓梯間內(nèi)形成較為均衡的壓力分布很難實(shí)現(xiàn)。開(kāi)展加壓有效性和樓梯間防煙安全性，以及壓差調(diào)節(jié)控制技術(shù)的研究是必要的。

7.2 防煙分區(qū)控制

防煙分區(qū)是配合排煙系統(tǒng)共同作用的重要部分，其劃分過(guò)小，容易造成成本增加，劃分過(guò)大，可能造成煙氣影響范圍擴(kuò)大。我國(guó)原來(lái)規(guī)定防煙分區(qū)面積不應(yīng)超過(guò)500m2，在《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50157-2013）[3]中，已將防煙分區(qū)面積放寬至2000m2，在現(xiàn)階段關(guān)于防煙分區(qū)面積控制指標(biāo)需科學(xué)論證。

7.3 大型商業(yè)綜合體室內(nèi)步行街煙氣控制

目前有關(guān)室內(nèi)步行街煙氣控制方式及其合理性仍然缺乏系統(tǒng)性研究和清晰的結(jié)論，是消防設(shè)計(jì)與驗(yàn)收的難點(diǎn)。有必要開(kāi)展相關(guān)的研究工作和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，驗(yàn)證自然排煙的效果，分析研究步行街二級(jí)排煙、三級(jí)排煙煙控方案的有效性，優(yōu)化煙控方案和補(bǔ)風(fēng)方式，以便為室內(nèi)步行街類(lèi)項(xiàng)目性能化設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

7.4 超高中庭內(nèi)煙氣填充規(guī)律與排煙技術(shù)

中庭形態(tài)特征變化會(huì)造成火災(zāi)煙氣蔓延規(guī)律的改變，因此中庭分類(lèi)顯得異常復(fù)雜，到目前為止國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有明確合理的中庭分類(lèi)辦法。超高中庭是伴隨超高層建筑發(fā)展出現(xiàn)的新穎建筑形式，體型纖瘦，高度很高，而開(kāi)口面積較小，火災(zāi)煙氣控制顯現(xiàn)出明顯的特殊性。關(guān)于煙氣自然填充規(guī)律以及排煙量確定，大都是以區(qū)域模型和自由發(fā)展的軸對(duì)稱(chēng)錐形煙羽流為理論基礎(chǔ)，由房間火災(zāi)模型發(fā)展而來(lái)。這種由小型火災(zāi)實(shí)驗(yàn)得到的煙羽流理論運(yùn)用于中庭這樣的大空間，尤其是對(duì)于高而窄的中庭，其適用情況存在諸多不確定。因此建議：在該類(lèi)中庭內(nèi)，煙氣發(fā)展規(guī)律、相關(guān)參數(shù)計(jì)算方法以及煙氣的控制技術(shù)均有待更深入的研究。

7.5 室外環(huán)境對(duì)排煙效果、排煙設(shè)備的影響作用

火災(zāi)時(shí)自然排煙效果受室外環(huán)境影響顯著，因此推動(dòng)自然排煙形成機(jī)制、受室外風(fēng)速和風(fēng)壓的影響規(guī)律、相關(guān)合理技術(shù)措施等方面的研究工作以及必要的實(shí)踐驗(yàn)證工作是需要的。機(jī)械排煙同樣會(huì)受到室外環(huán)境的影響作用，在某些特定情況下，這種影響不能忽略。在超高層建筑中，室外環(huán)境風(fēng)速、風(fēng)壓對(duì)排煙設(shè)備本身工作性能、選型的影響作用以及排煙設(shè)備在超高層建筑中的設(shè)置分布亦有待開(kāi)展研究。

7.6 消防補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)

建筑消防補(bǔ)風(fēng)系統(tǒng)與排煙系統(tǒng)的耦合作用及其有關(guān)的設(shè)置要點(diǎn)、技術(shù)細(xì)節(jié)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展的研究工作遠(yuǎn)比排煙系統(tǒng)少得多。關(guān)于消防補(bǔ)風(fēng)方法、補(bǔ)風(fēng)效果、補(bǔ)風(fēng)量的確定、補(bǔ)風(fēng)造成建筑內(nèi)壓力分布和氣流組織的變化等問(wèn)題都還需要進(jìn)一步的明確和研究，尤其超高層建筑更值得關(guān)注。超高層建筑往往較為密閉，火災(zāi)時(shí)排煙效果受到多種因素的制約，其中補(bǔ)風(fēng)是保證排煙效果的一個(gè)重要條件，開(kāi)展補(bǔ)風(fēng)量、補(bǔ)風(fēng)口位置、取風(fēng)口與排煙口位置研究是一項(xiàng)新的課題，為解決超高層建筑防火、保證人員安全創(chuàng)造有利條件。

8 建筑結(jié)構(gòu)耐火性能研究

從上個(gè)世紀(jì)50年代起，發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始重視結(jié)構(gòu)抗火研究?！?.11”事件發(fā)生后，國(guó)外加快了火災(zāi)環(huán)境下建筑物結(jié)構(gòu)安全性的研究，如火災(zāi)下建筑整體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)、承載能力和破壞特性的研究；結(jié)構(gòu)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和可靠度評(píng)估；基于性能目標(biāo)要求的建筑結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)等，力圖建立結(jié)構(gòu)的整體防火計(jì)算體系。

8.1 考慮建筑結(jié)構(gòu)整體性影響的抗火設(shè)計(jì)方法

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016-2014）[4]只針對(duì)單個(gè)構(gòu)件提出了構(gòu)件防火保護(hù)方法，而且主要是針對(duì)簡(jiǎn)支梁、簡(jiǎn)支柱提出的，而實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)中，由于受結(jié)構(gòu)整體性影響，各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力狀態(tài)不同，導(dǎo)致其耐火性能不同，如簡(jiǎn)支梁的耐火性能與框架梁的耐火性能不同。考慮建筑結(jié)構(gòu)整體性影響的結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)方法是比按單個(gè)簡(jiǎn)單構(gòu)件進(jìn)行抗火設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。因此，建議開(kāi)展考慮建筑結(jié)構(gòu)整體性影響、考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際受力狀態(tài)的建筑構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)方法的研究。

8.2 巨型結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)方法

近年，各大城市超高層建筑不斷涌現(xiàn)，在這些超高層建筑中，由于建筑高度很大，采用了截面尺寸超過(guò)常規(guī)尺寸的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，稱(chēng)為巨型結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016-2014）[4]及已有的科研成果中，巨型結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗火設(shè)計(jì)方面是空白，導(dǎo)致這類(lèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗火設(shè)計(jì)缺乏依據(jù)。因此建議：開(kāi)展超高層建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較廣的巨型鋼管混凝土巨型柱、型鋼混凝土巨型柱等巨型構(gòu)件耐火性能及抗火設(shè)計(jì)方法的研究。

8.3 實(shí)際火災(zāi)下建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)行為及其抗火設(shè)計(jì)方法

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016-2014）[4]及結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)中多采用ISO 834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線，該升溫曲線只針對(duì)建筑空間較小情況下發(fā)生轟然火災(zāi)的一種標(biāo)準(zhǔn)處理。針對(duì)體育館、航站樓等空間較大的建筑，其火災(zāi)一般為局部火災(zāi)，如果采用ISO 834標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線，將會(huì)造成抗火設(shè)計(jì)結(jié)果不科學(xué)與不合理。因此建議：探討實(shí)際火災(zāi)升溫-降溫對(duì)建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際受力行為的影響，進(jìn)行實(shí)際火災(zāi)下建筑結(jié)構(gòu)力學(xué)行為及其抗火設(shè)計(jì)方法研究是必要的。

8.4 大跨鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)方法

大跨鋼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)主要用于大型公共建筑，這類(lèi)建筑人員密集，可燃物分布復(fù)雜，而且防火分區(qū)面積相對(duì)較大。這類(lèi)大跨鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件繁多且細(xì)長(zhǎng)，火災(zāi)作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件將會(huì)產(chǎn)生較大的溫度內(nèi)力，溫度內(nèi)力增加將會(huì)導(dǎo)致受壓構(gòu)件發(fā)生屈曲破壞，受拉構(gòu)件發(fā)生拉斷，從而有可能引起整體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性倒塌破壞。因此建議：開(kāi)展考慮大跨鋼結(jié)構(gòu)幾何非線性、材料非線性及火災(zāi)下導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)溫度內(nèi)力的抗火設(shè)計(jì)方法研究。

8.5 火災(zāi)下建筑結(jié)構(gòu)倒塌機(jī)理及抗倒塌設(shè)計(jì)方法

火災(zāi)情況下建筑結(jié)構(gòu)整體倒塌造成的后果十分嚴(yán)重，而目前尚缺乏建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)情況下倒塌破壞機(jī)理的研究。因此建議：對(duì)火災(zāi)下鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的倒塌破壞規(guī)律進(jìn)行研究，提出上述結(jié)構(gòu)火災(zāi)下的抗倒塌設(shè)計(jì)方法，為相關(guān)規(guī)范編制提供參考依據(jù)。

8.6 建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)后力學(xué)評(píng)估及修復(fù)加固方法

除火災(zāi)下部分已倒塌的建筑結(jié)構(gòu)，其他未倒塌的建筑結(jié)構(gòu)仍具有一定的承載能力，對(duì)火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)的性能評(píng)估是火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)處理的首要工作。因此建議：進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)后力學(xué)性能評(píng)估的系統(tǒng)理論和方法的研究，為火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)的修復(fù)加固提供實(shí)用技術(shù)，并為火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定評(píng)估的規(guī)范編制提供參考依據(jù)。

由于建筑物加固改造工程中加固材料的不斷創(chuàng)新及加固方式不斷的改變，也為加固后構(gòu)件的抗火性能的研究提出了新要求。以往加固后的構(gòu)件，若為粘鋼板則采用噴涂鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的措施解決加固后構(gòu)件的抗火性能，然而此種情況僅解決了鋼材的防火保護(hù)問(wèn)題，并未考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗火性能。因此，簡(jiǎn)單的采用防火保護(hù)的措施并不能有效地達(dá)到構(gòu)件的耐火性能要求。但由于多年來(lái)對(duì)加固后構(gòu)件的防火保護(hù)試驗(yàn)研究工作的缺乏，導(dǎo)致了對(duì)加固后結(jié)構(gòu)構(gòu)件防火保護(hù)措施的模糊認(rèn)識(shí)。目前，碳纖維布加固方式的興起，更增加了此類(lèi)問(wèn)題研究的必要性。

8.7 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料對(duì)不同的鋼材的保護(hù)作用研究

鋼結(jié)構(gòu)耐火的防火保護(hù)目前最常采用的方法為噴涂鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，然而目前所采用的方式并未考慮鋼材的自身?xiàng)l件，如不同截面系數(shù)的鋼材，耐高溫性能不同的鋼材等。因此建議：對(duì)不同截面系數(shù)鋼材的自身抗火能力以及普通鋼、高碳鋼、耐高溫鋼等不同鋼材進(jìn)行耐火性能試驗(yàn)，并對(duì)其采用不同涂層厚度的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料進(jìn)行保護(hù)，研究其最佳保護(hù)措施，找到適合各種不同鋼材的涂層厚度，從而更加經(jīng)濟(jì)地使用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。

9 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與消防指揮決策系統(tǒng)的實(shí)用研究

9.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人-機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)交叉技術(shù)。在我國(guó)，可借助國(guó)際上已有仿真技術(shù)平臺(tái)，用數(shù)字模擬的辦法再現(xiàn)火災(zāi)發(fā)展過(guò)程。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在消防中的應(yīng)用研究可從下面3方面開(kāi)展。

（1）著火建筑與周邊環(huán)境的虛擬。模擬起火單位附近區(qū)域景觀，突出其中與消防相關(guān)的信息（消火栓和消防水源位置等），幫助消防人員提前了解消防設(shè)施的位置，以及附近的單位和建筑物布局，以便迅速確定滅火、營(yíng)救和疏散方案。通過(guò)建立建筑物和消防設(shè)施的三維模型自動(dòng)沿固定路線漫游的功能，使人們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)得到充分詳細(xì)的信息。

（2）火災(zāi)發(fā)展過(guò)程的虛擬。模擬火災(zāi)發(fā)生后，在建筑內(nèi)部蔓延和蔓延到相鄰建筑物的過(guò)程，對(duì)蔓延趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)?；馂?zāi)蔓延模型的準(zhǔn)確性直接影響預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確程度。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面，需要建立火焰的動(dòng)感三維模型。

（3）火災(zāi)撲救過(guò)程的虛擬。模擬在火場(chǎng)不同部位投入消防力量、使用滅火劑的效果，幫助消防隊(duì)員確定主攻方向。為實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能，要結(jié)合使用前2項(xiàng)應(yīng)用的成果，并考慮新的因素（如需考慮不同滅火劑在不同條件下的應(yīng)用效果）。為提高其真實(shí)感，滅火效果應(yīng)與火災(zāi)蔓延結(jié)果同時(shí)計(jì)算。

9.2 現(xiàn)代消防指揮決策系統(tǒng)

城市火災(zāi)具有突發(fā)性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，因此城市消防信息及指揮決策系統(tǒng)應(yīng)建立在3S技術(shù)之上，即GIS、全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）、遙感技術(shù)（Remote Sensing，RS）。現(xiàn)代消防指揮決策系統(tǒng)的研究，主要體現(xiàn)在有效應(yīng)用上，即充分利用現(xiàn)有的3S和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決的?，F(xiàn)代城市消防救災(zāi)在信息的表達(dá)、管理和分析等方面，具有空間性、動(dòng)態(tài)性、定量性和綜合性的特點(diǎn)。

10 基于BIM的防火應(yīng)用研究

基于消防大數(shù)據(jù)技術(shù)及建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)，研發(fā)基于人、物、環(huán)境多維信息綜合采集、分析、研判的大型綜合體火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的智能預(yù)測(cè)平臺(tái)；研究基于動(dòng)態(tài)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控的消防安全技術(shù)、基于耦合模型的智能疏散引導(dǎo)技術(shù)、基于人員定位技術(shù)的態(tài)勢(shì)推演的滅火救援現(xiàn)場(chǎng)指揮決策支持技術(shù)；研發(fā)火情下信息傳輸機(jī)制、位置與三維模型的融合表達(dá)的多終端一體化系統(tǒng)。另外，BIM是建設(shè)項(xiàng)目特性的數(shù)字化表達(dá)，是建筑內(nèi)各種信息的集合。利用BIM可以將建筑防火安全提到一個(gè)新的高度，因此建議：

（1）建立基于BIM應(yīng)用技術(shù)的消防設(shè)計(jì)審核、工程檢查和驗(yàn)收信息化體系?；贐IM數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展消防設(shè)計(jì)審核和工程驗(yàn)收規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)的研究；基于BIM的空間檢測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)查詢(xún)技術(shù)，開(kāi)展消防設(shè)計(jì)審核和驗(yàn)收自動(dòng)檢查應(yīng)用的研究。

（2）開(kāi)展BIM與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)和圖形顯示系統(tǒng)的集成研究，建立基于BIM系統(tǒng)的建筑消防監(jiān)控中心體系。開(kāi)展BIM數(shù)據(jù)模型與報(bào)警聯(lián)動(dòng)及反饋信號(hào)通信（物聯(lián)網(wǎng)）接口研究；開(kāi)發(fā)基于BIM的三維模型消防圖形顯示系統(tǒng)；研究基于BIM數(shù)據(jù)庫(kù)的消防設(shè)施、設(shè)備狀態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。

（3）基于BIM模型建立現(xiàn)代消防管理體系。研究建立與數(shù)據(jù)中心監(jiān)控大數(shù)據(jù)相結(jié)合的火災(zāi)早期風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)專(zhuān)家系統(tǒng)。

（4）利用BIM模型進(jìn)行人員安全疏散模擬?；贐IM三維空間和動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，開(kāi)展針對(duì)大型復(fù)雜建筑及人員聚集場(chǎng)所的消防滅火與人員疏散應(yīng)急預(yù)案的輔助決策和應(yīng)急對(duì)策優(yōu)化分析技術(shù)研究。

（5）基于BIM建立消防應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)；基于BIM和多媒體技術(shù)的消防安全教育、消防知識(shí)技能培訓(xùn)與考核系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)。

（6）通用火災(zāi)計(jì)算仿真模型與BIM系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換接口及兼容應(yīng)用研究；利用BIM進(jìn)行火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)模擬。第七，基于BIM建立3D室內(nèi)搜救系統(tǒng)；利用移動(dòng)終端定位技術(shù)對(duì)相關(guān)人員實(shí)施安全監(jiān)控及火災(zāi)搜救中的精準(zhǔn)定位。

11 結(jié)論

根據(jù)多年的工作實(shí)踐及調(diào)研了解，筆者在城市消防規(guī)劃、高大空間建筑防火設(shè)計(jì)綜合方法、多層地下交通樞紐防火研究、城市綜合管廊消防技術(shù)、安全疏散心理和機(jī)理研究等10個(gè)方向提出需深入研究的內(nèi)容，希望這些建議能為我國(guó)火災(zāi)科學(xué)發(fā)展提出一個(gè)較為系統(tǒng)、實(shí)用的研究思路。