中小学消防安全教育模式探讨

校园科普教育对提升青少年消防安全意识和防灾自救能力至关重要。对比研究了国内外中小学消防安全教育在制度保障、宣传途径、科普内容和实施方式上存在的差异,提出了基于形成中小学消防安全文化的消防安全素质模型和组织体系构建,并在此基础上,从政策机制保障、教师队伍建设和教育形式三方面提出了相应的对策。     

装配式钢结构模块连接节点耐火性能试验研究

摘 要：以“角件旋转式连接模块”钢结构节点作为研究对象,开展了两种不同防火保护条件下节点的耐火性能试验,研究不同防火保护条件下节点的变形特点、破坏形态和耐火性能,试验方法遵循国家标准GB/T 9978.1-2008。试验表明：1）钢柱采用三层高性能防火石膏板（15+20+20） mm进行保护、钢梁采用双层高性能防火石膏板（20+20） mm进行包覆的节点试件A,在试验试件193 min内未发生破坏,除节点中间部位部分防火板发生脱落外,试件保护层整体保持较好的完整性,钢柱截面角部的温度测点受两个面的传热作用升温速度较快;由于节点角件的壁厚较厚,其温度整体略低于钢柱与钢梁;钢梁由于截面形状系数较大且防火保护弱于钢柱,钢梁温度较高;从试件的轴向变形曲线中可以看出整个试验过程中试件基本处于受热膨胀状态,未达到耐火极限。2）钢柱、钢梁均用60 mm厚的岩棉（120 kg/m3）及2层12 mm厚纤维增强型硅酸钙板进行包覆的节点试件B,试验过程中随着温度升高试件发生膨胀,防火板之间的拼缝不断扩大,但防火保护层基本保持相对完好的状态;131 min时试件开始出现压缩变形,为保障试验炉的安全停止试验;试件B各测点的温度分布规律总体上与试件A类似,但各测点升温曲线存在较大的离散性,这可能与该试件的轻钢龙骨变形造成防火板间拼缝扩大有关,炉内热烟气从拼缝进入试件内部,导致各测点的升温存在较大差异;从柱的轴向变形曲线可以看出在约128 min时钢柱已经停止膨胀并出现压缩趋势,表明试件已经开始出现局部或整体屈曲,试件开始进入破坏阶段,根据相关试验经验试件将较快达到耐火极限;试验结束后,可观察到钢柱局部已经发生轻微屈曲;综合判断,该试件基本接近失效状态。3）两个试件的温度曲线在100 ℃左右均持续了一定时间形成曲线平台,这主要是由于防火保护材料中的水分蒸发带走热量,延缓了温度的升高;4）试件B防火保护层板材的完整性相对较好,但是由于轻钢龙骨受热变形导致拼缝出现了较大的开裂,使钢结构的升温更高,因此采用轻钢龙骨进行固定的防火保护方式应选用稳定性较好的轻钢龙骨并安装牢固。5）试验得出装配式钢结构试验试件在三层高性能防火石膏板（15+20+20） mm的保护下,连接节点的耐火极限不低于3.00 h;在双层12 mm厚纤维增强型硅酸板和60 mm厚岩棉的保护下,连接节点的耐火极限不低于2.00 h。     

车辆火灾下大跨径悬索桥抗火性能研究

为了研究不同车辆火灾规模下大跨径双层悬索桥的抗火性能,以主跨2 180 m的特大跨径双层悬索桥为研究对象,首先利用火灾动力学软件FDS建立悬索桥热分析模型,研究不同火源功率、火源位置、环境风向等因素对双层悬索桥的温度分布规律的影响,得到悬索桥关键构件温度-时间关系曲线。然后,利用有限元软件ABAQUS开展双层悬索桥热-力耦合数值仿真分析,选取高温下钢材及高强钢丝热工参数,研究悬索桥吊杆、加劲梁、桥面板的高温力学性能时变特征,对比不同环境风速、桁架高度、火源特性及位置等工况下双层悬索桥结构应力、变形及构件损伤行为,确定特大跨径双层悬索桥抗火关键部位及其耐火需求。最后,基于数值模拟结果,初步提出了双层悬索桥结构防火设计建议。结果表明：受火桥段的应力发展及失效位置与火源位置、功率及环境风向密切相关。当车辆起火位置位于桥梁下层时,由于桥面铺装隔热作用,下层结构受火灾影响较小。而热气流致使上部结构温度明显高于下部,火源附近的上层纵横梁、桥面板和吊杆等构件温度快速上升。由于钢材热膨胀效应,导致构件快速升温膨胀,膨胀时受到周围杆件的限制,导致压应力逐步增加。（1）火源位置：当火源位于横桥向中间车道,高应力区域集中在非机动车道上层纵横梁及桥面板。当火源位于横桥向非机动车道时,火源附近的上层桥面板发生强度破坏。（2）火源功率：随着火源功率增加,火场对桥梁高温影响效应增强,关键构件温度均逐渐增大,高温影响范围变大。火源功率为30 MW,在6 000 s内未发生强度破坏;火源功率为100 MW,其耐火时间为653 s;火源功率为200 MW,其耐火时间为413 s。可以看出,随着火源功率增大,桥梁结构耐火时间显著降低,最大降低可达93.11%。（3）环境风向：当火源位于横桥向应急车道,在外向风作用下,与两侧桁架相连的上层桥面板发生强度破坏;在内向风作用下,非机动车道附近的上层桥面板发生强度破坏。在内向风作用下受火桥段耐火时间为528 s,与外向风工况下相比,其耐火时间增加了3.0%。针对车辆火灾下大跨径双层悬索桥,应根据受火结构危险性进行抗火等级划分,并按等级进行分级抗火防护设计。     

高温作用后钼尾矿混凝土单轴受压性能试验研究

为研究钼尾矿混凝土高温后的单轴受压力学性能,进行了不同目标温度（20,200,300,400,600,800 ℃）条件下钼尾矿混凝土的轴心抗压强度、峰值应变、弹性模量、泊松比、破坏形态及质量变化的试验研究。结果表明：钼尾矿混凝土试件的质量损失率随温度的升高而增加,在800 ℃时质量损失率平均为6.52%;轴心抗压强度随温度的升高而逐渐降低,800 ℃时与常温相比平均降低70.04%,且随钼尾矿掺量的增加而降低;而峰值应变随温度的升高先减后增;弹性模量和泊松比都随温度的升高而降低,在800 ℃时弹性模量和泊松比平均比常温降低88.22%和35.66%。对于弹性模量,大体上随着钼尾矿掺量的增大而减小;而对于泊松比,钼尾矿掺量100%的混凝土略大于掺量50%的混凝土。根据试验结果,建立了钼尾矿混凝土高温后的单轴受压应力-应变本构方程。     

烃的含氧衍生物自燃点的QSPR预测研究

应用定量构效关系（QSPR）方法对烃的含氧衍生物的自燃点（AIT）及其与分子结构间的内在定量关系进行了研究。选取国际电工委员会（IEC）数据库中的76种烃的含氧衍生物作为样本集,选择65 种作为训练集用于建立预测模型,11 种作为测试集。采用遗传算法（GA）对变量进行筛选,结合线性和非线性方法分别建立多元线性回归( MLR) 模型和支持向量机( SVM) 模型,理论预测得到了11种烃的含氧衍生物的自燃点,最后对所构建模型的性能及应用域进行了评价。结果表明,经GA筛选得出MATS2e、nCOH、Dv、BEHv2、nCHR、GATS1v、IDE、Du等8种特征分子描述符,GA-MLR和GA-SVM模型的理论预测值与实验值均较为相符且后者更优,两个预测模型均比较稳定,且具备较强的预测能力和泛化推广性能。     

特高压换流变压器泡沫喷雾灭火系统失效分析

模拟不同数量喷头掉落下的冷喷试验,考察泡沫喷雾灭火系统受爆炸冲击、高温炙烤等特殊因素的影响,对特高压换流变压器泡沫喷雾灭火系统进行失效分析。结果表明,喷头工作压力、有效喷雾量和覆盖范围受掉落喷头占比影响显著,当掉落喷头占比超过20%时,喷头工作压力和有效喷雾量均低于标准要求,喷雾射程下降,喷雾范围缩小,无法形成全覆盖;喷头掉落后喷射的水柱有引发火灾扩大的风险;通过提高供液流量进行增强的方案仍会形成灭火盲区,满足不了灭火需求。     

压力及EC/PC/EMC 质量比对电解液燃烧特性的影响研究

研究电解液的火灾危险性有助于定量评估电池的安全性。分析了环境压力、碳酸酯溶剂质量比（碳酸亚乙酯（EC）/碳酸丙烯酯（PC）/碳酸甲乙酯（EMC））等因素对电解液的火焰中心线温度、质量损失速率、热释放速率等燃烧特性相关参量的影响。结果表明电解液的稳定燃烧阶段占燃烧过程的主要部分;火焰中心线温度随着压力的降低而升高;增加PC 在体系中的比重在提升电解液低温性能的同时,会导致火灾危险性的升高。     

灭火防护服烟气污染及其洗消研究

通过模拟灭火防护服在火场暴露的烟气污染情形,研究烟气颗粒在灭火防护服装上的附着方式以及各层面料间的污染特征,探讨洗涤工艺对各层面料污染物的去除效率。结果显示,烟气颗粒除直接污染服装阻燃层表面外,还通过服装开口污染舒适内层。而舒适内层的污染主要为小于2 μm 的烟颗粒污染物,且更容易在层间进行蔓延扩散。不同面料的毒害污染物浓度不同,半挥发性有机物污染主要集中在防水透气层,重金属污染主要分布在隔热舒适层。常规的浸渍-机洗工艺很难去除附着在纤维表面的小粒径颗粒物,且毒害污染物的去除率低于45%。研究可为灭火防护服高效清洁提供技术支撑。     

城乡火灾风险与社会性指标的关联性研究

为探究社会性因素对城乡火灾风险的影响权重,基于火灾历史数据计算GDP、常住人口和受教育程度等指标与城乡火灾风险的关联性。计算分析发现,GDP 总量与火灾数量呈现正相关关系,在省份维度GDP 总量与火灾数量呈现强相关,在城市维度GDP 总量与火灾数量呈现中等相关;各省常住人口与本省火灾数量呈现强相关关系,但经济欠发达省份的关联性较弱;居民受教育程度较低时,教育水平与火灾发生数量呈负相关,高教育阶段时,教育水平与火灾发生数量呈正相关。     

基于BIM的多尺度建筑消防信息检索方法研究

提出一种面向BIM 数据的多尺度建筑消防信息检索方法。首先利用知识图谱技术构建一个全面、可查询的建筑消防语义图谱,提高数据的可理解性;然后通过自然语言处理技术,对查询语句进行分词和语义消歧,实体识别和句法分析,识别查询意图,构建查询的逻辑表达式;最终映射到不同尺度对应的查询模板,实现多尺度信息检索。实验结果表明,所提多尺度方法在多尺度信息检索上可实现0.929 的查准率和0.795 的查全率,在单尺度信息检索（设备检索）上较现有基于关键词的方法提升0.293 准确率和0.240 的查全率,推动了新型消防管理系统检索能力的优化和升级。