消防科学与技术

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1. 高压细水雾灭火系统抑制古建筑轰燃的试验研究

余平伟, 王奕鑫, 田雅婷, 乔艺强

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1403-1407.

摘要（272）

为探明高压细水雾对古建筑火灾轰燃的抑制效果，通过Pyrosim软件模拟与搭建试验平台的方式进行试验，测定了火灾联动报警下细水雾的自启动时间，以及不同喷雾强度下古建筑火灾烟气层温度、火场热释放速率，并结合综合轰燃预测法分析了开启细水雾时古建筑内轰燃发生状况。结果表明，当火灾发生后103 s时开启细水雾，喷雾强度1.3 L/（min.m2）的高压细水雾能抑制古建筑火灾轰燃，喷雾强度2.0 L/（min.m2）的高压细水雾能熄灭古建筑火灾；试验证明了高压细水雾能够有效地抑制古建筑火灾轰燃，为高压细水雾灭火系统应用于古建筑消防设计提供参考。

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2. 基于图像识别技术的被困人员智能探测定位系统

张博, 蒋慧灵, 孙敬

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1408-1412.

摘要（267）

对各类灾害事故现场被困人员位置的准确掌握，能为救援人员制定救援方案提供科学的决策支持，进一步提高救援效率。为了更加快速精准地获取灾害事故现场被困人员位置，本文在对已有方法分析和总结的基础上，探索建立被困人员智能探测定位系统。该系统基于图像识别技术开发，通过自动获取并分析疏散通道上的视频监控画面，判断该监控对应区域下是否有人员作出特定的求救姿势或者处于被困状态，从而将被困位置和相关信息发送至救援人员,协助救援。经测试，系统在人员姿势测试集上的检测准确率为94%，在人员状态测试集上的探测准确度为90%。

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3. 基于信息量-机器学习耦合的野火灾害易发性评估

岳韦霆, 任超, 梁月吉,

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1444-1452.

摘要（284）

为充分发挥统计学和机器学习模型在野火灾害易发性分析和评估中的优势，以森林资源丰富且深受野火灾害困扰的桂林市为研究区，分别从气候、地形、水文以及人文等方面选取16个评价因子。将信息量（IV）模型分别与逻辑回归（LR）、人工神经网络（ANN）、随机森林（RF）和极致梯度提升（XGBoost）4种机器学习（ML）模型相耦合，对桂林市野火灾害易发性进行评价分析。结果表明，IV-XGBoost模型的AUC和准确率分别为0.957和0.921，具有最佳的预测性能，能够有效评估野火灾害的易发性，并为当地野火灾害的防治提供有价值的参考。

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4. 大型封闭储煤场自动消防炮设计的避遮挡研究

胡纯国, 徐力

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1423-1427.

摘要（202）

在大型封闭储煤场室内自动消防炮设计中，布置在马道上的自动消防炮主要受煤堆垛及屋面遮挡影响,设计最大保护半径受到抑制，相关规范及文献缺少应对措施。以内蒙古自治区某地一座20万t储量的封闭室内储煤场为例，研究煤堆垛及屋面对自动消防炮设计的影响及其应对方法。首先，利用自动消防炮火源探测器视角及射流轨迹特点，选定自动消防炮在建筑宽度方向最佳布置区域及高度范围；其次，依据自动消防炮设计最大保护半径，确定其在建筑长度方向的最佳布置位置；然后，以0°角喷射的射流轨迹复核自动消防炮在该平面位置及高度上的实际保护范围，最终消除煤堆垛及屋面对自动消防炮的遮挡影响。

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5. 基于VR的商业综合体火灾中人员疏散逃生心理与行为研究

张孝春, 韩书阳, 徐岳鹏, 陈钦佩,

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1370-1373.

摘要（292）

随着经济发展，各大城市商业综合体数量不断增加。由于商业综合体建筑面积较大，内部结构复杂，一旦发生火灾，多数人员不熟悉安全出口路径，不利于疏散逃生。为了研究火灾发生时人员的疏散心理与行为，利用Blender和Unity 3D构建大型商业综合体VR火灾场景，结合监测试验对象的心率变化、逃生时间以及是否正确逃生3个维度，利用机器学习对试验数据进行K-means聚类分析。该研究旨在对人员疏散逃生心理与行为进行分类分析，为增强人员的疏散安全意识，完善消防疏散能力安全教育提供一定帮助。

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6. 森林消防装备产品质量认证及监督管理制度的研究

张晓颖, 蒋桦, 胡群明, 夏建军,

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1453-1456.

摘要（243）

中共中央办公厅、国务院办公厅联合发文指出，要从国家层面建立森林草原防灭火装备型谱和认证制度。从影响制度体系建设的关键要素入手，深入分析森林消防装备产品制造业、标准化、合格评定及质量监管现状，研究及分析制度体系结构，并最终提出符合我国现阶段状况的制度体系建设思路，为国家相关行业部门建立质量认证及监督管理制度提供借鉴。

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7. 八氟环丁烷与典型灭火气体的协同灭火性能研究

李树凯, 常振翔, 谭朝阳

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1434-1438.

摘要（222）

通过燃烧杯试验测得八氟环丁烷与N2、HFC-125、HFC-227ea混合物的火焰高度、火焰温度及火焰形态等数据，探究了八氟环丁烷与N2、HFC-125、HFC-227ea的协同作用及配比关系。结果发现，八氟环丁烷与N2和HFC-125表现出负协同作用，与HFC-227ea表现出正协同作用。当八氟环丁烷流量与HFC-227ea设置流量比为13:5时，表现出最佳正协同作用，灭火体积分数为7.02%，低于八氟环丁烷和HFC-227ea的最低灭火体积分数。

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8. 50 mm消防水带在建筑火灾中的应用探讨

杨雪, 徐志勇

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1398-1402.

摘要（288）

针对50 mm消防水带在建筑火灾扑救中的应用进行探讨。通过计算、比较、测量等方法，对比了50 mm和65 mm水带的性能参数，研究了50 mm水带在操作人员数量、火场供水、灭火负荷、操作便利、水带损耗和人员安全等方面的优势，同时分析了50 mm水带在阻抗系数、供水强度和垂直铺设方面的弱点。结论指出，消防救援队伍在扑救建筑火灾中，应将50 mm水带作为主要支线水带进行应用和普及，使灭火救援行动更加优化，确保灭火救援安全。

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9. 屏障影响下慢行道隧道防止烟气倒灌策略研究

姜学鹏, 朱盼, 刘家平

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1334-1338.

摘要（273）

因事故隧道火灾烟气蔓延至隧道洞口时，在环境风作用下会倒灌至相邻非事故隧道。通过数值模拟研究不同环境风速下设慢行道交通隧道洞口烟气倒灌特性，探究封闭声屏障设置自然开口协同防烟倒灌最优方案。结果表明：非事故孔洞不采取防烟措施时，火灾烟气倒灌侵入率随着环境风速的增加而增加；慢行道发生火灾时，车行道防止烟气倒灌的防烟风速随着环境风速增加而增加，并呈现线性变化；车行道发生火灾时，慢行道维持正常的运营风速0.5 m/s即可防止烟气倒灌侵入慢行道；在封闭声屏障自然排烟口开口率设置为10%时，连续开口和挡烟垂壁的自然排烟协同方案最佳，火灾烟气对非事故孔洞的侵入率最低。

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10. 基于商铺火灾试验的重庆东站候车厅自然排烟研究

丁丹, 宋扬, 耿伟超, 杨龙龙,

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1374-1379.

摘要（245）

为研究实体火灾试验条件下候车厅烟控系统设计的合理性，本文首先进行了商铺火灾试验，814 s时商铺发生轰燃，993 s时最大热释放速率为12.9 MW，然后将试验数据输入FDS，模拟了4种不同开窗模式下的候车厅排烟，对比分析了候车厅烟气蔓延规律、温度、能见度和补风风速变化情况。结果表明：排烟窗开启后，烟气层和能见度界面分别提高了10 m和8 m，自然排烟效果显著。4种开窗模式下，1 800 s内距夹层地面上方2 m高度处温度均小于60 oC，能见度均大于10 m，且各方向自然补风口风速均小于3 m/s，能保证人员安全疏散。顶窗排烟效率远高于高侧窗，开窗占比4%的高侧窗和开窗占比0.64%的顶窗其烟气层和能见度界面仅相差1 m。本烟控系统设计能够满足不同开窗模式下的人员安全疏散需求，但应优先考虑顶窗排烟，加大顶窗排烟面积。

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11. 基于物联网的防排烟远程监控系统

韩冲

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1418-1422.

摘要（343）

针对城市建筑消防系统存在的火灾安全隐患、信息管理与维护等问题，以CHV32F103芯片为核心，研制了消防风机状态信息采集器与风系统状态信息采集器等消防设备，提出了一种基于物联网的防排烟远程监控系统。系统由远程控制中心和现场监测设备组成，主要用途是对城市建筑消防设施进行远程监控，并对实时采集的各类故障和报警信息进行分析处理。现场监测设备通过NB-IoT等物联网通信网络将火灾报警信号、排烟阀动作状态以及防排烟风机运行状态等信息实时发送至远程控制中心，保证在火灾发生时进行准确判断，实现对防排烟系统的远程监控和管理。

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12. 基于OH-PLIF技术的全氟己酮抑制航空煤油燃烧试验研究

王林森, 车庆丰, 陈国柱, 周全

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1344-1349.

摘要（246）

为研究航空煤油全氟己酮燃烧抑制过程中OH自由基的变化规律，设计带有光学开窗的杯式燃烧器，以OH-PLIF技术为测量手段，利用2种不同波长的“差分法”测量方法克服了航空煤油燃烧场中碳烟、煤油及燃烧裂解大分子化合物对OH自由基荧光信号的干扰问题，获得了12组不同全氟己酮体积分数条件下的OH基分布特征图，对研究全氟己酮的抑制机理具有重要的参考意义，为理论模型的建立提供了基础数据。试验结果表明：对于OH基分布的垂直高度值H，在全氟己酮处于较低体积分数时（＜3.91%），H值缓慢增长，但随着体积分数的持续增加，H值会快速下降，随后逐渐趋于平缓；而对于OH基分布带的厚度值D和OH分布区域的占比S，随着全氟己酮体积分数的增加，两者呈现明显下降趋势。

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13. 基于改进蚁群算法的展览馆火灾疏散路径研究

黄莺, 郑雪琳, 赵鑫

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1362-1369.

摘要（254）

为最大限度避免展览场馆发生火灾时造成的伤亡和损失，本文基于改进蚁群算法对展览类建筑的火灾疏散路径进行研究。首先，利用量化的火灾产物、角度和距离因素共同改进启发函数，建立符合人群疏散过程的信息素更新模型，对传统的蚁群算法进行改进。其次，建立人员动态疏散模型，以疏散时间和距离最短为目标函数，以人员密度、出口宽度等外界因素为约束条件，建立二维平面工作环境，进而上升到三维火灾疏散环境模型。以西安市某展馆为例进行实证研究，在MATLAB中建立30×25×3的三维栅格环境，对参数进行最优组合配置，通过改进后的蚁群算法对不同阶段的火灾场景进行仿真模拟，分析其收敛情况。结果表明：改进后的蚁群算法适用于三维空间的人员疏散工作，算法具有较好的收敛速度和全局搜索能力；将算法用于人员密集、安全隐患较多的大型展览场馆中，可快速找到最佳人员疏散路径，有助于提高展览场馆的人员疏散效率。

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14. MFA微球悬浮液-硅溶胶后整理棉织物阻燃性能和机理分析

周畅, 尤飞, 李丹,

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1428-1433.

摘要（246）

以三聚氰胺（MEL）、甲醛（FM）和5-单磷酸腺苷（AMP）为原料通过缩合反应制备MFA微球，将其浸入海藻酸钠（SA，分散剂）溶液中形成SA-MFA悬浮液。以正硅酸四乙酯（TEOS）为前驱体通过脱水缩聚制备SiO₂溶胶。通过浸渍-烘燥法依次将SA-MFA悬浮液和SiO2溶胶后整理于棉织物。通过扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）分别表征后整理棉织物表面微观形貌和表面官能团，利用热重（TG）分析仪、极限氧指数（LOI）仪、锥形量热计（CC）和SEM分别表征后整理棉织物热解特性、可燃性、对火反应特性和LOI试验后残炭表面微观形貌。结果表明：较之原始棉织物，样品SA-MFA-SiO₂@COT阻燃性能相对最优，其热解残炭率（46.39%）和LOI值（28.0%）分别提高520.18%和55.55%，其热释放速率峰值（PHRR，114.67 kW/m²）和总释放热（THR，5.09 MJ/m²）分别下降31.67%和37.35%。在燃烧过程中，MFA微球和SA受热分解促进棉纤维脱水炭化释放出NH₃、CO₂和H₂O等难燃性气体，吸热冷却和稀释可燃气体浓度；SiO₂凝胶涂层吸热缩聚，发挥物理屏障和结构支撑效应，阻挡热量、氧气和气态产物传递；成分间具有明显协同阻燃效应。

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15. 纳米纤维材料对锂电池热失控传播影响研究

张青松, 杨铠宾, 赵洋,

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1322-1327.

摘要（285）

锂电池在运输以及使用过程中的磕碰、外短路等原因造成的热失控极易诱发周边电池升温，导致热失控蔓延。为控制锂电池热失控传播，本文使用纳米纤维材料对热量传播进行抑制，以瓦楞纸、陶瓷纤维和玻璃纤维作为间隔材料展开锂电池热失控试验，从隔热性和耐火性两方面对隔热材料进行评估。结果表明：虽然纳米纤维材料的保温性能会促使首节电池更快进入热失控状态，但由于其良好的隔热性能，锂电池热失控的传播可以被有效抑制。对首节电池燃爆过程中隔热材料的热流密度进行测算，发现陶瓷纤维纸的热通量峰值更低，纳米纤维材料的隔热性能要优于瓦楞纸。同时对3种材料耐火性进行试验,判定电池燃爆时材料的可靠性，发现瓦楞纸极易燃烧，而纳米纤维材料具有良好的热稳定性。结果证明了纳米材料作为锂电池运输间隔材料的可行性。

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16. SiO₂气凝胶隔热材料制备及隔热耐火性能研究

刘洋, 王玲娟

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1439-1443.

摘要（313）

以正硅酸乙酯为硅源，十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，采用酸碱两步法制备出了不同表面活性剂CTAB用量的SiO₂气凝胶，研究了表面活性剂对气凝胶的微观形貌、晶格结构、隔热性能和耐火性能的影响。研究结果表明：酸碱两步法制备出的SiO₂气凝胶是典型的无定型二氧化硅；气凝胶由纳米颗粒相互堆积而成，颗粒尺寸在30~80 nm之间；CTAB的添加减小了SiO₂气凝胶的粒子尺寸，骨架发生缩聚，气凝胶的抗压强度得到提高；CTAB含量为0.1 mol的SiO2气凝胶的抗压强度达到了1.216 MPa的最大值。在800 ℃时，CTAB含量为0.1 mol的SiO₂气凝胶的最大残炭量为81.4%，导热系数最低为0.019 W/（m·K），保温性能最佳。CTAB含量为0.1 mol的SiO₂气凝胶的垂直燃烧时间最短为8.1 s，LOI值最大为34.8%，垂直燃烧等级达到V1级，气凝胶在燃烧过程中的燃烧速度减弱，阻燃性能得到明显改善。

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17. 基于GDACO算法的引导疏散路径规划研究

王馨, 张林鍹, 董芳芳

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1386-1392.

摘要（197）

针对教学建筑内中人员疏散存在盲目、无序、效率低等问题，提出了双层蚁群路径规划算法（GDACO）引导人员疏散的路径规划。对环境栅格进行处理，增添危险栅格，使初始蚁群信息素呈阶梯式分布；提出双层蚁群算法，引导层蚁群通过全局搜索寻找引导路径，疏散层蚁群基于引导范围实现疏散路径寻优；进行路径优化处理，剔除冗余节点，对转折部分进行平滑处理。试验结果分析表明，所提GDACO算法能够减少路径转折点，规避风险路径，满足教学建筑内的引导疏散需求，规划路径符合实际疏散情况。

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18. 公路隧道内不同横向位置的双火源火焰合并概率试验研究

彭伟, 谢奇, 刘贤浩, 臧雪

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1350-1355.

摘要（273）

为探究自然通风隧道内双火源的火焰合并概率，利用1:10小尺寸隧道模型开展了一系列试验。重点分析了火源的横向位置和火源间距对火焰合并概率的影响。结果表明：不同隧道横向位置的双火源火焰合并都存在持续合并阶段、间歇合并阶段和不合并阶段。在持续合并阶段内，火焰合并概率始终等于1，在间歇合并阶段内，火焰合并概率随着火源间距的增大而快速减小；在不合并阶段内，火焰合并概率始终为0；贴壁位置处的双火源火焰合并概率下降至0所需要的火源间距更大。在无量纲火源间距大于等于0.27且小于等于0.8区间内：当无量纲火源横向位置小于等于0.06时，火焰合并概率比值随着无量纲火源横向位置的增大而线性减小；当无量纲火源横向位置大于0.06时，火焰合并概率比值不再随无量纲火源横向位置的增大而发生明显变化。

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19. 液氮对磷酸铁锂储能电池热失控的抑制效果研究

王志, 殷波, 于永, 周伟, 史波波

消防科学与技术 2023, 42 (10): 1315-1321.

摘要（509）

为了研究液氮对磷酸铁锂储能电池热失控的抑制效果，搭建了一个抑制热失控的试验平台，通过分析不同液氮喷射时机及喷射量，研究液氮对热失控的抑制效果。此外，在进行液氮抑制热失控试验之前开展了相关空白试验，确定试验所用电池的热失控特性。结果表明：液氮对热失控具有良好的抑制效果。在安全阀打开前喷射1.2 kg液氮，能有效防止热失控，然而，在热失控初期注入1.2 kg液氮只能暂时降低温度，无法抑制热失控，但将液氮量增加到6.7 kg能成功抑制热失控，在热失控剧烈时期，喷射7.2 kg液氮能有效抑制热失控；液氮对锂离子电池热失控的冷却抑制效果随着液氮量的增加而提高，喷射8 kg液氮对锂离子电池热失控的降温效果约是喷射6.2 kg液氮的5.8倍，冷却率约是喷射6.2 kg液氮的4.95倍。但液氮的有效利用率并没有随着液氮喷射量的增大而增大。

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20. 消防安全信用监管的探索与实践

廖奇

消防科学与技术 2023, 42 (12): 1607-1610.

摘要（411）

针对当前消防安全信用监管工作存在的实施程序不明、联合惩戒力度不强、个人信用监管体系不完善、信息归集公示不规范等问题，从法规制度、界定标准、实施细则、激励措施、服务能力等方面，对存在问题的深层次原因进行了分析，从树牢信用监管理念、完善制度设计、优化监管平台、规范全过程监管、提升服务能力、强化结果运用、推进监管社会化等方面，提出加强和改进消防安全信用监管工作的建议，对推动消防安全主体责任落实具有重要的现实意义。

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