消防科学与技术

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中国消防工程高等教育发展综述（1949-2024）

姚浩伟, 张单

2026 (2): 1-12.

摘要 ( 132 )

随着我国城市化进程的加速、工业规模的不断扩大以及人民生活水平的日益提高，对消防安全的重视和要求日益增长，促使消防工程高等教育逐步兴起并得到了显著的发展和变化。本文系统地回顾了我国消防工程高等教育的起源和演变，将我国消防工程高等教育的发展划分为早期探索与基础奠定阶段、起步与开创阶段、初步发展阶段、快速发展阶段以及深化改革与全面提升阶段5个阶段；分析梳理了当前各高校消防工程专业建设情况，我国新设立消防工程专业的高校数量逐年增加；探讨了相关学科建设情况，主要依托安全科学与工程一级学科，已具备完整的人才培养体系；从Web of Science核心库、北大中文核心库中采集了各院校发表的消防领域学术论文（2003-2024年），对学术论文整体产出特征、科研合作状况以及研究主题进行了分析。本次分析旨在为消防工程领域的教育工作者、研究者以及相关从业者提供全面系统的参考资料，促进我国消防工程高等教育的持续进步与完善。

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变宽度玻璃底板上持续泄漏乙醇流淌火蔓延规律研究

夏美清, 叶成豪, 李佳兴, 张培红

2026 (2): 13-18.

摘要 ( 70 )

液体燃料泄漏扩散底面越宽，流淌火沿多个方向流动的过程越持久，加剧了流淌火的危险性。为探讨下垫面宽度对流淌火扩散燃烧面积、燃烧速率等燃烧特性的影响，设定30、50、70、90、110 L/min共5种泄漏流量，通过改变矩形流淌槽玻璃底板的宽度（0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 m），进行了一系列持续泄漏乙醇流淌火试验研究。结果表明，当泄漏流量相同时，随着宽度增加，稳定燃烧面积和最大燃烧面积增大，且在较大流量时，这种增大趋势更明显；燃料层的热损失随着底板宽度的增大而增大，导致燃烧速率降低；通过对比燃烧速率无量纲模型，发现乙醇流淌火在玻璃底板上的燃烧速率大于钢板底板上的燃烧速率。

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环境压力和温度对阴燃烟气生成及探测报警的影响

陆锐, 黄鑫, 战致铭

2026 (2): 19-24.

摘要 ( 96 )

为了研究不同环境压力和环境温度对阴燃烟气特性及探测器报警时间的影响，在40～101 kPa和0～40 ℃环境下开展了瓦楞纸板的阴燃试验，测量了不同环境条件下阴燃过程中的燃料质量变化、烟气形态、烟气温度、减光系数、烟气速度以及3种不同种类的烟雾报警器的探测报警时间。结果表明，环境压力的降低会导致阴燃过程中燃料的质量损失速率降低，并降低纸板完全燃烧后的峰值烟气体积分数，造成低压条件下烟气报警时间延后，甚至不报警；由于空气阻力和空气密度降低，低压条件下的烟气会具有更高的温度和更快的蔓延速度。环境温度的降低也会减小阴燃过程中的燃料质量损失速率，并降低烟气温度和烟气蔓延速度，导致低温条件下烟气报警时间小幅度延后，但是几乎不改变完全燃烧后的峰值烟气体积分数。

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不同电气故障模式下智能电能表数据的研究分析

王玉领, 央金拉姆, 杜瑞, 李树超, 曹芮晗

2026 (2): 25-30.

摘要 ( 85 )

为准确分析电气火灾的发生发展过程，深入调查火灾原因，设计并搭建了故障模拟试验平台，通过模拟6种电气故障模式，分析线路发生故障时智能电能表采集的负荷数据和事件记录的变化情况，研究电气参数变化与不同电气故障之间的相关规律。结果表明：通过提取分析智能电能表采集的负荷数据和事件记录，能够推断出火灾现场电气设备的使用情况、电气故障发生的时间轴、故障类型等，结合调查询问、现场痕迹、技术鉴定及模拟试验，可溯源电气火灾发生发展的完整过程，为电气火灾的原因调查提供有力的数据支撑。

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磷酸铁锂电池储能舱多层级热失控气体探测研究

宋浩宇, 张明杰, 陈浩, 杨凯

2026 (2): 31-38.

摘要 ( 65 )

磷酸铁锂电池在滥用条件下会发生热失控，产生大量易燃有毒气体，易引发火灾甚至爆炸事故，成为制约磷酸铁锂电池储能进一步发展的难题。鉴于此，本文搭建了与真实储能舱一致的试验平台，以磷酸铁锂电池为研究对象，开展了电池单体、模组与电池簇级热失控气体微泄漏试验，采用光谱成像装置、可燃气体探测器与可见光摄像机进行全程气体监测。试验结果表明：气体探测器的位置对预警时间影响较大，更靠近试验位置的探测器最先响应，出现峰值的时间最早，峰值最大；不同位置的探测器中H2响应速度快于CH4与CO，可将H2作为一级预警；在不同层级气体微泄漏试验中，由于光谱成像装置可直接对泄漏位置进行检测，因此CH4与CO光谱成像预警时间均早于H2、CH4与CO气体探测器；CH4光谱成像预警时间早于CO成像，这是因为试验初期电池产生电解液蒸气的时间早于释放CH4与CO的时间，CH4成像对挥发性有机化合物（VOC）更敏感；光谱成像检测早于电池热失控的时间受障碍物的影响较大，可与其他检测手段结合开展早期预警及故障点定位。

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锂离子电池衰减机理及老化前后热失控行为研究进展

杨明, 黄旭, 陆晖, 薛峰, 程旭东, 付阳阳

2026 (2): 39-48.

摘要 ( 65 )

锂离子电池使用过程中，循环次数和使用时间增加会导致其不同程度的老化。老化后锂离子电池在机械、电和热滥用下更易发生自产热和热失控，热稳定性和安全性均降低。因此，为保证锂离子电池使用过程中的安全性，亟须开展衰减机理探究和老化前后热失控行为差异性分析。本文回顾了近年来锂离子电池衰减机理以及热失控的相关研究，首先系统介绍了循环老化和日历老化两类途径下锂离子电池在高低温、过充以及高充放电倍率等滥用条件下的容量衰减规律和老化机理，然后对锂离子电池的热失控机制进行综合分析，包括其热失控过程行为与各阶段的主要化学反应。同时着重对比了国内外学者对不同老化途径下锂离子电池老化前后热失控行为的研究成果，探究了导致锂离子电池热失控行为差异的本质原因，并分析了目前研究存在的不足，最后展望了未来的研究重点。

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甲烷射流火焰撞击圆管形态特征试验研究

张少刚, 樊永强, 李成琴, 丛北华

2026 (2): 49-54.

摘要 ( 53 )

进行了一系列管道作用下甲烷射流火试验，研究管道对射流火焰的影响规律。试验过程中记录了射流火焰燃烧过程，并对火焰可视化图像进行了处理。研究表明：竖直射流火焰总高度随着喷嘴-管道间距的增大而增大，随管道直径的增大而减小，而射流火焰水平延展宽度呈现相反的变化趋势。基于射流火焰长度经典模型，建立了水平管道影响下竖直射流火焰高度预测模型，并利用前人数据验证了其可靠性。

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丙酮蒸气温度对爆炸极限的影响研究

纪鹏飞

2026 (2): 55-58.

摘要 ( 51 )

丙酮作为一种常见的有机溶剂被广泛使用，而温度是影响其爆炸极限的关键。本文基于理论分析，确定了温度对爆炸极限的影响，提出温度影响丙酮爆炸极限的定量计算方法，该算法揭示了不同温度下丙酮爆炸上、下限之差的对数比与温度倒数之差呈线性关系，比例系数约为-101.21。通过20 L球形爆炸装置对该算法开展试验验证，结果表明：随着丙酮蒸气的温度从25 ℃上升至115 ℃，丙酮爆炸下限下降比约为3.0%，而爆炸上限上升比约为6.0%，温度对爆炸上限的影响高于下限；爆炸极限之差从10.62%上升至11.50%，增大比约为8.3%。试验结果验证了本文提出的算法。

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压入式通风下维持在建施工隧道火灾烟气分层的亚临界风速

于俊浩, 周尧, 庄兆意, 赵胜中

2026 (2): 59-66.

摘要 ( 40 )

在建施工隧道发生火灾时，利用压入式通风系统可以保持火源下游烟气分层的稳定，以保证人员安全疏散。本文运用数值模拟方法研究了压入式通风条件下在建施工隧道火灾烟气分层特性，提出了亚临界风速的概念，并对火源下游的烟气层高度、热分层强度及Fr数进行了分析。亚临界风速可以在控制火源上游烟气逆流的同时，使火源下游的烟气分层处于可接受范围内，该风速也可看作是火源下游烟气层由相对稳定向不稳定转变的临界风速。当通风速度小于亚临界风速时，烟气层高度和热分层强度沿隧道纵向变化的斜率随通风速度的增加而减小，烟气层保持相对稳定；当通风速度大于亚临界风速时，烟气层高度和热分层强度迅速减小，烟气层被破坏。采用温度比（ΔTcf/ΔTaver）和Fr数表征烟气分层时，较小通风速度下ΔTcf/ΔTaver对Fr数不敏感。

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焊接飞溅物引燃聚氨酯保温材料特性研究

申晓毓, 张树川, 赵宗玉

2026 (2): 67-72.

摘要 ( 46 )

为探究电焊熔珠引燃聚氨酯板（PUR）的能力，基于电焊熔珠制备试验平台及高速摄像仪对熔珠从产生至掉落的全过程进行记录，并分析电焊熔珠直径、动能、焊接距离对其引燃能力的影响，建立PUR引燃概率模型。结果表明：引燃熔珠粒径多数集中于1~3 mm，不燃熔珠的粒径主要分布在0~2 mm；0.12×10-4 J为熔珠临界动能值；固定焊接距离时，增大电流可增强引燃能力；电流恒定时，增大距离可降低引燃能力。分析以上因素，并使用Logistic回归模型建立了PUR引燃概率模型，验证表明该模型预测准确率较高，可初步预测电焊熔珠引燃PUR保温材料的概率。

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水喷雾对纵向通风隧道火灾及烟气的抑制作用

刘媛鋆, 龚成, 唐智, 高文杰, 方正

2026 (2): 73-78.

摘要 ( 53 )

采用缩尺寸隧道火灾试验的方法，研究水喷雾对纵向通风隧道火灾及烟气的抑制作用，试验因素包括火源热释放速率、喷水流量和通风风速。结果表明：全尺寸隧道中火源正上方喷水流量2.8 L/s和5.8 L/s的水喷雾无法扑灭3.6 MW规模的火灾，但能将所需临界风速分别降低50.0%和66.7%。笔者通过分析顶棚烟气最高温升发现，水喷雾能够明显增强纵向风对烟气的冷却效果，且冷却效果与喷水流量大致呈线性关系。

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全淹没气体灭火防护区内灭火剂泄漏与质量补偿研究

侯振山, 金凯强, 张清山, 孙金华

2026 (2): 79-85.

摘要 ( 54 )

全淹没气体灭火防护区的气密性逐年劣化，导致灭火剂浸渍时间衰减，会显著降低灭火系统的可靠性。因此，对灭火剂的原设计用量提供质量补偿十分必要。在前人研究的基础上，本文通过设置分布更加均匀的漏风面积，并建立简化且可靠的仿真模型，分析了量化气密性条件下防护区内全氟己酮的泄漏模式、浸渍时间和质量损失等，并与ISO浸渍时间预测模型进行了对比。结果表明，各层位上泄漏孔“泄漏灭火剂-混合空气”模式的演化，导致了非单调性的浓度界面发展，而ISO模型的“顶部进风、底部漏风”和“单一漏风形态”等简化假设，使其预测的浓度界面发展呈现单调性；在相同的灭火浓度和保护高度等参数设定下，ISO模型显著高估了浸渍时间。ISO等标准未提供灭火剂质量补偿的计算方法，且其预测模型存在误判浸渍时间的可能性。针对高价值保护对象，采用本文方法可模拟更为复杂的漏风形态，并精确量化满足浸渍要求的灭火剂质量补偿，为服务期长的防护区提供灭火剂用量的设计依据。

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喷嘴结构对惰性气体灭火剂喷射噪声的影响研究

张德华, 李兆宇, 徐儒, 刘连喜

2026 (2): 86-92.

摘要 ( 35 )

作为保护数据中心机房消防安全的惰性气体灭火系统，在火灾发生时，其喷嘴喷放高压惰性气体产生的高强度噪声，会对机房内大量的机械硬盘造成不可逆的损伤。本文研究了现有惰性气体喷嘴在喷放过程中的总体噪声强度（Z加权）及其在不同频率段的噪音强度分布，发现噪声的产生主要与喷嘴喷孔处气体的相对流速及流动状态有关。通过试验验证了为喷嘴加装疏松多孔的外罩可有效降低喷放噪声，且通过优化外罩形状可进一步抑制高频段的喷放噪声。最终实现了喷嘴末端压力在0～3 MPa范围内，全频段噪声分声压级均控制在100 dB以下，具有良好的降噪效果，有效保证了惰性气体灭火系统动作时数据中心机房内存储硬盘的安全性，具备良好的应用前景。

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国内外充气救援艇标准对比研究

邢瑞泽, 姜楠, 李国辉, 任常兴, 田文杰

2026 (2): 93-97.

摘要 ( 51 )

本文聚焦于充气救援艇，对国际海事组织、国际标准化组织、欧盟以及日本等主要国际组织及代表性国家的标准与我国标准进行了比较分析。从国内外充气艇的标准化工作及主要性能指标的检测标准入手，发现我国的充气艇标准大多引用或借鉴了国际海事组织和国际标准化组织标准，并在检测内容上做了相应的调整，使其更贴合中国需求，但缺乏针对救援性能的特定检测指标和方法，这限制了充气艇在水域救援领域的应用和发展。结合水域救援的特点，总结了充气艇在救援过程中的一系列性能需求，并提出了充气艇在快速性、安全抛落性能、自扶正等方面的性能指标及检测方法。

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消防直升机腹舱投水数值模拟及分析

武英达, 安秋泽, 吴际, 黄江, 贺元骅

2026 (2): 98-105.

摘要 ( 55 )

采用基于VOF-DPM方法结合网格自适应加密技术的数值模拟手段，针对H-125直升机在3种空速（5、10、15 m/s）下腹舱投水过程展开研究。消防直升机腹舱投水过程中涉及灭火剂工质雾化的现象，表现为射流液柱产生液膜并破碎形成液带和液滴的过程。研究发现，在灭火剂的横向扩展方面，随着空速的小幅增加，空气相对于液体的速度增大，动量比减小，导致横向扩展的最大宽度增大，并随着纵向高度的下降，连续液相的横向扩展宽度呈现先增大后减小的趋势；在雾化液滴特性中，随着空速的小幅增加，液滴韦伯数（We）增大，液滴破碎更加剧烈。这具体体现为液滴破碎的临界直径逐渐减小，大直径液滴更容易破碎成小直径液滴，导致小直径液滴的相对频率增高。本研究为消防直升机投水作业提供了理论支撑，有助于深入理解投水过程和变化规律，对提高森林火灾的灭火效率具有重要意义。

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基于开放数据的消防救援覆盖效能测算模型

吴非, 罗杰, 黄赞辉, 刘顶立

2026 (2): 106-112.

摘要 ( 54 )

在当前我国消防站数量不足的背景下，提升消防救援的覆盖效能已成为我国公共安全领域的重要需求。然而，如何高效测算消防救援覆盖效能仍是学术界及行业领域面临的难题。使用POI数据表征消防救援需求点，以消防站作为消防救援供应点；通过调用网络地图上开放的实时路况数据来仿真计算消防救援响应时间，然后构建出基于分层次覆盖率加权的消防救援覆盖效能测算模型。通过应用该模型，结合邵阳市建设消防站的需求，收集了30 968个消防救援需求点，并以20个现有消防站和13个拟建消防站作为消防救援供应点，设置了25个评估场景，共获得了1 297 025条有效样本。测算结果显示：拟建消防站投入使用后覆盖效能将提升20.47%，达到40.77分，具体情况如下：≤240 s的覆盖率提升1.80%，达到9.09%；240～840 s内覆盖率提升3.70%，达到27.51%；>1 440 s的覆盖率减少9.11%至47.24%。邵阳市还需进一步加强消防站的建设。构建的模型可为消防站规划建设提供辅助支撑，还可应用于其他城市的消防救援覆盖效能测算。

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无氟泡沫灭火剂在变压器油表面的成膜铺展特性及灭火性能

朱小龙, 郑嫣然, 李国春, 陶瑞卿, 王文婕, 张凯, 许静怡, 曾令峰, 徐超航

2026 (2): 113-121.

摘要 ( 40 )

水成膜泡沫灭火剂可有效扑灭变压器油火灾，但是传统的水成膜泡沫中含有的PFOS具有毒性和致癌性，急需开发环保型泡沫灭火剂，杜绝PFOS的使用。本文通过多种表面活性成分复配试验及表/界面特性分析，发现碳氢阴离子表面活性剂与碳氢非离子表面活性剂之间具有协同效应，碳氢阴离子表面活性剂与有机硅非离子表面活性剂或短碳链氟表面活性剂之间具有互补效应，碳氢阴离表面活性剂与氟碳表面活性剂之间也具有互补效应。铺展试验和灭火试验结果显示，本研究提出的无氟表面活性剂复配体系在铺展性能和灭火性能两方面与最新提出的其他含氟环保型泡沫灭火剂水平相当，且显著优于市面上的商用水成膜泡沫灭火剂。

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碳材料对阻燃硅橡胶泡沫性能的影响

林涛, 商珂, 杨进军, 王俊胜

2026 (2): 122-127.

摘要 ( 51 )

为了研究碳材料对硅橡胶泡沫的阻燃效果，本文采用5种不同种类的碳材料作为阻燃剂，制备了阻燃硅橡胶泡沫复合材料，并对其综合性能进行对比分析。结果表明：碳材料的引入会影响硅橡胶泡沫的微观形貌，导致孔径和孔壁变小，从而改变泡沫的力学性能；在5种碳材料中，可膨胀石墨对硅橡胶泡沫材料力学性能的影响最小；与其他几种碳材料相比，可膨胀石墨和碳纳米管在硅橡胶泡沫中展现出更高的阻燃效率，当其添加量仅为1份时，硅橡胶泡沫的极限氧指数可分别达到28.0%和28.2%，且通过垂直燃烧测试FV-0级；添加可膨胀石墨的硅橡胶泡沫在900 ℃下具有较高的残炭量（58.7%），其最大热分解温度也显著提高，表现出良好的热稳定性；锥形量热测试结果显示，添加可膨胀石墨和碳纳米管的硅橡胶泡沫总热释放量和总烟释放量均明显降低，说明其具有更高的火灾安全性。

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凝胶灭火剂黏附性能评价方法试验研究

柯鑫, 张宪忠, 包志明, 杜秋洋

2026 (2): 128-133.

摘要 ( 42 )

凝胶灭火剂是一种可用于森林火灾扑救的水系灭火剂，黏附性能是保证其在树木上有效黏附、充分发挥高保水优势，进而实现灭火降温、减少水流失的关键因素。但是目前对于凝胶灭火剂的特有性能，尤其是黏附性能的评价方法，尚处于缺失状态。本文提出了两种评价凝胶灭火剂黏附性能的试验方法，并对5种市售凝胶灭火剂黏附性能开展对比测试，验证了方法的有效性和可行性。根据两种评价方法对森林场景的模拟程度，优选了基于木销树的凝胶灭火剂黏附性能评价方法。通过测试掌握了市售凝胶灭火剂的黏附性能水平，为凝胶灭火剂产品性能对比、灭火机理研究和新产品的研发提供了技术支撑。

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城市安全应急准备能力评估指标体系研究及应用

张晓蕾

2026 (2): 134-139.

摘要 ( 67 )

有效提升城市安全应急准备能力，快速应对紧急状况，已成为现代城市管理者必须具备的基本能力和亟待解决的关键问题之一。本文通过研究多部门区域协同响应机制下城市安全应急管理体系，提出了一个城市安全应对能力评价方法,并构建了科学合理的评估指标体系。以某市为研究对象，对其应急准备能力进行了评估分析，发现了该城市安全应急管理中的薄弱环节。研究表明：针对性改进措施能够增强突发事件应对能力和城市救灾能力。研究为城市安全治理提供了新的科学依据，具有一定的实践意义和推广价值，同时，该评估体系可为其他大中型城市应急管理能力建设提供一个新的参考做法。

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消防救援队伍灭火救援初战模式探索

赵洋

2026 (2): 140-144.

摘要 ( 86 )

针对灭火救援风险增高、黄金救援时间缩短、技术要求提升等挑战，以及当前训练与实战脱节、作战编成效能不足等问题，本文以北京消防救援工作为研究对象，提出 “三员五组” 编成模式，构建 “微站先处、小站前突、大站主战” 一体化作战体系，创新 “训战一体” 练兵模式、“多元融合” 指挥模式及 “四位一体” 保障模式。实践表明，改革后半小时内火灾扑灭成功率从 80% 提升至 98%，队伍体技能达标率从 88% 提升至 95%。未来需进一步优化模块化编成、强化区域联动，为应对复杂灾害场景提供更高效的消防救援解决方案。

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