落实消防安全主体责任 避免出现管理断层——访应急管理部上海消防研究所第五研究室副主任杨君涛

2022年11月是第31个“119”消防宣传月,每年此时节全国各地都会展开冬季防火工作,并积极做好消防安全宣传。为了分享消防领域新研究新理论、消防管理的先进经验,本刊近日采访了应急管理部上海消防研究所第五研究室副主任杨君涛。

消防车驾乘室顶部强度试验研究

随着消防技术的进步和消防车的个性化要求,车辆研发者针对不同险情设计出不同用途的消防车。消防车的工作环境较为危险,其驾驶室与独立乘员室的安全性受到额外关注。依照GB7956.1—2014《消防车通用技术条件》的要求,消防车的定型试验应依照GB 26512—2021《商用车驾驶室乘员保护》的试验要求,进行驾驶室及独立乘员室的顶部强度试验。据此,根据顶部强度试验要求和实际操作流程,指出并试图解决试验中出现的若干问题。

举高消防车臂架用BS700高强钢高温力学性能试验研究

高强钢BS700是70 m以上举高消防车臂架常用的结构钢,其高温力学性能决定了臂架近火服役时的结构安全。通过稳态拉伸法和恒温恒载单轴拉伸试验法对BS700钢在20~1000℃的高温力学性能进行测试,得到了不同温度下的力学性能参数及应力-应变关系曲线,并对其在300~500℃下的蠕变性能进行考察。结果表明:随着温度的升高,BS700钢的屈服强度和极限强度均逐渐降低,在500℃时近乎衰减了50%,600℃时只有室温下的30%,而当温度超过800℃时已不足10%;在400℃以内时,温度对BS700钢的断后伸长率影响不大,此后随着温度进一步升高,断后伸长率急剧增加。当温度为300~400℃、应力为380MPa时,BS700的最大蠕变应变不超过0.4%;而在500℃、相同应力条件下,最大蠕变应变达到10%。基于测定的试验数据,通过多项式拟合建立数学模型,描述了BS700高强钢高温力学性能参数随温度的变化规律,为设计70m以上举高消防车臂架的安全结构强度提供理论依据。

过滤式消防自救呼吸器的改进对性能影响研究

针对过滤式消防自救呼吸器在长时间贮存和穿戴时分别存在的易变形和不舒适的问题,提出了一种半面罩改进、进气口改进和密封形式改进的优化方法,用以提高可贮存性、人体穿戴体验和避免对消防救援过程产生负面影响。探讨了目前呼吸器的包装、进气口设计、半面罩材料存在的缺陷,依此提出了消防呼吸器设计的具体改进方案,并通过漏气系数、吸气阻力、呼气阻力和一氧化碳防护性能试验对改进方案进行可行性验证。经试验证明,改进后产品相较于原有产品性能变化显著:其中呼吸区漏气系数降低超过80%,吸气阻力降低超过30%,呼气阻力降低超过60%,一氧化碳透过质量浓度降低45%。经优化的包装形式和采用新型的半面罩可有效解决现有存储和穿戴不适问题,更加契合面部形态、缩短穿戴时间,同时增加使用的安全性。

中外突发公共卫生事件应急体系对比研究与启示

新冠疫情累计影响全球200多个国家和地区,对国家公共卫生应急体系的挑战和冲击前所未有。针对目前国内外突发公共卫生事件应急体系现状,从组织架构、管理运作、法规制度、资源保障等方面开展对比研究,分析我国应对突发公共卫生事件工作现状,并结合我国消防救援队伍改革及作用发挥提出相关对策建议,为提高我国应对重大突发公共卫生事件能力、建立和完善具有中国特色的突发公共卫生事件应急体系提供参考。

高温环境下消防员热生理模型构建优化及预测研究

为研究消防救援人员在高温环境下训练及救援作业时的热生理响应,本文基于人体温度调节机制,对二节点模型中人体表面积、服装性能、人体与环境的对流换热系数进行修正,并控制最大血流速度,选定皮肤、核心调定温度构建适用于消防救援作业的热生理模型。通过与文献中的人体热生理试验数据进行对比,验证改进的热生理模型的预测精度,并利用已验证的模型预测消防员高温环境(40℃和60℃)下作业时的核心温度和安全持续作业时间。结果表明:在4个不同试验工况下,核心温度和皮肤温度模拟值与试验值的最大误差分别小于1.24℃和1.57℃,构建的热生理模型有较高可靠性;通过预测消防员在2个高温工况(40℃,相对湿度50%;60℃,相对湿度50%)下的核心温度变化,发现40℃和60℃下救援人员安全持续作业最长时间分别为12 min和6 min。

消防员多模体征传感器信息融合技术研究

为保障消防员职业安全与健康、提升消防员身体素质和训练效果,开展消防员多体征传感器信息融合技术研究。针对生命体征监测设备易受消防实战训练中的恶劣环境、消防员的大幅度作业运动影响和消防员个人防护装备的干扰,造成采集数据的精度降低,导致采集数据无效或缺失的问题,本文采取多模传感器交叉采集消防员体征指标的设计,利用多模传感器从不同位置对消防员的心电波和脉搏波进行监测,并对采集信号进行小波阈值收缩法和快速滑动均值滤波去噪处理,然后基于数据的离散型和连续型分别开展特征识别和融合。经融合后,在功率自行车、大雨环境、消防员滚轮胎和拖拽假人训练等场景中开展测试,表明多模生命体征监测单元的监测精度和容错能力大幅提升。

消防服装材料的演变及其应用研究

消防救援队伍是党和人民的“安全卫士”。作为应急救援主力军和国家队,消防救援队伍承担着防范化解重大安全风险、应对处置各类灾害事故的重要职责。消防防护服是保护活跃在消防第一线的消防救援人员人身安全的重要装备品之一。本文对消防服装材料的历史变迁、功能特性等进行介绍,并对消防服装材料的发展趋势进行研究分析。

过滤式消防自救呼吸器国内外标准比较研究

呼吸器的性能与使用者的生命安全直接相关,相关国家标准的制定及修订至关重要。就过滤式消防自救呼吸器的技术要求及试验方法,对比分析了现行国家标准GB 21976.1-2008和欧洲、美国及国际标准化组织相关标准的异同。研究结果表明,与欧美标准,特别是最新的ISO标准相比,国内标准在主要的技术要求及试验方法等方面均存在一定的差异,特别是针对过滤装置对有毒气体的防护性能和试验方法,及呼吸器的佩戴适用性试验,现有国标的相关要求不利于考察呼吸器在实际使用条件下的综合防护性能,建议参考国外标准,修订GB 21976.1-2008,保障使用人员安全,规范相关产品生产。

消防救援队伍参与重大突发公共卫生事件处置研究——以新冠疫情防控为例

新冠疫情是新中国成立以来在我国发生的传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的一次重大突发公共卫生事件。在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,我国取得疫情防控重大决定性胜利。然而,疫情尚未远去,除新冠病毒外,甲流、猴痘病毒等集群病例时有出现,面对当前疫情形势,不断提升应对突发公共卫生事件的能力尤为重要。本文以消防救援队伍参与新冠疫情处置经验为基础,结合疫情处置任务特点,分析消防救援队伍参与疫情处置的职责定位优势、组织优势和经验优势,并指出不足之处和改进对策,为进一步完善我国突发公共卫生事件应急处置提供建议。

电动汽车补气式涡旋压缩机考虑内漏和传热的热力学研究

针对采用简化的等熵过程来计算压缩机的热力学工作过程与实际工作过程有差别的问题,提出了一种加入内漏和传热过程的一维模型,在低温工况下用短型线补气式涡旋压缩机进行验证。对比压缩机在不同转速下(5 000,6 000 r/min)的功率、制热COP、制热量及排气温度的仿真结果与试验结果,其间最大误差均在8%以内;对比在吸气、排气压力分别为0.16,0.90 MPa时,采用等熵模型和本文提出的仿真模型计算压缩机的工作过程的结果,发现考虑内漏和传热后,制热量和排气温度的计算值与试验值之间的差距从20%最低下降到4%;采用本文仿真模型的计算结果能更准确地反映压缩机的实际工作过程。研究结果可为补气式涡旋压缩机的设计和应用提供参考。

多功能强臂破拆消防车应用技术研究

多功能强臂破拆消防车具备高喷灭火、破拆、起吊、举升等多种功能,在灭火救援实战发挥着重要的作用。多功能强臂破拆消防车主要适用于大型仓库、地下空间、闷顶火灾、油罐火灾、大跨度厂房等灭火救援现场,它的工作环境非常恶劣,与常规工程机械相比载荷更为复杂。结合具体案例,分析了多功能强臂破拆消防车目前的应用现状,对多功能强臂破拆消防车的应用技术进行研究,还对多功能强臂破拆消防车臂架进行动力学分析,为臂架结构的设计、优化提供参考。

新时期消防员体能训练损伤现状调研与对策建议

改革转隶后,消防救援队伍救援职能的拓展和职业周期的延长对消防员的体能提出了更高的要求。本研究对我国不同地区的消防员体能训练现状开展调研,结果显示:消防救援队伍训练损伤率较高,主要表现为关节损伤和肌肉韧带拉伤,且损伤部位主要集中在膝、腰、踝、肩、腕5个部位;造成损伤的主要原因包括动作不标准、对损伤预防认识不足、拉伸放松不到位、准备活动不充分、过度疲劳尚未恢复等。针对调研结果,本研究从职业需求、训练科目、科学训练原则和运动防护装备等方面提出了消防员训练损伤的防护方法。

润滑剂改性干水灭火材料的流动性能研究

干水作为一种粉体灭火材料,良好的流动性能对其发挥灭火作用以及未来规模化工业生产、储放均具有重要意义。选取滑石粉、硬脂酸镁和山嵛酸甘油酯3种不同润滑剂对干水进行改性,通过休止角、流出速度、微观结构和粒径分布等性能测试,研究了不同润滑剂及含量对干水灭火材料流动性能的影响。研究结果表明,1%山嵛酸甘油酯改性后的干水流动性最佳,平均休止角为28.889°,平均质量流速为11.90 g/s,较纯水干水提升24%。

应急消防救援装备管理系统设计

建立基于图文交互技术的应急消防救援装备管理系统,提高应急装备的信息化管理水平。根据系统的整体建设目标提出了功能架构;通过文本生成方法,自动为可视化图表添加文字描述,增强用户对数据的理解;在文本中嵌入迷你图,链接文本和可视化图表两种表现形式,实现交互式数据分析报告,从而帮助用户进行数据的可视化探索。以某消防装备统计为例,对基于图文交互技术的应急消防救援装备管理系统进行交互式报告应用验证,结果表明文本和可视化相结合能互相丰富,增强用户理解数据的能力。

面向消防应急救援的压力容器标准规范研究

从消防应急救援标准体系和移动压力容器标准体系两方面总结我国移动容器尤其是危险化学品槽罐车的相关标准。从材料和堵漏、紧急切断、应力集中部位、结构优化等方面分析了两类标准中不相容的内容。建议全国锅炉压力容器标准化技术委员会充分吸收消防从业人员实际事故处置的经验,吸收消防从业人员、消防应急救援科研人员和具有危险化学品槽罐车事故实际处置经验的消防人员作为委员,并将移动压力容器事故的消防应急处置技术、方法和结构部件等内容增补到相关规范和标准中。

基于DEMATEL-AISM的建筑施工安全风险因素研究

为有效控制建筑施工过程中的安全风险,基于文献分析法和专家调查法分析确定16个建筑施工安全风险因素并构建建筑施工安全风险因素指标体系,运用决策试验和评价实验室—对抗解释结构法(DEMATEL-AISM),分析某房建工程案例中施工安全风险因素的影响层次,研究安全风险因素之间的影响关系和因果属性。结果表明:建筑施工安全风险因素可划分为7个基本层级和3个致因层级;分析确定9个原因因素和7个结果因素,其中的现场违章指挥、安全防护设备设施不完善、隐患整改不到位等11个因素是影响现场施工安全的重要因素;从杜绝根源风险、切断风险链传播、监控直接风险3个维度,建立建筑施工安全风险防控技术框架,为房屋建筑工程现场安全管理提供参考。

隧道氢能源汽车泄漏非均匀混合爆炸特性研究

为解决隧道内氢气泄漏非均匀混合爆炸特性研究不足的问题,利用Fluent数值仿真模拟软件建立长、宽、高分别为60、6.46和5.5 m的隧道模型,研究75和100 s点火时以及车顶和车后2个点火位置条件下氢气非均匀混合爆炸特性。结果表明:隧道场景下氢气泄漏体积分数场呈非均匀分布,发生爆炸后压力波与隧道壁面发生反射并向隧道两端出口传播,过程中压力波强度不断减弱;不同点火位置形成的爆炸冲击波传播特征明显不同,爆炸发生位置比氢气体积分数更能够影响爆炸超压;相同时间车后点火的超压普遍大于车顶点火工况的超压,车后2 m位置处的压力峰值能达到100 kPa左右;车后点火位置2 m内会对人体造成严重损伤甚至死亡,车后点火位置4 m范围以内的人员也会受到不同程度的伤害。

一种便携式、通用化排烟消防车风量风压测试装置的研究与实现

消防车消防性能的验收、年检越来越受到相关部门的重视。风量、风压是排烟消防车关键技术参数,但由于标准测试方法成本高、难度大,在消防车验收、年检场合难以使用。本文参照GB/T10178-2006《工业通风机现场性能试验》,研制了一套便携式、通用化的测试装置,采用“固定架+旋转轴”的方案,能够快速测量风量、风压并输出性能变化曲线,通过实际应用和比对验证,证明装置工作可靠、精度理想。

SK扰流器液氮泡沫发生装置混合换热性能研究

为提高液氮泡沫发生装置混合发泡性能、缓解冰堵,探究SK扰流器混合换热特性,开展数值模拟并进行实验验证。通过锥形、SK扰流器对不同液氮流速、间距、形状参数的数值仿真对比分析出口氮气体积分数、变异系数以及沿程温度,并通过因子效应极差分析对比长径比、单元数、间距对混合均匀性的影响效应。研究结果表明:SK扰流器相比于锥形扰流器,通过引入旋流破坏流动分层,变异系数下降83%,气液混合和换热性能大幅提高。此外,随着液氮流量增大,管内局部低于冰点容易形成冰堵,建议最大流量比位于1∶33~1∶50之间。随着液氮射流与扰流器间距增大,液氮汽化率下降,出口氮气体积分数和速度相应降低,10 mm间距效果更优。在300 mm扰流器长度下,随着扰流器长径比减小,混合均匀性先提高后下降,压力损失逐渐增大;综合考虑压力损失和混合均匀度,最优长径比约为0.75;长径比因子对变异系数影响较大。研究结果可为液氮泡沫发生装置设计提供指导,提高泡沫发泡性能。