消防科学与技术

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李季梅, 陈宁, 姚晓晖

2025 (1): 1-9.

摘要 ( 13 )

提出九度分析模型，从技术本体、致灾能量、风险受体以及管控能力等方面系统地刻画了锂电池火灾爆炸风险的特征。以手机、电动自行车和电动汽车这3个主要的个人终端应用领域为例，利用该模型得出电动自行车锂电池火灾爆炸风险最高。基于锂电池火灾爆炸成灾过程分析，从技术本体约束、风险致因能量控制、能量释放路径屏蔽及风险受体防护4个方面提出安全防范措施，为锂电池技术的安全发展提供支撑，也为其他新能源技术的风险分析与安全防范提供思路。

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18650型三元锂离子电池过充电行为与产热特性研究

赵启臣, 张青松, 刘文昊

2025 (1): 10-15.

摘要 ( 9 )

高速率过充电会对锂离子电池热安全性造成严重影响。为探究航空器中应用18650型三元锂离子电池在不同充电速率下的过充电行为与产热特性，本文基于过充电测试平台，分析锂离子电池过充电期间的表面温度、电压、特征时间、质量损失以及产热变化，定量评估不同充电速率下电池的产热特性。结果表明：根据特征电压的变化，电池的过充电过程可分为四个阶段，依次为正常充电、镀锂、镀锂与电解液的副反应、电解液分解和内部短路。随着充电速率的增加，电池表面的最高温度升高，温升更严重，电池失效所需时间更短，质量损失呈线性增长，安全性下降。这主要是由于高充电速率导致快速镀锂，进而引发电池内部发生副反应。副反应热是电池过充电期间积累热量的主要来源，并随充电速率升高对产热的贡献率下降。本研究有助于精确预测和评估航空机载电池在极端条件下的性能表现，为优化航空器电池设计和热管理系统提供新的思路。

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集装箱香蕉水燃料火灾特征及影响因素分析

高佳鑫, 巩志敏, 白祖锦, 张婷婷

2025 (1): 16-22.

摘要 ( 8 )

为研究集装箱香蕉水燃料火灾行为特征及影响因素，设计了集装箱门全部敞开、半开、全部封闭三种开口状态，火源位于集装箱浅部、中部、深部、角落四种不同位置，以及三种风向六种风速条件时的集装箱火灾场景。FDS模拟结果表明，开口状态和火源位置对火灾的热释放速率、燃烧速率和外部集装箱的温度影响较大，环境风变化的影响较小。远离火源位置烟气温度的升高和最大值出现时间都有一定的滞后。各工况下火源中心平均温度呈现明显的阶段性特征，纵向整个切面上部区域温度较高，下部温度较低。不同因素对火源中心平均温度演变的影响程度为：火源位置>开口状态>风速风向。研究结果对集装箱火灾的预防以及灭火具有非常重要的指导意义。

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模拟故障电弧作用下高压电缆外护套引燃方法研究

普子恒, 徐詹旗, 郭卫, 蔡静

2025 (1): 23-29.

摘要 ( 5 )

为模拟外护套在故障电弧作用下的引燃过程，探究其引燃特性，提出了一种电极拉弧引燃模拟方法。基于燃弧过程能量平衡等式及试验数据，分析了电极速度与回路电流对燃弧稳定性的影响，确定了不同电流工况与电极速度和电弧功率的对应关系。结果表明，同等回路电流工况下，电极移动速度过快会导致燃弧时间更短，无法引燃外护套，而电极速度过慢会导致燃烧后的碳化物连通两极，电弧过早熄灭，燃烧持续时间短；不同回路电流工况下所对应电极速度存在一定范围，其速度上限与下限均与回路电流大小呈正相关；利用所确定回路电流与电极移动速度关系，以35 kV高压电缆本体为例，实现了外护套在电弧作用下的引燃模拟，表明了本文模拟方法能成功引燃高压电缆外护套并使其在电弧作用下持续燃烧。

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产气剂和产气室对全氟己酮灭火装置的影响研究

邹军, 王光英, 谭现忠, 毕渊博

2025 (1): 30-34.

摘要 ( 9 )

为研究不同产气剂用量和产气室容积对产气驱动式全氟己酮灭火装置工作可靠性的影响，参考相关标准规定的技术要求及试验方法，验证灭火剂充装量为0.8 kg灭火装置的喷射时间、喷射过程及状态。研究结果表明：灭火装置安全泄放装置动作、喷射效果不佳或无法喷射主要是由产气剂的用量与产气室容积不匹配导致的；在计算灭火装置内部压力时要留有充足的安全冗余，以防止灭火装置无法正常喷射；要考虑产气剂的发热量，使得启动灭火装置后其内部压力的理论计算值与实际压力值更接近。因此，根据灭火剂的充装量调整产气剂的用量和产气室容积，可以提高灭火装置的可靠性，增强灭火剂的雾化效果，从而实现更优的灭火效果。

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爆炸过程中预混气体流动状态对甲烷爆炸影响分析

张丽, 康青春, 杨克, 纪虹, 方奇明

2025 (1): 35-40.

摘要 ( 5 )

通过自主搭建的可视化水平长直管道甲烷爆炸试验平台，利用在管道尾端安装的可变速小风扇制造与火焰传播方向相同、相反的不同流速的预混气气流，研究变速气流对甲烷/空气混合燃料的爆炸火焰传播特性与爆炸超压特性等的影响。结果表明：变速气流对甲烷爆炸燃烧具有一定的促进作用。随着气流速度的增加，促进甲烷爆炸燃烧的效果逐渐增加。但是随着气流速度的逐步增加，对于单相对流气体，甲烷爆炸的促进效果呈现先上升后下降的趋势；对于单相同流气体，随着气流强度的提高，一直表现出对甲烷爆炸的促进。同时，火焰在接近尾端风扇时发生振荡现象。

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锂离子电池电解液安全性提升研究进展

王金博, 王学宝, 李孝斌

2025 (1): 41-47.

摘要 ( 10 )

锂离子电池使用的含高挥发性和易燃性有机溶剂电解液引起的火灾问题日益引起人们的重视。电解液的火灾隐患主要与其化学性质密切相关，由于在高温条件下以及过充电和机械损伤时不稳定，极易引发热失控，导致电池燃烧或爆炸。综合分析了电解液的火灾危险性及其对锂离子电池安全性的影响，从热稳定性、阻燃性和抗过充能力3个方面综述了2019年以来在开发更具安全性的电解液材料方面的研究进展，旨在为未来安全性锂离子电池电解液的设计和开发提供科学依据和参考。

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电动自行车燃烧特性及火灾抑制效果试验研究

刘振飞, 何学超, 冯小军

2025 (1): 48-53.

摘要 ( 9 )

为了研究电动自行车的燃烧特性及火灾抑制效果，开展了单辆电动自行车实体火灾试验及模拟车棚内电动自行车火灾灭火试验，研究对比了悬挂式干粉灭火器和简易水喷淋系统对车棚内电动自行车火灾蔓延的抑制效能。结果表明：单辆电动自行车燃烧时产生的最高温度和最大热释放速率分别为646 ℃和1 337 kW，且伴随有射流火现象。在灭火试验中，悬挂式干粉灭火器可暂时抑制明火，动作结束后，火势出现多次复燃，除试验车辆被完全烧毁外，还有3辆车局部严重损毁；简易喷淋系统可快速扑灭车身明火、降低车身温度，且未出现明显复燃的现象。试验过程中，仅试验车辆被烧毁，未引燃相邻的电动自行车。因此，简易喷淋系统可作为电动自行车集中充电场所有效抑制火灾的措施之一。

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薄抹灰层对常见保温材料阻火效果的试验研究

周亮, 魏文月, 王栋, 蒋慧灵

2025 (1): 54-61.

摘要 ( 9 )

摘要：为了研究薄抹灰层对保温材料的阻火效果，选取50 kW/m2的辐射照度模拟大尺寸窗口火的热流通量，开展了锥形量热仪测试，对比分析了聚氨酯泡沫板（PU）、挤塑聚苯乙烯泡沫板（XPS）和石墨挤塑聚苯乙烯泡沫板（GXPS）3种常见保温材料的燃烧性能，及其分别施加3、5、7 mm厚度薄抹灰层后的阻火效果。结果表明，无抹灰层时，3种保温材料的燃烧性能存在明显差异，PU引燃和到达热释放速率峰值（PHRR）的时间最短，PHRR最低；有抹灰层时，虽然未能阻止保温材料被引燃，但测试结果显示各样品的阻火性能显著提升：引燃时间延长，PHRR、烟气释放速率峰值（PSPR）和总产烟量（TSP）降低，火灾性能指数（FPI）上升，火灾增长指数（FGI）下降，且上述阻火效果随抹灰层厚度的增加进一步增强。分析其阻火机理主要源于抹灰层降低了保温层的温升速率，减缓了热解气体逸出速率，并阻隔了材料与氧气接触，从而降低了火灾危险性。

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竖井间距对烟囱效应极限高度的影响研究

刘洪永, 武昕宇, 罗劭翔, 张佳庆

2025 (1): 62-67.

摘要 ( 12 )

为深入研究火灾发生时竖井间距对竖井烟囱效应极限高度的影响规律，通过FDS软件对5 MW下的隧道火灾进行模拟，共设置4种不同的竖井截面尺寸和5种不同的竖井间距，模拟竖井间距对烟囱效应极限高度的影响。结果表明，随着竖井间距的增大，烟囱效应极限高度逐渐减小；此外，随着竖井截面尺寸增加，竖井间距对烟囱效应极限高度的影响显著增大。基于模拟数据得到了竖井烟囱效应极限高度z与竖井间距x和竖井截面边长y的数学模型，并进行模拟验证。该数学模型可以估算相同环境下，60 m≤x≤240 m，0.5 m≤y≤2.5 m时竖井烟囱效应的极限高度。研究结果不仅可以为自然通风竖井设计提供指导，同时也为相关领域自然通风系统排烟口的设计提供重要参考。

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基于模型温度场更新的钢框架结构抗火混合模拟研究

蔡新江, 刘超, 施涵远, 毛小勇

2025 (1): 68-73.

摘要 ( 7 )

为提高抗火混合模拟中数值子结构的精度，结合模型更新技术，进行基于温度场更新的抗火混合模拟研究，建立火灾下两层两跨钢框架模型，识别试验子结构中实测的温度参数，更新数值子结构中与试验子结构受火情况相同部分的单元节点温度，以此提高混合模拟中数值子结构的计算精度。结果表明：该方法可以实现根据试验子结构的数据更新模型温度场并且进行结构抗火分析，计算得到的耐火极限、极限应力状态与整体结构模拟较为吻合，耐火极限时间误差为7%，极限状态应力误差为1％。因此，文中所提方法较为可靠，能够为进一步提高结构抗火混合试验方法的适用性提供参考。

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地铁站火灾全过程动态分级应急响应评价方法

杨礼桢

2025 (1): 74-81.

摘要 ( 9 )

实现对地铁站火灾初期-灾中演化全过程的动态分级应急响应，是科学精准开展火灾应急救援处置的重要基础。本研究基于地铁站固有火灾危险性及火灾动态演化特性，从静态、半动态、动态三个角度构建地铁站火灾全过程分级应急响应指标体系，分别提出不同类别应急响应指标数据的分级量化表征方法；采用层次分析法与复杂网络相结合的方法确定指标综合权重；采用逼近理想解排序法提出地铁站火灾应急响应等级判别方法，构建地铁站火灾分级应急响应评价模型，在此基础上提出地铁站火灾机电设备系统运行及应急组织分级响应策略。研究结果能够为地铁站火灾应急响应处置全过程提供决策支持。

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消防救援队伍站级指挥员岗位胜任力模型构建

王建伟, 夏荣光, 王佩

2025 (1): 82-87.

摘要 ( 13 )

为评价站级指挥员的专业能力素质，在前人研究基础上，通过问卷调查、专家访谈等方法，获取并构建了站级指挥员岗位胜任力要素池。以SZ市消防救援支队为例，利用探索性因子分析法建立站级指挥员岗位胜任力模型，并通过结构方程模型方法验证该模型的有效性。研究结果表明，站级指挥员胜任力模型主要包含知识水平、能力素质、政治素养、个性特征和内驱力5个维度27项胜任力要素，其中内驱力和能力素质对其岗位胜任力影响最大，知识水平和政治素养次之，个性特征影响最小。本文研究成果可为基层消防救援队伍开展站级指挥员培训、考核和选拔提供理论依据和方法指导。

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基于CBTA-CRM的客舱锂电池火灾VR演练平台设计及应用

吴煜, 杨萌, 张青松

2025 (1): 88-96.

摘要 ( 8 )

为提升客舱机组人员的锂电池火灾应急处置能力，解决常规锂电池火灾演练情景单一固定、多人协同不易实现、能力评估主观等问题，利用VR技术，开发了“教学考评”的客舱锂电池应急演练平台，实现了无脚本、全流程、可测评、多人协同的功能。首先，提出机组胜任能力模型，设计平台的演练需求、功能框架及评估维度；其次，采用Untiy3D引擎和3Dmax实现平台场景、人物和任务等的系统开发及火焰烟雾的效果渲染；然后，实现软件系统的模块化开发，并与硬件系统链接，完成网络数据传输系统的集成；最后，以客舱行李架和座椅锂电池火灾事件为例，邀请航司学员分组协作进行全过程演练和验证。结果表明：演练平台能够实现功能设计的锂电池应急演练任务，支持多人协同的无脚本演练，并进行全过程测评，有助于客舱机组人员提高团队配合，提升锂电池火灾应急处置能力。

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履带式消防机器人底盘耐热性能的研究

郭哲锋, 张慧贤, 马利民, 周天悦

2025 (1): 97-102.

摘要 ( 10 )

为了研究包覆气凝胶隔热层的新型履带式消防机器人底盘的耐热性能，本文进行了新型消防机器人底盘耐热性能的有限元分析和试验研究，并与未覆盖气凝胶隔热层的消防机器人底盘进行了耐热性能的试验对比。研究结果表明，新型消防机器人底盘加热30 min后，温升约9.5 ℃，远小于传统消防机器人底盘42 ℃的温升，底盘箱体内部下方的中间位置温度较低，比较适合布置电气元件。本文研究的新型消防机器人底盘表现出较好的耐热性能，提升了消防机器人领域的技术水平。

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基于FARSITE系统的调节因子对火蔓延模拟的影响研究

田代财, 雷佼, 邓玉山, 张林鹤, 安江涛

2025 (1): 103-111.

摘要 ( 13 )

森林火灾中经常出现的飞火和火旋风等极端火行为，能够引燃火线前方的未燃区，造成地表火蔓延加速。本文选取2020年6月7日海南昌江县内平坦地形下的森林火灾作为研究对象，通过改变火点数量和火蔓延速率调节因子，分析FARSITE系统火蔓延模拟结果的精度。结果表明，随着调节因子的增大，预测精度呈先增大后减小的趋势。调节因子为1时，单火源条件下相交面积占实际过火区域的比例为5%；使用4个初始火点并改变火点位置，相交面积占比分别提高了10%和18%。当达到最优调节因子时，火蔓延模拟精度最高，单火源模拟的相交面积占比提高至72%，精度为0.70。合理设置火点位置和数量能提高火蔓延预测的精度，降低极端火行为或模型数据误差对预测结果的影响，但会过度预测过火面积。

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阴燃林火的消防技术与策略

秦蕴竹, 张轶超, 陈玉莹, 林少润, 黄鑫炎

2025 (1): 112-118.

摘要 ( 23 )

相比明火，阴燃的反应温度更低，蔓延速度也更慢，能在缺氧、高含水率、深层地下等极端条件下持续存在。因此，阴燃林火的探测和灭火面临更大挑战。本文综述了当前阴燃灭火的研究进展，从“冷熄”“窒息”“燃尽”3个方面探讨灭火方法，包括人工降雨、地下漫灌、防火隔离带等措施的可行性。同时，总结了当前森林阴燃火的预防、监测与灭火策略，为未来阴燃灭火基础理论研究，以及基于人工智能、数字孪生等新技术的开发提供参考。

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昆明地区华山松林抚育后地表可燃物燃烧性研究

许师瑛, 朱熙隆, 杨志林, 王秋华

2025 (1): 119-124.

摘要 ( 22 )

以云南森林自然中心抚育后的华山松林为研究对象，通过外业调查和室内测定、模拟燃烧试验相结合的方法，评估可燃物的含水率、灰分含量、粗脂肪含量、燃点、热值等燃烧性指标，研究分析修枝剪条、间伐等抚育措施对华山松林地表可燃物燃烧性的影响。结果表明：抚育后的华山松林，枝下高增加至6.3～8.5 m、林分密度为1 900～2 700株/hm2；地表可燃物含水率低于15%、灰分和粗脂肪含量分别为2.94%～5.58%和7.94%～8.09%，燃点270 ℃左右、热值20 020～21 084 kJ/kg；室内模拟燃烧中，可燃物的引燃速度不超过2 s、火焰温度为462.0～475.8 ℃、火焰辐射介于6～7 kW/m2。抚育后的地表可燃物含水率降低，有利于幼苗生长，林内枝下高增加，同时地表火焰高度为0.45～0.51 m。抚育后的华山松林内地表可燃物含水率和载量较低、灰分和粗脂肪含量中等、燃点和热值较高。抚育措施能阻止地表火发展为树冠火，有效降低森林火灾的发生风险等。研究结果有利于当地采取更合理的措施，从而实现科学火管理。

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我国危化企业专职消防队（站）建设探讨

包有权, 王璐, 邱培芳, 程诚, 智会强, 郝爱玲, 范亚坤

2025 (1): 125-130.

摘要 ( 13 )

介绍了石油化工企业、煤化工企业、精细化工企业、石油（储备）库和石油天然气企业等危化企业的火灾危险性、火灾爆炸事故特点和消防车辆配备重点，梳理了我国危化企业专职消防队（站）建设的相关法律法规、部门规章、文件及国家标准的要求。从法律法规标准体系、用工模式、职业待遇、装备器材和技能培训等方面分析了我国危化企业专职消防队（站）建设存在的问题。围绕完善法规标准体系、建立评估方法和机制、创新用工模式、提升综合保障能力、优化装备器材配置和加强职业技能培训等目标，研究提出了我国危化企业专职消防队（站）建设的建议。

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二氧化碳在油罐外浮顶沉没处置中的应用探究

李大祖, 王龙, 田清华

2025 (1): 131-135.

摘要 ( 8 )

基于福建省漳州市古雷经济开发区一化工仓储企业10万m³轻质油品储罐外浮顶全沉没案例，详细复盘储罐全沉盘的紧急事故及消防应急处置历程，利用二氧化碳在灭火方面的优势特点，介绍了采用注入二氧化碳开展惰化应急处置的经过，分析了该类事故处置面临的主要风险挑战和思考，为同类事故处置提供工作启示和措施建议。

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一起古木拱廊桥火灾事故的认定与分析

陈秉安

2025 (1): 136-140.

摘要 ( 13 )

木拱廊桥是一种起源于北宋的桥梁样式，因其结构的特殊性，在经年累月的日晒雨淋中，木材腐蚀炭化疏松，火灾风险不断增加。本文通过对一起古木拱廊桥火灾的现场勘验取证、视频影像分析和模拟还原试验，分析该木拱廊桥从阴燃到起火成灾的全部过程，查明该起火灾的事故成因，并提出相应的防范对策建议，为文物古建筑火灾事故的调查认定提供借鉴。

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一起电焊杂散电流引发的苯罐火灾的事故调查及思考

刘茂林, 张先悦, 刘洋, 崔嵛

2025 (1): 141-146.

摘要 ( 12 )

本文调查了一起典型的电焊引起的苯罐爆炸火灾，通过现场勘验、视频监控、调查询问、可能点火源排除和模拟现场试验，确定火灾由电焊杂散电流引起。电焊杂散电流作为一种潜在的火灾风险，因其路径隐蔽且认知需要一定专业性而常被忽视。通过分析电焊杂散电流的产生机理，得出存在多条电流通路是杂散电流产生的必要条件，而电焊机部件老化或电流通路接触不良、电焊夹位置不当、焊接线缆规格和参数不符合要求导致的正常电流通路电阻过大，则是杂散电流超出安全值的根本原因。构建了电焊杂散电流引起苯罐爆炸的故障树，从混合气体达到爆炸极限浓度、电焊杂散电流超出安全值、电极放电或介质过热3个方面，分析了电焊杂散电流引起苯罐爆炸的影响因素，进而给出了防范类似火灾的具体措施，为电焊安全管理提供参考。

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