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译文：
中国防火安全学科和技术的现状与进展
Tie-Nan Guo，Zhi-Min Fu
公安部消防局，北京100021
中国人民武装警察部队学院，河北廊坊065000
2006年1月30日收到； 2006年9月21日收到修订本； 2006年10月10日接收
2006年12月26日
摘要
自从1950年以来，在中国，随着工业化与城市化的发展，因火灾造成的直接损失也随之增加。自1980年以来因火灾造成的伤亡人数显著降低，在此期间伤亡人数较多的火灾事故时有发生。在政府各级部门、以及国家安全部下属的消防局和全社会的支持下，防火安全科学与技术及其应用取得了长足的进步。近些年来，中国的防火安全形势相对而言比较稳定，一些在防火研究方面有一定成效的机构逐渐建立起来了，由公安部四个消防研究所，消防科学国家重点实验室，消防企业及其他消防研究所组成。自1990年以来，相关研究一直在以下方面进行：火灾探测和报警、灭火技术、结构防火、消防技术、火灾建模、基于适用性的消防设计、城市消防规划、消防和救援、消防防护标准化、消防动态和消防基础知识。在接下来的5年中，研究将集中在：火灾动力学理论、城市火灾风险和消防救援评估技术、灭火系统和设备的新技术及其工程应用、消防部门仪器设备的现代化、结构耐火性评估和设计技术、人类在火中的行为、开发火灾数据库、消防工程经济学、和基于性能的防火设计这几个部分。
关键词：防火形势 消防科学技术 消防研究实力 防火进展
1.中国防火形势分析
火灾事故是随着火的发现和使用而产生的，与人类文明的进步息息相关。 随着国民经济的发展和人类活动的变化，有一些火灾发生的特点需要考虑。随着人们的生活和健康，经济的增长和繁荣，满足人们对消防安全的日益增长是当务之急，这为消防科学技术的发展提供了原动力。本文论述了我国消防科学技术的进步与前景，但首先有必要分析我国相关的消防形势。
1.1 1950年代以来的火灾情况概述
1950年代初，由于经济水平低和城市化水平低（城镇化率为10.6％），总火灾发生和直接财产损失相对较低。在1950年代，每年平均火灾直接财产损失约为6000万元人民币。不包括因停产和火灾现场的救援费用而造成的相应损失。还不包括来自香港，澳门和台湾以及森林，草原，军事设施和地下矿山的火灾损失。随着工业化和城市化程度的提高，火灾造成的直接财产损失也随之增加：1960年代年均1.4亿元，1970年代年均2.4亿元，1980年代年均3.2亿元。自1990年代以来，随着社会财富的增加和导致火灾的条件，直接财产损失急剧上升：1990年代的年平均约为10.6亿元人民币。在21世纪的前5年，年平均损失攀升至15.5亿元人民币[1,2]，如图1所示。
图2显示了自1950年以来每十年的年平均火灾伤亡情况。火灾伤亡在1960年代和1970年代达到顶峰，当时的年平均死亡人数分别为4500和4366人。尽管在1960年代，每年平均火灾伤亡人数不到8000人，但在1960年，有10843人在火灾中丧生，这是自1950年以来的最高年度因火灾死亡的人数。自1978年实施改革开放政策以来，各级政府，公安部消防部门和全社会都在大力开展消防科学及其应用研究。自1980年代以来，火灾伤亡人数已大大减少。
在1980年代的前5年中，火灾事故和直接财产损失的数量相对稳定，每年因火灾造成的直接财产损失在1.6到2.4亿元之间。从1985年到1996年，虽然每年发生火灾的数量变化不大，但总体上直接财产损失呈上升趋势。1993-1996年期间，直接财产损失每年超过10亿元人民币。由于1997年火灾统计方法的变化，火灾事故的数量显着增加。自1997年以后，火灾事故的数量持续增加，直接财产损失从14亿元增加到17亿元。从1980年到2004年的25年中，年平均死亡人数为2404，年平均受伤人数变化很大：最低的是1984年的2690人，最高的是1993年的5937 人[2,3]，如图3和图4所示。
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图 1 自1950以来年均火灾次数和其造成的直接财产损失 |
图 3 自1980以来火灾数量和造成的直接财产损失 |
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图 2 自1950年以来中国因火灾造成的年均伤亡人数 |
图 4 自1980年以来的火灾伤亡人数 |
1.2 1990年以来的火灾情况特征
1.2.1 火灾直接财产损失的增加趋势
在过去的14年中，中国城镇居民的国内生产总值，固定资产投资和人均收入分别增长了5.3、11.5和4.5倍。城市新建成区增加了116％，城市人口增加了4500万，能源消耗总量增加了9.3亿吨，路网长度增加了83万公里，私家车数量增加了15.6倍 [4-7]。同时，火灾事故的数量和直接财产损失分别增加了4.6和2.2倍，如图5所示。
目前，与发达国家相比，中国的工业化和城市化水平以及火灾事故的数量和直接财产损失的成本都较低。随着经济的快速发展，发生火灾的可能性有上升的趋势[1,8-15]。发达国家的经验表明，如果人均国内生产总值在1000至3000美元之间，一个国家将处于社会结构快速变化的时期。2003年，中国人均GDP超过1000美元。这意味着对于中国来说，这样的特殊时期已经来临，在这里，安全事故和火灾造成的高人员伤亡容易发生并频发。因此，研究火灾的发生与经济发展之间的关系，寻找预防和控制严重火灾的方法，对中国科学家和技术人员来说，将是一项重要的任务。
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图 5 火灾财产损失和GDP的增长趋势 |
图 6 自1990年以来严重火灾的发生数和造成的直接财产损失 |
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图 7 中国自1990年以来严重火灾的伤亡人数 |
1.2.2. 火灾造成人员伤亡过高的明显问题
随着中国经济的增长，生产力和生活方式发生了显着变化。现在有越来越多的人口稠密的场所，可燃和易爆材料的使用也大幅增长，及其存储和生产场所以及超大型、复杂的建筑物发生火灾的可能高企。新材料，新技术和新能源的采用日益增多，从而导致更高的火灾风险。图6和图7显示了1990年以来严重火灾的伤亡情况。它们显示了1993年以来大火的事件数量和直接财产损失的趋势，而高伤亡人数的火灾问题仍然很明显。 在1993年和1994年，发生了124起和151起严重火灾，相应的火灾伤亡人数分别为433和855。2000年，仅一场火灾便造成309人死亡。
近年来，通过提高消防安全水平，将大量的火灾人员伤亡控制在一定数量范围内。 2001年至2004年，年平均发生大火31起，造成死亡人数89人，直接财产损失为1.5亿元。
根据1999-2001年的统计，中国每年因火烧造成的平均死亡率为0.21 / 10万人，这明显低于发达国家[16]。然而，由于人口众多，这意味着火灾的绝对数量很高，在这3年中，每年有2700人死亡。大量的人员伤亡已经成为一个严重的问题[17]。自1990年代以来，共发生了26起灾难性大火，每起大火造成30多人丧生：共有2078人丧生。1994年11月27日，辽宁省阜新市怡园舞团发生大火，造成233人死亡。1994年12月8日，新江市友谊宫发生大火，造成325人死亡。2000年12月25日，河南洛阳东渡大厦发生火灾，造成309人死亡。这种严重的人员伤亡严重的火灾事故使消防人员面临着紧迫的任务，寻求有效的解决方案。
2.中国消防安全科学技术的进步
科学技术的进步以及随着经济的增长，社会对消防安全的要求不断提高，推动了消防科学技术的飞速发展。液压和电气控制技术的进步推动了19世纪末和20世纪初自动喷水灭火系统的出现。自1940年代以来，随着用于控制燃烧的预测技术的重大进步，消防安全工程工具已逐步应用。在1960年至1970年代期间，世界各地发生的一系列悲剧性高层建筑火灾大大加速了对烟雾运动特性的研究，并导致了更为系统化的建筑生命安全设计的应用。1985年发表的参考文献[18]提供了舱室着火事故的消防工程基础。在1980年代后期，研究了基于性能的设计方法，并将其应用于改善消防的成本效益，促进国际贸易和促进使用新材料[19-21]，以及许多用于火灾风险分析的火灾模型和评估体系被建立起来[22,23]。
自1950年以来，尤其是1970年代后期，中国的消防科学技术经历了从满足国内需求到达到与国际发展相称的先进水平的一段时期，从实验科学研究到计算机模拟和火灾建模，从单一国内合作到国际合作的多学科联合研究。 目前，可以注意到在消防安全方面已经取得许多成就。专业消防科学技术得到了加强，现在世界上建立了许多国际知名的研究设施。另外，已经进行了大量的大规模火灾实验。消防科学技术在消防、消防抢险、消防标准化、消防调查、消防产品检查、消防安全教育、消防培训等方面得到了广泛的应用。
2.1. 消防安全科学技术的主要优势和研究设施
经过50多年的发展，中国已经建立了有效的消防科学技术力量，由公安部四个消防研究所，中国科学技术大学消防科学国家重点实验室，和其他一些消防研究所和大型消防企业组成，以及其它一些相关的教育研究机构作为补充（如图8所示）。
2.1.1.公安部下辖的四个火灾研究机构
公安部消防研究所分别建于1965年，分别位于天津，上海，沈阳和四川。天津消防研究所主要从事与基础火学理论、灭火系统、灭火剂和阻燃材料、消防法规和管理相关的研究，以及火灾调查等。上海消防研究所重点研究灭火理论、灭火设备、灭火技术和战术、着火现场的消防人员安全等。 沈阳消防研究所主要从事电气火灾的预防和识别、火灾探测与报警、消防通、应用于火灾的电子技术等。四川省消防研究所主要研究方向为建筑防火、耐火材料理论等。1985年6月在沈阳消防研究所成立了国家消防电子产品质量监督检验中心。此后，天津消防研究所建立了国家固定灭火系统及耐火建筑构件质量监督检验中心，上海消防研究所建立国家消防设备质量监督检验中心，以及在四川省消防研究所成立了国家消防建材质量监督检验中心[24,25]。1988年5月，国家消防标准化技术委员会（CSBTS / TC113）正式成立。 该委员会的秘书处成立于公安部消防局。共有9个小组委员会，分别由天津市、上海、沈阳和四川的消防局科学技术处和消防研究所负责。
图8中国消防安全科学技术主要研究机构的示意图。
2.1.2.国家核心火灾科学实验室与其它火灾研究机构
中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室是国家级研究机构，于1989年成立，得到世界银行贷款和国内补充投资的支持。实验室有8个研究小组，分别负责结构性火灾、工业火灾、火灾化学、森林火灾、火灾的数值模拟、火灾检测和火灾风险评估以及消防安全咨询和教育的研究。关于基础火灾理论，森林和草原火灾的蔓延机理，智能火灾探测技术和高新技术产品的许多研究项目已经开展[26,27]。近年来，研究主要集中在火灾动力学和火灾模拟，消防的原理和基本技术以及消防工程的理论和方法上[28]。
其他消防科学研究所同样也活跃于消防科学研究。例如，在中国建筑科学研究院成立了建筑火灾研究所。在北京理工大学成立了爆炸科学与技术国家重点实验室和阻燃材料专项实验室。林业保护研究所在国家林业局成立，中国船级社建立了远东防火测试中心。清华大学、中国人民武装警察部队学院、浙江大学、香港理工大学、香港城市大学、天津大学、同济大学、南开大学、中国矿业大学、沈阳阳航空工程学院、台湾成功大学、重庆大学、中南大学、吉林大学、华中科技大学、西南交通大学等众多中国大学的学者也参与消防研究。它们在国家防火科学研究与发展的体系中起了相当重要的作用。
2.1.3.消防研究设施
参照和借鉴国际消防科学技术的先进经验，中国建立了许多具有先进技术的重要消防研究设施。例如，天津消防研究所已建立了一个综合的燃烧与灭火试验室，一个耐火建筑构件试验室以及一个大型的油类灭火实验场。上海消防研究所设有用于消防员的消防设备和个人防护设备性能测试的实验室，以及用于测试消防机器人的实验室。
沈阳消防研究所设有用于测试消防电子产品的专用设备、用于城市消防通信和控制系统的模拟实验室、和用于智能火灾检测和报警系统的评估装置、以及用于电气火灾的测试设施。四川省消防科学研究所设有用于高层建筑火灾的大型测试塔，用于研究地下购物中心火灾的实验室以及用于确定建筑材料燃烧性能的测试设备。消防科学国家重点实验室设有数个设施，包括用于研究大空间（心房）火灾的测试大厅（与香港理工大学联合建造），模拟森林和草原火灾的实验室设备，模型实验室模拟多层住宅火灾的建筑物。此外，建筑火灾研究所设有一个用于结构构件的多功能燃烧炉，而远东防火测试中心设有一个用于船舶构件的燃烧炉。
这些设施为研究消防科学理论和消防工程技术提供了基础。
2.2.近年来取得的消防安全科学技术成就
自1990年代以来，在中国开展了以下方面的研究：火灾探测和报警及灭火技术、结构防火和防火技术、火灾建模技术和基于性能的防火设计、城市防火计划以及消防和灭火、营救、消防标准化、消防动态和消防基础知识。该研究的重点放在防火技术和灭火技术上，以及为高层建筑，地下建筑，大型建筑和涉及
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