楼梯结构对烟气蔓延及安全疏散的影响研究

为研究高层建筑火灾中楼梯结构对烟气蔓延的影响，运用PyroSim软件建立不同结构楼梯间的数值模型，使用FDS软件进行火灾烟气蔓延数值模拟，观测记录不同工况下烟气宏观高度随时间的变化，通过SPSS软件对观测值进行拟合分析，再结合烟气蔓延过程中楼梯间的温度、能见度及CO体积分数的变化情况，对人员安全疏散条件进行分析。结果表明：不同楼梯结构对烟气蔓延的阻碍作用差异明显，并且烟气在不同结构楼梯间内蔓延的宏观高度与时间均呈二次函数关系，其中具有中部隔墙结构的楼梯间防烟效果最佳，无梯井结构的楼梯间次之，存在梯井结构的楼梯间防烟效果最差，但综合各因素考虑，无梯井结构的楼梯间更有利于人员安全疏散。     

楼梯井内烟囱效应对着火房间燃烧和溢出烟气的影响研究

实验研究了楼梯井内的烟囱效应对着火房间燃烧速率、补风速度、羽流温度等的影响.实验在一个模拟尺寸的十二层的楼梯井实验台内进行,实验时开启楼梯井顶层直通室外门.火灾时楼梯井内的烟囱效应加速了空气在楼梯井内的对流,使火源区从外界单侧卷吸空气,形成着火房间单侧强补风下的燃烧,燃烧速率比开放空间下的燃烧快,同时使得火焰向前室一侧倾斜,出现火焰"分岔"现象.与火源位于一层的工况相比,当火源位于六层,且首层门开启时,楼梯井内下部空气向上部烟气的掺混较大,着火房间门口进风速度减小,羽流的倾斜角度变小,温度较高,而当首层门关闭时,则减小了楼梯井下部空气与上部烟气的掺混,使得楼梯井内的上部烟气温度较高.     

不同楼梯入口设置方式下人员疏散的模拟研究

针对高层建筑楼梯疏散过程中的汇流行为,采用数值模拟的方法研究了5种不同楼梯间入口设置方式下的人员疏散过程。结果表明:高层建筑的各楼层人员进入楼梯间的疏散时间与楼层符合线性关系;楼梯间入口临近平台上段楼梯比临近下段楼梯更有利于人员的安全疏散,楼梯间入口位于楼梯对面比位于楼梯两侧更有利于人员的安全疏散;楼梯间入口位于平台上段楼梯对面最有效地促进了人员在平台的汇流行为,减少建筑中人员的疏散时间。     

含阶梯结构的高层楼梯井内烟气湍流及输运特征量的全局敏感性分析

高层建筑竖井火灾中影响因素众多,并且各因素对高层楼梯井火灾中重要现象、关键数值等的影响大小不一,使得此类火灾中的实验或理论研究成本较高。通过建立全局敏感性分析平台,定量考察了高层楼梯井结构所涉及因素的影响大小,并能够方便地筛选掉对所考察量影响较小的因素,以降低实验或计算成本。使用数值模拟方法,通过CFD软件对包含阶梯几何框架的高层楼梯井结构火灾进行了共计60次工况计算。并且根据计算结果,使用全局参数敏感性分析方法,得出建筑尺寸、热释放速率、环境参数对高层楼梯井内烟气湍流特性及输运特性的敏感性排序。结果表明,火源热释放速率对各输出参数的影响均占38%以上。     

高层建筑室外火灾的数值模拟与分析

为了探究高层建筑室外火灾蔓延规律以及温度和烟气在超高层建筑火灾中的分布状态,以上海静安区失火住宅楼火灾为背景,应用火灾动力学软件FDS,对火灾进行模拟与分析。实验得出:外部火灾一方面通过表面保温材料迅速蔓延至楼顶,再由表面向建筑内部蔓延,当玻璃破碎后火势由着火点向建筑内部蔓延,由于烟囱效应再通过电梯井、楼梯向楼顶部蔓延。火灾中空气温度随离着火面距离的增加而降低,烟气浓度随时间而变化。同时引入热辐射对人的伤害模型。     

单跑楼梯井内火灾过程的数值模拟

针对单跑楼梯井内的火灾过程，采用大涡模拟方法，通过改变单跑楼梯井顶层门的面积，探讨了门面积的改变对楼梯井内火灾过程中空气卷吸量、排烟量、楼梯井内平均氧气浓度以及楼梯井内外压差的影响，分析了火灾烟气流动的动力学特征。研究结果表明，随着单跑楼梯井门开口面积的增加，空气卷吸量和排烟量均增加，井内平均氧气浓度增加而井内外压差逐渐降低。计算结果显示，在火灾场景中，当单跑楼梯井顶层门面积较小时，以上物理量对门高度的变化更为敏感。     

风速对高层全开口楼梯间烟气蔓延的影响

采用BIM和Pyrosim火灾模拟软件，建立火灾模型，针对不同火灾场景烟气蔓延特性及温度、CO质量分数分布规律进行研究，剖析不同风速对全开口楼梯间烟气蔓延特性的影响。结果表明：火灾发生时，风速一定的情况下，随着楼梯间开口数量的增多，烟气蔓延高度增加，但温度和CO质量分数逐渐降低，有效降低了人员疏散的危险性；当开口数量一定时，风速的存在会提高楼梯间烟气温度，改变楼梯间内烟气运动轨迹，使烟气在底层及楼梯间出口处大量聚集，增大人员疏散难度。研究结果可为高层建筑预防火灾蔓延、合理设计人员疏散路径、保证人员疏散安全提供参考。     

开口位置对楼梯井内烟气运动影响的研究

通过在1/3尺寸的高层建筑楼梯井实验台内开展火灾烟气运动试验,对不同开口位置情况下,楼梯井内烟气的竖向温度分布、进出风口速度以及烟气前锋上升时间进行了研究.结果表明,烟气温度沿楼梯井竖直方向衰减较快,并且开口位置对井内的竖向温度分布有较大影响,随着开口高度的减小,其上方楼层的烟气温度降低.开口的存在也会减缓烟气向楼梯井上部蔓延,且开口位置越低,烟气的蔓延速度越慢;反之,升高开口位置,楼梯井上下贯通的竖向结构与外界环境间的对流加强,烟气在楼梯井内的竖向蔓延速度也会加快.     

火灾中的科学求生

遇到火灾,一定要冷静判断,到底能不能逃,千万不能盲目逃生。盲目逃生,有时候会带来惨重的伤亡事故。例如,2019年5月5日,广西桂林发生的一起群租房火灾事故,导致广西师范大学漓江学院29名大学生死伤。这是一起一楼存放的电动车起火导致的楼梯间火灾事故。据了解,这次40多名伤亡人员,基本都是从3~6楼楼层沿楼梯向下跑的人员,死亡和重伤的人员集中在楼梯间1楼和2楼的拐角处。那么遇到火灾,到底能逃还是不能逃,该如何判断呢?笔者通过身在室内。     

火源功率对室内变压器火灾燃烧特性影响研究

为了研究不同火源条件下变压器火灾动力学过程,利用全尺寸变压器火灾试验,验证了隐蔽、立体、多尺度的变压器火灾数值模拟的有效性,模拟5,10,15,18 MW火源功率下变压器室内火灾烟气蔓延、温度分布变化。研究结果表明:火源功率对烟气蔓延速度和温度分布影响较大,当火源功率在18 MW以内时,变压器油燃烧时间在30 s内,产生的热均不会使变压器室内壁面和顶棚处的烟气温度超过300 ℃,没有达到混凝土的耐火极限。     

一起有机过氧化物爆炸事故的调查和分析

阐述一起重大爆炸伤亡事故的现场调查和原因分析，介绍如何通过人证物证材料，用鱼刺图法找出可能引起事故的诸原因，逐项加以分析，将与人证或物证材料相矛盾的原因子以排除，最后剩下无法排除亦即能与人证物证相符的那个原因，就是事故的真正原因。笔者是这起事故调查专家组组长，取证和数据可靠。     

Safety Ⅱ学术思想的科学传播研究*

为全面了解Safety Ⅱ学术思想的传播情况,采集Web of Science数据库中284篇引用Safety Ⅱ学术著作的论文,采用科学计量和知识网络的方法,分析Safety Ⅱ学术思想的传播时间趋势、传播主体分布、传播领域与期刊以及传播的热点主题分布。研究结果表明:Safety Ⅱ学术思想在传播时间上呈线性增长趋势;核心传播区域为英格兰、美国、澳大利亚、挪威和意大利;核心传播机构为挪威斯塔万格大学、荷兰代尔夫特理工大学以及罗马第一大学;核心传播者为Saurin Tarcisio Abreu、Hollnagel Erik以及Patriarca Riccardo;Safety Ⅱ传播的核心领域为工业工程、运筹管理科学、人机工程学、应用心理学以及健康护理科学与服务等领域;Safety Ⅱ传播的主题为“韧性与功能共振”、“病患安全”、“事故与人的失误”、“安全与风险管理”、“社会技术系统与人的因素”以及“安全风险的评估”6大方向。研究结果对我国安全科学理论与实践的发展有重要作用。     

我国与主要国家温石棉安全使用政策和法规对比研究

我国作为温石棉的生产和使用大国，在温石棉及其制品的危害及防控方面开展了较为系统的研究，但对于其他主要国家在温石棉安全使用政策和法规方面的研究则相对较少。本文简要介绍温石棉安全使用的理论基础，对美国、加拿大等主要国家在温石棉安全生产和使用方面的主要政策和法规进行研究，并对我国温石棉产业政策以及相关法规进行梳理，通过对比发现，我国与美国、加拿大等国家在温石棉及其制品的安全使用法规、标准建设等方面存在一定差距。最后，基于相关对比分析结果，对我国温石棉产业职业病防治、环境保护以及温石棉制品等方面的法规标准的建设提出建议。     

飞行员记忆与安全绩效的关系研究

为了探究飞行员记忆与安全绩效的关系，提高优秀飞行员选拔的有效性和飞行排班的科学性，对飞行员记忆进行测试，结合其近6年的飞行品质(QAR)数据，系统分析了记忆与安全绩效的关系及各因素对飞行员记忆的影响情况。结果表明:飞行员形象记忆、情景记忆、运动记忆、语义记忆与安全绩效呈正相关关系，情绪记忆与安全绩效呈“n”型关系；情景记忆主要受不良情绪波动的影响，语义记忆主要受对大脑缺乏开发应用情况以及压力的影响，情绪记忆主要受不良嗜好和年龄的影响，形象记忆主要受睡眠和疾病的影响，运动记忆主要受用脑过度和年龄因素影响。     

CO在烟煤中吸附与扩散的分子模拟研究*

为揭示CO在烟煤中的微观吸附和扩散机理,利用Wiser烟煤分子模型,通过巨正则蒙特卡洛（GCMC）和分子动力学方法,研究5种不同温度（293.15,303.15,313.15,323.15,333.15 K）下,压力为0.1～3.0 MPa时CO吸附量、吸附热的变化,采用能量分布分析CO在烟煤中的吸附行为,利用扩散系数和扩散活化能研究CO在烟煤中的扩散特性。研究结果表明:CO在烟煤分子中的模拟结果符合朗格缪尔（Langmuir）吸附规律,随着温度的升高,Langmuir参数a和b减小,CO在烟煤分子中饱和吸附量和吸附能力降低。温度越高,烟煤分子的等量吸附热越低,烟煤分子吸附CO分子的平均等量吸附热为21.20～23.11 kJ/mol,小于42 kJ/mol,属于物理吸附;随着压力的升高,CO分子由能量较高的优势吸附位点逐渐向相对较弱的吸附位点移动;在模拟的温度和压力条件下,CO在烟煤分子模型中的扩散系数随温度和压力的升高而增加,扩散活化能随压力的升高而减小。研究结果为揭示CO在烟煤分子中微观吸附与扩散规律,准确预测采空区封闭火区煤自燃情况具有重要意义。     

尾矿坝边坡失稳判据研究

为避免尾矿库失稳破坏所带来的巨大损失和灾难,依据尾矿坝边坡破坏特征,将坝体边坡的破坏全过程分为连续的变形阶段和非连续的滑动阶段。建立相应的数学模型,采用蠕变理论及李雅普诺夫函数法分析尾矿坝边坡变形、滑动过程的稳定性,提出尾矿坝边坡失稳的加速度判据,得出滑动过程位移解析解。运用FLAC3D对山西某尾矿坝边坡进行计算,得到安全系数为1.67,边坡稳定;通过坝体边坡表面某点位移监测曲线可以看出ü<0,采用加速度判据可得此边坡稳定,与数值模拟结论相同。     

应用科技手段改善劳动与生活环境

探讨按国务院总理朱基提出的质量效益意念 ,采用科技手段改善劳动与生活环境的对策     

Alignment of the Lumbar Vertebrae in a Driving Posture

The purpose of this study was to define the anatomical arrangement of the lumbar spine in the mid-body sagittal plane of a human volunteer while in three postures: a driving posture; full flexion; and full extension. Radiographic images of the lumbar spine were made of a 33-year old 50th percentile male subject seated in a comfortable driving posture. Additional radiographs were made of the lumbar spine while the subject was postured in full voluntary flexion, and full voluntary extension. Anterior and posterior mid-sagittal vertebral endplate positions were plotted on an x-y coordinate system for each posture. Anterior and posterior disk thicknesses, and the positions of the centers of each vertebra were numerically determined using information from the plots. Disk thicknesses were then graphed and comparisons made for each posture. The arrangements of the centers of vertebrae were graphed and compared for the three different postures. The arrangement of the lumbar vertebrae tended toward that of full voluntary flexion while the subject was in a normal driving posture. Anterior disk thickness was a sensitive indicator of posture, while posterior disk thickness was not. While in a driving posture, the lower back approximated a straight-line that was nearly parallel to the seat back axis. The observations support those of an earlier study. Since soft tissue spinal elements can only be damaged by applying tensile forces in excess of their tolerance, the anterior elements of the lumbar spine would not be directly threatened in low velocity frontal collisions, since anterior elements would be in relative compression. Tension injury to the anterior structures as a result of a rear-end collision would first require reversing the preimpact conditions imposed by the normal driving posture. Tension injury to the posterior spinal elements resulting from low velocity rear-end collisions would be unlikely since axial compression loading would also diminish tension stress in posterior soft tissue structures. Any compression injury to posterior elements resulting from rear-end collisions would first require reversing the pre-impact conditions imposed by the normal driving posture.     

以消防部队为依托的城市公共安全应急系统的硬软件建设

通过对国家"十五"科技攻关课题——"城市公共安全综合试点"历时4年的研究,杭州市以消防部队为主要处置力量,以消防指挥为主要应急体系,对该市公共安全应急系统的硬软件建设进行了探索;借助现代通讯、网络、信息、图像处理与传输、监控等先进技术,通过城市高空望网络、远程监控系统、自动报警系统、移动通讯指挥平台和灭火救援辅助决策系统、危险源辨识、风险和力量评估、综合安全规划等方面的建设,为其他城市的公共安全应急系统的硬软件建设提供了借鉴和参考,从而提高我国城市公共安全应急能力。     

城市韧性多因素综合评估模型研究*

为避免突发事件发生时城市系统因缺乏前瞻性防范而造成严重损失,结合城市灾害事件严重度、承灾体脆弱性、适应力、抵御力和恢复力5个城市韧性影响因素,同时考虑相关指标完备性以及数据获取难易程度,构建城市韧性多因素综合评估模型,并结合湖南省实际数据对所建模型进行应用与分析。结果表明:城市韧性多因素综合评估模型基于城市韧性主要特点,可反映城市韧性分布情况,发现城市安全发展中存在的薄弱环节,为相关城市管理者开展城市韧性建设提供决策辅助。