城市消防安全前沿_城市消防安全评估
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由城市消防安全技术讲座引发的感想 姓名：陆荣雷 学号：61207221 摘要：本文主要介绍了一些消防科技中的前沿技术及其应用概括，着重介绍了纳米消防技术的特点和功能，绿色消防技术应用的必要性和消防机器人的发展前景。
本周二，在九龙湖聆听了尤飞老师的关于高新技术在消防中的应用的讲座，虽然去时已满屋座无虚席，我们只能坐在台阶上，但是尤老师的讲座实在引人入胜，居然2小时结束后方才感觉臀部已冰冰凉。尤飞老师现为南京工业大学矿业工程流动站博士后，南京工业大学城市建设与安全工程学院讲师，南京工业大学火灾与消防工程研究所副所长，主要从事公共安全型材料及其应用的研究，如阻燃环保材料的制备和应用、特殊火灾成灾机理及其防治关键技术。
根据我的了解，现代城市为了节约土地，很多城市的建筑密度和容积率逐年增长，建设高层建筑、让城市“长高”也成为一个普遍的发展趋势。鳞次栉比的摩天大楼流光溢彩，但在繁荣之下也有隐忧—建筑的不断增高也带来了消防难题，而建筑中新增大量的电气、管线、装饰材料等易燃物、可燃物，也使得火险隐患大大增多，成因越来越复杂。根据公安部消防局公布的一项统计结果显示，近年来，中国城市火灾发生率呈上升趋势，火灾已成为中国城市的头号杀手。本世纪前5年的年均火灾损失达15.5亿元，为20世纪90年代年均火灾损失的4.84倍。
讲座上，尤飞老师为我们详细介绍了消防技术中的前沿技术，有纳米消防技术，绿色消防技术，火灾自动探测和预警技术，消防通信和网络技术，虚拟现实和三维模拟技术，消防机器人技术，消防新材料技术，新型防火和灭火技术以及对未来20年消防技术展望。
对于消防一词，我国古籍中只有“消”“防”两个字的分别解释，消，尽也，灭也；防，堤也，防御也。日本人把它们组合起来，创造了“消防”一词。在日语中，消，指消火，即扑灭火灾，防止蔓延；防，指预防火灾。日语“消防”的含义还包括抢救其它紧急事故的活动，如水灾、风灾的求援等。而现代，随着科学技术的发展，越来越多的新新科技也正在运用到消防中去，以保证人民的生命财产安全。
纳米科技作为21世纪新兴的一门前沿科学技术，它将对诸多技术领域产生巨大的影响。消防技术作为一门多学科融合的边缘学科，纳米技术将从不同方面对消防技术带来深远的革命性的变化。
首先，纳米涂层提高涂层耐火性能。将纳米材料与表面涂层技术结合，使涂层技术得到了很大的提高。根据纳米涂层的组成，人们将其分为3类：完全、单一纳米材料体系、两种(或以上)纳米材料构成的复合体系、添加纳米材料的复合体系。完全的纳米材料涂层离商业化尚有相当一段距离，只有在军事领域有所应用。但借助于传统的涂层技术，针对涂层的性能，添加纳米材料，都可以获得纳米复合体系涂层。在涂层中引用纳米材料，可以显著提高材料的耐高温、抗氧化性。在玻璃等产品表面上涂层纳米材料涂层，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热作用。在涂料中加入纳米材料，能够阻燃、隔热，起到防火作用。其次，纳米技术改进阻燃材料性能。现有的阻燃技术一般是采用无机或有机阻燃剂对材料进行处理，来提高材料的阻燃性能。但经过无机或有机阻燃剂处理的阻燃材料在遇火后，往往是放出大量的有毒气体，产生大量烟雾，有时还会放出大量的腐蚀物质；如果阻燃剂添加量过大，会影响材料的机械性能。采用纳米技术对材料进行阻燃处理，在提高材料的耐火能力的同时不污染环境，并且可以改善材料的性能。
还有，纳米技术消除静电带来的危险。高分子材料具有优良的电绝缘性能，因而被广泛地应用于工农业生产和生活的各个领域。但是，由于一般高分子材料的高电阻率，其制品受物流的磨擦、撞击，易产生静电。静电聚焦到一定程度会引起放电，甚至会引起击穿或火灾。因此，防止产生静电和消静电就是一件十分重要的事情。如果能在高分子材料中掺人导微粒，使之具备一定的传导电流和消散电荷的能力，通过接地可消除静电引起的聚积电荷，从而消除和防止静电带来的危害。
最后，纳米材料的光电效应影响消防报警技术。由于超微颗粒的小尺寸效应，纳米材料涂层具有广泛变化的光学性能。它的光学透射谱可从紫外波段一直延伸到远红外波段。纳米多层组合涂层经过处理后，在可见光范围内出现荧光，改变纳米涂层的组成和特性，得到光致变色、温致变色、电致变色等效应。将电缆、电气用品和室内装修材料进行纳米涂层处理，当温度超过一定值或有漏电、短路现象时，发生颜色变化，使火灾探测器更敏感地捕捉到火灾的初始信号，从而极大降低火灾的危险。在疏散通道、安全门的各种标示牌表面施以纳米材料涂层，使之成为发光、反光的标示牌，即使在发生火灾、备用电力不足的情况下，人们仍然可以在紧急疏散时立即分辨出逃生出口。
“绿色消防技术”人们近年来关注甚多的一个专题，就是为了保护大气臭氧层，限制和淘汰哈龙灭火剂、研究开发哈龙替代物。理想的哈龙替代物应具有以下八个条件：(1)对环境(大气)无危害，ODP(臭氧层耗损潜能值)≤0．05，GWP(全球变暖效应值)要小，即温室效应小，最好不产生温室效应。(2)对人体无毒性危害，这方面要求类似哈龙1301的微毒级，能应用于有人场所。(3)灭火效能高，设计灭火浓度＝5％，且10秒种内能灭火。(4)喷射后全部汽化，无固、液相残留物，不导电，不污损，不能击穿电子设备。(5)属可加压液化的气体，储罐占地面积小。(6)热稳定性和化学稳定性好，利于长期储存。(7)与弹性密封元件的相容性好，不易泄漏。(8)制造成本相对较低。
绿色消防技术是以绿色化学和阻燃技术为基础,以可再生资源或可循环使用的材料为原料生产阻燃材料,尽力实现阻燃材料的低毒,低烟和无污染性。绿色消防技术有6大特点：可持续利用，以安全的用之不竭的能源为供应基础，高效利用能源和资源，高效回收利用废旧物资和副产品，智能化程度越来越高，应用越来越广。
绿色消防技术涉及的面很广,例如洁净阻燃技术,这方面的技术开发成功将使建筑防火材料的防火性能得到改进,从而减少建筑物的火灾荷载量,减缓火势的蔓延,降低材料燃烧时的烟气浓度和毒性,为火场疏散逃生创造条件,并且还可从根本上降低起火成灾的几率。随着对环境污染的日益重视,挥发性有机物(VOC)含量很高的溶剂型涂料的使用受到越来越严格的控制。环境友好型涂料主要有水性涂料,粉末涂料,光固化涂料等,其中水性防火涂料和无溶剂型防火涂料具有广阔的发展前景。此外,高固体分防火涂料(固含量超过60%)及液体无溶剂涂料都是具有发展前景的环保防火涂料。我国市场上目前溶剂型防火涂料约占55%,水性涂料约占41%,其他约占4%,与西方发达国家差距较大。
另外一个格外让人兴奋的技术就是消防机器人技术，消防机器人具有无生命损伤性，可重复使用性，人工智能性的优点；同时具有维护保养复杂，造价高昂的缺点。
消防机器人作为代替消防员进入危险复杂环境的特殊装备，必须具有以下几个功能。
（一）移动功能。在消防机器人分类中已经阐述过，可依据当地实际情况采用履带式或者轮式，从灾害事故现场的实际情况考虑，消防机器人的移动载体须具有较强的越野能力和一定的自适应能力，能够自行判断并翻越障碍，自主分析现场情况，能够完成攀爬一定角度的楼梯等复杂功能。
（二）探测功能。消防机器人可以根据灾害事故现场情况依赖于各种电子元器件进行探测，装载摄像头可将现场情况通过通信网络实时传输给后方系统处理，同时有赖于各种传感器。主要分为两类：一类是内部传感器，用来探测在灾害事故现场中消防机器人自身状态参数，反馈给中央大脑DSP，进行合理的路径规划，并根据灾害事故现场情况合理安排，使消防机器人有序开展工作。另一类是外部传感器，用来探测灾害事故现场的各项数据（障碍物情况、火场温度、辐射热强度、有毒气体或者可燃气体种类和浓度和氧气含量等），为后方处理系统提供原始数据。
（三）控制处理通信功能。由于DSP在处理数字信息方面与单片机相比具有无可比拟的优势，因此，消防机器人普遍采用DSP作为信息处理大脑。
（四）防腐蚀、防爆功能。正因为消防机器人代替消防员进入危险复杂的灾害事故现场，必须考虑到其电子元器件、机械材料等构建承受腐蚀、高温、粉尘、浓烟等恶劣环境的能力，对其关键部位进行防腐蚀、防爆处理，保证其处于稳定工作状态，以确保顺利完成任务。
（五）消防功能。这也是消防机器人的最主要功能。通过消防机器人前期准备准备工作，现场指挥员根据后方辅助决策系统提供信息，并根据其个人历来灭火和抢险救援经验，作出正确判断，发出遥控指令，指挥消防机器人进行现场处置。
基于人工智能的不断发展，各项高新技术的不断成熟，在可预见的将来，消防机器人在功能上会更具多样特点，在较多危险区域可以完全代替消防员，避免消防员生命伤亡。同时也应该看到，我国在研究消防机器人方面较国外同行已落后太多，存在技术差异和代沟，消防机器人的不断研制、生产和装备过程，应坚持自主研制为主，引进为辅，提高我国消防部队消防装备现代化的水平,并及时装备消防部队，提高消防部队打赢大仗、恶仗、硬仗和特殊战役的能力，提高消防部队在处置大型复杂火灾和应急救援的作战效能, 提高消防部队的自我防护能力,减少消防指战员的人身伤亡，更好地保卫人民的生命财产安全。
消防技术还有很多，作为以为土木工程师，消防技术也与建筑息息相关，在以后的学习生涯中，我将更系统的去了解消防技术，将其与我的专业知识结合，希望能让我的学识和以后的工作提升到一个新的高度！
