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揭示火的奥秘 守护人民安全
——火灾科学国家重点实验室

2019-09-04

科学中国人 2019年12期
关键词:火灾科普重点

火灾科学国家重点实验室是利用世界银行贷款和国内配套投资兴建的我国火灾科学基础研究领域唯一的国家级研究机构。实验室起源于1987年大兴安岭特大森林火灾,当时实验室的创始人范维澄教授向国家提出在中国科技大学建立火灾科学研究的国家级研究机构。1989年经过国家批准开始建设,1992年获准边建设边对外开放,1995年通过国家验收。2004年,在“国家重点实验室计划实施二十周年和国家重点基础研究发展计划实施五周年纪念大会”上,实验室荣获“国家重点实验室计划先进集体”。2006年,科技部基础研究管理中心为总结国家重点实验室20年建设成就而完成的《国家重点实验室运行分析与发展报告——成就篇》中指出,“火灾科学国家重点实验室在火灾科学基础研究领域已成为国际知名的研究基地和学术中心”。2019年3月,实验室在2018年工程领域和材料领域国家重点实验室评估中被评为工程领域良好类实验室。

方向明确,责任重大

火灾科学是自1985年以来国际上兴起的一门新兴交叉学科,火灾的孕育、发生和蔓延过程包含流体流动、相变、传热传质和化学反应,是涉及物质、动量、能量和化学组分在复杂多变的环境条件下相互作用的三维、多相、多尺度、非定常、非线性、非平衡态的动力学过程,灾害的规律涵盖确定性和随机性,火灾防治的基础研究涉及致灾因素与人、材料、环境、人为干预因素的相互影响。火灾科学是一个科学问题集中、创新余地巨大,与经济建设社会发展及科技进步密切相关的,有长久生命力的研究方向。

火灾科学国家重点实验室总体定位于火灾安全的基础研究——火灾科学,面向国家火灾安全的重大需求和世界火灾科学前沿,致力于火灾动力学演化理论和火灾防治关键技术原理的创新,引领行业技术进步,发挥国家火灾安全智库作用;成为持续科技创新的研究基地,形成以火灾机理与防治关键技术为主干的学科和人才培养体系;实现全方位、多层次的国内外强强联合和科技合作,在国际火灾安全科技领域持续占有重要的一席之地。

实验室的主要研究方向为火灾动力学演化、火灾防治关键技术和火灾安全工程理论及方法学。火灾动力学演化方向重点针对火灾孕育、发生和发展乃至突变成灾的自然过程,研究火灾和烟气形成与蔓延的机理与规律,建立体现火灾复杂性(多维、非定常、非线性等)的理论模型,为火灾过程的预测提供科学基础;火灾防治关键技术方向重点研究清洁阻燃、智能探测和清洁高效灭火等防治关键技术原理,发展新一代主动式火灾防治技术,为修订和制订火灾安全技术标准与规范提供技术支撑;火灾安全工程理论及方法学方向重点研究火灾系统和外界环境的相互作用,发展火灾环境下的人群疏散模型,建立耦合火灾动力学和统计理论的火灾风险评估方法学,为新兴的火灾安全性能化设计提供理论指导。

火灾科学国家重点实验室大厅

实验室设有3个研究所,即安全材料研究所、能源火灾安全研究所、航空航天火灾安全研究所;8个研究室,即建筑火灾研究室、森林与城市火灾安全研究室、工业火灾研究室、火灾风险评估研究室、火灾化学研究室、火灾监测监控研究室、清洁高效灭火研究室、计算机模拟研究室。现有固定人员52人,其中固定研究人员41人,包括院士1人,“千人计划”1人,国家杰出青年科学基金获得者3人,中国科学院“百人计划”入选者4人(优秀2人)、百千万人才计划1人,教育部新世纪优秀人才计划入选者8人,全国优秀百篇博士学位论文获得者1人,安徽省青年科技奖获得者1人,中国科学院王宽诚青年人才奖获得者2人,正高职称19人、副高职称17人。

重视合作与交流

全方位、多层次的国内外学术交流和强强科技合作是火灾科学国家重点实验室的一贯方针,也是实验室的优势和特色之一。在国际合作与交流上,实验室5年内共吸引或邀请了美国、日本、英国、意大利、希腊、澳大利亚、加拿大等国家以及中国台湾、中国香港地区的学者上百人次先后来火灾实验室进行学术访问、合作研究。其中来自日本国立消防研究所的Koyou Satoh博士在火灾实验室全职工作6年,开展火旋风的形成机理的合作研究。

实验室积极通过承办国际和地区学术活动提高学术影响力。实验室为中国争取到了第8届国际火灾安全科学大会的举办权,并于2005年与中国消防协会、清华大学共同成功主办这次火灾科学界的盛会。2010年,实验室成功争取到2012年国际火灾主任论坛年会举办权。国际火灾主任论坛是国际火灾安全领域顶级的国际组织。这将是该论坛成立20年来首次在中国举办年会。同时,实验室还成功获得2013年第九届亚澳火灾科学技术大会的举办权,这是20年来该亚澳地区最高级别的火灾学术会议首次在中国大陆举办。

实验室还和国际多个研究机构有长期合作关系。2001年,实验室作为国内唯一受到美国NIST-BFRL(建筑与火灾实验室)邀请的研究机构,正式参与了“911”事件后美国开展的高层建筑火灾安全研究国际合作计划,并与该实验室签订了长期合作协议。合作双方成功举办了4届“中美高层建筑火灾安全论坛”,并获得了国家自然科学基金重大国际(地区)合作研究项目“热—力耦合作用下高层建筑火灾安全基础研究”资助。2011年,实验室与美国NIST工程实验室(NIST-EL)、俄罗斯科学院化学动力学与燃烧研究所(ICKC)和日本东京大学建筑材料工程实验室(BMEL)共同申请的国家自然科学基金重大国际(地区)合作研究项目“森林—城镇交界域火灾安全的关键科学问题研究”获批立项。实验室还积极参与了国际重大研究计划,目前在研国际合作研究项目6项。

除此之外,实验室无论是在火灾科学基础研究领域,还是在火灾防治关键技术开发方面,也一直非常重视与国内相关单位开展广泛合作,实现共赢,目前已形成“优势互补的国内强强联合”的良好发展态势。

重视火灾知识科普

2019年5月18日—19日,火灾科学国家重点实验室迎来了科技活动周,火灾国家重点实验室科普中心承办这一活动。2019年科技活动周的主题是“科技强国,科普惠民”,在这一精神的指导下,实验室开展了一系列活动,以贴合主题的各项活动,拉近了大众与科学技术之间的距离。

活动当天,来自社会各界的朋友们纷至沓来,火灾实验室今年科技活动周两天共计接待近6千人。实验室今年举办了各种极具特色的科普活动,分为趣味小实验区,消防知识VR体验区,科普讲解和趣味问答等板块。互动小实验区的“小型火旋风”“非牛顿流体”“火山喷发”“发现身边的火灾隐患”等活动,因极具特色,迎来大家的阵阵欢呼。这些活动不仅向大家展示了火灾现象,更为大家讲解了背后的知识和道理。

新奇的VR体验更是吸引了大批参观者前来,包括火灾场景体验、地震逃生模拟和模拟灭火的小游戏,让小朋友们在体验的同时也将逃生技巧牢记于心。另外还有消防答题互动游戏区也吸引了许多小朋友,大家排起了长队,积极参加。通过答题,小朋友们不仅掌握了基础知识,还身临其境的体验了灾难时的自救情景。在二楼科普互动活动中,来自火灾国家重点实验室的工作人员以及志愿者讲解员,为大家分享求学生活的点滴,讲解消防科普知识,从人们对火的使用讲起,从火的危害、火灾预防和扑救几个方面为大家带来了生动的科普讲座活动。此外,在大厅的科普展版区,实验室也为大家展示了消防知识和火灾实验室研究领域介绍,在普及知识的同时,也让社会大众对火灾实验室有了更全面的了解。

短短两天,火灾实验室为社会各界人士展示了火灾现象,讲解了消防指示,科普了火灾研究,拉近了大家与火灾实验室的距离。将科学知识和尖端的技术相结合,用平易近人的方式传递知识,把实验现象和实验原理融汇展示,彻底贯彻了“科技强国,科普惠民”的精神。

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