课题可行性论证报告(课题四)-1015

国家科技支撑计划课题申报书

项目名称: 城市火灾防治关键技术研究及应用示范 项目组织单位: 课题申报单位: 课题负责人: 起止年限:2011年1月至2013年 12月

中华人民共和国科学技术部

二○一○ 年 九 月

编写说明

1.本申报书由课题申报单位组织编写,经单位主管部门[国务院有关部门(单位)科技司(局),地方科技厅(委、局),国资委直属公司]审核同意后上报项目组织单位。

2.编写要求:

(1)课题目标符合项目的课题申报指南的要求,定位准确,指标明确、可考核;

(2)课题任务明确,要充分考虑经济、技术等方面的可行性;

(3)课题管理与实施符合《国家科技支撑计划管理暂行办法》;

(4)课题所需国拨经费按《国家科技支撑计划专项经费管理暂行办法》管理和使用,并另编制《国家科技计划课题预算申报书》一并上报;

3.课题申报书A4打印,由项目组织单位确定上报份数。同时,通过科技部门户网站(www.most.gov.cn)上的“国家科技计划经费预算申报中心”,将《国家科技计划课题预算申报书》报送科技部。

课题信息表

课题申报书

一、课题概述

近年来,随着我国经济的快速发展,以剧院、体育馆、展览馆、高大厂房为代表的大体量高空间建筑和以大型汽车库为代表的功能特殊性建筑不断增加,这些典型建筑空间大、可燃物复杂,火灾风险高,出现了新的安全需求,为固定灭火技术的研究和应用提出了严峻的挑战。在这些典型场所中如何合理设置固定灭火系统,目前的设计规范尚属无明确规定。此外,如何将新型灭火技术与固定灭火系统相结合并应用在典型建筑中以不断提高建筑的火灾防护水平,也是有待解决的重大问题。在固定灭火技术研究领域,多年来一直缺少用于模拟建筑火灾对灭火系统效能进行考核的规范化火灾模型,也制约了固定灭火技术及新产品的应用和发展。另外,典型

建筑内火灾形式以大规模固体火灾为主,有针对性地研究A类泡沫灭火剂、固体深位火灾灭火剂等高效清洁灭火剂产品及灭火剂应用技术的需求也日益迫切。

为解决上述问题和需求,本课题以典型场所灭火技术研究为主线,突出清洁、高效、适用等灭火技术需求,研究对典型场所火灾防控能力提升具有整体指导作用的关键方法和共性技术。本课题将重点开展典型场所火灾实验模型、高空间公共建筑、高大厂房等典型场所自动喷水灭火系统应用技术,汽车库灭火技术及固定式压缩空气泡沫灭火系统新技术的研究,清洁高效灭火剂开发及应用关键技术研究。

本课题的实施和完成,将在火灾实验模型规范化、典型场所固定灭火系统应用技术、新型固定灭火设备及清洁高效灭火剂产品研发及应用示范等方面取得突破,提升固定灭火系统效能及新产品的自主研发能力,提高建筑火灾防控能力。

本课题的经费预算为775万元,其中申请国拨资金565万元,承担单位自筹210万元。

二、课题的目标与任务

1. 项目确定的课题目标与任务需求分析

项目为本课题确定了五个方面的研究目标和任务:

(1) 典型场所火灾实验模型的研究

为有效解决大体量高空间建筑等典型场所消防保护问题,国内外各消防研究机构都在进行该领域的探索,并通过开展实体火实验研究探寻保护该类场所的消防设置方案和工程应用参数。在实体火实验研究中,火灾实验模型的建立是实验进行的物质基础和重要组成部分,国内针对建筑内可燃物燃烧特性的研究通常都是进行定性的分析,没有建立相应的火灾试验模型,实体火实验通常采用燃烧

实物的方法,由于燃烧物性能的差异,往往会造成火灾研究数据波动大,实验结果缺乏可比性和再现性。有必要以解决典型场所火灾防控问题为立足点,突破火灾模型规范化这一瓶颈性技术难题,开展相关实验研究。

本课题针对重点针对剧院、体育馆、展览馆及高大厂房等典型高大净空场所内实际可燃物,以热释放速率为衡量指标对其燃烧特性进行分析研究,定量地预测出建筑物内火灾的规模,并选择具有通用性的标准燃烧物,建立与之对应的火灾实验模型并应用在实体火实验中,为后续研究此类场所的消防保护提供物质基础。此外,建立必需洒水密度RDD测试系统,开展标准燃烧物的RDD试验研究,为自动喷水灭火系统的灭火效能提供评价依据,并起草《用于灭火系统灭火试验的标准火源》国家标准。

(2) 高空间公共建筑及厂房自动喷水灭火系统关键技术应用研究

当前,我国各地竞相涌现一些大体量、高空间的建筑,如剧院、体育馆、展览馆、航站楼、火车站、地铁站和有顶商业街等规模宏大的公共建筑,以及棉织品加工类、电子元器件加工类、烟草行业等的工业厂房。这些场所内部高大宽敞,空气流通好,并且功能复杂、可燃物荷载大且摆放较为集中,一旦发生火灾造成的损失巨大。国家标准《建筑设计防火规范》规定了应设置自动喷水灭火系统的高空间公共建筑及工业厂房,如剧院、体育馆、展览建筑、棉纺厂、木器厂房及高层丙类厂房等。现行《自动喷水灭火系统设计规范》仅规定了净空高度不超过12m的公共建筑及净空高度不超过8m的工业厂房设置自动喷水灭火系统的基本设计参数。由于高空间公共建筑及厂房内可燃物复杂、场景多样且缺少必要的试验平台,我国对高空间公共建筑及厂房主动灭火系统的研究较少。此

外,现行《自动喷水灭火系统设计规范》对于厂房采用自动喷水灭火系统仅规定三组设计参数,缺乏对不同类型、功能厂房内可燃物燃烧特性、布置方式等的考虑,缺乏科学性及经济性。另外,目前我国各地均大量兴建外商投资项目,这些项目大多投保于境外的保险公司,在自动喷水灭火系统设计时,普遍存在着无法参照国内规范,以及国内规范与国外规范不协调等问题。

本课题针对上述典型高空间公共建筑及厂房缺乏相应的工程设计参数以及现实迫切需要等现状,解决很长一段时间在我国普遍存在的问题。通过本课题的研究,确定高空间公共建筑及厂房采用自动喷水灭火系统的基本性能参数、适用场所和工程设计参数,起草《非仓库类高大净空场所洒水喷头》国家标准,并为相关规范的制修订提供技术支撑。

(3) 汽车库关键灭火技术研究

随着我国汽车保有量不断提高,各类场所的车库数量也越来越多,由于汽车火灾蔓延速度比较快,热释放速率高,加之汽车库在空间上的特殊性,一旦发生火灾,将给人们的生命和财产安全造成巨大威胁。如2004年7月14日,台北一立体车库火灾殃及了217辆车。为此,该类场所的消防安全亟待研究提高。

目前,相关规范对车库消防系统的设置规定缺乏科学依据,由于设置自动喷水系统的投资相对较低,国内汽车库一般设置自动喷水灭火系统,只有浙江等部分发达地区设置了泡沫—水喷淋系统。用自动喷水灭火系统扑救汽车火灾一直存在较大争议。如美国NFPA502认为喷水不仅无效,而且有助于火灾的传播或加重火灾的危害,将其有利条件转化为不利条件。修订中的《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》(GB 50067)尽管试图修订此方面的规定,但苦于没有试验研究依据,仍旧保持了原有规定。另外,报批

中的国家标准《泡沫灭火系统设计规范》也因没有试验研究依据,对其中泡沫—水喷淋系统的相关设计参数未进行明确规定。

因此,汽车库火灾发展规律,设置何种灭火系统适宜,系统设计参数如何选取,国内外尚缺乏系统研究,相关规范的规定也缺乏科学的试验依据,难以给设计人员提供具体指导,该类场所的消防安全存在较多隐患。为给该类场所提供切实有效的灭火技术、提高消防安全水平,迫切需要对汽车库关键灭火技术开展深入研究。

(4) 固定式压缩空气泡沫灭火关键技术研究

压缩空气泡沫灭火技术是一种新型灭火技术,目前主要应用于消防车等移动灭火设备中。通过公安部天津消防研究所“十一五”科技支撑计划项目对此项技术初步研究发现,相比传统泡沫产生方式,其特点是通过直接充气方式在管路中形成可远距离输送的空气泡沫,大大降低现有泡沫灭火系统由于输送泡沫溶液所产生的压力损失,具备在高层建筑等典型场所应用的可行性。而对于石油化工储罐火灾的防护,油罐液下喷射灭火方式虽然相比液上喷射方式更为安全可靠,但是经常面临泡沫产生器出口高背压的难题,压缩空气泡沫灭火技术,以其在管路中输送带有一定压力的灭火泡沫的特点,具有解决上述问题的潜力。因此,有必要在前期研究的基础上开展固定式压缩空气泡沫灭火系统技术研究。

本课题研究在综合考虑某些典型场所火灾防控需求以及前期研究的基础上,以建立压缩空气泡沫灭火性能标准试验模型及方法、科学评估其灭火性能为基础,开展固定式压缩空气泡沫灭火技术应用于泡沫喷淋、油罐液上及液下喷射方式的关键技术研究,并针对典型场所开展固定式压缩空气泡沫灭火系统整体优化设计,开发系统样机,为系统在高大建筑等典型场所的工程应用奠定基础。

(5)清洁、高效灭火剂的开发与灭火剂应用关键技术研究

灭火设备性能优势的发挥往往与灭火剂性能、灭火剂与灭火设备的协同优化息息相关。城市高大建筑等典型场所火灾形式以大规模A类火灾(固体火灾)为主,并因其体量大、内部可燃物形式种类复杂而带来较大扑救难度,大量水渍损失带来的次生灾害现象也时有发生,急需开发A类泡沫灭火剂等高效灭火剂产品。同样为高效发挥灭火剂的性能优势,需要开展有针对性的研究。此外,清洁环保灭火剂产品的开发与应用,同样是灭火剂技术领域的发展趋势和重要需求,《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》这一强制性国际公约已对水成膜泡沫灭火剂中常用全氟辛烷磺酸盐类(简称PFOS)组分提出了限用要求,开发A类泡沫灭火剂等替代产品是目前面临的紧迫问题。

本课题研究的主要任务是以环保、高效为原则,通过关键性能指标测试方法的综合运用,研制A类泡沫灭火剂等清洁、高效灭火剂产品,明确其与典型灭火设备相结合的应用关键特征参数。同时在确保灭火剂性能发挥的关键共性技术方面开展有针对性的深入研究,探索扑救典型可燃性液体火灾适宜使用的泡沫灭火剂及关键灭火技术, 形成面向实际应用的灭火剂适用性评价手段及关键性能快速检测技术方法及工具装备。并通过产品、技术的应用、技术示范等推广手段,使先进成果在更大的范围内发挥应有作用。

本课题中研究内容的提出均来源于我国建筑火灾和自动灭火技术及消防安全防范的现实需要,是公共安全工作的重大科技需求和任务,具有很强的针对性、必要性和实用性。它的实施和相关成果的推广应用,将为城市典型建筑提供有效的防灭火手段,有效地遏制和减少火灾发生、人员伤亡及财产损失,推动我国消防领域的技术进步和应用水平的提高。

2.课题目标与任务解决的主要技术难点和问题分析

本课题解决的主要技术难点和问题包括以下五个方面:

(1)建立评价灭火系统性能的规范化火灾模型

结合典型建筑中的可燃物特点及实际火灾场景,建立规范化的火灾实验模型,是本课题研究的主要技术难点之一。在剧院、体育馆、展览馆、高大厂房等建筑中,可燃物种类多,布置形式复杂,火灾场景多样,在建立火灾实验模型的过程中,如何确定出实际燃烧物和实验燃烧替代物之间的内在联系和对应关系,选择具有通用性的标准燃烧物代替实际场所中存放的可燃物搭建实验火灾模型,最大限度地模拟实际火灾状况,是有待突破的重大技术难题。

(2)高空间公共建筑、高大厂房等典型建筑自动喷水灭火技术的应用

对高空间建筑自动喷水灭火系统应用技术的研究,关键是喷头构造和性能的技术研究,灭火效果在很大程度上取决于喷头的选择。由于喷头起着探测火灾的作用,常规的标准喷头集热效果差、响应时间慢,不利于扑救初期火灾。许多国家均在大力研制和开发各种性能的喷头,如快速响应大水滴喷头、ESFR喷头、CMSA喷头等。如何通过实体火灾实验研究确定适宜于高净空场所的洒水喷头的关键指标及系统合理的工程应用参数,是本课题的技术难点之

一。此外,将实体火灾与数值仿真技术有机结合,建立预测、评估自动喷水灭火系统性能的理论计算方法,为开展灭火系统控火和灭火性能的评价及典型建筑的安全评估奠定基础,也是本课题研究的有待突破的技术难题。

(3)适宜汽车库的固定灭火系统研究及关键设计参数的确定 为汽车库确定合理有效的灭火系统,必须着重解决不同灭火系统对汽车火灾的灭火效能、灭火系统喷头布置、作用面积、喷洒强度等关键设计参数的确定问题。在解决这些问题之前,需要首先研

究汽车库汽车火灾的发展规律,包括火灾发生、发展、蔓延各阶段的特性,掌握汽车火灾的特点。目前,自动喷水灭火系统、泡沫—水喷淋系统、其他环保水系灭火系统扑救汽车火灾的能力,国内外均未经过系统研究。要解决此问题,需要针对每种灭火系统进行大量实体火灾试验研究,深入研究各类不同灭火系统扑救汽车火灾的特点,并加以对比分析,确定能够有效扑灭汽车库火灾的系统。关键设计参数如喷头布置、作用面积和喷洒强度等的确定,也需进行大量实体试验,研究不同设计参数对灭火效果的影响,同时,也需对灭火系统的环保性能进行考察,最终确定合理可靠的设计参数,使所确定的灭火系统能够达到安全可靠、经济合理、环保的设计要求。

(4)固定式压缩空气泡沫灭火设备的研制及工程应用

目前,不仅用于压缩空气泡沫灭火性能评价的标准试验方法有待建立,针对各类典型场所的固定式压缩空气泡沫灭火系统性能及工程应用参数也亟待深入研究,开发产品样机难度相对较大。因此,本课题研究需依据压缩空气泡沫灭火性能标准试验方法的建立和关键性能参数的确定,解决压缩空气泡沫系统应用于泡沫喷淋、油罐液上液下喷射等场所的关键技术问题,并据此开发固定式压缩空气泡沫系统产品,为压缩空气泡沫灭火技术在各种典型场所如汽车库、石化储罐等领域广泛应用打下坚实的技术基础。

(5) 清洁、高效灭火剂的自主研发以及关键应用技术

开发清洁、高效灭火剂并使其性能优势充分发挥,是当前灭火技术研究领域的重点和难点。以A类泡沫灭火剂为例,为满足其灭火性能、隔热防护性能、环保性能等多方面指标要求,配方组成成分筛选范围较小。因此本研究需要通过配方优化组合设计、关键性能指标测试等试验考量手段及适宜表征方法的综合运用,开发A类

泡沫灭火剂产品,从而使其理化、环保性等符合相关标准要求。同时针对灭火剂的特点和实际应用方式,开展有针对性的实战应用关键研究。而将作为含PFOS泡沫灭火剂的有效替代手段之一,则需要通过中试、规模化生产并大范围推广应用,以此解决目前消防行业所面临的含PFOS替代品开发应用——这一重要而紧迫的问题。

三、现有工作基础与优势

1. 国内外现有技术、知识产权和技术标准现状及预期分析 在标准火灾实验模型的研究方面,欧洲和美国等相关研究机构已经在货物危险等级分类和标准燃烧物的选择方面进行了一定的研究,积累了较多可参考的经验,在此基础上建立的火灾实验模型也已经在实体火实验中得到了应用。借鉴国外的研究成果,我国在国家标准《早期抑制快速响应(ESFR)喷头》(GB5135.9-2006)的试验方法中列出了部分仓库火灾试验模型,并应用于相关产品的检测试验中。此外,我国在“十一五” 国家科技支撑计划项目“高净空场所及高架仓库自动喷水灭火系统应用研究”中针对标准燃烧物进行了初步的研究,确立了标准燃烧物单体,取得了一定的研究成果。

在高空间公共建筑及厂房自动喷水灭火系统关键技术研究方面,美国国家标准技术研究院(NIST)和FM Global也开展过多次高净空场所的系统试验研究,研究发现,喷头在高净空场所下能够动作,只是某些特定场所下此时的火灾规模可能会较大,并通过实体火试验验证了高净空场所设置自动喷水灭火系统的有效性。我国在“十一五”期间曾开展了非仓库类高大净空场所采用自动喷水灭火系统保护的试验研究,研究结果表明,系统在给定的技术参数下能够起到很好的控、灭火效果。同时,对于控制火场温度、保护建筑整体结构安全具有良好的作用,但研究范围仅限于非仓库类高净空场所,存在着进一步研究的必要。高大工业厂房由于厂房内可燃物复

杂、场景多样以及缺少必要的试验平台,我国对工业场所设置自动喷水灭火系统的研究较少。这也是国外自动灭火技术领域的一大难点问题,牵涉到的主要问题有:设置场所火灾危险等级的确定、系统设计参数的选取以及系统组件的配置要求等。

在汽车库关键灭火技术研究方面,由于现行《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》的规定,目前国内汽车库多设置自动喷水灭火系统。不过,业内已经认识到其中的问题,浙江等部分发达地区从2006年起已经开始安装泡沫—水喷淋系统,随着我国汽车库的大规模建设,相关经济、安全、环保的新型灭火系统开始逐步应用。在主要发达国家中,美国针对海上渡轮的停车区开展过泡沫—水喷淋系统灭火试验,取得了一定的试验成果。由于无法到欧、美、日等发达国家深入调研,目前尚不全面掌握其汽车库灭火系统设置情况,但也了解到美国的一些大型室内停车场安装了泡沫—水喷淋灭火系统。

在固定式压缩空气泡沫灭火关键技术研究方面,曾有加拿大研究人员尝试将压缩空气灭火技术应用于固定式灭火系统中,并取得了一些初步成果。在国内,公安部天津消防研究所也曾针对压缩空气泡沫灭火系统灭火性能开展过初步研究。试验结果表明相比于传统泡沫灭火方式,压缩空气泡沫灭火技术具备灭火效率高、应用范围广等诸多方面的优点。由于压缩空气泡沫灭火系统在我国的应用尚处于起步阶段,对其相关应用技术特征参数的研究并未系统开展,距离其实际工程应用还有较大差距。

在清洁、高效灭火剂的开发与灭火剂应用关键技术研究方面,自20世纪90年代起,美国城市消防队开始A类泡沫灭火剂将作为市政建筑火灾的常用灭火介质,其清洁、高效的特点也在灭火实战中被逐渐深入了解和认识。我国消防部队最近几年也开始陆续引进

和列装A类泡沫消防车及A类泡沫灭火剂,但是存在的主要问题是国外产品价格昂贵,国内产品经测试又达不到相应润湿、泡沫稳定性等要求。针对固体深位火灾灭火剂,国外尚未开展相关研究,国内湘潭大学对固体深位火灾的新型灭火技术开展了大量的基础研究工作,并进行了小级别实体火实验,积累了大量的数据,为固体深位火灾灭火剂的深入研究与实战应用奠定了良好的基础。

本课题围绕清洁、高效灭火剂及固定灭火系统产品开展研究,课题的研究成果可为《自动喷水灭火系统设计规范》、《自动喷水灭火系统施工及验收规范》、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》和《泡沫灭火系统设计规范》等国家工程建设标准的修订及《非仓库类高大净空场所洒水喷头》、《用于灭火系统灭火试验的标准火源》等国家标准的制定提供技术支撑。

2.课题申请单位及主要参与单位研究基础(已有的研究开发经历,科技成果、科研条件与研究开发队伍现状等)

(1)课题申请单位研究基础

公安部天津消防研究所长期从事固定灭火系统及灭火剂的研究与应用,涉及产品研发、检测、工程应用技术的所有领域。公安部天津消防研究所依托国家“十一五”科技支撑计划课题“高净空场所及高架仓库自动喷水灭火系统应用研究”及“A类泡沫保护和灭火性能评估及其应用技术的研究”等重大科学研究项目的实施,已经对火灾实验标准燃烧物进行了探索性的研究,基本确立了以燃烧热释放速率作为评价指标的实验研究方法,并且在实体火实验中应用了所建立的实验模型;开展了12m、16m等不同高度下非仓库类高大净空场所的自动喷水灭火系统保护的应用研究,部分研究成果已应用到国家标准《自动喷水灭火系统设计规范》的修订内容中;搭建了A类泡沫灭火剂评估及压缩空气泡沫灭火技术研究的基本试验平台,在

A类泡沫灭火剂及压缩空气泡沫灭火技术方面取得初步进展。这些科研工作的开展和相应成果的取得,为本课题研究工作的顺利开展奠定了良好的技术基础。

此外,公安部天津消防研究所是《自动喷水灭火系统设计规范》、《泡沫灭火系统设计规范》等工程应用规范及《自动喷水灭火系统》、《泡沫灭火系统及部件通用技术条件》、《泡沫灭火剂》等国家标准的主编单位,全国消防标准化技术委员会固定灭火系统分技术委员会和灭火剂分技术委员会的挂靠单位,为相关标准规范的制修订提供了良好的外在保障措施。在硬件方面,公安部天津消防研究所目前建有国内最大的综合性消防试验基地,内有燃烧试验馆,综合试验馆、建筑构件耐火试验馆、气体灭火试验馆和相关附属建筑等,整体达到国内领先水平,多项试验设施填补了国内空白,并达到国际先进水平。其中,燃烧试验馆建有10MW大型量热器和世界最大的33m×33m活动吊顶,可在3m~24m范围自由调节,可进行超大空间的实体灭火试验以及同时安装100只喷头的自动喷水灭火系统的试验测试。这些都为课题的成功实施提供了必要的科研支撑条件。

依托公安部天津消防研究所人才发展计划,课题承担单位在灭火剂及固定灭火系统研究方面形成了多个由创新能力强、专业知识扎实、实践经验丰富的科技人员组成的研究团队,为课题的实施完成提供了充实的人才储备。

(2)课题参加单位研究基础

①天津商业大学

天津商业大学是一所以商学为主干,管、经、工、法、文、理等多学科相互支撑、协调发展的高等学校。现有本科专业48个、硕士点25个。其中,机械工程学院工程热物理专业是硕士点之一,一

直从事火灾科学中的工程热物理问题研究工作,已建成火灾科学研究基地,实验场地约500m2,拥有量热仪、温度场速度场测试系统、高速摄像机等仪器设备及FLUENT、FDS等计算软件。已建立了稳定的研究队伍。近年来参加或承担国家十五攻关项目、十一五科技支撑项目、天津市社会发展科技项目、天津市基础重点研究项目近10项。

②湘潭大学

湘潭大学高分子材料研究所现有教授15人,博导10人,副教授10人,讲师3人。具有博士学位者21人,硕士学位者4人。拥有包括AFM、STM、SEM、NMR、GPC、LPC、DSC、DMTA、TG、FTIR等大型进口仪器在内的较完备的表征、测试系统,为相关科研工作提供了较好的软硬平台。“十一五”以来,研究所共主持包括国家863、国家自科基金等项目在内的项目100余项、1700万余元。获得中国专利知识产权局授权专利15项;发表专著13部;发表论文400余篇,其中SCI280余篇、EI70余篇。

③上海金盾消防安全设备有限公司

上海金盾消防安全设备有限公司是我国消防产业的领军企业之一,主要生产固定灭火系统和消防车产品的生产。现有员工480人,其中博士1人,硕士6人,高级职称10人,专门从事产品研发、工程设计和技术服务的技术人员达85人。公司建有常规流量压力水力试验室、大流量试验室、灭火实验室、消防车试验检测中心等试验测试基地。公司每年投入的科研开发费用均占公司总销售额的3.5%以上,开发产品十多项,主要有:外贮压式七氟丙烷灭火系统、隧道泡沫灭火系统、压力平衡式泡沫比例混合装置、K160大流量喷头、K363ESFR喷头、细水雾灭火系统、各种类型的消防车等。公司积极参与国家和行业标准的制修订工作,配合主编单位完

成相关的研究和试验验证工作,并为科研项目的开展提供必要的资金的支持。

④四川森田消防装备制造有限公司

四川森田消防装备制造有限公司主要从事消防车、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统产品的生产。公司拥有强大的研发队伍,现有职工638人,其中工程技术人员83人,高级工程师21人,2008年被成都市授予市级技术中心称号,2010年被四川授予省级技术中心称号。公司拥有完善的现代化管理体系、技术开发体系、营销服务体系;科技水平、生产能力、设备规模、经营效益等方面在国内消防企业中均名列前茅,是国内综合实力强大的现代化消防企业,是中国消防行业30强企业之一。

⑤昆山宁华消防系统有限公司

昆山宁华消防系统有限公司是一家从事新型灭火技术研究开发与产品生产的专业消防公司,为中国消防协会会员。现有职工近500人,专业技术力量雄厚。公司主要研制开发适用于石油化工、高层建筑、电厂、通讯、交通、港口码头、机场(库)、油库、仓(车)库、轮船、石油钻井平台等重点防火场所和消防部队使用的消防装备系统及应用技术,多项产品均已达到国际先进水平。公司拥有一整套先进的生产、试验、检测设备(施),并已通过ISO9001国际质量管理体系认证。

四、任务分解与考核指标

1. 课题研究内容、技术路线和创新点

(1)课题研究内容

专题一:典型场所火灾实验模型的研究

研制确定不同类型的标准燃烧物,研究建立典型场所的火灾实验模型,建立可燃物必需洒水密度(RDD)测试系统,研究标准燃

烧物RDD性能,起草《用于灭火系统灭火试验的标准火源》国家标准。

专题二:高空间公共建筑及厂房自动喷水灭火系统关键技术研究

研究自动喷水灭火系统对高空间公共建筑及厂房的控、灭火效能,确定相应的工程应用参数,以实体火实验数据为基础,对高空间公共建筑及厂房的火灾流场流动过程和流场参数分布及系统性能进行数值仿真研究,起草《非仓库类高大净空场所洒水喷头》国家标准。

专题三:汽车库关键灭火技术研究

研究汽车库汽车火灾发展规律及自动喷水灭火系统、泡沫-水喷淋系统及其他环保水系灭火系统等相关系统扑灭汽车火灾的灭火效能,为汽车库确定合理有效的灭火系统,开展相关灭火系统关键灭火参数的试验研究,确定系统工程应用设计参数,研发适宜汽车库用的固定灭火系统相关产品。

专题四:固定式压缩空气泡沫灭火系统研究

研究压缩空气泡沫特征及其影响因素,建立压缩空气泡沫灭火性能评估标准试验方法。基于现有固定灭火系统使用特点,开展固定压缩空气泡沫灭火系统应用于泡沫喷淋、油罐液上液下喷射方式关键技术研究,确定其相关泡沫性能、灭火性能参数等。针对典型场所开展固定式压缩空气泡沫灭火系统整体优化设计,形成固定式压缩空气泡沫灭火系统工程样机,起草《压缩空气泡沫灭火性能标准试验方法》标准草案。

专题五:清洁、高效灭火剂的研制及相关实战应用关键技术研究

开发A类泡沫灭火剂产品并确定中试工艺条件,研究固体深位

火灾灭火剂实战应用关键技术,对常见类型泡沫灭火剂与典型可燃性液体的适用性进行评估,探索扑救典型液体可燃物火灾适宜使用的泡沫灭火剂及关键灭火技术。建立低倍数泡沫灭火剂、干粉灭火剂等产品的快速性能检测技术,开展灭火剂关键性能快速检测装备的集成化研究。

(2)技术路线

围绕项目的总体目标,针对课题的具体研究目标和研究内容,采用理论分析与试验研究相结合,技术和产品的研发与工程应用示范并重的总体技术路线,在总结“十一五”研究成果基础上,广泛收集和分析国内外有关技术资料,跟踪国外技术发展前沿,借鉴国内外的先进理论和技术,建立先进实用的实验设施和实验装置,完善必要的分析和试验手段,通过实地调研、专家论证、理论分析和数值分析、模拟试验研究及验证、参数优化、现场条件试验和示范点验证等方法和技术、工艺路线,系统地解决各项关键技术。

(3)创新点

a) 建立典型场所火灾实验模型及可燃物分类方法;

b) 建立评价自动喷水灭火系统性能的数值计算方法;

c) 确立适宜车库用的固定灭火系统;

d) 固定式压缩空气泡沫系统设计及性能优化研究;

e) 建立新型灭火剂适宜使用条件和参数,确定灭火剂灭火性能和应用范围。

2.主要技术指标(如形成的知识产权、技术标准、新技术、新产品、新装置、论文专著等数量、指标及其水平,与国内外同类技术或产品的竞争分析,满足项目所依托的重大工程建设或重大装备研制的需求情况等)

专题一:典型场所火灾实验模型的研究

(1) 确定并制备2~3种火灾试验用标准燃烧物;

(2) 建立典型场所火灾试验模型;

(3) 建立可燃物RDD测试系统;

(4) 起草《用于灭火系统灭火试验的标准火源》国家标准;

(5) 国内外核心期刊或国际学术会议上发表论文3篇。

专题二:高空间公共建筑及厂房自动喷水灭火系统关键技术研究

(1) 确定高空间公共建筑和典型高大厂房自动喷水灭火系统工程应用设计参数;

(2) 建立高空间公共建筑和典型高大厂房火灾流场及系统性能评价的数值仿真方法;

(3) 起草《非仓库类高大净空场所洒水喷头》国家标准;

(4) 国内外核心期刊或国际学术会议上发表论文3篇。

专题三:汽车库关键灭火技术研究

(1) 研究自动喷水灭火系统、泡沫—水喷淋灭火系统、其它环保水系灭火系统等扑灭汽车火灾的灭火效能,为汽车库确定合理有效的灭火系统;

(2) 确定适宜灭火系统的关键设计参数,为相关规范的制修订提供技术支持;

(3) 开发适宜汽车库的固定灭火系统相关产品;

(4) 在核心期刊上发表2篇学术论文。

专题四:固定式压缩空气泡沫灭火系统研究

(1) 建立压缩空气泡沫灭火性能标准试验方法;

(2)起草《压缩空气泡沫灭火性能标准试验方法》行业标准;

(3)形成典型场所固定式压缩空气泡沫灭火系统样机1套;

(4) 国内外核心期刊或专业学术会议上发表论文4篇。

专题五:清洁、高效灭火剂的研制及相关实战应用关键技术研究

(1) 研制A类泡沫灭火剂产品,完成中试工艺验证; (2) 确立固体深位火灾灭火剂实战应用参数;

(3) 研制低倍数泡沫灭火剂和干粉灭火剂性能快速检测装备; (4) 建立泡沫灭火剂与可燃性液体适用性标准评价方法; (5) 国内外核心期刊或专业学术会议上发表、宣读论文4篇。

3.主要经济、社会、环境效益(如技术及产品应用产业化前景,在课题实施期内能够形成的市场规模与效益,对保障国家安全、促进社会可持续发展及提升我国相关产业竞争力的作用等)

本课题关于火灾实验模型、高空间公共建筑及厂房自动喷水系统应用技术和汽车库自动灭火技术的研究以及固定式压缩空气泡沫灭火系统与A类泡沫灭火剂的开发、固体深位火灾灭火剂实战应用技术的研究均属于原创性研究,成果具有自主知识产权。课题研究开发的关键技术、产品设备等可通过产品销售、技术服务、技术咨询、技术转让等多种有偿的方式和形式,产生良好的经济效益。仅在A类泡沫灭火剂产业化方面,预计可形成年生产能力300吨以上的规模化生产线1条,预期经济产值在600万元以上。

本课题的研究成果直接为《自动喷水灭火系统设计规范》、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》、《泡沫灭火系统设计规范》等标准的制修订提供技术支持,通过上述国家或行业标准的完备和实施,研究成果将迅速应用到工程建设中,发挥整体指导性、规范化的技术效益。

本课题研究建立的火灾实验模型及燃烧物火灾危险等级分类方法,使用标准燃烧物制定火灾实验模型,可避免在今后开展研究时

对每类物品均采用实物火试验,可将典型场所内的火灾危险性直观量化,为降低能耗、优化设置场所内部的消防系统配置,提供有效的技术支持,符合构建资源集约型社会的总体要求,产生良好的社会效益。而清洁高效灭火剂的研制开发及广泛应用,可有效减少全氟辛烷磺酸盐等环境有害物质向环境中的排放,具有良好的环境效益。

综上所述,本课题的实施完成,将通过以点带面的辐射效应,对保障消防安全、社会环境可持续发展及提升我国消防产业竞争力起到积极的推动和促进作用。

4.课题实施中可能形成的示范基地、中试线、生产线及其规模

本课题将采用产学研相结合的模式开展研究工作,在高空间公共建筑及厂房自动喷水灭火系统关键技术、清洁、高效灭火剂的研制开发应用、固定式压缩空气泡沫灭火系统、汽车库灭火系统等方面进行推广示范,建立1-2个示范基地,部分研究成果将转化生产,在部分城市和工程应用。

5.人才队伍建设

在课题研究阶段,充分发挥青年科技骨干的积极性和创造性,大力营造良好的工作环境,提供多种学习和对外交流的途径,鼓励中青年科技人员承担课题的主要任务。争取通过此项课题研究工作的开展,使青年科技人才的专业知识、业务水平、综合能力得到显著的提高。同时,在本课题的研究过程中,将培养3名硕士研究生和1名博士研究生。

6.其他应考核的指标

五、经费预算

1.课题总投资预算、各项任务经费分配及分年度经费需求

2.资金筹措方案及配套资金落实措施

本课题的经费概算为775万元,其中申请国拨资金565万元,承担单位自筹210万元。课题的承担单位公安部天津消防研究所配套资金均已落实到位,在课题和专题任务书签订后,将配套资金分别拨付到课题组和专题组,从而保证课题研究的顺利开展。

六、课题的年度计划及年度目标

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2.课题各年度目标及考核指标

2011年:签定课题合同;专题分解,落实专题承担单位和协作合作单位,分别签定任务书;开展国内外调研,收集相关技术资料,编写调研报告;开展研究方案论证及实施方案评审;改造实验系统等。本阶段形成《典型场所可燃物调研分析报告》1份,确立压缩空气泡沫灭火性能标准试验方法,筛选出A类泡沫灭火剂产品配方,完善高空间场所自动喷水灭火模拟实验系统。

2012年:建立实验研究模型和模拟实验系统,开展实验研究,分析实验数据,开展理论模型的验证,进行课题中期评估。本阶段制备出火灾标准燃烧物2-3种,建立RDD测试系统及汽车库模拟实验系统,建立典型场所火灾实验模型、确立高空间公共建筑、高大厂房、汽车库的灭火系统工程应用参数,研制A类泡沫灭火剂及适宜汽车库的灭火设备,起草《用于灭火系统灭火试验的标准火源》、《非仓库类高大净空场所洒水喷头》、《压缩空气泡沫灭火性能标准试验方法》标准草案,完成论文7-10篇。

2013年:补充实验;相关产品定型,综合试验数据及结果,编写专题研究报告;发表论文,完成课题和项目验收。本阶段形成固定式压缩空气泡沫灭火系统工程样机、灭火剂性能快速检测装备,清洁高效灭火剂的规模化推广应用,提交专题研究报告5份,完成

论文5-8篇。

七、实施机制

1. 课题的组织管理措施

课题研究工作由课题承担单位和课题参与单位共同完成。课题承担单位根据《国家科技支撑计划项目管理办法》要求并结合本项目具体情况,负责组织协调课题的条件保障、日常管理和具体实施,协调各参与单位的任务分工,及时发现和报告课题实施过程中出现的问题,按要求编报课题年度计划、计划执行情况和统计报表、科技支撑计划成果信息及经费预算等信息资料,及时报项目组织部门等相关单位。

邀请本领域国内知名专家为课题的实施方案制定、课题管理和重大技术问题的攻关提供咨询意见和建议。课题承担单位和参加单位在人力、物力、财力方面优先考虑本课题研究需要,保证课题的顺利实施。

2.课题参与单位的任务分工及国拨专项经费分配

(1)天津商业大学

参与专题一典型场所火灾实验模型的研究,开展可燃物的燃烧特性、物理性能测试等。国拨专项经费为36万元,自筹经费10万元。

(2)上海金盾安全设备有限公司

参与专题二大型公共建筑和高大厂房自动喷水灭火系统应用技术的研究,开展喷头样品试制、实体火灾实验等。国拨专项经费为25万元。

(3)四川森田消防装备制造有限公司

参与专题三汽车库关键灭火技术研究,主要协助完成相关试验,配合开发适宜车库用的消防产品。国拨专项经费为24万元。

(4)昆山宁华消防系统有限公司

参与专题四固定式压缩空气泡沫灭火系统研究,主要协助完成固定式压缩空气泡沫灭火系统灭火性能试验及样机开发工作。国拨专项经费为20万元。

(5)湘潭大学

参与专题五清洁、高效灭火剂的研制及相关实战应用关键技术的研究,开展固体深位火灾灭火剂应用技术研究。国拨专项经费:50万元。

3.产学研结合模式

本项目参加单位由消防研究院所与高等院校、消防企业等组成,产学研联合紧密,符合科技支撑计划项目的相关要求。在课题研究实施过程中,针对研究的具体目标,借助企业的产业化实施平台,开展技术攻关、成果转化和工程示范。在取得研究成果后,通过技术服务、技术咨询、技术转让等多种方式积极推进科技成果的迅速转化和产业化发展。

4.知识产权与成果管理及权益分配

在本课题执行过程中,各方根据课题任务分工(依据课题申报书和任务合同书的内容规定),在各方的工作范围内独立完成的科技成果及其形成的知识产权归各完成方独立所有。

在本课题执行过程中,合作各方工作集成产生的科技成果及知识产权,以及由各方共同完成的科技成果及其形成的知识产权、经

济效益,归课题组统一管理和分配。

八、课题负责人及参加课题主要人员情况 1. 课题负责人简介

宋 波:男,43岁,公安部天津消防研究所党委书记,研究员。1989年毕业于天津大学化工机械专业,2003年毕业于天津大学机械工程专业,工程硕士。主要研究方向为固定灭火系统研究,曾参加和参与主持了多项国家级、部级消防科研项目,承担了包括国家攻关项目在内的多项研究课题,其中国家攻关项目三项,部级研究项目十项,所级项目二项,取得多项科研成果。先后获国家级奖励1项,国家科技进步二等奖1项,部级一等奖1项,部级三等奖2项等多项奖励。2002年度荣获公安部天津消防研究所特别嘉奖(三等功),6次获天津市公安局年度个人嘉奖,所在处室4次集体嘉奖,发表论文8篇。为本课题预计工作时间为年均工作6个月。

2.课题负责人及主要参加人员

九、课题风险分析及对策

近年来,我国消防科研单位通过不断对国际上最新成果进行研究、跟踪、交流和分析,以及通过 “八五”、“九五”、“十五”、 “十一五”期间开展的火灾理论研究,防、灭、控火应用技术的研究工作,均建立了较好的研究基础,积累了丰富的经验。本课题的研究属于国际火灾科学研究领域的热点和前沿。在资金落实到位的情况下,按照技术路线去实施,可保证完成课题各项任务,技术风险不大。

本课题是在我国全面构建和谐社会的背景下提出的,城市公共安全已成为重大社会公益问题,逐渐成为制约我国经济和社会发展的重要因素。本课题针对社会公共事业的重点和热点问题开展科技攻关研究,符合我国社会发展的要求和有关产业政策,无政策性风险。

本项目的提出以市场需求为前提,以为城市公共安全提供技术服务和为政府监管提供技术支持的目的,关键技术的选择来源于现实需求,项目的研究成果具有良好的推广应用和产业化前景,因此市场风险不大。

综上所述,本项目无论从技术水平、推广应用前景,还是从现有科研力量来看,风险较小,各项研究内容基本可行,依靠现阶段技术水平和现有科研力量能完成本课题的各项研究,并实现各项预期目标。

十、其他需要说明的事项 无

十一、有关附件

1.相关科研成果、专利等知识产权证明材料; 见附件。

2.课题相关技术领域的专利检索、科技查新报告,知识产权与技术标准分析报告;

见附件。

3.课题配套资金来源(如贷款、地方部门匹配资金等)的证明材料;

见附件。

4.中试或产业化所需相关产品生产的许可证明文件;

见附件。

5.各参与单位联合申报课题的证明文件; 见附件。

6.与课题相关的其他证明材料或文件等。 见附件。 十二、申报单位签章

课题申报单位(盖章):

单位法人代表(签字):

课题负责人(签字):

年 日

国家科技支撑计划课题评审综合意见表

课题名称:清洁、高效灭火剂及固定灭火系统应用技术研究 申请单位:公安部天津消防研究所 申请受理编号:

项目组织单位意见

1. 对专家组或中介机构评审(评估)结果的意见;

2. 对是否选择课题申报单位为课题承担单位的意见;

.其他说明。 项目组织单位负责人(签章) 月

3

年 日


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