第一篇:材料力學發(fā)展史及發(fā)展現(xiàn)狀認識報告[最終版]
材料力學發(fā)展史及發(fā)展現(xiàn)狀認識報告
一、材料力學發(fā)展史
材料力學,顧名思義,也就是研究構成工程器件物質內部受力情況的一門學科。其研究特點是將宏觀的問題放到微觀世界去解決,從而搭建解決材料變形、扭轉等一系列問題。首先,力學知識最先起源于人類對自然現(xiàn)象的觀察和生產勞動過程中的經驗積累。而材料力學的起源如果要追溯則應追溯到古代房屋建筑上去。在古中國的宮殿建筑中,由于那是皇權的象征,所以材料的選用在符合審美的需求的基礎上最重要的是要使材料在預定年限內不會出現(xiàn)斷裂。只是很可惜,在古中國沒有形成一套完整的系統(tǒng)。而在西方世界的意大利,意大利科學家為了解決建筑船舶和水閘所需要的梁的尺寸問題,進行了一系列實驗,并于1638年提出梁的強度計算公式。但是受到材料力學的發(fā)展限制,他所得到的答案并不完全正確。后來英國科學家胡克發(fā)表了重要的胡克定律,這才奠定了材料力學的基礎。自從18世紀起,材料力學才開始沿著科學的方向發(fā)展。
二、材料力學的研究方向以及研究問題
材料力學的研究方向通常包括兩大類:其一是研究材料的力學性能,或者稱為機械性能。材料的力學性能參量不僅可以用于材料力學的計算,而且也是固體力學及其他分支中計算中必不可少的依據;其二是對桿件進行的力學分析,比如在理論力學中存在一類超靜定問題,單純依靠理論力學的西式是無法求解的。而此時材料力學就發(fā)揮出他不可替代的作用,結合材料力學的應力分析,便可以將簡單的力學超靜定問題分析出來,從而達到解決實際問題的目的。材料力學所研究的對象為桿件、殼件和塊體三大類物體的受力和變形,其中以桿件為主要研究對象。而桿件中具體的所受的內力又包括軸力、剪力、彎矩和扭矩。桿件的變形可分為伸長、縮短、扭曲和扭轉。處理具體桿件問題的時候,有根據材料的性質和變形情況的不同,將問題分為線性問題、幾何非線性問題以及物理非線性問題。
三、材料力學實驗的發(fā)展特點
1.發(fā)展速度迅猛。光彈用了100年才完善,電測用了20多年就完善了,全息、散斑、云紋干涉用了不到10年左右就很成熟了。
2.材料力學實驗中的新方法與其他學科交叉,出現(xiàn)互補性質的學科關系。比如理論力學的分析,斷裂力學實驗,生物力學實驗,復合材料力學實驗等。
3.相互滲透。1960年全息干涉發(fā)展以后被引用到光彈性中來稱為全息光彈 性,用于云紋法稱為全息云紋等。
四、材料力學的研究現(xiàn)狀
“我國材料力學方面的論文多偏重于經典理論和方法,缺乏有根據的計算和實驗驗證,雖然理論做的很細很巧,但不能說是一個完美的科學成果。突破實驗和計算這兩個薄弱環(huán)節(jié)應該是我國材料力學工作更上一層樓的急迫任務。材料力學方面的科研成果如果缺乏實驗驗證就是個不完整的成果,不僅是做零星的、個別的實驗,而要做大量的、系統(tǒng)的實驗?!?/p>
——此段摘自:中國化工儀器網
由此可見,雖然材料力學擁有上述的幾個發(fā)展特點,但是不可回避的是當前的研究并沒有到達理想的地步。就我國現(xiàn)階段的研究狀況而言,雖然基本的理論已經建立起來,而且很具體細巧。但是實驗和計算仍就是當前亟待解決的問題。我們急需一套對材料各個方面性能進行全面分析同時又將所有實驗數據整合起來的實驗設備,而不是僅僅在一部分很小的實驗事實的不完備基礎上就得出粗糙的結論。在理論教學方面,不應當僅僅按照課本所編的內容進行教授,而應當遵循材料力學這一學科本身的發(fā)展規(guī)律,按照提出問題、基本假設、理論分析、實驗操作等等科學的程序進行知識和思想的雙重教授,為培養(yǎng)下一代材料力學的創(chuàng)新人才做出切實的貢獻。而這些問題在當前的高校教育中時很需要改進的,當然這無疑也成為了限制我國材料力學去的突破性進展的關鍵之一??偠灾覈诓牧狭W方面的科學研究和理論深入之路,任重而道遠。
報告人:熊 偉 學 號:1001500242 時 間:2012.02.29
第二篇:蘭州大學力學發(fā)展
[蘭州大學報]不屈的使命 輝煌的成就 ——蘭州大學力學學科的發(fā)展歷程與辦學成就
『2011-05-27 09:44:01』『字號:大 中 小』『瀏覽:2544次』『打印』
蘭州大學土木工程與力學學院 暨西部災害與環(huán)境力學教育部重點實驗室
引子
蘭州大學力學學科創(chuàng)辦50余年來,在老一輩力學家、力學教育家葉開沅教授與新一代學科帶頭人鄭曉靜院士、周又和教授的不懈努力下,在辦學的核心指標上開創(chuàng)了蘭州大學多項第一:國家首批博士點之一,培養(yǎng)出第一位院士、第一位國家杰出青年科學基金獲得者,第一項完全由校內成員獨立完成的國家自然科學二等獎,葉開沅培養(yǎng)的學生中3人當選院士位列校內個人第一,唯一有本學科教師擔任國外學術機構主辦的國際學術期刊主編,唯一有二位教授獲寶鋼教育基金會高校優(yōu)秀教師特等獎的學科,唯一的發(fā)展中國家科學院院士,唯一的非在職博士生入選全國優(yōu)秀博士學位論文,唯一的由教師個人爭取獲得的國際學術組織捐資在我校設立的人才培養(yǎng)獎勵基金、二篇學術論文獲國際學術獎勵(即最佳貢獻論文獎與最佳論文獎)。目前,該學科還擁有國家重點學科、教育部重點實驗室、一級學科博士點、博士后科研流動站,本科生人才培養(yǎng)省級基地、實驗教學省級示范中心、教育部長江學者創(chuàng)新團隊、國家精品課程、國家特色專業(yè)建設點、國家級教學名師、國家級教學團隊、國家教學成果獎、國家科技進步獎、中科院院士、長江學者獎勵計劃特聘教授等辦學條件與核心指標。面對國際間激烈的科技與經濟競爭,我國正在大力實施科教興國和人才強國戰(zhàn)略,高等學校培養(yǎng)高水平創(chuàng)新人才的使命更加重大。我校力學專業(yè)在極其困難條件下,經過幾代人的不屈努力和不懈奮斗,由“弱勢學科”逐步發(fā)展成為多項辦學指標位于學校前列的優(yōu)勢學科,其崇尚卓越、追求一流的辦學經驗是值得我們加以總結與思考的。今天力學學科的“噴發(fā)”,是力學教師特別是學科帶頭人長期堅持“甘坐板凳十年冷、追求一流代代新”的辦學精神的必然結果。只有知道什么是好、也知道如何在西部地區(qū)不利環(huán)境與條件下去追求好,我們才有可能找到切實可行的辦學途徑并通過有效的實施來辦好學,才可能根據自身條件逐步發(fā)展成為好,才不至于鸚鵡學舌地生搬硬套別人的方法(或說法)以致于水土不服,才不至于沒有獨立見解地進行一些無謂的“空調”(讀tiao,即調整之意),進而才有可能避免某些“形左實右”的“亂調”。十年樹木、百年樹人,作為肩負培養(yǎng)高水平創(chuàng)新人才重任的我們,要有長遠的辦學追求,尤其對于肩負更大使命的學科帶頭人和學術帶頭人,在此征途上既要言傳更要身教,要通過一步步的成功實踐、一步步的向前發(fā)展,來激勵斗志、鼓舞士氣,為后來者探索出一條行之有效的辦學道路。為此,也需要對過去的辦學經歷進行有效總結,包括成功的與失敗的,這樣方可使未來的發(fā)展不至于有形無實,才有可能有的放矢地真正實現(xiàn)國家的目標和人民的期盼。這里,我們僅針對力學學科的發(fā)展歷程、科研成果、科研與人才培養(yǎng)硬件條件作客觀表述,從中可以看出一些發(fā)展的脈絡。
發(fā)展歷程
蘭州大學力學學科創(chuàng)建于我國建設事業(yè)大發(fā)展的1959年。當時,在蘇聯(lián)人造地球衛(wèi)星成功發(fā)射的推動下,力學被認為是與高新技術密切聯(lián)系的學科,全國許多重點大學相繼開始建立力學專業(yè),蘭州大學力學專業(yè)就是在這種大背景下建立起來的。借鑒蘇聯(lián)莫斯科大學與北京大學力學專業(yè)的辦學經驗,蘭州大學所建立的力學專業(yè)及其教研室放在了數學系(隨后改為數學力學系),首任力學教研室的黨政負責人為潘朝艷同志和郭秉榮同志。當時,從已進校的數學專業(yè)學生中挑選出一部分轉到了力學專業(yè),于1962年有了首屆畢業(yè)生。相關教師隊伍主要來源于北京大學等高校的畢業(yè)生或教師,如北京大學5位力學專業(yè)創(chuàng)辦人之一的葉開沅于1959年隨江隆基校長來到蘭州大學,北京大學力學專業(yè)畢業(yè)生程昌均、苗天德和王廷棟,清華大學力學班的湯任基與王凱,南京大學天文專業(yè)畢業(yè)生俞煥然,蘭州大學力學專業(yè)畢業(yè)生劉人懷、陳山林與王璞等在上世紀50年代末與60年代初期充實到蘭州大學力學專業(yè)的教師隊伍。到“文革”時,力學專業(yè)的教師與實驗人員達到40余人。在“文革”結束后不久,一批力學教師相繼調離蘭州大學到國內其它高校與科研機構,如劉人懷1978年調到中國科大,此后不久以出色科研業(yè)績在沒有博士學位的情形下成為國內首批獲洪堡獎學金資助赴陳山林1979年考入清華大學著名力學家錢偉長教授門下攻讀研究生等。西德留學的學者;
上世紀80年代初,隨著高等教育恢復正常及本學科帶頭人葉開沅教授的冤假錯案被徹底平反,蘭州大學力學學科進入快速發(fā)展時期。在葉開沅教授的帶領下,1981年申請的固體力學碩士與博士學科培養(yǎng)點獲國務院學位委員會批準設立,成為蘭州大學的6個首批博士點之一,葉開沅教授也成為該學科點的唯一博士生指導教師。從此,蘭州大學力學專業(yè)開始了高層次人才培養(yǎng)的新時代。1986年,蘭州大學力學系獨立建系,葉開沅教授出任首任系主任,從而使其辦學理念得到了有效的貫徹執(zhí)行。在葉開沅教授的指導下,鄭曉靜以其博士學位論文的研究成果于1988年獲首屆中國科協(xié)授予的“中國青年科技獎”和1991年獲國家教委與國務院學位委員會聯(lián)合授予的“做出有突出貢獻的中國博士學位獲得者稱號”,葉開沅教授也因此被甘肅省授予“優(yōu)秀博士生指導教師”稱號。到上世紀末,在本博士學科點被批準為博士生指導教師的還有:湯任基(1985;1986年調出)、程昌鈞(1989;1996年調出)、朱正佑(1993;1996年調出)、苗天德(1995;2006年退休)、俞煥然(1995;2006年退休)、鄭曉靜(1995)、周又和(1998)。在葉開沅教授卸任力學系主任后,苗天德教授(1991-1994)和俞煥然教授(1994-1999)先后繼任力學系主任。1991年,由苗天德教授領銜申報的力學二級學科巖土力學碩士點獲批準設立,在1997年國家進行學科調整時,這一碩士點從力學學科中被取消,于是被學校轉化為地質工程碩士學科點。1997年鄭曉靜教授獲“國家杰出青年科學基金”并入選“教育部跨世紀人才”,成為蘭州大學首位獲得“國家杰出青年科學基金”(當時還稱其為“總理基金”)的教師。同年,鄭曉靜教授因其教學與科研的成績獲寶鋼教育基金會授予的“中國高等學校優(yōu)秀教師特等獎”,并被甘肅省政府授予“甘肅省優(yōu)秀專家”稱號。
IEEE超導委員會主席Spargo教授(右)和該委員會獎勵委員會主席Nisenoff教授(左)在美國芝加哥召開的2008IEEE應用超導國際會議開幕式的授獎儀式上向周又和教授(中)授于2007發(fā)表在IEEE Trans.Applied Superconductivity學術期刊上的“最佳貢獻論文獎”。
1991年9月北京大學力學系主任、中科院院士、時任中國力學學會理事長的王仁教授在蘭州大學出席全國現(xiàn)代力學與數學學術會議后,得知蘭州大學已開始電磁固體力學這一新興交叉學科的研究,欣然約請周又和與鄭曉靜面談并給予了熱忱鼓勵。面談完后在王仁先生下榻的蘭州大學外賓招待所樓前用王仁先生所帶的相機攝于此照片,大約三周就收到了王先生寄來的這一照片。左為周又和(時任蘭州大學力學系講師),中為王仁院士,右為鄭曉靜(時任蘭州大學力學系副
教授)。
1999年6月,力學系與物理系、材料系、現(xiàn)代物理系一道組成了物理科學與技術學院,周又和教授出任其力學系主任。1999年3月,申報的教育部“長江學者獎勵計劃特聘教授”固體力學學科崗位被批準設立,同年底周又和被批準為該崗位的特聘教授(第二批)。1999年,固體力學學科被甘肅省批準為省級重點學科。1999年底,葉開沅指導培養(yǎng)的學生劉人懷教授當選為中國工程院院士,成為蘭州大學首位獲院士殊榮的畢業(yè)生。2000年,周又和教授獲“國家杰出青年科學基金”,并獲寶鋼教育基金會“中國高校優(yōu)秀教師特等獎”。2003年由鄭曉靜教授領銜申報的工程力學碩士學科點被批準設立,2004年由周又和教授與鄭曉靜教授領銜申報的力學一級學科博士后科研流動站被人事部批準設立,2005年工程力學博士學科點被國務院學位委員會批準設立,同年力學一級學科碩士點獲批準設立。
1994年7月-1995年7月底,周又和作為日本資助的外國研究員在東京大學核工程研究實驗室進行合作研究。在周又和教授及其研究成果的促成下,日本東京大學電磁固體力學知名學者K.Miya教授任會長的日本應用電磁材料與力學學會兩度向蘭州大學捐資400萬日元的研究生獎勵基金。圖為周又和于1995年3月陪同Miya教授來蘭州大學講學并與學校商談設立基金期間的合影。左為周又和(時任蘭州大學力學系副教授),中為Miya教授,右為鄭曉靜教授。
2005年6月,力學學科與地質工程學科、土木工程學科(后者由力學學科于2002年負責組建)一道成立了土木工程與力學學院,周又和出任院長,王省哲任該學院的力學與工程科學系主任。2005年底,“理論與應用力學”本科專業(yè)被甘肅省批準為人才培養(yǎng)與科研基地。同年,周又和被中國教科文衛(wèi)體工會授予“全國師德標兵”稱號,2006年他又被中國科協(xié)授予“西部開發(fā)突出貢獻獎”。2005年以來,學校按學科點成立了固體力學研究所與工程力學研究所,周又和教授與鄭曉靜教授分別擔任這兩研究所的所長(后者于2010年由黃寧教授接替),而且周又和教授被指定為力學博士后科研流動站負責人。2005年底,以風沙環(huán)境力學成果為主申報的“西部災害與環(huán)境力學”教育部重點實驗室獲批準建設,2008年通過建設驗收正式掛牌,周又和教授被任命為重點實驗室主任,劉人懷院士被任命為重點實驗室學術委員會主任。2007年協(xié)同甘肅省地震局一道申報的“蘭州地球物理”國家野外科學觀測站被批準建設,周又和兼任副站長。2007-2008年,由周又和領銜并組織協(xié)調土木工程與力學學院(以力學為主)、物理與科學技術學院、化學化工學院、核科學與技術學院一同申報的“特殊功能材料與結構設計”教育部重點實驗室(B類)獲批準建設(申請書由王省哲主寫和統(tǒng)稿),王省哲擔任該實驗室的一研究室主任(注:后期的建設因周又和已擔任一教育部重點實驗室主任,學校決定讓物理科學與技術學院一教授擔任該B類重點實驗室的主任)。2005年力學一級學科入選為甘肅省重點學科,2007年固體力學學科入選為國家重點學科。2006年和2008年,由周又和領銜的力學教師隊伍先后入選為教育部“長江學者獎勵計劃創(chuàng)新團隊”和國家級教學團隊。2007年周又和為本科生主講的《理論力學》入選國家級精品課程,2008年周又和獲高等學?!皣壹壗虒W名師獎”,2009年周又和教授被教育部授予“全國優(yōu)秀教師”稱號,“理論與應用力學”本科專業(yè)入選為國家特色專業(yè)建設點,教學研究項目獲國家教學成果二等獎(完成人:周又和、王省哲、武建軍、鄭曉靜)。2009年底鄭曉靜教授當選為中國科學院數理學部院士,2010年她又當選為發(fā)展中國家科學院工程領域的院士(即原第三世界科學院院士)。2010年,葉開沅教授指導培養(yǎng)的孫博華博士(1989年獲博士學位)當選為南非科學院院士,成為該學科培養(yǎng)的第三位當選院士的學者。2010年,周又和指導的博士研究生張興義的博士學位論文入選“全國優(yōu)秀博士學位論文”。此前,鄭曉靜與周又和指導的博士中,已有6人入選教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃(即武建軍,2004;王省哲,2005;黃寧,2005;高原文,2006;王記增,2009;茍曉凡,2009)。2010年,以力學為主的學院工程實驗中心被甘肅省批準為省級本科實驗教學示范中心,力學一級學科博士點獲批準設立。同年,鄭曉靜院士被國外學術機構聘請擔任《Computers, Materials & Continua(CMC)》這一SCI收錄國際學術期刊(影響因子超過2)的共同主編,周又和被邀請擔任國外三種國際學術期刊的編委。
周又和教授(即站立的右邊者)在2005年12月于波蘭召開的國際動力系統(tǒng)理論與應用會議上主持分組學術會議,照片中的論文報告人為本屆國際學術會議的大會主席(即站立的左邊者)。
截止目前,該學科在崗教師22人,其中教授9人(含兩院士1人,國家杰青2人、長江學者1人、教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃入選者5人、全國優(yōu)博入選者1人)、副教授5人;力學實驗人員3人,其中高級實驗師1人;在固體力學與工程力學這二個招生博士點上,擁有博士生指導教師8人。近年來,每年招收本科生近50人、碩士研究生30余人、博士研究生10余人。
科學研究及成果
蘭州大學力學學科秉承教學與科研相結合的辦學宗旨,通過以科學研究帶動教師隊伍建設和人才培養(yǎng),在科學研究與人才培養(yǎng)方面均取到了顯著成效。葉開沅在1959年來蘭州大學前,在著名科學家錢偉長院士(當時為學部委員)的指導下,在北京大學針對當時非線性固體力學的熱點課題之一的柔韌板殼非線性力學開展理論研究,取得了豐碩成果,他們一道完成的科研項目于1956年獲首屆國家自然科學二等獎。1959年葉開沅來蘭州大學后,在蘭州大學力學專業(yè)的創(chuàng)辦與發(fā)展過程中起到了決定性的作用。在“文革”前,該學科的科研工作主要圍繞葉開沅早年在北京大學所形成的研究方向——柔韌梁板殼結構的幾何非線性彎曲與失穩(wěn)開展理論研究。
在2006年于蘭州大學召開的“中美土壤風蝕與環(huán)境力學國際研討會”上,鄭曉靜教授作學術報告,坐在前排左邊者為土壤風蝕的國際知名學者Gillette
教授。
(一)以前的主要科研情況
(1)板殼非線性力學。在葉開沅教授的指導下,上世紀60年代劉人懷的本科畢業(yè)論文(1963)及他畢業(yè)后留校的研究工作主要集中在這一領域。他們針對求解薄板非線性彎曲的有效方法即“錢偉長攝動法”在非線性柔韌扁球殼穩(wěn)定性問題分析時所遇到的困難,一道提出“修正迭代法”有效地解決了這一問題。這一方法在夾層薄板薄殼非線性彎曲與失穩(wěn)中得到了廣泛應用,被學界認為是一高精度的有效分析方法,這是30年后劉人懷作為當選中國工程院院士的重要成果之一。進入上世紀80年代,隨著計算技術的快速發(fā)展,針對當時圓(環(huán))板非線性大撓度問題求解的近似解析方法在手工推演到高階解時計算量顯著增加的問題,葉開沅與其學生及合作者一起提出了計算機推演計算攝動解與迭代解的“解析電算法”。其博士研究生鄭曉靜、周又和針對圓薄板大撓度問題的精確解及各類解析方法的收斂性證明這些棘手難題、柔韌結構非線性靜動力學為基礎的諧振彈性元件的載荷-頻率特性等定量分析課題所開展的博士學位論文研究,取得了顯著進展,兩博士學位論文的研究成果分別于1992年和1996年獲甘肅省科技進步二等獎。鄭曉靜的博士學位論文研究成果被學術界評價為是“國內外少見的優(yōu)秀工作”,“已處國內外領先地位,是五十年來該課題最完備的一項研究”?;卩崟造o博士學位論文所撰寫的專著《圓薄板大撓度理論及應用》于1992年獲全國優(yōu)秀科技圖書二等獎。此外,葉開沅與其博士生孫博華一道,還開展了錐殼、錐殼與圓柱殼的組合結構彎曲的力學特性研究,獲得了一些新結果。
(2)非均勻力學及結構優(yōu)化。在上世紀60年代,這類研究工作極少,葉開沅是我國這一領域研究的早期開拓者之一。1965年,他提出了用分段局部均勻化的近似方法來逼近非均勻體的階梯折算法,利用每段上的彈性解和不同段在交界處的位移與力的連續(xù)條件及邊界條件,就可以給出非均勻彈性構件力學問題的解的基本代數方程組,進而可以獲得問題的解。在此基礎上,他完成了一系列論文,給出了非均勻柱、梁、板的變形、振動、穩(wěn)定性等力學問題的解的解析表達式。進入80年代,鑒于非均勻彈性力學的解析解已得到,葉開沅教授開始推動將這一研究結果應用于結構優(yōu)化的力學研究中。他與合作者俞煥然教授共同給出了工程結構優(yōu)化設計問題的一種解析表達方式,由此得到了由其它數值方法難以得到的一類經典問題的優(yōu)化結果。這一結構優(yōu)化方法改變了全部用數值計算求解優(yōu)化問題的困境,提高了結構優(yōu)化的計算速度和精度,為結構優(yōu)化設計開辟了一條新的途徑。葉開沅與俞煥然在非均勻力學及結構優(yōu)化方面的研究成果于1987年獲甘肅省科技進步二等獎。
(3)結構的屈曲、分叉與非線性分析。這一方向的主要學術帶頭人為程昌鈞教授和朱正佑教授。他們與其博士生尚新春、何錄武、楊驍等人一道從非線性分析出發(fā),針對結構靜載失穩(wěn)的分叉特征開展理論方法及定量研究,獲得了一些有價值的成果。相關研究成果于1992年獲甘肅省科技進步二等獎、1995年獲甘肅省科技進步三等獎、1998年獲教育部科技進步獎(基礎類)一等獎。
(4)連續(xù)統(tǒng)力學與巖土力學。這一方向的主要學術帶頭人為苗天德教授。在他的指導下,前期主要與研究生王正貴、朱久江等人一道針對濕埳性黃土與滑坡等力學特性開展研究。相關研究成果于1988年獲甘肅省科技進步三等獎、1993年獲國家教委科技進步三等獎。在后期(1998年以后)與研究生馬崇武、慕青松等人針對金川公司礦石開采中的力學特性與風沙地貌動力學等開展了研究。
(5)斷裂力學。這一方向的學術帶頭人為湯任基教授,主要開展三維裂紋的斷裂力學分析研究。在湯任基教授于1986年調到上海交通大學后,這一研究方向主要由其碩士研究生王銀邦繼續(xù)(后者為葉先生培養(yǎng)的第一位博士,曾任組院前的力學系副主任,組院后任物理科學與技術學院副院長,2002年調到中國海洋大學)。
(6)流體力學計算方法。這一方向的主要成員為王璞教授與何光渝副教授(前者于上世紀80年代去加拿大后居留國外,后者于1992年調離)。他們針對流體力學問題主要開展樣條近似解法的研究,其成果于1987年獲甘肅省科技進步三等獎。
(7)固體力學與凍土力學實驗。這一方向的主要成員為王廷棟教授(2002年退休),主要針對一些工程問題開展固體力學實驗與凍土力學實驗測量的研究。
本照片為在我校舉辦的“2007海峽兩岸工程力學研討會”兩岸到會學者的合影。前排左起第5為美國工程院院士,曾任臺灣大學工程力學研究所所長、國際波動力學的著名學者、電磁固體力學創(chuàng)始人、曾任美國康納爾大學理論與應用力學系主任的鮑亦興教授。其緊鄰右側為鄭曉靜教授,前排左1為周又和教授。
(二)目前主要開展的多場耦合非線性力學研究
進入上世紀90年代,在鄭曉靜教授和周又和教授的帶領下,蘭州大學力學學科的科學研究逐步拓展到電磁固體力學和風沙環(huán)境力學等復雜系統(tǒng)的多場耦合非線性力學等研究領域。
電磁固體介質的多場耦合非線性力學研究領域。本學科是國內的早期開拓并取得卓有成效的研究單位。主要針對鐵磁、超導、超磁致伸縮材料、壓電等電磁與智能材料結構在電磁場作用下的力學特性,開展了從表征電磁力、建立多場耦合非線性本構模型到提出多場耦合非線性分析方法與調試計算程序等基礎環(huán)節(jié)的理論研究和實驗研究,獲得了一系列實質性的突破。在所建立相關理論模型基礎上,其定量預測結果均與實驗吻合良好,從而為這一領域的力學研究建立了基本的理論模型和分析方法。1999年,在他們研究成果基礎上撰寫的專著《電磁固體結構力學》(作者:周又和,鄭曉靜)獲國家科學技術著作出版基金資助后由科學出版社出版,這是這一領域國內的第一部著作。通過這一系列研究,他們培養(yǎng)出的博士王省哲、王記增、高原文、茍曉凡和武建軍先后入選教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃,張興義的博士學位論文入選全國優(yōu)秀博士學位論文。獨立完成的相關成果于1998年獲甘肅省科技進步二等獎(完成人:周又和,鄭曉靜)、2005年獲教育部提名國家自然科學獎一等獎(完成人:周又和、鄭曉靜、王省哲、高原文、王記增、李世榮、武建軍)、2008年獲國家自然科學二等獎(完成人:鄭曉靜、周又和)。有關超導懸浮振動漂移特性的理論研究論文于2007年在IEEE Trans.Applied Superconductivity國際學術期刊上發(fā)表后(作者:茍曉凡、鄭曉靜、周又和),于2008年被 IEEE 超導委員會授予該期刊論文2007最佳貢獻論文獎(即the Best Contributed Paper Award 或 Van Duzer Prize), 這是該國際學術組織首次授予中國學者的學術獎勵、也是該國際學術組織唯一授予非電工電子學者的獎勵。其次,這一領域的模型、方法與理論等研究結果得到了國內外學術同行的充分肯定與認可,包括電工、超導、材料、動力控制等領域的學者。而且在這一研究的初期及后來的發(fā)展過程中,周又和在日本東京大學核工程實驗室受國際電磁固體力學知名學者Kenzu Miya教授資助以外國研究員身份開展合作研究取得成果后,促成日本應用電磁材料與力學學會于1995年和2007年兩度向蘭州大學共捐贈400 萬日元的研究生獎勵基金。此外,王省哲教授與新加坡教授合作完成的學術論文于2008年在國際學術期刊Int.J.Structural Stability and Dynamics(IJSSD)上發(fā)表后,獲該學術期刊授予的2008最佳論文獎(即Best Paper Award 2008)。
在2009年于我校西部災害與環(huán)境力學教育部重點實驗室召開的“大氣邊界層中的多相流,即土壤風蝕、沙塵暴、風沙躍移運動與風吹雪”國際學術會議上,美國三院院士(即科學院、工程院、藝術與科學院)、國際著名流體力學家Dan Joseph教授在作完學術報告時,鄭曉靜教授提問并與之進行學術討論。圖中作報告者為Dan Joseph教授,提問者為鄭曉靜教授。在鄭曉靜教授于此次會議上就其領導的研究組實現(xiàn)百年百平方公里沙丘場的跨尺度理論模擬與演化的大規(guī)模計算模型、方法及結果作完學術報告后,Dan Jesoph院士高度贊揚這一研究工作為“The central role of Lanzhou University in these kinds of studies
was new to us”。
風沙環(huán)境力學研究領域。從2000年開始,該學科針對我國北方沙漠化過程及沙塵暴等重大環(huán)境課題,將研究拓展到這一研究領域。主要針對風沙運動的基礎力學問題如隨機粒-床碰撞模型、風沙電實驗、風-沙-電多場耦合的躍移運動理論研究、風沙運動的風洞實驗及高精度數據處理方法、野外沙塵暴測試系統(tǒng)的研制與調試以及實測數據分析等開展了深入研究,獲得了一系列規(guī)律性的研究成果。其研究結果在國際國內學術期刊上發(fā)表后,受到包括《Nature》等著名學術期刊上的顆粒物理、地學、大氣、太空科學和醫(yī)藥等非力學學科的國際學者的廣泛引用,并多次應邀在國際學術會議上做大會邀請報告。相關的部分研究成果于2006年獲甘肅省科技進步一等獎和2007年獲國家科技進步二等獎(鄭曉靜:2/10;周又和:7/10)。由鄭曉靜教授獨立完成的英文學術專著《Mechanics of Wind-Blown Sand Movements》于2009年作為環(huán)境科學與工程的系列叢書由Springer Verlag出版。與此同時,一批年輕學術骨干得以成長,包括黃寧教授、武生智教授、武建軍教授、謝莉副教授等人,其中,黃寧教授于2006年入選教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃。在鄭曉靜教授的指導下,梁軼瑞博士自主開發(fā)出了有關風沙電場測量精度更高且能測三維分量的儀器,正在申報發(fā)明專利。在這些研究成果的支撐下,促成蘭州大學力學學科于2010年經中國力學學會推薦申報的以“氣候變化導致的極端事件動力學(即The dynamics of extreme events influenced by climate change)”為主題的IUTAM高級別小型學術研討會(即IUTAM Symposium)被國際理論與應用力學聯(lián)合會(IUTAM)批準,將于2013年在蘭州召開。會議主席由鄭曉靜院士和英國劍橋大學Paul Linden教授共同擔任,秘書長由教育部重點實驗室副主任黃寧教授擔任。
甘肅省最大的風沙力學多功能環(huán)境風洞
目前,在這兩復雜力學領域已培養(yǎng)出博士30余人,其中部分留在本學科從事教學與科研工作,成為本學科新一代的學術骨干。
科研與人才培養(yǎng)硬件條件
2002-2007年期間,通過參與“985工程” 的平臺建設和“211工程”的學科建設,已建立了能開展風沙環(huán)境力學、電磁結構多場耦合研究的實驗平臺和高性能并行計算機群等,為蘭州大學力學學科的科學研究與人才培養(yǎng)提供了強有力的硬件支撐。目前,擁有科研用實驗設備近600臺件,總值2000余萬元。建成了多功能環(huán)境風洞、工程與科學高性能計算中心、民勤(甘肅)風沙野外觀測站、西部災害與環(huán)境力學教育部重點實驗室、蘭州地球物理國家野外科學觀測站(國家級臺站,協(xié)同甘肅省地震局共建)等科研平臺,購置與研制了高溫超導磁懸浮測試系統(tǒng)、力磁耦合測量系統(tǒng)、輸沙強度測量系統(tǒng)、粉塵儀、低溫系統(tǒng)、幅射探測儀、植物生長儀、便攜式多功能地質雷達、土壤非飽水率儀等大型科研儀器設備。2008年來的后續(xù)實驗室的硬件建設已獨立立項列入“211工程”三期建設和“985工程”的繼續(xù)建設項目。除此之外,2005年前后新購置了總價值400余萬元的本科教學實驗設備。此前,蘭州大學力學學科的實驗設備總價值僅150萬元,而且?guī)缀醵际?990年前購置的,現(xiàn)已基本上全部被淘汰。
美國康納爾大學理論與應用力學系主任、航空工程系主任、美國工程院院士、電磁固體力學開創(chuàng)人、電磁固體力學與非線性動力學的國際知名學者F.C.Moon教授在2004年來蘭州大學講學期間,周又和教授與鄭曉靜教授陪同他參觀力學實驗室。圖為周又和教授向Moon教授演示沙粒帶點現(xiàn)象的定性方法。
結束語
本文是在應中國力學學會編撰《中國力學教育的發(fā)展》之約所撰寫的“蘭州大學力學學科發(fā)展概況”(周又和撰稿)的基礎上而寫的,除正文部分外,其余為本文所新加。對于一個學科的發(fā)展,如何評價與定位是一件看似簡單而實質上很復雜的事,涉及到方方面面。這里,我們僅就與此相關的主要話題談一點體會與思考來作為本文的結束。
1、本文標題中用“不屈的使命”這是沒有問題的,這已從正文中的客觀表述得到了驗證。至于“輝煌的成就”之提法,我們深知這是需要界定在一定的時空范圍內才能成立的。如果將其放置在國家乃至于世界范圍,這些成績只不過是幾個“瞬間”冒出的“泡泡”而已。但當我們將其放置在百年蘭州大學這一時空內時,我們就不難發(fā)現(xiàn)這些成績還是算得上“穩(wěn)定”位于學校前列的。當然,各學科有各自的特點,這不像體育比賽的項目,可以用同一把尺子去度量。這就需要我們各自去“盤點”自身的“家底”,通過總結來推進辦學,本文就是在這一想法下寫成的。
2、本文作為我校力學學科辦學歷程的總結,與大多數寫史的手法相類似,即只寫了成績而沒有提及辦學中的經驗教訓。我們未能脫俗,也按這類“潛規(guī)則”進行。事實上,在辦學過程中,總結人才培養(yǎng)、科學研究、平臺建設與隊伍建設以及與它們相互關聯(lián)的管理等方面的經驗教訓可能更有利于改進我們的工作,更有利于發(fā)展。尤其對于那些由“空調”與“亂調”所形成的觀念、政策、機制和體制等進行深層次的總結與改進,必將更能推動高等教育的發(fā)展。但這畢竟不是件容易的事,加之我們學院也還沒有足夠的積累,所以,本文沒有對此進行總結。
3、我校力學學科辦學已50余年,而我們學院成立還不到6年,本文以學院的名義來寫似有“摘桃子”的嫌疑。應該來講,力學學科近幾年的“噴發(fā)”是這一學科長期積累的結果,是其學科帶頭人及教師們努力奮斗的結果,這點是確定無疑的。實際上,以力學為主的各學科發(fā)展也的確為學院贏得了良好的聲譽(5年連續(xù)被學校評為優(yōu)秀)。作為學校辦學主體的學院,對于所屬學科的辦學成績給予肯定是正常的,也是應該的。否則,就會使其學科感到是在“寂靜環(huán)境”中“自娛自樂”,就會使參與者“甘坐冷板凳”的自愿奉獻演變?yōu)楣芾韺邮顾麄儭案勺钡哪?,即使他們的工作已得到國家層面上的認可也罷。當然,學院在為各學科的發(fā)展上,無論是在形成教師個人既獨立又合作的科研方面,還是在學科既自主發(fā)展又相互支持方面,出臺了一些有利于形成良好學術氛圍的有特色的政策和措施,包括提供良好的后勤保障服務等。如,在學院成立之初,為了促進各學科教師團隊的形成,在制定“崗位業(yè)績津貼”的分配方案時,就決定將學校計算到個人的津貼直接分配到本人;當津貼超過了學校規(guī)定的部分時,由其本人直接在其小組成員內調整。學院的科研經費能由建院初年的不足500萬元上升到2010年的1200萬元以上,津貼分配的這一調控措施可能是主要的原因之一。又如,經學院的促進和力學的參與,土木工程學科的“防災減災工程及防護工程”碩士點在學院初年獲批設立,地質工程學科的博士后科研流動站也于2009年獲批設立,扭轉了地質工程學科長期無本學科在崗教師擔任博士生指導教師的局面(現(xiàn)已有3位),等等。
4、有關“科學研究與學科建設、人才培養(yǎng)的關系”一直是高等教育探討的重要話題??傮w來講,一個學科的發(fā)展依賴于一批為此學科努力工作的教師,尤其依賴于其學科帶頭人的出色工作和引導,這已成大家的共識。除此之外,還特別依賴于其學科帶頭人的研究工作確實是在該學科完成的(這一點往往不為人所重視,似乎不成問題)。惟有如此,才可能通過其科研業(yè)績來帶動學科隊伍水平的提升,培養(yǎng)出優(yōu)秀的人才,進而來保持學科的穩(wěn)定發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展?,F(xiàn)在,很多情況下,大家都在強調與“強手”合作來實現(xiàn)“跨越式發(fā)展”。這種想法是好的,但卻對其自身獨立發(fā)展有所忽視,往往容易被某些“聰明者”利用,成為其謀取不當利益的“漏洞”。那些對其學科發(fā)展、人才培養(yǎng)或隊伍建設沒有起到多少實質性推動作用的看似“光鮮”的“合作”科研成果,其“獨立的真本事”就值得商榷。我們無疑需要合作和交流,但這種合作應該是實質性的“為我所用”,即要能促進隊伍建設、人才培養(yǎng)與學科發(fā)展。與此同時,這種合作也不應傷害到其它學科經獨立努力才取得的發(fā)展(現(xiàn)實中就有以合作研究成果的數量評價來沖淡獨立研究成果質量的現(xiàn)象)。當然,成果總是多多益善,沒有什么不好,但評價要客觀得當。從力學學科的發(fā)展歷程可以看出,這個學科獨立完成的科研成績就強有力地推動了學科發(fā)展、隊伍建設和高層次人才培養(yǎng)。
5、如何對待與使用引進的“洋”人才和本土成長的“土”人才是近些年來高等教育探討的又一重要話題。應該講,如果確實是從“能力和業(yè)績效果”方面來評估人才,就不存在這類話題(如在歐美日等西方發(fā)達國家),因為這是使用人才的正常環(huán)境。實際上,我院也一直重視與國際學術界的合作與交流,也在努力物色和引進高層次人才。如在2008年7月國家下達執(zhí)行“千人計劃”前夕,學校動員各學科著手物色符合條件的國外正教授,周又和院長積極響應,于8月在赴美領取國際學術獎勵途徑洛杉磯時,就邀請加州大學Riveriside分校機械系蔣慶教授,參與蘭州大學力學學科“千人計劃” 的申報。蔣教授答應并參與了當年年底在蘭州大學的申報,只是后來華中科技大學校長李培根院士親赴美國邀請他從而使他改變了申報單位,并于當年成功獲批。又如,2010年我院力學教師與德國學者建立了合作研究與交流框架,德方由此合作獲得了歐盟的立項支持,等等?,F(xiàn)實中,人們經常企望以“洋”來突破“土”。當然,在中國大學工作的幾乎全是中國人,即使引進的“洋”人才也多為中國人。這樣,“土”人才似乎太多了,往往不被重視。與之相類似,還有所謂的“學緣結構”問題。這些似乎都成為阻礙教育與科技發(fā)展的重大問題,只要改革就可以帶來學科與人才培養(yǎng)的大發(fā)展。事實上,這是將問題簡單化了,是只知國際一流辦學之皮毛、沒有認真掌握其實質精髓的一知半解,甚至是“形似而實不是”的“簡單”模仿辦學。我國著名力學家錢學森是先“土”后“洋”再回國服務的享譽國際的一流杰出領軍科學家,他的“世紀之問”是值得我們深思的??梢?,即使像他這樣的大家,也難以實現(xiàn)培養(yǎng)國際一流領軍人才的辦學目標,從而可知這一使命之艱巨。與評價其它事物一樣,這是一個復雜的多維度問題,特別是如何確定評價標準。事實上,“洋”人才與“土”人才各自既沒有都好,也沒有都不好,不能“一刀切”、絕對化。我院力學學科的發(fā)展就再好不過地證明了“土”中也有好的這一事實。我們辦學,是否應在立足本土的基礎上堅持“土”“洋”并重(包括環(huán)境與氛圍,精神的與物質的),并通過探索能促進學科發(fā)展的有效途徑來實現(xiàn)高水平人才培養(yǎng)的目標呢?這不僅值得我們關注與思考,更需要通過不斷的成功實踐來推進。
(《蘭州大學報》2011年5月10日第5、6版)
第三篇:XX村發(fā)展史及現(xiàn)狀
上焦村發(fā)展史及現(xiàn)狀
上焦村座落在武功縣長寧鎮(zhèn)最西邊,北接貞元界,西南邊與南仁鄉(xiāng)為鄰。地勢平坦,土地肥厚,引渭二支渠東西橫穿而過,水利條件優(yōu)越,民風純樸。村民勤耕耐勞,以小手工業(yè)發(fā)展開始,跨西北數省經商,肩扛擔挑,后經祖輩人才輩出至今,呈現(xiàn)出了一個現(xiàn)代化的美好家園。
上焦村共有耕地1799畝,人口1584人。由三個自然村(上焦、三家莊、上崗西)組成。
上焦村以地理位置屬北莽山根焦上二道塬而得名,隸屬興城里治管轄,原稱焦村,后區(qū)別于上下堡之分,更名為上焦村。建社以后,先后由六個生產社(隊)組成上焦村大隊。三家莊村故名思意由先前共同居住三姓人而得名,上崗西村是部隊擴建軍工廠五七0二時由崗子村部分住戶遷上入駐村北而取名。
如今的上焦要三個自然村,樓房林立,街道硬化,道路筆直寬敞,環(huán)境衛(wèi)生整潔,房舍窗明幾凈。居民和諧,鄉(xiāng)風正氣,人杰地靈,人才昌旺,耕教傳家,人才輩出。有北大學子應邀赴美,作為學者教授,繼續(xù)深造。有在省兼職的大學教授,省廳檢查官、有某大型企事業(yè)集團公司副總裁、某軍區(qū)空軍司令部機要秘書等等。在外學業(yè)有成,立身創(chuàng)業(yè)的大中專學生不下百人。特別是近年來,村民對下一代更是期望成才,教育理念增強,每年都有大本、大專學生十多名走進高等學府繼續(xù)深造。
村上的主導產業(yè)有棉布棉線販運和勞務輸出兩大類。棉布棉線販運由原來的每家每戶集中到大戶常年專業(yè)經營。勞務輸出常年在外務工作數達300多人,收入可觀,給全村每年增加收入600萬元左右。還有以年輕一代精壯小伙80多人組成的摩的車販運水果、蔬菜等等,一年四季不間斷,形成了新的產業(yè)群體。僅這一項產業(yè)的收入占到全村年總收入的69.3%。種糧面積1730畝,年產值達260萬元。養(yǎng)豬存欄數全年3000頭以上,戶均8—10頭,年產值30萬元。
歷史上的上焦村人主要靠種田和做手工小生意維持生活。清朝以后,老祖宗一直經營梳頭的木梳和蓖子,一邊制作一邊買賣,由于交通不便,只能用擔子挑著賣,后來發(fā)展到小手推車,再后來是自行車馱貨載人,腳踏西北五省及山西、河南、四川等地。再后來又紡線織布賣布,以至于大量生產織布用的“繩、錚”等,這兩種工具都是手工制作。接下來由織布變?yōu)樨溍蘧€棉布、床單、毛毯、尼料布等。隨著社會的發(fā)展,如今的上焦人各職其事,各行各業(yè),全國各地都有。
村上有固定資產100萬元,學校一所,樓層式教學樓一座,新型合作醫(yī)療室一所。農家超市二家??萍寂嘤栯娊逃O備一套。
上焦要從建社到人民公社生產大隊三自村屬上焦大隊,下設六個生產小隊。1984年體制改革后,三村各設村支部和村委會,截止到2002年,三個自然村又合并為一個支部及村委會。
上焦村人口發(fā)展平穩(wěn),每年新增人口千分之八左右,隨計劃生育政策的深入,今后仍將持續(xù)為下降態(tài)勢。
上焦村村民委員 二0一0年八月一日
第四篇:中國消防發(fā)展史及現(xiàn)狀
中 國 消 防 科 學 技 術 概 況
雖說火是大家都能理解的一種客觀存在,但它并不是常態(tài)的,我們可以感知火的形狀、溫度,但卻不能像感受桌椅一樣直接、容易。這說明火其實是在特定條件下才能出現(xiàn)的事物。是的,火得出現(xiàn)需要三個必要條件:可燃物、助燃物和著火點。這三點被稱為是“火三角”,只有當三者都存在并互相發(fā)生作用的時候才能出現(xiàn)火。世界上很大一部分物質都是可燃物,空氣存在的氧也為火的發(fā)生和發(fā)展提供了足夠的助燃物,著火點是可燃物發(fā)生燃燒的最低溫度,不同的物質存在不同的著火點。一旦具備了著火點這個要素,三者同時存在,火就來到我們身邊了。
人與火的關系可以追溯到遠古,用火是人類歷史發(fā)展過程的里程碑,人類第一次掌握了自然力并用來改造自然,將生食煮成熟食,用火來驅寒,驅趕野獸,所以火在人類的心靈中一直是光明、溫暖的象征,直到今天我們還在家里使用燈火,還用火來煮食?;鸬淖饔卯斎贿h不至此,作為一種能源,火在征服太空的歷史進程中扮演了極為重要的角色。但與世界上所有事物一樣,火也有負面作用,火災是在時間和空間上失去控制的燃燒造成的災害。這個定義中,“燃燒”是關鍵詞之一,這是就火災的本質而言,正因為火災是一種燃燒現(xiàn)象,遵循著所有的科學定律,所以才有了80年代在全球興起的“火災科學與消防工程”學科,這是一門專門研究火災規(guī)律并提出火災防治手段的科學。美國的埃蒙斯教授將物理學基本定律用到火災科學的研究中,對這門學科起到了推波助瀾的作用。另一個關鍵詞是控制,火災實際上是失控的燃燒,失控的要件是時間和空間,因此,這也是火災與工程燃燒不同的要素之一。火災與熱工程存在顯著的差異,也因此火災科學有了自己獨特的研究對象、目的和手段。
前面講到火的發(fā)生需要三個條件,因此消防的目的就是使這些條件受到制約和影響。“消防”一詞是近代我國從日本引進的,“消”指的是滅火,“防”指的是防火。滅火是通過技術手段和人的力量限制火災發(fā)展的程度、限度,使火災的發(fā)展程度降低在人們可接受的范圍以內;而防火則是通過技術手段使火災不發(fā)生或發(fā)生的危害性很小。我國的消防方針是“以防為主,消防結合”。“預防為主,防消結合”,就是要把同火災作斗爭的兩個基本手段——預防火災和撲救火災結合起來。在消防工作中,要把火災預防放在首位,積極貫徹落實各項防火措施,力求防止火災的發(fā)生。無數事實證明,只要人們具有較強的消防安全意識,自覺遵守、執(zhí)行消防法律、法規(guī)和規(guī)章以及國家消防技術標準,大多數火災是可以預防的。當然,最好是不發(fā)生火災,但是要完全避免發(fā)生火災也是不可能、不現(xiàn)實的,所以,在千方百計預防火災的同時,也要切實做好撲救火災的各項準備工作,一旦發(fā)生火災,能夠及時發(fā)現(xiàn)、有效撲救,最大限度地減少人員傷亡和財產損失。防火和滅火是一個問題的兩個方面,是辯證統(tǒng)一、相輔相成、有機結合的整體。這也是我國一個
著名成語的說法:“防患于未燃”。
火作為一種重要的自然力,具有破壞和利用雙重屬性,“善用之則為福,不善用之則為禍”,因此消防從來就沒有離開人類,一方面人們積極用火,一方面人們也積極治火。由于我們涉及的研究領域,我今天
重點講積極治火方面人們取得的巨大成就。
火災是世界上極為有害的災害之一,每年都有約100萬人死于火災或火災引發(fā)的疾病,我國每年有近3000人在火災中喪生,火災對人的主要危害是火災產生的熱輻射和燃燒產生的毒氣,可很快致人死亡。火災不僅傷及生命,更給人類物質財富造成毀滅性損失。人類許多文化遺產,寶貴財富在火災中化為灰燼,這些損失是無法補償的,因此無法估量它們的價值,我國每年的火災損失達到200億元人民幣,間接損失
也無法估量。
治火需要很多措施,首先是依法治火,通過法律約束人們的行為,規(guī)范各種工作方法、程序,出臺各種技術標準、規(guī)范,指導人們在各種活動中積極預防火災的發(fā)生,這包括建筑防火設計,各種消防器材設施的配備等;其次是科學治火,不斷提高防火治火的科學技術水平,引導人們用先進的手段防火,例如采用阻燃材料,可以減少火災發(fā)生后產生的毒氣,減緩火災發(fā)展的速度,從而減少對人生命財產的威脅;
其三是提高民眾的防火意識,要不斷提高我國居民的消防意識,增強群眾的消防安全認識水平,在火災中能有效保護自己的生命安全,并能有效的搶救自己的財產不受火災威脅,同時要加強消防工程技術人員和消防專業(yè)工作者的教育,使他們能成為防治火災的核心力量;其四是構建一支強大的消防隊伍,我國目前的現(xiàn)役武警消防官兵有十二萬人,他們是同火災作斗爭的主力軍,要不斷提高他們的裝備水平,加強對他們的教育和訓練,使他們能在有效保護自己的前提下,盡快盡早的將火撲滅。
防火是一個有很多內涵的概念,應該從消防規(guī)劃設計說起?;馂牡陌l(fā)生是有時間、空間定格的。通常是在建筑里面,例如安裝有機器設備的建筑,供人居住的建筑等;建筑的集合,會形成城鎮(zhèn)、城市。在漫長的社會發(fā)展過程中,人類充分認識到了火災蔓延、特別是發(fā)展的一些基本規(guī)律,所以就產生了城市消防規(guī)劃和建筑防火設計,也就是在建造房子以前、建造城市以前,把防火的內容考慮進去。在規(guī)劃城市、建筑的時候,經過這么一道工序,就會先天性的加強了抗御火災的能力。例如,一棟建筑與另一棟建筑之間,留好防火間距和消防通道、樓梯、走道留到足夠的寬度,以備發(fā)生火災時人們逃生疏散。城市消防規(guī)劃是防火的第一層面。城市消防規(guī)劃是城市總體規(guī)劃中的一項重要的專項規(guī)劃。消防規(guī)劃的根本任務就是對城市總體消防安全布局和消防站、消防給水、消防通信、消防車通道等城市公共消防設施和消防裝備進行統(tǒng)籌規(guī)劃并提出實施意見和措施,為城市消防安全布局和公共消防設施,消防裝備的建設提供科學合理的依據。
建筑防火設計是建筑活動中的一部分,世界上許多國家對建筑活動的技術控制,采取的是技術法規(guī)和技術標準相結合的管理體制。技術法規(guī)是強制性的,是把建筑活動中的技術要求法制化,嚴格貫徹在工程建設實際工作中。這種管理體制,由于技術法規(guī)的數量比較少、重點內容比較突出,因而執(zhí)行起來就比較明確和方便,不僅能夠滿足政府行政管理的需要,而且也不會給建筑技術的發(fā)展和進步造成障礙。
阻燃是防火的第二層面,從字面上理解,阻燃就是阻止燃燒,就是讓原本可以燃燒的物質變成不能燃燒的。隨著合成材料工業(yè)的發(fā)展,塑料、橡膠、纖維、涂料等已廣泛應用于電子工業(yè)、交通運輸、通訊電纜、建筑、家俱、以及人民生活衣著等各個領域。由于這些材料大多數是易燃的,燃燒后又不易撲滅,因此,往往會造成損失較大的火災事故。這在塑料用量大的國家已成為嚴重的社會問題,我國也正在逐步顯露出來。為了降低合成材料的易燃性、防止火災事故,減少經濟損失,最簡單的方法是加入阻燃劑。
在塑料的所有助劑中,阻燃劑占第二位,僅次于增塑劑。阻燃劑根據其在合成樹脂中的形態(tài)分為反應型和添加型兩類。所謂反應型就是將阻燃劑和被阻燃物(如聚酯的單體)按一定方式和比例混合,并使其發(fā)生化學反應,然后再配料加工成各種阻燃制品。所謂添加型,是阻燃劑和被阻燃物之間不發(fā)生化學反
應,僅僅是一種單純的混和與分散過程。
第三層面是防火材料。就是在材料是可以燃燒的條件下,用來控制燃燒或者煙氣的一種技術措施。這些東西很多,種類龐大。比如,建筑里面用來防止火勢蔓延擴大的防火門、防火窗、防火卷簾,施工當中用的防火涂料、防火堵料等,這些技術、產品是為了防止火災擴大而產生的。這些產品很重要,雖然在建筑里面可能是很小的一部分,很不起眼,但是起的作用很大。在火災已經發(fā)生的情況下,能有效阻止火災和火災煙氣的,常常是這些產品在起作用。美國商務部國家標準與技術研究所的專家在對“9·11”恐怖襲擊中倒塌的世貿大廈研究后發(fā)現(xiàn),如果飛機的撞擊沒有破壞大廈內的防火材料,那么這兩座摩天大樓可能就不會倒塌。飛機撞擊和起火本身不足以導致大樓坍塌。如果防火材料仍存在,火焰就會逐漸熄滅,不可能
破壞大樓的主體結構。
第四層面是防火工程。這些設備往往比第2、3層面上的東西大,而且自成體系,這主要是指自動噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)和火災自動報警系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)是世界上公認的最為有效的滅火設施,是應用最廣、用量最大的自動滅火系統(tǒng)。美國紐約對1969-1978年1648起高層建筑噴水滅火案例統(tǒng)計,高層辦公樓滅火成功率98.4%,其它高層建筑97.7%;澳大利亞和新西蘭,從1886-1968年,安裝自動噴水滅火系統(tǒng)的建筑物共發(fā)生火災5734次,滅火成功率達99.8%。實踐證明,自動噴水滅火系統(tǒng)安全可靠、經濟實用、滅火成功率高。當然也有一些其他滅火系統(tǒng),例如在計算機機房用的CO2 滅火系統(tǒng)等等。防火工程是直接針對火災的,所以應用的領域也很廣泛。
除了以上這些防范火災的武器,還有一個層面應該是消防器材。消防器材可能算是最大眾化的消防產品了,比如滅火器、安全指示標志等,在家庭里面還有家用燃氣報警器等,很多消防學者、專家都不太注意這一塊,主要是因為這里的東西很少,技術含量也不高,價錢也不貴,我覺得很有必要把它列為一個層面,因為消防器材在民間覆蓋面很廣,使用的頻率很高。
最后就是消防隊和消防裝備了,在防治火災這件事情上,我們立足于先天設計,重點是防范,撲救是最后的手段。在撲救的時候,我們也是把自救放在首位的,所以,消防工作能不能做好,還是要全社會的努力。
上面所說的都是硬件,當今中國在消防硬件上已經是極大的豐富了,我們的消防隊裝備投入,在逐年增加,消防裝備也會越來越好,消防機器人已經走向火場了,防火產品也呈現(xiàn)豐富多彩的局面,供各個階層的人們選用,價格也日趨合理,都在人們可以接受的范圍內。
《中華人民共和國消防法》已由中華人民共和國第九屆全國人民代表大會常務委員會第二次會議于1998年4月29日通過,現(xiàn)予公布,自1998年9月1日起施行,以此為母法頒布了300多部消防技術規(guī)范和標準,近三十年來,我國消防產業(yè)取得了巨大的進步,目前有消防從業(yè)人員200萬人,3000多家消防企業(yè),一年400億人民幣的產值,可以生產覆蓋各種防火滅火要求的消防產品,部分產品遠銷國外,消防產業(yè)也正以朝陽產業(yè)的姿態(tài)進入二十一世紀并顯現(xiàn)出勃勃生機。我國現(xiàn)在已有5所院校培養(yǎng)消防工程學生,每年都有大批新生力量走進防火滅火第一線。
我國實行的是消防監(jiān)督機制,公安部設消防局,各省設消防總隊,地區(qū)或地級市設消防支隊,這些機構主要從事滅火援救和防火監(jiān)督工作,市是專門負責消防工作的政府職能部門。
新中國剛成立時,尚處于工業(yè)化初始階段,城市化水平只有10.6%,經濟發(fā)展水平較低,火災總量和直接損失相應也比較低。20世紀50年代火災直接損失平均每年約0.6億元(以人民幣計算,不包括因火災而停工、停產、停業(yè)所造成的損失、以及現(xiàn)場施救、善后處理費用,不包括香港、澳門和臺灣地區(qū)的數據,也不包含森林、草原、軍隊和礦井地下火災,以下同)。隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展,火災直接經濟損失也相應增加:20世紀60年代年均值為1.4億元;70年供年均值近2.4億元;80年代年均值為3.2億元。在改革開放的推動下,20世紀90年代以來,中國經濟社會進入了快速發(fā)展階段,社會財富和致災因素大量增加,火災損失也急劇上升;20世紀90年代火災直接損失平均每年為10.6億元;21世紀前5年間的年均火災損失達15.5億元,為20世紀80年代火災損失的4.8倍。
在新中國成立后的50多年中,因火災造成的人員傷亡以20世紀60年代和70年代為最多,年代年均火災死亡人數分別為4500人和4366人,其中1960年火災死亡人數為10843人。經過各級政府、公安消防部門和全社會的努力,特別是1978年召開的全國科學大會,推進了消防科技的研究和應用,80年代
以后,火災傷亡得到了一定程度的控制。
20世紀80年代前5年,火災起數和損失相對平穩(wěn),每年火災直接損失介于1.6億元至2.4億元之間;1985年到1996年間,雖然火災起數增加不多,但火災直接損失呈現(xiàn)總體上升趨勢,1993年到1996年的火災損失都在10億元以上;1997年,由于中國火災統(tǒng)計方法的改變,當年火災總起數有較大幅度的增加;1997年以后,火災起數持續(xù)攀高,每年火災直接損失在14億元至17億元之間。從1980年到2004年的25年間,年均火災死亡人數為2404人;受傷人數有較大起伏,最低為1984年的2690人,最高為
1993年的5937人。
3.2 20世紀90年代以來的火災特點 3.2.1 隨著經濟社會的發(fā)展,火災損失呈現(xiàn)上升趨勢
1991年至2004年,中國國民生產總值、固定資產投資和城鎮(zhèn)人均可支配收入分別增加了5.3倍、11.5倍和4.5倍;城市建成區(qū)面積增加116%;城市人口增加4499萬人;能源消耗總量增加9.3×108噸;公路級路長度增加8.3×105公里;私人汽車量增加15.6倍。經濟社會的快速發(fā)展也帶來了較為嚴重的消防問題,13年間火災起數和火災損失分別增長4.6倍和2.2倍。圖5為中國火災損失隨經濟增長的變化情況。與發(fā)達國家相比,中國工業(yè)化和城市化發(fā)展水平以及火災起數與損失都還較低,隨著中國的快速發(fā)展,火災還有一個潛在的上升空間。國際經驗表明,人均GDP在1000至3000美元之間,通常是一個國家的社會結構變動劇烈,各種矛盾突出的時期。從2003年開始,中國人均GDP已經超過1000美元,正處于這樣一個特殊的歷史時期,也是安全事故易發(fā)期和群死群傷事故高發(fā)期。因此,深入研究和分析火災隨經濟社會發(fā)展的變化規(guī)律,積極預防和控制惡性火災事故的發(fā)生,仍將是中國消防科技工作者在今后相當長一
段時期內的重要任務。
3.2.2 特大火災呈波動下降趨勢,群死群傷火災問題突出
經濟社會的快速發(fā)展給人們的生產和生活方式帶來了顯著變化,人員聚集場所、易燃易爆場所和超大規(guī)模與復雜建筑增多,大量新技術、新材料、新工藝和新能源的采用,增加了致災因素與火災風險。20世紀90年代初,中國特大火災增多,群死群傷火災時有發(fā)生。1993年和1994年分別發(fā)生特大火災124起和151起,因特大火災造成的直接經濟損失為5.4億元和?5.0億元,火災死亡人數為433人和855人,出現(xiàn)了20世紀90年代以來群死群傷火災的第一峰值,兩年中發(fā)生一次死亡10人以上或死亡、重傷20人以上群死群傷火災31起,造成1218人死亡;1995年以后,特大火災一度得到遏制,但在1997年出現(xiàn)第二個峰值,發(fā)生群死群傷火災19次,死亡433人;2000年出現(xiàn)第三個峰值,發(fā)生了一次火災死亡309人與死亡74人的特大火災事故。通過提高防滅火工作科技水平,加大治理火災隱患的力度,在預防和遏制群死群傷火災上取得了明顯成效。近年來,火災形勢基本穩(wěn)定。2001年至2004年四年間特大火災年均31起,死亡人數年均89人,直接經濟損失年均1.5億元,其中群死群傷火災年均3.8起,火災死亡年均79
人。
根據1999年至2001年的統(tǒng)計數據計算,中國每十萬人的火災死亡率為0.21%,遠遠低于經濟發(fā)達國家的平均水平。但由于中國人口基數大,火災傷亡總量相應也高,3年火災死亡平均值為2700人。更突出的問題是群死群傷火災事故較多。1979年至2004年間,全國發(fā)生一次死亡30人以上的火災35起,共造成2638人死亡,平均每起火災死亡75人。其中20世紀90年代以后一次死亡30人以上的火災占26起,死亡2078人,平均每起火災死亡80人。1994年11月27日遼寧省阜新市藝苑歌舞廳發(fā)生的火災死亡233人;同年12月8日新疆維吾爾自治區(qū)克拉瑪依友誼賓館發(fā)生的火災死亡325人;2000年12月25日河南省洛陽市東都商廈火災死亡309人。這些群死群傷火災事故的發(fā)生,給人民生命財產造成了巨大損失,向我們提出了消防安全領域亟需深入研究解決的重要課題。
3.3 中國消防科學技術發(fā)展現(xiàn)狀
經濟社會發(fā)展帶來的巨大消防安全需求和科學技術的不斷進步,推動了火災科學和消防技術的長足發(fā)展。19世紀末20世紀初電氣控制技術與水力學的發(fā)展,促進了自動灑水滅火系統(tǒng)的出現(xiàn)和滅火控制技術的應用。20世紀40年代以后,控制燃燒系統(tǒng)預測技術的顯著進展,使得消防工程工具逐步得到應用。20世紀60年代至70年代,世界范圍內一系列災難性的高層建筑火災極大地促進了對高層建筑中煙氣運動規(guī)律的研究,便更為系統(tǒng)化的人身安全設計方法在建筑設計中得到應用。1985年,莊斯特教授出版的《火災動力學導論》對此前10年間與室內火災特性有關的消防工程基本原理研究成果進行了總結。20世紀80年代后期,旨在提高消防投資效益,擴大國際貿易和促進新材料使用的性能化設計方法開始得到研究和應用,并涌現(xiàn)了大量用于分析和評價火災風險的火災模型。
中國政府高度重視科學技術在提高火災防控能力,保護人民生命安全和公私財產中的重要作用。半個多世紀尤其改革開放以來,中國的火災科學和消防技術經歷了從無到有、從填補國內空白到追趕國際先
進水平、從實驗科學研究到計算機模擬和理論模型研究,從單一學科研究到多學科聯(lián)合研究,從國內合作研究到國際合作研究等發(fā)展階段,基本改變了過去中國消防科技基礎薄弱,消防產品技術落后和主要消防裝備依賴進口的狀態(tài),研究開發(fā)出大量科技成果,建成了一支具有較強創(chuàng)新能力的跨行業(yè)部門的專業(yè)化消防科技隊伍,建立了一批具有國際水平的實驗設施,進行了大量火災實體實驗研究,主要研究領域與國外的差距進一步縮小,主要產品與裝備的國產化水平顯著提高,部分研究成果和技術已經接近或達到國際先進水平??茖W技術在火災預防、滅火救援、消防標準化、火災調查、產品檢測、宣傳教育、訓練演習、消防隊伍建設等各領域得到廣泛應用,顯著增強了全社會預防和抗御火災的整體水平。消防科學技術已成為
消防事業(yè)發(fā)展的有力支撐和強大動力。
3.3.1主要消防科技力量與基礎設施
經過50多年的發(fā)展建設,尤其是改革開放以來的快速發(fā)展,目前中國已經形成了一支以公安部直屬的四個消防研究所、中國科學技術大學火災科學國家重點實驗室及其他消防科研院所和大型消防企業(yè)為主體,相關教育科研單位和人員為補充的消防科技力量。
3.3.1.1 四個消防專業(yè)研究所
公安部天津消防研究所、上海消防研究所、沈陽消防研究所和四川消防研究所分別成立于1965年前后。天津消防研究所主要從事火災理論、消防工程、消防法規(guī)、消防管理等方面的研究,上海消防研究所主要從事滅火理論、消防裝備、滅火技術戰(zhàn)術及火場防護技術等方面的研究,沈陽消防研究所主要從事電氣火災預防與鑒定、火災探測報警、消防通信及消防電子應用技術等方面的研究,四川消防研究所主要從事建筑火災理論、建筑防火、防火材料等方面的研究。
1985年6月,在國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局(原國家標準局)的統(tǒng)一規(guī)劃指導下,國家消防電子產品質量監(jiān)督檢驗中心在沈陽消防研究所建成。之后,國家固定滅火系統(tǒng)和耐火構件質量監(jiān)督檢驗中心、國家消防裝備質量監(jiān)督檢驗中心和國家防火建筑材料質量監(jiān)督檢驗中心分別在天津研究所、上海消防研究所和四川消防研究的建成。1988年5月,全國消防標準化技術委員會(CSBTS/TC113)正式成立,委員會的秘書設在公安部消防局,負責處理該委員會的日常工作并管理消防標準化工作有關的技術管理工作。該委員會下設9個分技術委員會,分別掛靠天津消防研究所、上海消防研究所、沈陽消防研究所、四川消防
研究所和公安部消防局科技處。
3.3.1.2 火災科學國家重點實驗室和其它消防科研機構
中國科學技術大學火災科學國家重點實驗室是利用世界銀行貸款和國內配套投資興建的中國火災科學領域和國家級研究機構。1992年經中國科學院批準邊建設邊對外開放;1995年11月通過國家驗收。火災科學國家重點實驗室分設建筑火災、城市與森林火災、工業(yè)火災、火災化學、火災監(jiān)測監(jiān)控、清潔高效滅火、火災風險評價、計算機模擬與理論分析8個研究室,在火災科學基礎理論研究、林火和草原火蔓延規(guī)律研究以及開發(fā)智能化高科技消防技術及新產品方面做出了大量的工作。近年來,該實驗室以火災動力學演化與模擬仿真、火災防治原理及技術基礎、火災安全工程理論及方法學為主要研究方向。除公安部所屬的專業(yè)消防科研機構和中國科學技術大學火災科學國家重點實驗室外,有關部門和大專院校也投入了大量的人力物力開展消防科研活動。如中國建筑科學研究院成立了建筑防火研究所;北京理工大學建立了爆炸科學與技術國家重點實驗室和阻燃材料研究重點學科點專業(yè)實驗室;國家林業(yè)局森林保護研究所設有森林消防研究室;交通部國家船舶檢驗局建立了遠東防火試驗中心。清華大學、中國人民武裝警察部隊學院、浙江大學、香港理工大學、香港城市大學、天津大學、同濟大學、南開大學、吉林工業(yè)大學、中國礦業(yè)大學、重慶大學、沈陽航空工業(yè)學院、中南大學、臺灣成功大學、西南交通大學和華中理工大學等許多高等院校,都設置了消防科研機構或專業(yè)實驗室,或集中一些專家、學者開展消防科學研究活動,他們是中國消防科學研究與開發(fā)技術體系中的一支重要力量。
3.3.2消防科研基礎設施
在吸收消化國內外先進科學技術成果和經驗的基礎上,中國建成了一批重要的技術先進的消防科研設施。如天津消防研究所的燃燒與滅火綜合試驗館、建筑構件耐火性能試驗館、石油滅火大型試驗場;上海消防研究所的滅火裝備性能試驗室、消防員個人防護裝備性能試驗室、消防機器人性能試驗室;沈陽消防研究所的消防電子產品專用標準檢驗成套試驗裝置和城市消防通信指揮系統(tǒng)模擬試驗室、智能火災探測報警系統(tǒng)評估裝置、電氣火災研究與試驗裝置;四川消防研究所的高層建筑火災實體實驗塔、地下商業(yè)街火災實驗室和建筑材料燃燒性能測試系統(tǒng);中國科學技術大學的大空間火災試驗廳(與香港理工大學聯(lián)合建造)、林火與草原火模擬實驗裝置和多層住宅模擬實驗樓;中國建筑科學研究院的多功能構件燃燒試驗爐;遠東防火試驗中心的船用構件燃燒試驗爐;北京理工大學的阻燃材料研究實驗室等。這些重點科研設施的開發(fā)和利用,為中國深入開展火災科學理論和消防工程技術研究提供了良好的條件。
3.2近年來所取得的科技成果
20世紀90年代以來,中國開展了火災探測報警與滅火技術、建筑耐火性能和防火技術、火災模化技術及性能化消防安全設計、城市消防規(guī)劃與滅火救援、消防標準化、火災動力學演化與防治基礎等方面的研究,并重點進行了高層建筑火災預防與撲救技術、地下與大空間建筑火災預防及控制技術、城市火災與重大化學火災事故防范與控制技術等項目研究,在解決高層建筑、地下與大空間建筑、城市火災的特性、預防與控制火災新技術、以及消防工程新技術的綜合應用上取得了積極的成果。
3.2.1火災探測報警與滅火技術
火災探測報警方面主要研究了吸氣型高靈敏早期火災探測、高可靠性能的復合式感溫感煙探測、拉曼散射和光時域反射的光纖感溫探測以及線性可燃氣體探測等多種火災探測報警技術。中國學者通過分析不同條件下應用背景信息和火災參數的變化規(guī)律,提出并實現(xiàn)了火災探測算法評估的三種考核方式、系列試驗方法和綜合評估數學模型;開發(fā)了油罐火災沸溢噴濺的前兆噪聲監(jiān)測預防方法。滅火技術方面開展了自動滅火抑爆系統(tǒng)動力學性能、設計計算方法、滅火效能與機理、使用環(huán)境的影響、系統(tǒng)的集成優(yōu)化以及工作可靠性等方面的研究。運用激光全息和電子測重技術成功地解決了大水粒三維空間分布與測重的關鍵技術,進行了細水霧流場特性對滅火效能影響和消防裝置噴霧水粒流場特性試驗的研究,初步建立了不同水滴流場與滅火效能之間的關系;以實體滅火實驗為依據分析并確定了成霧原理、滅火機理、滅火效能及霧束耐電壓性能,提出了系統(tǒng)典型應用場所、保護對象及工程應用參數和設計方法。開發(fā)出了SD系列強力滅火液和高層建筑火災智能型探測報警系統(tǒng)、快速反應自動噴水滅火系統(tǒng)、循環(huán)啟閉自動噴水滅火系統(tǒng)、遠控消防泡沫(水)炮滅火系統(tǒng)、中低壓消防泵系統(tǒng)、消防員火場防護基本技術參數與熱防護試驗裝置、系列消防機器人、衛(wèi)星通信消防指揮系統(tǒng)等消防系統(tǒng)和裝備器材。
3.2.2建筑耐火性能與防火技術
建筑耐火性能與防火技術方面的研究主要包括建筑構(配)件耐火性能和建筑結構抗火失效過程的理論計算與實驗分析、建筑火災煙氣毒性和火場防排煙技術以及防火阻燃技術等方面。在材料產煙毒性試驗方法方面,我國開發(fā)了以材料充分產煙且無火焰情況下進行小鼠30分鐘染毒并觀察3天的簡化評價以及簡易的按等比級數劃分材料產煙毒性危險級別的方法,建立了“火災毒性煙氣制取方法”、“材料產煙毒性分級”和“評價火災煙氣毒性危險的動物試驗方法”等標準。在防火阻燃技術領域,以納米Mg-Al-LDHs為阻燃劑、APP為協(xié)效阻燃劑,采用混煉技術制備了阻燃性聚苯乙烯/Mg-Al型LDHs系列納米復合材料,開發(fā)了SCB超薄膨脹型鋼結構防火涂料、SWB、SWH室外鋼結構防火涂料、GF有機防火涂料和SF無機防火堵料等產品。在火災原因調查技術上,運用火災動力學理論和火災現(xiàn)場微量痕跡的形成規(guī)律自主開發(fā)了線性法、迎火面法和錐形法等火災原因判定技術。
3.2.3火災?;夹g及性能化消防安全設計
20世紀80年代中期以來,性能化消防設計作為一種新型的工程設計方法得到了迅速發(fā)展。中國從20世紀90年代逐步開展了材料與組件的火災特性、測試方法和燃燒機理方面的研究,并對普通建筑、中庭建筑、大空間建筑和地下建筑的火災蔓延規(guī)律、煙氣流動特性及其計算機模擬技術、人員疏散安全評估技術等進行了一些探索性研究,初步建立了大型復雜建筑火災蔓延模型、煙氣流動模型和人員疏散模型。這些研究成果為進一步開展復雜建筑物消防安全性能化設計的研究工作奠定了必備的基礎。在大空間建筑火災及性能化消防安全設計研究方面,香港理工大學與內地的消防科研院所開展了卓有成效的合作研究。在火災煙氣流動研究中,中國學者提出并發(fā)展了場—區(qū)—網模擬理論,重點研究和解決了三種模擬方式界面的處理,并建立了體現(xiàn)浮力影響、碳黑的生成與輸送、湍流及熱輻射相互作用的綜合理論模型。2003年和2004年,分別在天津和澳門舉辦了建筑物性能化防火設計方法研討會。目前中國已對幾十個超大型工
程項目采用性能化方法進行了消防安全設計。
3.2.4城市消防規(guī)劃與滅火救援技術
近年來,中國開展了城市公共安全規(guī)劃與應急預案編制及其關鍵技術方面的研究。“城市區(qū)域火災風險評估與消防規(guī)劃技術”的研究結果提出了我國城市消防規(guī)劃的內容、技術指標要求和編制規(guī)劃的流程與方法,得出了撲救城市居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、商業(yè)與居住混合區(qū)一次火災的消防水流量;提出城市消防給水系統(tǒng)應具備的供水能力和優(yōu)化的配置與布局方法;運用城市區(qū)域火災風險評估技術和消防資源的優(yōu)化配置方法完成了《城市消防規(guī)劃技術指南》的編制。在城市滅火救援力量優(yōu)化布局方法與技術研究方面,中國學者采用離散定位-分配模型(Discrte Location-Allocation Model),利用集合覆蓋(Set covering)法,最大覆蓋(Maximal covering)法以及P中值(P-median)法,提出了基于城市區(qū)域火災風險等級的城市消防站優(yōu)化布局方法和區(qū)域滅火救援裝備及人員優(yōu)化配置方法;通過引入最不利火災規(guī)劃場景(WCPS ,Worst Case Planning Scenarios)的概念,提出了區(qū)域滅火救援裝備及人員需求模型,并開發(fā)了城市滅火救援力量優(yōu)化布局實用軟件。城市火災與其它災害事故等級劃分方法和滅火救援力量出動方案編制技術的研究,首次對城市火災和其它火災事故進行了分類分級,建立了滅火救援力量等級出動概念。
3.2.5 消防標準化技術
自1988年全國消防標準化技術委員會成立以來,中國的消防標準化工作有了長足的進展,大量的研究成果已經成為標準和規(guī)范制定的科學依據。目前,已制定各類消防標準和行業(yè)標準289項,主要包括消防行業(yè)基礎技術標準、工程建設消防專業(yè)通用標準、消防產品專業(yè)通用標準和消防管理專業(yè)通用標準等方面。已編制、實施消防技術規(guī)范達28項,包括建筑工程防火設計和各類消防設施設計、施工及驗收等多方面內容。2005年9月,沈陽消防研究所所編制的《消防聯(lián)動控制標準》作為新標準列入了ISO/TC21/SC
3技術委員會的建議草案。
3.2.6火災動力學演化與防治基礎研究
為了對火災現(xiàn)象有更深入的理解并促進消防安全設計、管理和滅火技術的改進與發(fā)展。2002年4月,中國科學技術大學、公安部四川消防研究所、沈陽消防研究所、上海消防研究所和清化大學、浙江大學、香港理化大學、中國林業(yè)科學研究院共同承擔了國家重點基礎發(fā)展規(guī)劃項目“火災動力學演化與防治基礎”的研究工作。該項目重點解決可燃物表面及空間火災的發(fā)生與蔓延、火災煙氣及其毒害物質的生成與釋放、基于火災動力學與統(tǒng)計理論耦合的火災風險評估方法學、綜合性能優(yōu)化的清潔高效阻燃新技術原理、火災早期的多信號感知與智能識別和物理化學復合作用下的清潔高效滅火原理等六個方面的關鍵科學技術問題。目前,該項目已完成了大量用于火災特性參數測量的實驗設備的研制與建造,并取得了初步的研究成果。
綜上所述,中國的消防科學技術發(fā)展已經在基礎研究、實驗設施、信息積累、技術開發(fā)、科技隊伍建設和國際學術合作等諸多方面取得了積極的成果,奠定了進一步發(fā)展的基礎,我們對消防技術發(fā)展前景充滿信心。但也應該看到,當前中國消防科學技術帶滯后于經濟社會的迅速發(fā)展,科研基地和基礎設施建
設與發(fā)達國家仍有較大的差距,消防科技創(chuàng)新能力的整體水平還不高,缺乏具有自主知識產權的原創(chuàng)性科技成果,一些重要領域的關鍵性技術有待進一步突破,基礎研究有待進一步加強,科研成果的轉化率有待
進一步提高。
3.3 中國消防科學技術展望
本世紀頭二十年,是中國發(fā)展的重要階段。中國經濟持續(xù)高速增長,社會事業(yè)蓬勃發(fā)展。改革開放以來,中國GDP年均增長率達到9.5%;目前,中國已進入工業(yè)化發(fā)展中期階段,2004年中國工業(yè)總產值比1991年增長了5.6倍,在信息化的推動下,中國新型工業(yè)化步伐正在加快;中國城市化水平不斷提高,2004年全國城市化率已從改革開放之初的18%上升到42%以上。在經濟建設和社會生活發(fā)生顯著變化的形勢下,非傳統(tǒng)消防安全問題凸顯,現(xiàn)代火災呈現(xiàn)出許多新的特點。我們將以科技進步為動力,努力加快消防事業(yè)的發(fā)展,切實解決日益增長的社會消防安全需求與相對匱乏的消防資源之間的矛盾,不斷提高社會防控火災的能力和公共消防安全水平,使生活在中國的每一個人都享有更高水平的消防安全保障。
進入新世紀以來,中國堅持以人為本,全面、協(xié)調、可持續(xù)的科學發(fā)展觀,全面建設小康社會,把提升公共安全水平擺上了更突出的位置。在信息和知識經濟時代,科學技術已成為公共安全事業(yè)發(fā)展的基礎和決定性的推動力量,我們正著手制訂第十一個五年計劃期間的消防科技發(fā)展綱要與規(guī)劃。我們要在繼續(xù)引進國際消防先進科技成果的同時,更加重視原始創(chuàng)新、自主創(chuàng)新和系統(tǒng)集成創(chuàng)新,以火災預防及減少火災中死傷人員為重點,力爭在防控火災的關鍵技術和核心技術上取得新的突破;堅持基礎研究、應用技術開發(fā)和科學普及并重,加快科技成果向現(xiàn)實生產力和防滅能力的轉化,不斷提高國民消防安全素質;實施人才戰(zhàn)略,努力培養(yǎng)、造就具有自主創(chuàng)新能力的高素質消防科技隊伍。
3.3.1注重火災動力學理論和火災風險理論的研究與應用
消防安全是一個復雜的系統(tǒng),火災的復雜性和燃燒理論的不完善使得消防科技還處于一種有待走向成熟的狀態(tài)。20世紀70年代以來燃燒理論、科學計算技術、非線性動力學理論、系統(tǒng)安全原理、宏觀與小尺度動態(tài)測量技術、信息技術的迅速發(fā)展,為系統(tǒng)地研究復雜的火災問題提供了理論支持和技術手段。我們將深入開展工作火災機理、火災動力學理論和火災風險評價方法的研究,把可燃物熱解動力學與火災早期特性的研究、復合材料與阻燃材料火災特性的研究、轟燃與回燃等特殊火行為的機理研究、陰然及其向明火轉化機理的研究、單一房間與復雜特殊環(huán)境下火災蔓延與煙氣流動的動力學演化模型及理論研究系統(tǒng)化;開發(fā)擁有自主知識產權的火災?;夹g,建立符合我國國情的可靠火災風險評估體系;通過對公眾聚集場所、大型公共建筑、易燃易爆危險品單位、地鐵及城市交通隧道等高風險場所火災煙氣排放與控制技術、煙氣優(yōu)化管理技術、煙氣危險性評估方法與人員疏散技術的研究,開發(fā)火災風險評估技術和工程工具,將其應用于人員安全疏散設計、消防安全管理和公眾教育上,以改善建(構)筑物的消防安全狀況,減少火災中的人員傷亡,最大限度地預防和遏制群死群傷火災的發(fā)生;以建筑火災虛擬現(xiàn)實和仿真技術應用研究推動對火災科學試驗新手段的開發(fā),為火災基礎理論研究、復雜或常規(guī)條件下的火災過程計算、消防指揮決策、災害后果分析、消防隊員訓練、公民安全意識教育等提供先進的研究手段和技術條件。
3.3.2 推進城市區(qū)域火災風險和消防安全保障能力評估技術研究
對城市防治重特大火災和其它災害事故的能力進行整體規(guī)劃、系統(tǒng)研究。引入并發(fā)展火災動力學理論和火災風險理論,對城市區(qū)域火災危險性、重大危險源火災危險性、重特大火災和化學事故進行研究和評估;并與城市消防供水、站點、人員、裝備等相關因子耦合、開展城市消防規(guī)劃、安全布局、消防供水、消防響應時間和消防力量等的優(yōu)化配置研究,提高城市防控火災的整體水平。
3.3.3研制開發(fā)新型消防設施及其工程應用技術
建立城市消防重點保護單位的火災自動報警系統(tǒng)網絡監(jiān)控中心,與消防指揮中心聯(lián)網,形成城市應對各類災害事故的監(jiān)測、預警和應急聯(lián)動綜合平臺。進一步加強火災早期的多信號感知與智能識別技術、火災探測器響應模型、建筑消防聯(lián)動優(yōu)化集成及控制模型、氣體滅火系統(tǒng)工程應用評價方法、細水霧滅火系統(tǒng)工程應用、高層建設避難層正壓送風效能、特殊建筑機械排煙補同量、新型防火阻燃技術與材料等多方面的研究和技術開發(fā)。重點研究開發(fā)高效、低毒、納米阻燃材料、復合防火材料、綠色環(huán)保及適用于特
殊場所和用途的新型防火材料和防火涂料。
3.3.4加快消防裝備與器材的現(xiàn)代化
消防裝備與器材的開發(fā)應向新型高效、節(jié)水、環(huán)保、智能、人性化和多功能集成的方向發(fā)展。研究開發(fā)滅火、救援和化學處置所必需的新型個人防護裝備;研究開發(fā)適用于各類場所,具有滅火、防化、洗消及搶險救援等功能的各種新型消防車;研究開發(fā)適用于地鐵、隧道等特殊場所的滅火救援技術裝備;研究開發(fā)可應用于危險場合的具有火場偵察、化學偵檢、滅火、堵漏、洗消、輸轉等功能的消防機器人;研究開發(fā)空中滅火救援技術及配套裝備;開展消防裝備優(yōu)化配置與戰(zhàn)斗編成的研究;開展化學偵檢傳感器、智能頭盔、智能搜救器材和輕質高效破拆器具等研究。3.3.5 進行建筑結構耐火性能評價與抗火設計技術研究
為了有效避免火災中建筑物坍塌所造成的人員傷亡,需要開展建筑結構耐火性能評價與抗火設計技術研究。其主要內容包括:(1)熱與力綜合作用下建筑結構受損坍塌的模擬預測、提高建筑結構耐火性能的方法和建筑結構耐火性能的評價方法;(2)建立鋼結構防火保護系統(tǒng)評估方法、防火涂料的安全性能評估方法,進行新型結構、構件的耐火性能研究;(3)大跨度空間鋼結構建筑火災升溫模型與抗火設計方法研究;(4)建筑結構火災災難性坍塌的機理及規(guī)律研究。
3.3.6 開展人在火場中的行為特征研究
火災與人類行為相互關系的研究隨著性能化消防規(guī)范的出現(xiàn)和對計算機疏散模型的需求而得到迅速發(fā)展。為最大限度地避免和降低火災造成的人員傷亡,我們將進行不同建筑中人員行為模式特征、居住人員特征分類、疏散模型、疏散場景想定、疏散設計和社區(qū)消防安全預案等重點研究,開發(fā)大型公共建筑人員疏散模擬技術、考慮火災中人員的個體和群體心理反應,建立智能化人群疏散模型。
3.3.7 發(fā)展完善火災數據庫
火災發(fā)生的隨機性和火災動力學規(guī)律的確定性,客觀上要求不斷發(fā)展完善火災統(tǒng)計數據庫、材料燃燒特性數據庫、人在火場中的行為特征數據庫、消防系統(tǒng)效能數據庫等不同類型的火災數據庫。這些數據庫的建立能夠為預測火災的發(fā)生與發(fā)展,更為科學地進行人員疏散設計和更好地進行消防系統(tǒng)設計與維護提供基礎數據?;馂慕y(tǒng)計數據庫應考慮到各地區(qū)自然環(huán)境的差異和經濟發(fā)展程度的不同對火災的影響。除火災損失、人員傷亡和火災原因等基本情況外,火災統(tǒng)計數據庫中還應包括較為詳細的火災過程描述、消防系統(tǒng)和消防力量的使用與有效性情況。材料燃燒特性數據庫應包括日用品、室內組件、建筑材料、電纜材料、能源、建筑構件、交通運輸工具內容材料及組件、織物產品等的對火反應特性、燃燒發(fā)煙密度、煙氣毒性及耐火特性等數據,并包括實驗室規(guī)模的火災試驗結果與全尺寸火災特性預測結果的對比研究。人在火場中的行為特征數據庫則需要在大量的心理和生理研究基礎上建立;消防系統(tǒng)效能數據庫應能反映出不同類型的系統(tǒng)在不同場所及不同維護條件下所發(fā)揮的抑制火災作用。
3.3.8開展消防經濟學與性能化消防工程方法的研究
無論是為了以最低的成本保證一定的消防安全水平還是以一定的投入提供更高的消防安全保障,消防安全的成本效益都是一個核心問題。為了在火災風險與消防投入之間找到一個社會可以接受的平衡點,就必須要進行消防經濟學與性能化消防工程的研究。開展性能化消防工程方法的研究離不開設計指南和工程工具,需要建立并完善指導性文件、廣泛接受的判據和評價方法。雖然目前性能化消防工程方法還不夠成熟、穩(wěn)定,但國際上已經開發(fā)出一些具有實用價值的、以計算機技術為基礎的性能化設計定量分析和計算工具。中國在性能化消防工程方法應用方面,還有一系列關鍵技術需要解決?;馂膱鼍盎A參數研究、材料火災煙氣毒性研究、建筑消防設施與火災相互作用研究、建筑火災增長與蔓延特性研究、建筑火災煙氣流動特性研究、建筑物人員疏散研究、特殊建筑物性能化防火設計和消防安全評估方法與技術研究都是
需要我們深入研究的課題。
《莊子》說:“指窮于為薪,而火傳也?!边@句話后來演變成一句成語“薪火相傳”。雖然火滅了,但火種卻保留著,延續(xù)著,我希望大家能以這種生生不息的精神傳承人類歷史中一切美好的東西,在為消防事業(yè)奮斗的征程中,不斷提高個人修養(yǎng),體現(xiàn)短暫人生的價值,像火一樣,為這個蔚藍色的星球帶來光明和
溫暖。
第五篇:請結合護理學發(fā)展史談談你對中國護理現(xiàn)狀的認識與發(fā)展
請結合護理學發(fā)展史談談你對中國護理現(xiàn)狀的認識與發(fā)展
彝良縣陳錚
展望
21世紀是生命科學的世紀,人類對于自身健康越來越重視,護理人員已打破了原有的傳統(tǒng),擴大了工作的范疇,在許多國家和地區(qū)護士已走出醫(yī)院的大門,深入社區(qū)、家庭、學校等各種基層單位,參加初保。在未來護理專業(yè)人才的擇業(yè)面會更加的廣泛,但是目前隨著人們的教育水平和生活水平不斷提高,除護理工作的范圍和內容將有新的變化外,人們對護理人員的要求也將會越來越高,因此在未來,護理人員只有具備高學歷、多學科知識和較強的護理技能才能更好的適應社會,滿足社會的需要。
現(xiàn)狀:
令人擔憂的事,由于高等教育擴招給中專教育造成了前所未有的招生壓力,衛(wèi)校、護校已很難找到優(yōu)質生源,雖然國家繼續(xù)投資興辦醫(yī)學中專教育,但不可否認近幾年來醫(yī)學中專教育的生源質量、教育質量都出現(xiàn)了嚴重的下滑,已遠非建國初期直至90年代初期的中專,這些畢業(yè)生大多數連英文文獻都不會檢索,怎能從事科學研究?如果再不加強中專教育的師資、改革中專教育的內容、逐步實現(xiàn)分級工作的模式,中國護理面臨的將不僅僅是原地踏步,恐怕要出現(xiàn)嚴重的倒退現(xiàn)象。
中外在護理觀念、高等教育、政策資金支持等眾多方面存在巨大差異。解決中國護理問題的當務之急是增加護士編制、加快高教發(fā)展、提高護士待遇、轉變工作模式,這四駕馬車同時驅動才能逐步使中國護理走上正軌。