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消防工程专业建筑防火主干课程群设置探讨

2009-05-29郑爽英张玉春

关键词:消防工程建筑结构

汪 鹏 郑爽英 张玉春

关键词:消防工程;建筑防火主干课程群;防火材料;建筑结构;防火分区;自动报警系统;消防给水系统

摘要:消防工程专业是一门新兴的综合性、交叉性学科。该专业具有跨学科、跨行业的特点,在课程设置上需要考虑系统的结构与功能性。鉴于我国城市建筑正在朝大型化、高层化、多功能化的方向发展,我国目前从事建筑防火的人员主要有工程人员与科研人员两大类,因此,设置建筑防火课程应有针对性。对于建筑防火工程人才来说,建筑防火主干课程群应包括房屋建筑学、建筑火灾、建筑消防设施、消防给水工程等课程;对于建筑防火科研人才来说,建筑防火主干课程群应包括阻燃材料与技术、结构抗火工程、火灾动力学、建筑防火性能化设计等课程,以适应社会发展需要。

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1009-4474(2009)02-0050-04

一、引言

消防工程专业是一门探索火灾发生、发展规律,研究火灾预防与控制的理论和方法的新兴的综合性、交叉性学科。该专业具有跨学科、跨行业的特点,所涉及的学科领域多达十个以上。因此,如何在消防工程专业的本科课程设置中全面反映其专业学科特点,如何适应当今社会的发展对消防工程专业人才的知识结构与综合素质的需求进行课程设置,已成为当前亟待解决的一个主要问题。

由于消防工程专业涉及多个学科领域,其课程设置属于一个复杂的大系统,需要考虑系统的结构与功能的相互关系。从系统论的观点分析,课程体系就是一个具有特定结构、实现特定功能、开放性的知识组合系统,不仅要使所设置的课程能形成相互联系的统一体,而且还必须充分体现本科教育的培养目标和社会发展的需要,同时又能反映科学技术发展的现状与趋势。系统论强调系统的层次性与等级性,系统的子结构及其单元与整体结构存在相互联系、相互依赖、相互影响的关系。此外,系统作为结构与功能的统一体,结构决定功能,功能要靠结构优化来实现。因此,对于消防工程专业本科课程设置而言,首先需要根据培养目标、知识范围和应用领域,提出合理的课程体系结构和组成结构的各层次单元,再确定单元中的主干课程,即应构建“课程体系一课程群一主干课程群一主干课程”的本科课程体系的结构模式。

按照消防工程专业本科培养目标和该专业涉及的学科领域,并结合我国工科教育的实际状况,消防工程专业的课程体系及课程群组成如图1所示。

其中,专业方向课程群是针对社会对消防工程专业人才的知识结构与综合素质的需求而提出的,学生可自主选择2~3个专业方向的主干课程群,以利于今后从事相关的工作需要。根据消防工程所涵盖的学科领域,专业方向课程群可包括如图2所示的6个主干课程群。

二、建筑防火主干课程群设置研究

1设置建筑防火主干课程群的重要性

随着我国现代化建设的发展,高层建筑越来越多。与此同时,地下建设工程也日益兴起。我国的城市建筑正在朝着大型化、高层化、多功能化方向发展。然而,随着建筑的高层化、多功能化和地下建设工程的发展,其建筑火灾的危害性也越来越严重。这主要体现在以下两方面:

(1)高层建筑和地下建筑中可燃物及电气设备众多,线路布置复杂,消防管理死角较多,发生火灾的概率也较大。

(2)高层建筑及地下建筑内使用了大量塑料装修材料、化纤地毯和用泡沫塑料填充的家具,这些材料虽具有轻质、美观等优点,但多为易燃材料,一旦发生火灾,这些可燃物在燃烧过程中会产生大量有毒烟气,造成人员伤亡及财产损失。

由于建筑火灾的危害性非常严重,对建筑火灾的防治就显得特别重要。因此,有大量的科研工作者和建筑工程师投入到建筑火灾防治的研究与探索中,这对建筑火灾的防治起到了一定的积极作用。但相对于建筑火灾的严峻形势来说,仅靠目前所取得的研究成果是远远不够的。笔者认为,培养更多的建筑防火的专业人才是消防高等教育最为重要的任务之一。因此,在消防工程专业中,建筑防火主干课程群的设置就显得尤为重要。

2我国消防工程专业建筑防火的历史沿革

我国于20世纪80年代开始进行正规的消防专业高等学历教育。1981年,山西夏县的武警专科学校最早招生,招收对象为消防部队服役的战士,学历为大专,学制三年,不分专业;其后是在河北廊坊武警学院,1984年开始招生,招收对象是消防部队的在职干部,学历为大专,学制为二年,不分专业。1985年武警院校进行调整,武警专科学校、武警学院(廊坊)的消防专业并入武警技术学院(西安),并分为两个系,即消防工程系和消防管理系。消防工程系设4个专业:建筑防火、消防自动化、灭火工程、石油化工防火,其中建筑防火专业于1985年招生,其他专业于1986年招生,招收对象为地方高中毕业生,学历为大学本科,学制4年。由此可见,建筑防火是消防高等学历教育中最早招收本科生的,其重要地位可见一斑。

3建筑防火人才需求的现状及分析

我国目前从事建筑防火的人员主要有两大类:工程人员和科研人员。

(1)从科研方面来看,目前建筑防火的研究主要集中在研究新型的防火材料,先进可靠的灭火设备,能及时、准确无误地发现火警的自动报警系统以及研究烟气的流动蔓延特性和人员疏散情况等。

(2)从建筑工程的防火设计及施工方面来看,则主要包括以下内容:①建筑的耐火等级;②基于防火考虑的平面布局和布置(包括防火间距的确定及消防车道的布置等);③防火、防烟分区的划分及防火构件;④安全疏散的通道及安全疏散出口、消防电梯;⑤消防给水系统及灭火设备(包括消防用水量、室内外消防给水管道、消防水池、消防水箱及室内外消火栓及消防水泵等);⑥烟气控制系统(包括烟气控制方式、具体的烟气控制系统管道的布置及计算、烟气控制系统设备的选用及安装等);⑦建筑电气(包括消防电源、火灾应急照明、疏散指示标志、火灾自动报警系统及应急广播等)。

从上述内容可以看出,建筑防火人才需要具备多学科、多领域的相关知识。以建筑防火的工程人才为例,需要具备建筑、结构、给排水、供暖通风及空调、电气等专业知识,才能很好地完成相关的设计及施工工作。但是,由于我国消防工程专业起步较晚,从事消防工作的大部分人员均不是从消防专业毕业,而是由其他专业转人消防专业领域工作。所以,这些从事消防工作的人员必然在知识结构上有一定的缺陷。另外,即使是消防工程专业毕业的人员,也会由于在他们学习的过程中课程设置的不完全合理,造成他们在某些方面的专业知识的缺失,使得他们难以胜任相关工作。

因此,高等学校的消防工程专业对建筑防火的专业人才培养应根据时代发展要求,注重建筑防火主干课程群的设置,以培养出熟悉建筑防火各个方面知识的专业人才。

4建筑防火主干课程群设置

基于以上的分析,对于消防工程专业建筑防火主干课程群的设置,笔者提出以下一些建议。

(1)针对建筑防火工程人才培养的课程设置

建筑防火的工程人员主要从事建筑工程的防火设计及施工。一个优秀的建筑防火工程师应具备以下的能力:熟悉建筑的构造;在考虑防火需要时,清楚建筑的平面布局和布置(包括防火间距的确定及消防车道的布置等);了解防火分区、防烟分区的划分及划分的防火、防烟构件;掌握安全疏散通道、安全疏散出口及消防电梯的设置原则及方法;掌握消防给水系统和设备的设计及施工的相关知识;熟悉烟气控制系统及建筑电气的防火设计及施工的原则、方法等。

因此,高等学校对建筑防火工程人才的培养应有针对性,在建筑防火主干课程群的课程设置上,应包含以下课程:

①房屋建筑学

作为建筑防火的工程人员,首先需要对房屋建筑有比较清楚的认识。房屋建筑学介绍了民用与工业建筑的建筑构造,着重阐述了房屋建筑的基本原理和基本方法,它紧密结合建筑的设计规律,并体现了建筑设计的全过程。因此,消防工程专业的学生学习该门课程,对他们日后从事消防工作具有极大的帮助。

②建筑火灾

建筑火灾这门课程从系统安全的角度研究如何实现建筑物的总体安全。它从对火灾规律的认识出发,对建筑物的防火安全设计、建筑物的功能、消防技术的应用等进行综合分析,以求对建筑物的火灾安全状况作出客观、合理的评价,从而为改进建筑物的火灾安全设施提出合理建议。因此,消防工程专业本科生对该门课程的学习是十分必要的。

③建筑消防设施

本门课程对建筑内的消防设施的种类作了简要的介绍,并着重从建筑消防设施的设计、施工安装、检测及维修等方面进行了讲解。这对高等学校消防工程专业本科生来讲是非常必要的。

④消防给水工程

建筑的消防给水系统对于建筑防火是非常重要的。一个良好的消防给水系统可以在发生火灾时有效地控制火势的蔓延,进而扑灭火灾。故消防工程专业学生应对各种自动喷淋系统、水喷雾灭火系统以及消火栓系统的构成、工作原理、设置要求及控制方式等进行认真学习,全面掌握其要领。

⑤烟气控制工程

建筑发生火灾时,会产生大量有毒气体和浓烟,这一方面会给救火人员带来不便,另一方面也是造成建筑物内人员伤亡的主要原因。因此,消防工程专业本科生必须熟练掌握烟气的特性及其控制方法。在该课程的学习中,学生不仅需要掌握烟气的特性、防烟分区的划分、烟气控制的三种方式(自然排烟、机械排烟、机械加压防烟),还应掌握控制烟气的现代化设备和技术手段。

⑥消防电气工程

建筑内的消防电气工程包括火灾自动报警、火灾应急广播、消防电源及其配电、火灾应急照明及疏散指示标志以及消防控制室等。高校消防工程专业学生通过对本门课程的学习,能熟练运用所学的基本原理和方法来解决在日后实际工作中可能遇到的设计、施工及检测维修等问题。

(2)针对建筑防火科研人才培养的课程设置

建筑防火的科研人员主要从事建筑防火工程的新方法、新技术的探索和研究。目前,国内外的建筑防火的研究方向主要集中在以下方面:新型建筑防火材料的研发,新型灭火设备的研发,新型火灾自动报警系统的研发,烟气流动蔓延特性的研究,及人员安全疏散的研究等。

因此,高等学校培养建筑防火科研人才时,应设置以下主干课程:

①阻燃材料与技术

随着建筑向高层化、装修豪华化、家用电器普遍化的发展,大量高分子材料被采用。然而,大多数高分子化合物属易燃、可燃材料,一旦燃烧,速度快,不易熄灭,有些还会产生浓烟和有毒气体,不仅污染环境,还会危及人民的生命安全。因此,消防工程专业的学生应当了解各种防火材料的种类、性能和对可燃材料的阻燃处理方法,为日后研究开发新型的阻燃材料打下基础。

②结构抗火工程

建筑的结构抗火是建筑防火的重要组成部分之一。进行结构抗火的研究能减轻建筑结构在火灾中被破坏的程度,避免结构在火灾中局部倒塌造成灭火人员和被困群众疏散困难,减少人员伤亡和灾后建筑结构的修复费用,以及建筑结构功能恢复周期。因此,学生应该掌握关于结构抗火的计算与设计的基础知识与实用方法,为日后进行结构抗火方面的研究做好知识储备。

③火灾动力学

火灾动力学是研究建筑内火灾所引起的环境变化的一门学科。该门课程对室内火灾发展、能量的释放、火羽流与火焰高度、烟气流动等分别进行了定量与定性分析。学生通过学习该门课程,可为将来的科学研究工作奠定坚实的理论基础。

④建筑防火性能化设计

建筑防火性能化设计是运用消防安全工程学的原理和方法,制定建筑的防火系统的性能目标,并对建筑规划、结构耐火性能、防火区划分、内部装修、防灭火设备、防排烟系统及疏散对策作综合考虑后进行总体的防火设计。学生通过学习该门课程,可学会应用建筑防火性能化设计的原理和方法对建筑的防火系统进行综合设计和评价。

⑤火灾风险评估

火灾风险评估是应用安全系统工程的基本原理和方法对火灾的风险进行评估。目前,发达国家在火灾的监测、信息分析、火灾危险源的辨识、危险评价技术、火灾的预防与控制等方面已初步形成了一些实用的方法,对预防和控制火灾起到了重要作用。学生通过学习本门课程,可学会应用火灾风险评估的原理和方法对一些特定环境下发生火灾的风险进行评估,从而更加客观、准确地认识该环境下发生火灾的危险性,对该环境下火灾的预防、控制和灭火提供理论依据和支持。

三、结语

新世纪我国经济建设和城市化的发展对消防工作提出了新的挑战,也给消防行业带来了新的机遇。在这样的社会背景下,建立新的火灾科学及消防工程的人才培养机制,合理规划消防工程专业的课程体系就显得尤为重要。而建筑防火主干课程群作为消防工程专业本科课程体系中一个非常重要的子系统,其课程设置的重要性不言而喻。本文针对建筑防火工作对人才的需求特点,提出了建筑防火主干课程群的课程设置建议。需要注意的是,建筑防火主干课程群的具体课程设置要与教学内容安排、相关教材的统筹规划建设、教师队伍建设、实验室建设等密切结合,同时还需要与社会经济发展的需求相适应。因此,随着我国社会发展和科技进步,该子系统也需要进一步优化、完善,这也是我们今后需要进一步研究的方向。

(责任编辑舒莉霞)

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