项目负责人：范维澄教授

项目类别：国家重点基础研究发展计划（973）项目

项目执行期：2002年-2006年

主持单位：中国科学技术大学

项目摘要：

项目凝练的六个关键科学问题为：

关键科学问题一：可燃物表面及空间火灾的发生与蔓延

关键科学问题二：火灾烟气及其毒害物质的生成与释放

关键科学问题三：基于火灾动力学与统计理论耦合的火灾风险评估方法学

关键科学问题四：综合性能优化的清洁高效阻燃新技术原理

关键科学问题五：火灾早期的多信号感知与智能识别

关键科学问题六：物理化学复合作用下的清洁高效灭火原理

面向以上关键科学问题，项目具体研究内容包括如下八个方面：

1). 可燃物动力学系统成灾机理

研究典型可燃物确定性动力学系统解的结构、稳定性变化和突变机理，获得对控制火灾的热传导、热对流、热辐射、可燃物热解、质量输运和着火过程足够精确的描述，认识火灾可燃物的热解、着火以及阴燃向明火转化过程的微观机理。具体研究内容包括：不同热流条件下可燃物的热解动力学模型；综合物理输运过程和化学动力学过程的着火模型；阴燃及其向明火转化的机理。

2). 森林草原火灾的辨识与预测理论

综合运用卫星遥感技术、GIS技术、图形图像学、元胞自动机模型和分形学等，探索森林草原火灾卫星遥感辨识理论，研究森林草原火灾的自组织临界性，并结合森林草原可燃物动态变化和厄尔尼诺-拉尼那等气候异常情况，研究森林草原火灾重灾年预测理论，建立我国森林草原火灾的早期监测、跟踪、辨识和预测理论。具体研究内容包括：森林草原火灾卫星遥感辨识理论；森林草原火灾的自组织临界行为规律；基于全球变化的森林草原火灾重灾年早期诊断及预测。

3). 凝固相火蔓延和特殊火行为

研究我国典型可燃物（森林、草原和典型建筑材料）表面火蔓延过程的机理和规律，以及地理与气象等环境因素对火蔓延过程的影响，建立体现热解、相变、流动、传热传质与复杂化学反应耦合作用的火蔓延模型；探索特殊火行为的特征及其非线性动力学机理。具体研究内容包括：热解、相变、流动、传热传质与化学反应的相互耦合作用；特殊火行为的非线性动力学模型及能反映非线性本质的数值方法；火灾与结构的相互作用。

4). 开放和受限空间中火灾烟气运动的规律，以及火灾烟气毒害物质的释放机理和对人体的影响

研究开放和受限空间中火灾烟气运动的规律，以及火灾毒害物质的释放机理和对人的影响。具体研究内容包括：烟气在开放、受限和网络空间中的运动规律；烟气运动与火蔓延相互作用；火灾毒害物质的生成、释放与迁移；毒害物质对人体的影响。

5). 基于火灾动力学和小样本统计理论耦合的火灾风险评估方法学

研究基于火灾动力学和小样本统计理论耦合的火灾风险评估方法学。具体研究内容包括：火灾条件下人群的疏散规律；小样本火灾事件的统计理论；基于火灾动力学和小样本统计理论耦合的风险评估方法。

6). 综合性能优化的清洁高效阻燃新技术原理

研究综合性能优化的清洁高效阻燃技术原理，以实现阻燃技术既环境友好，又综合性能优化的目标。具体研究内容包括：综合性能优化的聚合物纳米复合材料的阻燃机理；无卤阻燃材料的膨胀阻燃机理；定形相变材料和高效吸湿材料的阻燃机理。

7). 基于光谱、光声的信号感知与多参数、多判据的智能识别火灾探测技术原理

在认识火灾早期信号特性的基础上，着重研究火灾产物中标识性气体的光声识别，以及非接触式火灾光信号的模式识别。具体研究内容包括：火灾早期的光、烟气和声的强（浓）度、形与谱特性；火灾产物中标识性气体的光声识别；非接触式火灾光信号的模式识别；多参数和多判据火灾探测理论与方法。

8). 清洁高效的多组分细水雾与混合气体灭火技术原理

研究多组分细水雾和多组分气体的制备与诊断方法，揭示其抑制熄灭火灾的物理化学复合作用机制，在此基础上发展清洁高效的多组分细水雾与混合气体灭火技术。具体研究内容包括：多组分细水雾的产生方法、特性表征与诊断；灭火添加剂优化配比、细水雾特性与临界灭火条件之间的定量关系；细水雾对烟气特性和输运过程的影响；多组分气体介质快速淬熄燃烧链反应的原理。