8月9日下午，中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室纪杰研究员团队在安徽黟县西递镇自在谷顺利开展“全尺寸木结建筑火灾实验”。该实验研究属于中国科学技术大学牵头承担的国家重点研发计划“文物建筑火灾蔓延机理与评估预警关键技术研究”项目。项目咨询专家组组长清华大学范维澄院士、副组长中国科学技术大学党委书记舒歌群教授，专家组成员中国石油大学（北京）张来斌院士、清华大学袁宏永教授、中科院上海高等研究院杨晓飞正高级工程师（线上）、中国建筑科学研究院李引擎研究员（线上）、南京工业大学校长蒋军成教授、山西省消防救援总队朱江高工、故宫博物院张克贵研究馆员、北京建筑设计研究院有限公司孙成群教授级高工，科技部21世纪中心社会处项目主管彭雪婷（线上）、国家文物局督察司安全监管二处处长郑丽娜、国家文物局科技教育司科技处处长钱坤、安徽省消防总队副总队长薛亚群、故宫博物院安全技术处处长赵连江、安徽省文物局文物督察处副处长王福武、敦煌研究院保卫处副处长张帅、四川省城乡建设研究院消防技术研究中心副主任袁满，黄山市、黟县、西递镇政府相关领导，实验协作单位代表及项目组成员，共计60余人参加交流会议和观摩实验。现场数据测量、后勤保障、影像拍摄、灭火救援、医疗保障等共计50余名工作人员参与实验实施。会议由项目负责人、火灾科学国家重点实验室副主任纪杰研究员主持。
图1 与会专家在实验场地合影
首先，纪杰就项目课题一“文物建筑木材燃烧和木结构火蔓延机理与规律研究”前期研究结果和全尺寸木结构建筑火灾实验设计进行了汇报。团队系统研究了各类文物建筑早期火源着火特征、关键着火路径、木结构火蔓延和突变行为，重点阐述了文物建筑木材引燃、燃烧到木结构火蔓延的动力学演化机理与规律。成果服务于文物建筑动态风险评估方法、抗干扰火灾探测技术的研究，相关行业、团体标准编制，以及国家文物局和应急管理部消防局的文博单位消防安全评估检查、全国文物建筑消防安全专项督查、火灾事故调查分析、警示宣传教育材料编制、文博单位消防演练指引性文件等工作。
图2 前期研究进展与全尺寸实验设计汇报
本次全尺寸火灾实验房屋为典型皖南2层民居建筑，内部为传统榫卯工艺的全木结构体系，外部为砖墙围护，建筑两侧设马头墙。房屋一层包括正厅、左右厢房、内走廊，二层为无分隔阁楼，两层间由内天井和楼梯相连通。实验目的是获取火灾发展过程中的典型热特征参数分布、探测器响应特征、木结构火蔓延和突变行为数据，验证前期通过理论分析、中小尺度实验建立的机理模型和模拟方法的有效性。从前期选址、房屋改造、测点布置、室内烟气运动实验，到本次全尺寸木结构火灾实验，共历时4个月。
图3 皖南全尺寸木结构民居建筑火灾实验房屋
随后，纪杰邀请与会专家对实验建筑进行考察，就皖南民居建筑结构特征、常用木材种类、木构制作工艺、柱础墙基防潮、典型室内陈设、常见可燃物、实验场景设计、测量装置布置等进行了解说。与会专家进行了现场指导、交流与讨论。
图4 项目专家组参观实验现场
全尺寸火灾实验模拟的场景为右厢房衣柜起火。实验开始后，纪杰通过移动和固定摄像画面，实时向专家们介绍了初起火灾发展、厢房内火蔓延、天花板烧穿、向二层火蔓延、窗口火溢流、厢房轰燃、向正厅火蔓延、房顶局部坍塌等发展阶段，并基于前期研究结果就一些典型火行为和火蔓延突变行为的产生机理与规律，与专家组进行了交流与讨论。专家组高度肯定了项目前期研究成果、全尺寸实验设计和实施，并对后期研究提出了宝贵的意见和建议。实验获得的典型着火路径、关键影响构件以及建筑轰燃后的参数变化规律，可为预测此类木结构建筑火灾发展过程、指导灭火救援、制定相关标准规范等提供数据及理论支撑。
图5 全尺寸木结构建筑火灾发展和灭火扑救过程
图6 参与实验实施的中科大师生合影
本次“全尺寸木结构建筑火灾实验”的房屋选址、改造、初起火灾实验开展得到了安徽省消防总队、黄山市消防支队、黟县消防大队、黟县西递镇自在谷景区、宿州理实热安全技术研究有限公司、黄山寻古文化传媒有限公司的大力支持；物资调配、医疗保障、现场安保得到了安徽省文物局、黟县文物局，以及黄山市、黟县、西递镇等各级政府的大力支持；灭火扑救得到了黟县消防大队、广东瑞霖特种设备制造有限公司的大力支持；现场航拍、视频直播得到合肥耀安科技有限公司的大力支持。
