《建筑火灾安全工程导论》课程教学大纲.docx

1、建筑火灾安全工程导论课程教学大纲一、课程基本信息英文名称Introduction to Building FireSafety Engineering课程代码UENC2028课程性质专业选修课程授课对象建筑环境与能源应用工程学分2学时36主讲教师修订日期20210606指定教材霍然，建筑火灾安全工程导论，中国科学技术大学出版社，2009二、课程性质建筑火灾安全工程导论课程是建筑环境与能源应用工程专业的专业选修课程，旨在对火 灾防治新思想、新技术、新方法的介绍，并介绍若干典型火灾的分析案例。火灾科学是在火灾 学、燃烧学、传热学、流体力学、化学、灾害学、应用数学、计算机科学等学科的基础上发展 起来

2、的综合交叉学科，学习此门课程，可以让学生对于以往学习的理论知识得到实际的应用。三、课程目标(-)总体目标：通过本课程的学习，使学生了解我国当前的火灾安全形势，理解火灾安全工程学的基木观 点、火灾燃烧的基本理论、烟气的流动与控制、火灾探测与自动灭火、建筑耐火与阻燃、计算 机模拟的技术原理等，为学生树立安全意识，体现“以人为本”的基木思想。(-)课程目标：课程目标1: 了解我国近年来火灾变化情况和造成火灾形势严峻的主要原因。课程目标2：掌握火灾规律及室内火灾发展过程、火灾燃烧机理及可燃物燃烧特点、烟气 流动特性及控制策略。课程目标3： 了解火灾的防治对策及防火设计。课程目标4： 了解软件FDS的基

3、本思想，并掌握火灾实验的设计思路及数据采集。(三)课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求2、毕业要求4、毕业要求5、毕业要求10：观测点2-2.能基于相关科学原理和数学模型方法正确表达建筑环境与能源应用工程中的复17第九章特殊建筑火灾的 防治讨论2七、本课程开设的实验项目表4：课程考开设实验项目表编号实验项目名称学时类型要求备注1FDS安装与使用2综合性必做2利用FDS搭建物理模型2综合性必做3FDS测点布置及数据处理2综合性必做4FDS工程应用2设计性必做5答疑2设计性必做注：1.类型指验证性、综合性、设计性等。2.要求指必做、选做。实验项目1： FDS安装与

4、使用1. 教学内容通过演示教学，使学生了解FDS软件的基本思想，并通过本实验初步掌握 FDS的安装和使用方法。2. 教学目标（1）了解火灾模型的发展与应用；（2）熟悉数值模拟软件FDS的基本思想；（3）掌握FDS的安装与使用方法。实验项目2：利用FDS搭建物理模型1. 教学内容介绍FDS的操作方法，通过本实验掌握FDS软件中各模块的内容，初步使用 FDS搭建简单建筑（比如，教学楼）的物理模型。2. 教学目标（1）了解FDS搭建模型的基本思想；（2）熟悉FDS软件中各模块的内容；（3）掌握FDS搭建模型的方法。实验项目3： FDS中Device测点布置及Surfaces设置1. 教学内容在搭建好

5、物理模型的基础上，合理安排测量点的布局，比如温度测点和能见 度测点；同时，通过计算，设置火源尺寸及增长速率；最后，根据建筑防火设 计规范设置排烟口尺寸及速度。通过本实验，完成物理模型的搭建。2. 教学目标（1）了解FDS测量点布局的思想；（2）熟悉FDS中Device模块和Surfaces模块的使用方法；（3）掌握FDS软件设置火源增长速率和排烟口速度的计算方法。实验项目4： FDS计算及数据处理1. 教学内容针对搭建的物理模型排查错误，通过本实验能开展模拟计算，并根据计算结 果对数据进行处理，分析建筑的安全性。2. 教学目标（1）了解FDS搭建模型中常见的错误；（2）熟悉FDS单套网格和多套

6、网格的计算方法；（3）掌握FDS计算结果的定量分析方法。实验项目5： FDS工程应用1. 教学内容针对各种工程案例（比如凌云楼、电影院等），搭建物理模型，据此分析不 同建筑的差别，通过实验掌握该数值模拟软件的工程应用方法。2. 教学目标（1）了解FDS在工程应用中的使用方法；（2）熟悉不同建筑在使用FDS搭建物理模型的差别；（3）掌握FDS的工程应用。八、教材及参考书目1. 教材霍然，建筑火灾安全工程导论，中国科学技术大学出版社，2009.2. 参考书1 Pyrosim Manual.2 NIST FDS User Guide.3. 电子资源中国大学慕课：https :/www. icours

7、ol63. org/courso/BITT001758008?from=scarchPago, 王国玉，工程 流体力学。九、教学方法（讲授法、讨论法、案例教学法等，按规范方式列举，并进行简要说明）本课程部分教学采用翻转课堂模式进行。要求学生在课前观看微课，并完成相应的教学 预习和问题思考。课堂教学以教师讲授、师生研讨为主要的教学活动。1. 讲授法：如何围绕课程的重点内容，如“室内火灾发展过程、“着火理论”、“可燃 物燃烧特性”等进行讲解。2. 体验教学：在教学过程中采用相应教学平台和课堂互动软件（雨课堂平台），并引导 主动下载学习类APP,帮助学生体验技术支持下教与学的方式。3. 实验法：通过

8、实验教学，培养学生的建模能力，掌握静PyroSim的建模方法，培养学 生实验研究的兴趣和动手能力。十、考核方式及评定方法（一）课程考核与课程目标的对应关系表5：课程考核与课程目标的对应关系表课程目标考核要点考核方式课程目标1我国近年来火灾趋势和造成 火灾形势严峻的主要原因平时互动、期末考试课程目标2火灾规律及室内火灾发展过 程、火灾燃烧机理及可燃物燃 烧特点、烟气流动特性及控制 策略平时互动、作业、期末考试课程目标3火灾的防治对策及防火设计平时互动、期末考试课程目标4软件FDS的基本建模思想平时互动、实验、期末考试（二）评定方法1. 评定方法 平时成绩：20% （出勤+平时互动）实凝环节：20

9、% （实验报告）期末考试：60% （理论考试）2. 课程目标的考核占比与达成度分析表6：课程目标的考核占比与达成度分析表占比 课程目标平时实验期末总评达成度课程目标120%10%10%课程分目标达成度= （0.2 x平时分目标成绩+0.2x 实验分目标成绩+0.6x期 末分目标成绩/分目标总 分课程目标230%20%40%课程目标320%20%20%课程目标430%50%30%（三）评分标准课程目标评分标准90-10080-8970-7960-6960优良中合格不合格ABCDF课程目标1掌握我国近年来火 灾趋势和造成火灾 形势严峻的主要原 因。基本掌握我国近年 来火灾趋势和造成 火灾形势严峻的

10、主 要原因。理解我国近年来 火灾趋势和造成 火灾形势严峻的 主要原因。基本理解我国近 年来火灾趋势和 造成火灾形势严 峻的主要原因。没有掌握我国近 年来火灾趋势和 造成火灾形势严 峻的主要原因。课程目标2掌握火灾规律及室 内火灾发展过程、 火灾燃烧机理及可 燃物燃烧特点、烟 气流动特性及控制 策略。基本掌握灾发展过 程、火灾燃烧机理 及可燃物燃烧特 点、烟气流动特性 及控制策略。理解火灾发展过 程、火灾燃烧机理 及可燃物燃烧特 点、烟气流动特性 及控制策略。基本理解火灾发 展过程、火灾燃 烧机理及可燃物 燃烧特点、烟气 流动特性及控制 策略。没有火灾发展过 程、火灾燃烧机 理及可燃物燃烧 特点

11、、烟气流动 特性及控制策 略。课程目标评分标准90-10080-8970-7960-6960优良中合格不合格ABCDF课程目标3掌握火灾的防治对 策及防火设计。基木掌握火灾的防 治对策及防火设 计。理解火灾的防治 对策及防火设计。基本理解火灾的 防治对策及防火 设计没有理解火灾的 防治对策及防火 设计。课程目标4熟练运用软件FDS 的基本建模思想。较熟练运用软件 FDS的基本建模思 想。能运用软件FDS 的基木建模思想。基本可以运用软 件FDS的基本建 模思想。不能运用软件 FDS的基本建模 思想。十一、学习建议本课程偏重大量概念，不仅需要必要的记忆，还需要认真理解，深入思考，建议精读教 材之

12、外，仔细研读读书笔记，以提升自己的理论思维。杂工程问题。观测点4-1.能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析建筑环境与能源 应用工程中的复杂工程问题的解决方案。观测点4-3.能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据。观测点4-4.能对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。观测点5-1. 了解专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理 和方法，并理解其局限性。观测点10-2. 了解专业领域的国际发展趋势、研究热点，理解和尊重世界不同文化的差异 性和多样性。课程目标与毕业要求观测点对应关系：表1：课程目标与课程内容、毕业

13、要求的对应关系表课程目标课程子目标对应课程内容对应毕业要求课程目标11.1： 了解我国近年 来火灾变化情况和 造成火灾形势严峻 的主要原因绪论观测点10-2课程目标22.1：掌握火灾规律 及室内火灾发展过 程绪论观测点2-22.2：掌握火灾燃烧 机理及可燃物燃烧 特点火灾燃烧基础观测点2-22. 3：掌握烟气流动 特性及控制策略烟气的性质与流动观测点2-2观测点4-1课程目标33.1： 了解火灾的防 治对策及防火设计建筑火灾的被动防治对策、建筑火灾的主动 防治对策、建筑防火设计基础、特殊建筑火 灾的防治讨论观测点2-2观测点4-1课程目标44. 1： 了解软件FDS 的基本思想火灾过程的数值模

14、拟观测点5-14.2：掌握火灾实验 的设计思路及数据火灾过程的数值模拟观测点4-3观测点4-4采集四、教学内容第一章绪论1. 教学目标（1）了解我国近年来火灾变化情况及造成火灾形势严峻的主要原因。（2）掌握火灾规律的特点。（3）掌握火灾的发展阶段。2. 教学重难点（1）理解火灾规律特点。（2）室内固体火灾发展阶段。3. 教学内容第一节火灾及其危害第二节我国目前的火灾形势第三节火灾安全科学与工程研究的发展第四节建筑火灾的发展概况4. 教学方法（1）讲授法：世界火灾发展形势。（2）案例：911火灾事故案例。（3）白学：观看相关教学视频材料。5. 教学评价回答下问题：（1）造成火灾形势严峻的主要原因

15、有哪些？（2）什么是火灾？在流体力学中为什么要建立连续介质这一理论模型？（3）试叙述固体火灾发展阶段。第二章火灾燃烧基础1. 教学目标（1）掌握着火和灭火的机理与理论。（2）掌握预混燃烧、气相扩散燃烧、可燃液体燃烧、口J燃固体燃烧的特点及过程。（3）了解火羽流和顶棚射流的结构。（4）掌握燃烧速率与通风因子的关系式。（5）了解轰然与回燃形成的基本原因。（6）了解热释放速率概念及计算方法。2. 教学重难点（1）着火理论。（2）可燃物燃烧特点。（3）火灾燃烧的特殊现象。3. 教学内容第一节燃烧的机理和条件第二节可燃物的火灾燃烧特点第三节火羽流与顶棚射流第四节通风对火灾燃烧的影响第五节轰然与回燃第六节

16、火灾中的热释放速率4. 教学方法（1）讲授法：相关概念及理论框架。（2）自学：观看相关教学视频材料。5. 教学评价回答下问题：（1）着火方式有哪些？（2）什么是着火四面体？（3）如何区分预混燃烧和扩散燃烧？（4）简述火羽流和顶棚射流结构。（5）火灾增长类型有哪些?第三章烟气的性质与流动1. 教学目标（1）了解烟气浓度的确定方法及毒性的确定方法。（2）掌握烟气的性质。（3）了解烟气有效流通面积的计算方法。（4）了解不同的羽流模型的思想及应用范围。（5）掌握烟气层高度的计算方法，并了解控制烟气层高度的基木思想。2. 教学重难点（1）烟气的性质。（2）羽流模型。3. 教学内容第一节烟气的产生与性质第

17、二节烟气的遮光性第三节烟气的流动第四节压力中性面第五节烟气的生成速率第六节烟气层的形成与排烟机理4. 教学方法（1）讲授法：相关概念及理论框架。（2）自学：观看相关教学视频材料。5. 教学评价回答下问题：（1）烟气是如何定义的？（2）烟气的性质有哪些？（3）羽流模型有哪些？第四章建筑火灾的被动防治对策1. 教学目标（1）了解不同类型建筑材料的弹性模量、抗压强度、抗拉强度随温度的变化情况。（2）了解建筑构件的分类及若干建筑构件的耐火要求。（3）了解阻燃机理与消烟机理。2. 教学重难点（1）建筑材料的弹性模量、抗压强度、抗拉强度随温度的变化。（2）耐火等级和耐火极限。3. 教学内容第一节常用建筑物

18、在高温下的力学性能第二节建筑构件的耐火性第三节建筑材料及制品的燃烧性能及其测定方法第四节阻燃与消烟第五节阻燃材料及应用4. 教学方法（1）讲授法：相关概念。（2）自学：观看相关教学视频材料。5. 教学评价回答下问题：（1）如何理解建筑材料的弹性模量、抗压强度、抗拉强度随温度的变化？（2）如何理解建筑耐火极限？第五章建筑火灾的主动防治对策1. 教学目标（1）了解火灾探测器的主要类型及各类型的原理，探测器故障原因及发展方向。（2）掌握各种灭火系统的选用条件。2. 教学重难点火灾探测原理与探测器选用3. 教学内容第一节火灾探测原理与探测器选用第二节灭火机理与方法第三节烟气控制的途径与方式第四节消防系

19、统的联动控制4. 教学方法（1）讲授法：相关概念。（2）自学：观看相关教学视频材料。第六章火灾过程的数值模拟1. 教学目标（1） 了解软件FDS的基本思想。（2）了解火灾研究中的实验模拟方法。（3）掌握FDS建模。2. 教学重难点FDS建模。3. 教学内容第一节火灾模型的发展及应用第二节火灾过程的场模拟程序FDS第三节火灾过程的实验模拟4. 教学方法（1）讲授法：相关概念及理论框架。第七章建筑防火设计基础1. 教学目标（1）了解建筑设计过程中各种规范要求。（2）了解建筑火灾情况下人员安全疏散的原理、疏散通道及电梯的设计。（3）了解性能化防火设计的由来，及发展过程，熟悉性能化设计的基本思想。2. 教学重难点（1）建筑防火设计。（2）安全疏散。（3）性能化设计。3. 教学内容第一节建筑设计规范第二节建筑总平面的防火设计/建筑木体的防火设计第三节消防系统设计第四节安全疏散设计第五节性能化防火设计4. 教学方法（1）讲授法：相关概念及理论框架