摘要：通過(guò)分析電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)的特點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)以及高校電動(dòng)自行車(chē)使用現(xiàn)狀，提出了改善高校停放場(chǎng)所的建筑消防布局和消防設(shè)施布局建議，以及完善學(xué)校管理制度、加強(qiáng)學(xué)生培訓(xùn)、定期組織演練等措施，為高校電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)的防控及預(yù)防提供參考。

關(guān)鍵詞：高校電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)；防火設(shè)計(jì)；消防安全管理

中圖分類(lèi)號(hào)：D035.36" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " "文章編號(hào)：2096-1227（2024）09-0073-03

我國(guó)目前電動(dòng)自行車(chē)保有量已達(dá)3.5億輛，成為保有量最大的國(guó)家，銷(xiāo)量和使用量占全球的90%以上[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年全國(guó)消防救援隊(duì)伍共接報(bào)電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)超過(guò)1.8萬(wàn)起，比2021年上升23.4%[2]，2022年接報(bào)電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)中居住場(chǎng)所內(nèi)因蓄電池故障引發(fā)的火災(zāi)3242起[3]。隨著高校建設(shè)面積不斷擴(kuò)大，學(xué)生生活區(qū)與教學(xué)區(qū)分離，部分學(xué)生需要在不同校區(qū)內(nèi)往返上課等原因，學(xué)生購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)自行車(chē)內(nèi)外出行成為常態(tài)。高校電動(dòng)自行車(chē)數(shù)量持續(xù)增加，并且停放場(chǎng)所的用電復(fù)雜，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的消防事故。

1 電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)特點(diǎn)

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，有80%的電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)是在充電過(guò)程中發(fā)生的，大多發(fā)生在夜間充電過(guò)程中[4]。電動(dòng)自行車(chē)停放或充電火災(zāi)事故多發(fā)生于樓梯間、房間內(nèi)。其火災(zāi)有以下特點(diǎn)：

1.1" 燃燒劇烈

電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)是鋰電池?zé)崾Э鼗蚬收弦l(fā)的燃燒。鋰作為一種活潑金屬，具有極高的能量密度，著火后會(huì)釋放大量熱量，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，火焰溫度在3min內(nèi)可達(dá)1200℃，從而迅速點(diǎn)燃周?chē)矬w。

1.2" 蔓延速度快

由于電動(dòng)自行車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，電池及其他電氣元件分布密集且相互鄰近，一旦發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)往往迅速蔓延，增加了火災(zāi)的危險(xiǎn)性，此外，電動(dòng)自行車(chē)車(chē)身存在大量可燃材料和塑料部件，更是加速了火災(zāi)的擴(kuò)散和蔓延。李青蔚等[5]通過(guò)電動(dòng)自行車(chē)燃燒實(shí)驗(yàn)表明，火焰向上方蔓延的速率快于向下方蔓延速率；向車(chē)尾蔓延速率快于向車(chē)頭蔓延速率。

1.3" 產(chǎn)生大量有毒煙霧

電動(dòng)自行車(chē)車(chē)身采用了大量的高分子材料，這些材料在電池燃爆時(shí)會(huì)迅速生成氟化氫、一氧化碳、一氧化硫、硫化氫等多種有毒氣體。一旦發(fā)生火災(zāi)，僅需30s，大量煙霧便會(huì)迅速?gòu)浡阋猿涑庹麄€(gè)樓道空間，這些煙霧不僅能在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致人員中毒甚至死亡，還會(huì)嚴(yán)重降低疏散通道的能見(jiàn)度，增加了人員疏散的難度，給救援人員的滅火和救援行動(dòng)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)和危險(xiǎn)[6]。

2 電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析

電動(dòng)自行車(chē)起火涉及諸多原因，主要包括電池?zé)崾Э?、電池不正確管理、充電器的違規(guī)使用，以及違規(guī)改裝。

2.1" 電池燃燒

鋰電池與鉛酸電池是電動(dòng)自行車(chē)的主要電池類(lèi)型，早期電動(dòng)自行車(chē)的主要?jiǎng)恿υ从摄U酸電池提供。近年來(lái)鋰電池技術(shù)的不斷發(fā)展，鋰電池電動(dòng)自行車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的產(chǎn)量逐年增多。鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極，以含鋰的化合物為正極，內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括隔膜材料、有機(jī)電解液等，隔膜材料為聚乙烯或者聚丙烯，有機(jī)電解液的溶質(zhì)常采用鋰鹽，如高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰等，且大部分為易燃液體。由于鋰屬于活潑金屬，活性高于鉛；能量密度是鉛酸電池的5～7倍，這意味著相同體積下，鋰電池釋放的能量是鉛酸電池的5倍以上；電解液在高溫條件下會(huì)從內(nèi)部噴射后燃燒起火。

鋰離子電池的熱失控和燃燒可能由多種因素引起，包括機(jī)械、電氣和熱濫用。在日常生活中，電池充放電過(guò)程中，由于鋰的不均勻沉積會(huì)形成針狀鋰晶體，進(jìn)而削弱電池的熱穩(wěn)定性。過(guò)度充電是電器濫用的典型形式，在此過(guò)程中，電池內(nèi)部反應(yīng)加劇，熱量積聚，可能迅速導(dǎo)致熱失控和噴射火焰的產(chǎn)生，最終引發(fā)火災(zāi)。

2.2" 電池管理系統(tǒng)與充電器

BMS（電池管理系統(tǒng)）是電動(dòng)自行車(chē)電池上安裝的主要安全保護(hù)措施，是一種含芯片的保護(hù)裝置，能夠動(dòng)態(tài)估算電池組的實(shí)時(shí)信息，精確采集每塊電池及整組電池的電壓、電流以及溫度，能有效防止充電過(guò)載、放電不均衡的問(wèn)題。由于沒(méi)有強(qiáng)制性的規(guī)定、缺乏有效監(jiān)管等原因，導(dǎo)致BMS種類(lèi)多樣，質(zhì)量得不到保證。

電動(dòng)自行車(chē)充電器也是導(dǎo)致電池?zé)崾Э氐闹匾蛩刂?。目前，關(guān)于此項(xiàng)問(wèn)題的強(qiáng)制性規(guī)定正在制定中，市面上絕大部分電動(dòng)自行車(chē)充電器尚不能與BMS（電池管理系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)有效通信，無(wú)法有效防止過(guò)度充電和熱失控的發(fā)生。

2.3" 違規(guī)改裝

電動(dòng)自行車(chē)的生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高，這導(dǎo)致電動(dòng)自行車(chē)違規(guī)拼裝和改裝現(xiàn)象十分嚴(yán)重。一些廠家在市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)下，僅憑簡(jiǎn)單工具和車(chē)輛配件就能生產(chǎn)、拼裝電動(dòng)自行車(chē)，甚至仿冒知名品牌的電動(dòng)自行車(chē)。此外，一些銷(xiāo)售和維修人員根據(jù)用戶(hù)的個(gè)人需求，隨意對(duì)電動(dòng)自行車(chē)進(jìn)行改裝，或者自主拼裝、改裝所謂的“酷車(chē)”，如更換大功率電機(jī)、車(chē)燈等組件，自主拆除限速保護(hù)，擅自增加載重負(fù)荷。還有一些銷(xiāo)售商從事二手車(chē)回收和翻新，在翻新過(guò)程只換了電動(dòng)自行車(chē)的外殼，并未更換損壞或老化的電氣線路?？傮w而言，拼裝和改裝的電動(dòng)自行車(chē)都沒(méi)有遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

3 高校電動(dòng)自行車(chē)消防安全隱患

大學(xué)校園作為人員高度密集的區(qū)域，近年來(lái)，電動(dòng)自行車(chē)的無(wú)序、違規(guī)使用現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，從而帶來(lái)潛在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。這主要在于電動(dòng)自行車(chē)可能存在的多重問(wèn)題，包括電氣故障、充電方式不當(dāng)以及易燃材料制造等。特別是二手電動(dòng)自行車(chē)數(shù)量龐大，因購(gòu)置成本低廉且質(zhì)量難以保障，成為校園消防安全的隱患。由于電動(dòng)自行車(chē)多采用易燃材料，一旦發(fā)生火災(zāi)，其燃燒速度極快，同時(shí)釋放大量有毒氣體，對(duì)人員安全構(gòu)成重大威脅。同時(shí)，校園內(nèi)充電管理存在不足，如宿舍內(nèi)私拉電線充電、插座超負(fù)荷使用、在非安全區(qū)域充電等不當(dāng)行為時(shí)有發(fā)生。電動(dòng)自行車(chē)的日常維護(hù)保養(yǎng)不到位，也增加了電路短路等安全隱患的發(fā)生概率。此外，停車(chē)管理方面也存在問(wèn)題，校園內(nèi)缺乏規(guī)劃合理的專(zhuān)用停車(chē)場(chǎng)，導(dǎo)致電動(dòng)自行車(chē)亂停亂放，不僅影響校園環(huán)境，還阻礙了消防疏散通道，給火災(zāi)撲救工作帶來(lái)了困難。

4 高校電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)防控策略

4.1" 停放場(chǎng)所建筑消防布局

4.1.1" 分類(lèi)、耐火等級(jí)與裝修

電動(dòng)自行車(chē)停放場(chǎng)所主要分為室外停車(chē)場(chǎng)和室內(nèi)車(chē)庫(kù)兩類(lèi)，后者常利用現(xiàn)有架空層、地下室或半地下室空間。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，當(dāng)利用現(xiàn)有架空層設(shè)置為電動(dòng)自行車(chē)庫(kù)時(shí)，其耐火等級(jí)應(yīng)不低于二級(jí)。對(duì)于增設(shè)的電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)場(chǎng)，需要根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況，全面考慮防火間距、總平面布局等因素，對(duì)于獨(dú)立設(shè)置的單層電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)場(chǎng)，其耐火等級(jí)應(yīng)不低于三級(jí)。

4.1.2" 總平面布局

電動(dòng)自行車(chē)停放場(chǎng)所的設(shè)置要根據(jù)學(xué)校的規(guī)劃和管理規(guī)定，充分考慮師生的使用情況、建筑物間的防火間距、消防車(chē)道的通行能力等因素，確保布局的合理性與安全性。在規(guī)劃高校電動(dòng)自行車(chē)停放場(chǎng)所的總平面布局時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮利用已建成的非機(jī)動(dòng)車(chē)庫(kù)來(lái)設(shè)置電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)設(shè)施。若已建非機(jī)動(dòng)車(chē)庫(kù)仍無(wú)法滿(mǎn)足停放需求，在不影響學(xué)校正常交通秩序和消防安全，以及師生通行的前提下，方可考慮利用學(xué)校道路空間設(shè)置電動(dòng)自行車(chē)停放場(chǎng)所，電動(dòng)自行車(chē)停放場(chǎng)所應(yīng)與學(xué)生宿舍、教學(xué)樓等人員密集場(chǎng)所保持6m以上的防火間距。

4.1.3" 平面布置

高校學(xué)生宿舍區(qū)與公共教學(xué)區(qū)是電動(dòng)自行車(chē)停放的主要區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)設(shè)置電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)場(chǎng)宜利用學(xué)校的道路空間單層設(shè)置。參照《城市道路空間非機(jī)動(dòng)車(chē)停車(chē)設(shè)施設(shè)置規(guī)范》，電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)場(chǎng)應(yīng)采用小規(guī)模、高密度且分散的布局方式，以提高空間利用率與停車(chē)效率。為確保安全，每個(gè)電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)場(chǎng)不大于160m2，由分散的不大于25m長(zhǎng)度的單元構(gòu)成，單元之間需保持6m以上的防火間距，以符合消防安全要求。按照電動(dòng)自行車(chē)鋰電池的安全考慮，每個(gè)停車(chē)位應(yīng)確保500mm以上的間距，每個(gè)電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)位不小于1.5m2的空間。充電區(qū)域與非充電區(qū)域應(yīng)明確區(qū)分，保持足夠的防火間距，以防范潛在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

4.2" 停放場(chǎng)所消防設(shè)施布局

4.2.1" 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

高等學(xué)校電動(dòng)自行車(chē)集中停放區(qū)域均應(yīng)配備火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，以確保安全。在每個(gè)分散的停放單元內(nèi)至少布置兩個(gè)點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器，以及一個(gè)手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕和一個(gè)聲光報(bào)警器。對(duì)于宿舍區(qū)域、教學(xué)區(qū)域，火災(zāi)報(bào)警控制器應(yīng)分別獨(dú)立設(shè)置，確保各區(qū)域火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)互不干擾，所有的報(bào)警信號(hào)均會(huì)傳送至學(xué)校的消防控制室。

4.2.2" 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的水源可利用學(xué)校室內(nèi)消防給水系統(tǒng)，確保供水的可靠性和穩(wěn)定性。學(xué)生宿舍樓室內(nèi)消火栓設(shè)計(jì)流量多為15L/s，按照一個(gè)設(shè)計(jì)單元25m，噴頭間距3.6m的布局，可設(shè)置7個(gè)流量系數(shù)為115的標(biāo)準(zhǔn)覆蓋面積的開(kāi)式噴頭系統(tǒng)。其控制設(shè)計(jì)方面，采用多重保障措施：一是聯(lián)動(dòng)控制，即當(dāng)電動(dòng)自行車(chē)停車(chē)場(chǎng)內(nèi)一個(gè)停放單元的兩只獨(dú)立的點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器或一只感煙火災(zāi)探測(cè)器與一只手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警按鈕同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，這些信號(hào)將作為聯(lián)動(dòng)觸發(fā)信號(hào)，由消防聯(lián)動(dòng)控制器控制此單元的電磁閥自動(dòng)開(kāi)啟。二是遠(yuǎn)程手動(dòng)控制方式，消防聯(lián)動(dòng)控制器具備遠(yuǎn)程操作功能，允許工作人員控制該單元電磁閥的開(kāi)啟。三是現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制方式，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置手動(dòng)控制裝置，以便在緊急情況下能夠迅速開(kāi)啟電磁閥。四是反饋機(jī)制，火災(zāi)探測(cè)器和電磁閥的開(kāi)啟信號(hào)應(yīng)實(shí)時(shí)反饋至消防聯(lián)動(dòng)控制器。

4.3" 規(guī)范充電區(qū)域

學(xué)校電動(dòng)自行車(chē)充電區(qū)域宜采用專(zhuān)用的充電設(shè)施，包括充電柜和充電插座，這些充電設(shè)施應(yīng)符合國(guó)家充電設(shè)施設(shè)備的技術(shù)要求，確保具備充滿(mǎn)自動(dòng)斷電、故障斷電以及短路保護(hù)、剩余電流保護(hù)等功能。學(xué)校電動(dòng)自行車(chē)充電設(shè)施應(yīng)采用不燃材料或阻燃材料，充電區(qū)域應(yīng)配置專(zhuān)用的配電箱，進(jìn)線為獨(dú)立回路，并安裝專(zhuān)用的計(jì)量裝置。每個(gè)設(shè)計(jì)單元內(nèi)至少規(guī)劃兩條分支回路，并具備剩余電流保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等功能。

4.4" 建立完善的管理制度

建立完善的管理制度對(duì)于高校電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)防控至關(guān)重要。首先，確立明確的電動(dòng)自行車(chē)注冊(cè)管理制度，包括車(chē)輛信息登記、使用條件和規(guī)范等，旨在確保每輛電動(dòng)自行車(chē)都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格審核與登記，并符合安全標(biāo)準(zhǔn)。此外，管理制度應(yīng)規(guī)劃電動(dòng)自行車(chē)的使用范圍、時(shí)段和停放位置，避免亂停亂放的現(xiàn)象。其次，充電設(shè)備和區(qū)域的管理亦不容忽視，需詳細(xì)規(guī)定充電過(guò)程中的安全準(zhǔn)則、操作步驟和注意事項(xiàng)，確保充電過(guò)程安全可控。建立充電設(shè)備的定期檢查和維護(hù)機(jī)制，保障設(shè)備始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。最后，設(shè)立責(zé)任制度，明確各相關(guān)部門(mén)和人員在電動(dòng)自行車(chē)安全管理中的具體職責(zé)和義務(wù)，包括安全監(jiān)督、事故處理、應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行等環(huán)節(jié)，確保在緊急情況下能夠快速響應(yīng)、有效應(yīng)對(duì)。

4.5" 加強(qiáng)學(xué)生培訓(xùn)

通過(guò)加強(qiáng)學(xué)生培訓(xùn)，不僅能提升學(xué)生對(duì)火災(zāi)安全的認(rèn)識(shí)和應(yīng)急處理能力，還能有效減少火災(zāi)事故的發(fā)生，進(jìn)而提高整個(gè)高校的火災(zāi)防控水平，保障校園內(nèi)電動(dòng)自行車(chē)的安全使用環(huán)境。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)全面覆蓋火災(zāi)安全知識(shí)的普及，使學(xué)生了解火災(zāi)的成因、危害、預(yù)防措施以及緊急處理方法，包括正確使用滅火器、及時(shí)報(bào)警和有效疏散逃生等基本知識(shí)。學(xué)生需掌握電動(dòng)自行車(chē)火災(zāi)的常見(jiàn)原因，如過(guò)度充電、短路等，并學(xué)會(huì)相應(yīng)的預(yù)防措施及應(yīng)對(duì)方法，如安全充電的操作規(guī)范、識(shí)別電動(dòng)自行車(chē)潛在故障跡象等實(shí)用技能。

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