曾翔　趙聯(lián)楨　曹寶珠　肖天崟　李兵

摘要：隨著科學技術(shù)和社會的不斷發(fā)展，土木工程專業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)應順應時代的發(fā)展而不斷更新，土木工程專業(yè)本科教育改革也勢在必行，其中課程體系的改革是一個重要方面。文章首先分析了土木工程面臨的嚴峻火災形勢，進而對土木工程專業(yè)本科教育開設(shè)火災安全性課程的必要性與可行性進行了深入的闡述，為土木工程專業(yè)本科教育課程體系改革提出意見和建設(shè)。

關(guān)鍵詞：土木工程專業(yè)；本科教育；火災安全性課程；課程研究

中圖分類號：G642-0；TU 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2016）01-0109-05

隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，土木工程建設(shè)進入高速發(fā)展時期，社會對土木工程專業(yè)人才的需求量也增加很多。據(jù)統(tǒng)計，絕大多數(shù)院校土木工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)率都在90%以上，而且根據(jù)市場預測，中國土木工程專業(yè)畢業(yè)生在相當長的時期內(nèi)就業(yè)前景看好。在中國土木工程技術(shù)人才學歷結(jié)構(gòu)中，本科學歷占77%，研究生學歷占5%，大專學歷占18%，這說明中國土木工程學科本科教育的質(zhì)量直接影響土木工程建設(shè)的質(zhì)量，進而影響國家的發(fā)展進步[1]。

隨著社會和科學技術(shù)的發(fā)展，土木工程專業(yè)人才的知識結(jié)構(gòu)也應適應時代的發(fā)展而不斷更新，因此，

土木工程專業(yè)課程內(nèi)容和課程體系的改革勢在必行。教育要發(fā)展，根本靠改革，進行課程體系改革、優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)、增強社會服務(wù)能力是《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出的要求。在此大背景下，為了培養(yǎng)適應社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的復合型人才，拓展人才的知識結(jié)構(gòu)，本文對土木工程專業(yè)本科教育開設(shè)土木工程火災安全性課程的必要性和可行性進行分析，以引起廣大教育工作者對該問題的重視和思考。

一、土木工程設(shè)施火災安全形勢概述

火災作為發(fā)生頻度很高的災害之一，給人類帶來了巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。根據(jù)公安部消防局網(wǎng)站發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，1950-2013年間（1978-1980年未進行統(tǒng)計）共發(fā)生火災5 902 025起，直接經(jīng)濟損失432億，死亡人數(shù)180 665人，受傷人數(shù)324 278人（其中2003-2009年火災統(tǒng)計不包括森林、草

原、軍隊、礦井地下火災）。圖1（a）統(tǒng)計了1950-2013年每年火災發(fā)生次數(shù)與直接經(jīng)濟損失的變化趨勢，可以看出火災總體呈上升趨勢，2013年出現(xiàn)猛增。

圖1（b）統(tǒng)計了1950-2013年火災人員傷亡的變化趨勢，可見1970年以后傷亡人數(shù)基本呈下降趨勢，2003年以后每年死亡人數(shù)和受傷人數(shù)均分別在3 000人以內(nèi)。

圖2統(tǒng)計了2009-2013年火災引起房屋的燒毀面積和受災戶數(shù)，其中2009-2012年房屋燒毀面積在960～1 300萬平方米之間，受災戶數(shù)在35 000～43 000戶之間，而2013年則出現(xiàn)了猛增。在上述火災中，絕大部分的火災發(fā)生在建筑物和構(gòu)筑物中，建筑火災是發(fā)生次數(shù)最多、損失最大的火災[2]。以2013年火災為例，全國發(fā)生火災共388 821起，直接經(jīng)濟損失484 670.2萬元，較大火災多發(fā)生在住宅、商業(yè)場所。建筑火災共發(fā)生202 299起（按高層、多層、單層和地下火災分類統(tǒng)計所得），占總火災數(shù)的52%；直接經(jīng)濟損失376 028.2萬元，占總直接經(jīng)濟損失的77%；死亡人數(shù)1 962人，占總死亡人數(shù)的92%；受傷人數(shù)1 448人，占總受傷人數(shù)的87%；燒毀建筑7 048 557平方米，受災戶數(shù)64 422戶。值得注意的是，2013年由于建筑火災造成的直接經(jīng)濟損失占1950-2013年所統(tǒng)計的火災直接經(jīng)濟損失總和的8.7%，這一比例相當大[3]。由于經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，對居住環(huán)境的要求也越來越高，室內(nèi)裝飾、家具和電器設(shè)備花費巨大，這是導致火災直接經(jīng)濟損失大幅攀升的重要原因?；馂陌l(fā)生后可能造成工廠停產(chǎn)、水電供應中斷等，影響人們

的正常生活與工作秩序，從而造成間接經(jīng)濟損失。統(tǒng)計分析表明，火災所造成的平均間接經(jīng)濟損失是直接經(jīng)濟損失的3倍[2]。

土木工程領(lǐng)域除了建筑火災，還有隧道火災、橋梁火災等，1903-2008年間國內(nèi)外發(fā)生的18起典型的鐵路隧道火災案例，這18起火災造成死亡人數(shù)超過646人，受傷人數(shù)超過1 283人[4]。趙峰[5]等通過網(wǎng)絡(luò)、論文等渠道收集了2001-2011年國內(nèi)103起公路隧道火災事故的資料，并進行了火災原因的統(tǒng)計分析。滬渝高速漁泉溪隧道2011年70天內(nèi)連續(xù)發(fā)生4起火災事故，火災事故頻率之高實屬罕見[6]。隨著經(jīng)濟和交通建設(shè)的快速發(fā)展，穿越橋梁的重型硬脂酸車、苯酚運輸車、運油（氣）卡車、海上油（氣）輪等易燃易爆運輸工具增多，橋梁火災爆炸事件頻頻發(fā)生，引發(fā)的火災對橋梁結(jié)構(gòu)帶來嚴重損害[7]。此外其他原因造成的橋梁火災事故也值得引起重視，如2014年10月29日下午，湖南省郴州市宜章縣境內(nèi)在建的赤石大橋一正在施工的索塔內(nèi)部起火，導致9根拉繩被燒斷，橋面坍塌，嚴重影響工程進度和橋梁的順利通車，造成約1億元損失。另據(jù)報道，美國加利福尼亞州Herperia 15號洲際公路上方一正在施工的立交橋在當?shù)貢r間2014年5月6日發(fā)生火災，造成約2億人民幣損失。隧道和橋梁建設(shè)代價大，又是交通要道，發(fā)生火災事故后除了人員傷亡和直接經(jīng)濟損失外，往往阻斷交通，還造成不可估量的間接經(jīng)濟損失。如2008年5月，京珠高速大寶山隧道由于汽車追尾碰撞發(fā)生火災，導致隧道嚴重受損，封閉維修1個月。

通過上述統(tǒng)計分析可見，火災是土木工程領(lǐng)域的重要災害，其造成大量的人員傷亡和經(jīng)濟損失，嚴重影響了社會和經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展。防止土木工程火災的發(fā)生，減少其造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失，是土木工程技術(shù)人員的重要責任，因此，在高等院校土木工程專業(yè)設(shè)置土木工程火災安全性課程十分必要，且意義重大。

二、開設(shè)火災安全性課程符合土木工程本科專業(yè)人才培養(yǎng)目標

《高等學校土木工程本科指導性專業(yè)規(guī)范》[1]明確土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)適應國家現(xiàn)代化建設(shè)需要，德智體美全面發(fā)展，掌握土木工程學科基本原理和基本知識，經(jīng)過工程師的基本訓練，能勝任房屋建筑、道路、橋梁、隧道等各類工程的技術(shù)與管理工作，具有扎實的基礎(chǔ)理論、寬廣的專業(yè)知識、較強的實踐能力和創(chuàng)新能力，具有一定國際視野，能面向未來的高級專門人才。土木工程專業(yè)學生畢業(yè)后能夠在有關(guān)土木工程的勘察、設(shè)計、施工、管理、教育、投資和開發(fā)、金融與保險等部門從事技術(shù)與管理工作。盡管各高校在介紹該專業(yè)培養(yǎng)目標時表述方式有所差異，但內(nèi)涵與《高等學校土木工程本科指導性專業(yè)規(guī)范》所要求的培養(yǎng)目標是一致的。土木工程領(lǐng)域火災安全形勢嚴峻，因而使工程人才具備土木工程火災安全性知識是“適應國家現(xiàn)代化建設(shè)需要”的，開設(shè)火災安全性課程使學生具備“寬廣的專業(yè)知識”，也有利于提高學生的“實踐能力和創(chuàng)新能力”，是培養(yǎng)“能面向未來的高級專門人才”的需要。因此，火災安全性相關(guān)課程應成為土木工程本科專業(yè)課程體系的組成部分。

三、開設(shè)火災安全性課程為解決工程火災實際問題提供人才保障

土木工程專業(yè)本科人才是土木工程技術(shù)人才的主力軍，占土木工程技術(shù)人才的比例達77%[1]。土木工程專業(yè)本科人才主要承擔工程設(shè)計、施工、監(jiān)理等工作，而設(shè)計、施工和監(jiān)理是控制土木工程設(shè)施火災發(fā)生的三個重要環(huán)節(jié)，若能在這三個環(huán)節(jié)處理好有關(guān)火災的問題，將大大降低設(shè)施發(fā)生火災的危險。因此，在本科教育中開設(shè)火災安全性課程，加強本科生防火與抗火意識，使本科生掌握專業(yè)的防火與抗火知識，可為解決土木工程設(shè)施火災安全問題提供人才保障。此外，在本科階段開設(shè)土木工程火災安全性課程，使本科生對該領(lǐng)域有一定的了解，為培養(yǎng)更高層次的人才奠定基礎(chǔ)。中國工程院土木、水利與建筑工程學部編寫的《土木工程學科發(fā)展及前沿發(fā)展方向研究》 [8]，建議加強土木工程專業(yè)本科生結(jié)構(gòu)抗火的理論教育，在大學開設(shè)工程結(jié)構(gòu)抗火課程，可作為高年級本科生的選修課程。

四、土木工程火災安全性課程本科教育現(xiàn)狀

目前相關(guān)學校土木工程專業(yè)普遍開設(shè)了土木工程概論課程，還有部分學校開設(shè)了土木工程防災減災概論課程。雖然這些課程有一小節(jié)或一章的內(nèi)容涉及土木工程火災安全性知識，但畢竟是概論性課程，其內(nèi)容顯得比較單薄，對本科學生掌握火災安全性專業(yè)知識提供的幫助十分有限。目前還很少有學校在土木工程專業(yè)專門開設(shè)一門火災安全性課程，只有部分學校在研究生層次開設(shè)了這方面的課程。如北京工業(yè)大學結(jié)合城市建筑火災安全技術(shù)和專業(yè)發(fā)展需求設(shè)置了建筑火災安全技術(shù)碩士研究生課程[9]。

五、火災安全性課程設(shè)置的可行性分析

（一）課程設(shè)置的基礎(chǔ)：課程相關(guān)內(nèi)容形成體系

土木工程火災安全性課程本科生學習的內(nèi)容可以概括為三部分：火災動力學基礎(chǔ)、土木工程防火和土木工程結(jié)構(gòu)抗火。

火災動力學是消防及相關(guān)專業(yè)的課程，土木工程專業(yè)學生也需要有一定的了解?；馂膭恿W以火災過程為研究對象，主要闡述火災的發(fā)生和發(fā)展蔓延過程的機理和規(guī)律、煙氣的流動規(guī)律。目前相關(guān)的教材有《火災安全工程學》，主要參考書有《火災動力學基礎(chǔ)》《火災過程動力學特性分析》《隧道火災動力學與防治技術(shù)基礎(chǔ)》等等。這些教材和參考書為火災動力學課程教學內(nèi)容提供了完整的知識體系，可以針對土木工程專業(yè)特點進行相關(guān)內(nèi)容的講解。

建筑防火有兩方面的含義，一方面是指“防止火災”，主要用于制定

建筑防火措施，如防火分區(qū)、消防設(shè)施的布置等；另一方面是指“防火保護”，用于建筑防護的有防火墻、防火門等，用于結(jié)構(gòu)防護的有防火涂料、防火板等。對土木工程防火來說也是如此。對于火災歷來的主張是從預防為主，土木工程防火相關(guān)知識和要求早已形成體系。防火設(shè)計的主要依據(jù)是消防規(guī)范，目前中國涉及土木工程的消防規(guī)范主要有B50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》、GB 50098-2009《人民防空工程設(shè)計防火規(guī)范》、WH 0502-1996《公共圖書館建筑防火安全技術(shù)標準》、CECS 200-2006《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》等等。除了規(guī)范體系外，很多相關(guān)教材著作可作參考用書，如《結(jié)構(gòu)工程防火》《建筑防火性能化設(shè)計》《高層建筑和地下建筑通風與防排煙》《隧道火災動力學與防治技術(shù)基礎(chǔ)》等等。

火災以預防為主，但往往又防不勝防，火災發(fā)生后要求土木工程結(jié)構(gòu)能夠抗火?！翱够稹敝饕糜诮Y(jié)構(gòu)，即“結(jié)構(gòu)抗火”。一般對結(jié)構(gòu)構(gòu)件采取防火保護措施，即設(shè)計中要有“結(jié)構(gòu)防火”保護措施，使構(gòu)件

在承受確定的外部荷載條件下，滿足“結(jié)構(gòu)耐火”時間要求[2]。抗火設(shè)計有著重要的意義：一是減輕結(jié)構(gòu)在火災中的破壞，避免火災引起局部或整體倒塌，為人員疏散提供足夠時間；二是減少火災后結(jié)構(gòu)的修復費用，縮短災后結(jié)構(gòu)功能恢復周期，減少間接經(jīng)濟損失。2003年11月3日湖南衡陽“11·3”特大火災事故，造成房屋倒塌，導致20名消防官兵被埋而壯烈犧牲，這是結(jié)構(gòu)抗火不足的典型案例。正因為土木工程結(jié)構(gòu)抗火意義重大，近幾十年來國內(nèi)很多學者致力于該領(lǐng)域的研究，已有大量的成果積累，形成了相應的理論體系。如《結(jié)構(gòu)抗火安全性設(shè)計》一書對土木工程最廣泛使用的材料混凝土和鋼材在高溫下的力學性能進行介紹，并重點介紹了鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計方法。其他的著作如《預應力混凝土高溫性能及抗火設(shè)計》《鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計原理》《中國科技進展叢書：鋼結(jié)構(gòu)抗火高等分析與設(shè)計（英文版）》等等，均為課程學習必要的參考書。

（二）開設(shè)課程的人才保障： 師資力量

近年來土木工程火災研究領(lǐng)域已有一大批博士人才。同濟大學、中國科學技術(shù)大學、華南理工大學、清華大學、哈爾濱工業(yè)大學、中國建筑科學研究院、湖南大學、青島理工大學等土木工程專業(yè)均有從事結(jié)構(gòu)抗火和防火研究的教授級人才和研究團隊，他們培養(yǎng)出一批批博士畢業(yè)人才在各個院校和企業(yè)工作，為開設(shè)土木工程火災安全性課程儲備了較強的師資力量，為課程的開設(shè)提供了充分的人才保障。

（三）課程設(shè)置的重要條件：課程內(nèi)容適合本科教育

工程教育永遠要面向工程實踐[10]，因此火災安全性本科課程內(nèi)容的設(shè)置也應主要面向工程應用，強化防火抗火意識，注重知識內(nèi)容的廣泛性和實用性，以概念性和應用性的內(nèi)容為主，不涉及艱深的理論，課程設(shè)置內(nèi)容在本科生能理解接受的范圍內(nèi)。課程設(shè)置還應符合《普通高等學校本科專業(yè)目錄》對土木工程專業(yè)的指導性要求，以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力、高素質(zhì)”為人才培養(yǎng)目標。

（四）國家推行教育改革是課程設(shè)置的驅(qū)動力

國家近年來一直致力于教育改革，其中課程內(nèi)容和體系是改革的重要內(nèi)容。根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》要求，今后土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的一個重要任務(wù)是滿足行業(yè)企業(yè)對土木工程高級專門人才的需求，這就意味著工程教育必須與行業(yè)發(fā)展要求相適應。面對新的需求，課程改革重在更新知識體系，開拓新的課程內(nèi)容。土木工程專業(yè)新增火災安全性課程，培養(yǎng)具有土木工程專業(yè)火災安全性知識的人才，適應社會發(fā)展的需要，符合《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的要求。

六、結(jié)語

土木工程火災造成嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡，土木工程火災安全形勢嚴峻，因此，非常有必要對未來土木工程技術(shù)人員的中堅力量土木工程專業(yè)本科生進行火災安全性教育。本文對土木工程專業(yè)本科教育開設(shè)火災安全性課程的必要性與可行性進行了分析，提出了土木工程專業(yè)課程體系改革的思考，旨在進一步推進和完善土木工程專業(yè)本科教學。

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（編輯 王 宣）