火災(zāi)狀態(tài)下玻璃破碎的文獻計量學分析

楊文欣 宋樂源 沙忠沅 陳露梅 仝艷民

摘要：為了解國內(nèi)外火災(zāi)狀態(tài)下玻璃破碎痕跡研究文獻的發(fā)展動態(tài)，以“中國知網(wǎng)”和“谷歌學術(shù)”為數(shù)據(jù)源，對國內(nèi)外研究文獻進行人工查詢，系統(tǒng)整理了國內(nèi)外對于火災(zāi)狀態(tài)下玻璃破碎的研究文獻，通過對文獻年份、作者、研究機構(gòu)和期刊分布四個方面的文獻特征進行分析評價，總結(jié)國內(nèi)外在這一領(lǐng)域的研究歷史和發(fā)展動態(tài)，為有關(guān)研究團隊和機構(gòu)提供參考。

關(guān)鍵詞：火災(zāi);玻璃破碎;文獻計量學

玻璃作為建筑物中力學性能相對較為脆弱的一部分，在火災(zāi)狀態(tài)下會有不同程度的失效，往往容易破碎，原本不透風的屏障就會形成新的通風口，導致火勢從玻璃窗口蔓延至其他樓層或建筑物內(nèi)，同時會有新鮮氣流進入建筑物內(nèi)，加速火勢發(fā)展，使建筑內(nèi)原先設(shè)置的防火門、防火墻等失去其應(yīng)有的作用，有時還會引起災(zāi)難性的轟燃、回燃，給社會造成更大的生命和財產(chǎn)損失。玻璃碎片的脫落，還可能影響人員的安全疏散和消防隊員的救援，甚至在火災(zāi)中破碎的玻璃從高空墜落直接對人體造成傷害。因此火災(zāi)下玻璃破碎研究既可以減緩火災(zāi)狀態(tài)下因玻璃破碎導致的事故嚴重程度，還可作為火災(zāi)調(diào)查人員提供起火原因判斷的依據(jù)，并且對制定人員安全疏散方案和滅火救援方案具有重要的參考意義。為了解國內(nèi)外對玻璃破碎研究現(xiàn)狀，文章應(yīng)用計量學分析的方法對相關(guān)文獻進行分析，以期為今后玻璃破碎的研究和發(fā)展提供參考。

一、文獻來源與研究方法

以“中國知網(wǎng)”和“谷歌學術(shù)”為分析數(shù)據(jù)源，本研究以“玻璃破碎”“玻璃破裂”“玻璃物證”“Glass breaking”等作為關(guān)鍵詞進行檢索。通過人工檢索的方法對國內(nèi)外1926—2021年有關(guān)火災(zāi)狀態(tài)下玻璃破碎研究的各個方向進行檢索收集，通過檢索收集到火災(zāi)狀態(tài)下玻璃破碎國外文獻共43篇，國內(nèi)相關(guān)文獻171篇，共篩選出214篇文獻并通過計量學的方法進行分析。

二、基于計量學對玻璃破碎文獻分析

（一）文獻的年度分布

從檢索的214篇文獻來看，國外學者對玻璃破碎研究起步較早，相比國內(nèi)研究提前64年，研究時期劃分如表1所示。

1.研究初期（1926—1988年）

這一時期歷經(jīng)64年，國外文獻6篇，國內(nèi)未見文獻，國內(nèi)外文獻合計6篇，平均0.09篇/年。國外學者1926年的玻璃破碎研究是對汞血壓計玻璃管的意外斷裂，不能對火災(zāi)狀態(tài)下玻璃破碎提供參考意義。直到1949年國外學者Norman J.Thompson進行了玻璃窗的爆炸試驗，分析不同施壓速率對玻璃破損的影響[1]，這是第一次研究火災(zāi)下玻璃破碎的論文，從此國外開啟了對玻璃破碎的探索，對研究火災(zāi)狀態(tài)下的玻璃破碎具有真正的指導意義。

2.研究中期（1989—2016年）

這一時期歷經(jīng)27年，國外文獻19篇，國內(nèi)文獻92篇，國內(nèi)外文獻合計111篇，平均4.1篇/年。這一時期的文獻數(shù)量大幅增加，國內(nèi)研究人員開始重視火災(zāi)下玻璃破碎的研究。1989年張新民根據(jù)送檢的碎玻璃，確定玻璃是從哪一面擊碎的，來判斷案件性質(zhì)[16]，這是第一篇研究玻璃破碎的文獻。

3.近期研究（2017—2021年）

這一時期是近五年，對國內(nèi)外研究文獻數(shù)量進行劃分，其中國外文獻18篇，國內(nèi)文獻79篇，國內(nèi)外文獻合計97篇，平均19.4篇/年。近五年國內(nèi)學者發(fā)表了大量關(guān)于火災(zāi)下玻璃破碎痕跡的文章，總體來看對于玻璃破碎的研究，國內(nèi)學者雖然起步較晚，但論文發(fā)表數(shù)量的增長趨勢較大，表明國內(nèi)研究人員越來越重視火災(zāi)安全領(lǐng)域的研究。但國內(nèi)研究人員在國際性期刊發(fā)文僅有15篇，國際影響力不夠。

（二）玻璃破碎研究機構(gòu)分布

通過對國內(nèi)外214篇文獻統(tǒng)計，將國內(nèi)外第一作者發(fā)表火災(zāi)下玻璃破碎研究論文數(shù)量≥3篇的機構(gòu)作為該領(lǐng)域的核心機構(gòu)，結(jié)果如表2所示。

國內(nèi)核心機構(gòu)有6個，這些機構(gòu)的發(fā)文總量為55篇，約占國內(nèi)總文獻量的三分之一，表明這些研究機構(gòu)是我國研究玻璃破碎的核心機構(gòu)。這些機構(gòu)中以中國科學技術(shù)大學、中國人民警察部隊學院、中國刑事警察學院科研團隊的研究成果最為豐厚，這三所研究機構(gòu)團隊發(fā)文總量為45篇，占核心研究機構(gòu)發(fā)文總量的81.9%，成為國內(nèi)研究玻璃破碎最為活躍的機構(gòu)。中國科學技術(shù)大學以研究熱狀態(tài)下的玻璃破裂和軟件模擬玻璃破碎為主，中國人民警察部隊學院以熱狀態(tài)下玻璃破碎和熱狀態(tài)下消防射水導致玻璃破碎研究為主，中國刑事警察學院以機械外力導致玻璃破碎的案件分析為主要研究方向。

國外核心機構(gòu)有4個，這些機構(gòu)的發(fā)文總量為15篇，這些研究機構(gòu)以TechnicalResearchCentreof Finland、FireTechnologyLaboratory、Departmentof MechanicalEngineering的科研團隊研究成果最為豐厚，這三所研究機構(gòu)發(fā)文總量為12篇，占國外核心研究機構(gòu)發(fā)文總量的80.0%，成為國外研究玻璃破碎最為活躍的機構(gòu)，這三所國外研究機構(gòu)都是以實體試驗的方式展開研究。

（三）玻璃破碎研究人員分布

選取國外發(fā)文數(shù)量≥2篇和國內(nèi)發(fā)文數(shù)量≥3篇的第一作者，對其發(fā)文數(shù)量及占比做出統(tǒng)計，如表3所示。

從中可知國內(nèi)的核心作者有4位，其中王禹對玻璃破碎研究貢獻文章12篇，發(fā)文數(shù)量占比國內(nèi)研究玻璃破碎核心作者發(fā)文數(shù)量的52.2%，是對玻璃破碎研究貢獻數(shù)量最大的作者，王禹對玻璃破碎的研究主要集中于2015—2019年，其中英文文獻居多[2-6]，側(cè)重于建筑安全防火設(shè)計角度。張慶文對玻璃破碎研究貢獻文章4篇，發(fā)文數(shù)量占比17.4%，張慶文針對玻璃破碎文獻主要集中在2006—2007年，文獻均為中文文獻[7-8]，主要從防火性能化參數(shù)設(shè)計角度分析。陳昊東對玻璃破碎研究貢獻文章4篇[9]，發(fā)文數(shù)量占比17.4%，其英文文獻和中文文獻各占一半，側(cè)重于對玻璃破碎機理的研究分析。

國外的核心作者有3位，其中Olavi Keski-Rahkonen學者對玻璃破碎研究貢獻文章為3篇[10-12]，發(fā)文數(shù)量占比國外研究玻璃破碎核心作者發(fā)文數(shù)量的37.5%，該學者早在1988年就對玻璃破碎有所研究，其發(fā)文集中于1988—1991年，是國外早期研究玻璃破碎的核心人員，偏向于玻璃破碎應(yīng)力學角度的研究。A.Vedrtnam對玻璃破碎研究貢獻文章3篇[13-15]，發(fā)文數(shù)量占比37.5%，與Olavi Keski-Rahkonen學者發(fā)文數(shù)量持平，其主要研究集中于2018—2020年，主要側(cè)重于玻璃破碎數(shù)值結(jié)構(gòu)評估，是國外近幾年研究玻璃破碎的核心人員。

（四）文獻的發(fā)布期刊分布

選取刊登數(shù)量≥3篇的期刊為玻璃破碎研究領(lǐng)域的核心期刊，并對其發(fā)文數(shù)量及占比做出統(tǒng)計，如表4所示。

從中可知國內(nèi)核心期刊有7家，這些期刊中《消防科學與技術(shù)》《中國科學技術(shù)大學學報》《火災(zāi)科學》《燃燒科學與技術(shù)》是第九版北大中文核心期刊。其中《消防科學與技術(shù)》期刊發(fā)文最多，刊登玻璃破碎類文章20篇，占國內(nèi)刊登玻璃破碎核心期刊的33.3%，其次是《刑事技術(shù)》期刊發(fā)文14篇，占比23.3%，《中國科學技術(shù)大學學報》刊文9篇，占比15.0%。

國外核心期刊有6家，是國外發(fā)表玻璃破碎文章的主要陣地。其中《Fire safety journal》期刊是國外刊登玻璃破碎類型文章最多的期刊，發(fā)表玻璃破碎文章9篇，占國外刊登玻璃破碎文章的32.2%，是國外刊登玻璃破碎核心期刊的三分之一。《Construction and building Materials》期刊發(fā)文5篇，占比17.8%。《The Journal of the Acoustical society of America》期刊發(fā)文4篇，占比14.3%。

三、結(jié)語

通過對國內(nèi)外214篇文章的計量學分析發(fā)現(xiàn)，國外學者對于火災(zāi)狀態(tài)下玻璃破碎的研究起步較早，國內(nèi)研究玻璃破碎雖起步較晚，但在2000年后該領(lǐng)域的研究文獻數(shù)量大幅度上升。國內(nèi)刊物《消防科學與技術(shù)》和國外刊物《Fire safety journal》是刊登此領(lǐng)域文章的最主要的期刊，是消防科學領(lǐng)域所認可的具有權(quán)威性和專業(yè)性的期刊。

總體來看，國內(nèi)玻璃破碎研究呈快速發(fā)展的良好態(tài)勢，在玻璃破碎研究領(lǐng)域已經(jīng)取得豐碩的成果，國內(nèi)的核心團隊、核心機構(gòu)已經(jīng)形成。目前核心機構(gòu)領(lǐng)頭羊為中國科學技術(shù)大學，其主要研究人員為王禹和張慶文，為中國玻璃破碎的研究起引導作用，推動著中國玻璃破碎研究的發(fā)展。相比之下，國內(nèi)相關(guān)論文在國際性期刊的發(fā)文數(shù)量極少，對于該領(lǐng)域的研究創(chuàng)新性不足，在玻璃破碎研究深度方面征途漫漫，唯有奮斗！

參考文獻：

[1]NJ Thompson，EW Cousins.Explosion Testson Glass Windows，Effect on Glass Breakage ofVarying the Rate of Pressure Application[J].Journal of the American Ceramic Society，1949，32（10）.

[2]Wang Y，Rush D.Determination of Critical?Fallout Condition of Tempered Glass in an?Enclosure Fire[J].Fire Safety Journal，2018，101：18-24.

[3]Wang Y，Xie Q，Zhang Y，et al.Sensitivity Analysis?of Influencing Factors on Glass Faade Breakage?in Fire[J].Fire Safety Journal，2018，98：38-47.

[4]Wang Y.The Breakage Behavior of Different?Types of Glazing in a Fire[C]//Asia-Oceania?Symposium on Fire Science and Technology.Springer，Singapore，2018：549-560.

[5]Wang Y，Zhang Y，Wang Q，et al.The Effect of Glass?Panel Dimension on the Fire Response of Glass?Facades[J].Construction and Building Materials，2018，181：588-597.

[6]Yang Y，Chow C L.Transient Temperature Fields?and Thermal Stress Fields in Glazing of?Different Thicknesses Exposed to Heat Radiation[J].Construction and Building Materials，2018，193：589-603.

[7]張慶文.受限空間火災(zāi)環(huán)境下玻璃破裂行為研究[D].合肥：中國科學技術(shù)大學，2006.

[8]張慶文，張和平，萬玉田，等.4mm單層浮法玻璃全尺寸火災(zāi)實驗研究[J].燃燒科學與技術(shù)，2007，13（01）：67-71.

[9]陳昊東，王青松，孫金華.火災(zāi)環(huán)境下玻璃首次破裂時間的模擬預測[C]//第25屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集（第Ⅲ冊），2016：452-455.

[10]Olavi Keski‐Rahkonen.Breaking of Window Glass?Close to Fire，II：Circular panes[J].Fire and Materials，1991，15（1）.

[11]O.Keski‐Rahkonen.Theoretical Estimation?of Critical Fire Load Close to an Unprotected?Steel Member[J]. Fire and Materials，1988，12（4）.

[12]Olavi Keski‐Rahkonen.Breaking of window?glass close to fire[J].Fire and Materials，1988，12（2）.

[13]A.Vedrtnam，C.Bedon，M.A.Youssef，et al.Experimental?and Numerical Structural Assessment of Transparent?and Tinted Glass During Fire Exposure[J].Construction and Building Materials，2020，250（C）.

[14]A.Vedrtnam，S.J.Pawar.Ring-on-ring Testing of?Laminated Glass with Polyvinyl Butyral and Ethyl?Vinyl Acetate Inter-layers of Different Critical?Thicknesses[J].Journal of the Australian?Ceramic Society，2019，55（11）.

[15]A.Vedrtnam，S.J.Pawar.Experimental and Simulation?Studies on Fatigue Behavior of Laminated Glass?Having Polyvinyl Butyral and Ethyl Vinyl Acetate?Interlayers[J].Fatigue & Fracture of Engineering?Materials & Structures，2018，41（6）.

[16]張新民.玻璃破碎痕跡鑒定1例[J].刑事技術(shù)，1989（01）：40.

基金項目：國家級大學生創(chuàng)新訓練計劃，項目編號：202010677037。

通訊作者：仝艷民 （1980.06—） ，女，河北廊坊人，碩士，講師，研究方向：消防安全風險評估和火災(zāi)調(diào)查學。