火災狀態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 西南林業大學土木工程學院

■ 仝艷民 西南林業大學土木工程學院 西南林業大學消防研究所

玻璃作為建筑物中力學性能相對較為脆弱的一部分，在火災狀態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，同時會有新鮮氣流進入建筑物內，加速火勢發展，使建筑內原先設置的防火門、防火墻等失去其應有的作用，有時還會引起災難性的轟燃、回燃，給社會造成更大的生命和財產損失。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，甚至在火災中破碎的玻璃從高空墜落直接對人體造成傷害。因此火災下玻璃破碎研究既可以減緩火災狀態下因玻璃破碎導致的事故嚴重程度，還可作為火災調查人員提供起火原因判斷的依據，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。為了解國內外對玻璃破碎研究現狀，文章應用計量學分析的方法對相關文獻進行分析，以期為今后玻璃破碎的研究和發展提供參考。

一、文獻來源與研究方法

以“中國知網”和“谷歌學術”為分析數據源，本研究以“玻璃破碎”“玻璃破裂”“玻璃物證”“Glass breaking”等作為關鍵詞進行檢索。通過人工檢索的方法對國內外1926—2021年有關火災狀態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狀態下玻璃破碎國外文獻共43篇，國內相關文獻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，相比國內研究提前64年，研究時期劃分如表1所示。

表1 1926—2021年國內外關于玻璃破碎研究的3個時期文獻量比較

1.研究初期（1926—1988年）

這一時期歷經64年，國外文獻6篇，國內未見文獻，國內外文獻合計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，不能對火災狀態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，對研究火災狀態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27年，國外文獻19篇，國內文獻92篇，國內外文獻合計111篇，平均4.1篇/年。這一時期的文獻數量大幅增加，國內研究人員開始重視火災下玻璃破碎的研究。1989年張新民根據送檢的碎玻璃，確定玻璃是從哪一面擊碎的，來判斷案件性質[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，對國內外研究文獻數量進行劃分，其中國外文獻18篇，國內文獻79篇，國內外文獻合計97篇，平均19.4篇/年。近五年國內學者發表了大量關于火災下玻璃破碎痕跡的文章，總體來看對于玻璃破碎的研究，國內學者雖然起步較晚，但論文發表數量的增長趨勢較大，表明國內研究人員越來越重視火災安全領域的研究。但國內研究人員在國際性期刊發文僅有15篇，國際影響力不夠。

（二）玻璃破碎研究機構分布

通過對國內外214篇文獻統計，將國內外第一作者發表火災下玻璃破碎研究論文數量≥3篇的機構作為該領域的核心機構，結果如表2所示。

表2 1949—2021年國內外玻璃破碎研究文獻核心機構分析

國內核心機構有6個，這些機構的發文總量為55篇，約占國內總文獻量的三分之一，表明這些研究機構是我國研究玻璃破碎的核心機構。這些機構中以中國科學技術大學、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，這三所研究機構團隊發文總量為45篇，占核心研究機構發文總量的81.9%，成為國內研究玻璃破碎最為活躍的機構。中國科學技術大學以研究熱狀態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下玻璃破碎和熱狀態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。

國外核心機構有4個，這些機構的發文總量為15篇，這些研究機構以TechnicalResearchCentreof Finland、FireTechnologyLaboratory、Departmentof MechanicalEngineering的科研團隊研究成果最為豐厚，這三所研究機構發文總量為12篇，占國外核心研究機構發文總量的80.0%，成為國外研究玻璃破碎最為活躍的機構，這三所國外研究機構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

選取國外發文數量≥2篇和國內發文數量≥3篇的第一作者，對其發文數量及占比做出統計，如表3所示。

表3 1949—2021年國內外玻璃破碎核心研究人員文獻數量占比

從中可知國內的核心作者有4位，其中王禹對玻璃破碎研究貢獻文章12篇，發文數量占比國內研究玻璃破碎核心作者發文數量的52.2%，是對玻璃破碎研究貢獻數量最大的作者，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]，側重于建筑安全防火設計角度。張慶文對玻璃破碎研究貢獻文章4篇，發文數量占比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設計角度分析。陳昊東對玻璃破碎研究貢獻文章4篇[9]，發文數量占比17.4%，其英文文獻和中文文獻各占一半，側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]，發文數量占比國外研究玻璃破碎核心作者發文數量的37.5%，該學者早在1988年就對玻璃破碎有所研究，其發文集中于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]，發文數量占比37.5%，與Olavi Keski-Rahkonen學者發文數量持平，其主要研究集中于2018—2020年，主要側重于玻璃破碎數值結構評估，是國外近幾年研究玻璃破碎的核心人員。

（四）文獻的發布期刊分布

選取刊登數量≥3篇的期刊為玻璃破碎研究領域的核心期刊，并對其發文數量及占比做出統計，如表4所示。

表4 1949—2021年國內外玻璃破碎核心期刊發文數量占比

從中可知國內核心期刊有7家，這些期刊中《消防科學與技術》《中國科學技術大學學報》《火災科學》《燃燒科學與技術》是第九版北大中文核心期刊。其中《消防科學與技術》期刊發文最多，刊登玻璃破碎類文章20篇，占國內刊登玻璃破碎核心期刊的33.3%，其次是《刑事技術》期刊發文14篇，占比23.3%，《中國科學技術大學學報》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》期刊發文5篇，占比17.8%。《The Journal of the Acoustical society of America》期刊發文4篇，占比14.3%。

三、結語

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

總體來看，國內玻璃破碎研究呈快速發展的良好態勢，在玻璃破碎研究領域已經取得豐碩的成果，國內的核心團隊、核心機構已經形成。目前核心機構領頭羊為中國科學技術大學，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展。相比之下，國內相關論文在國際性期刊的發文數量極少，對于該領域的研究創新性不足，在玻璃破碎研究深度方面征途漫漫，唯有奮斗！