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文檔簡介
1、第一篇 消防基礎知識引言火災是失去控制的災害性燃燒現(xiàn)象,是常發(fā)性災害中發(fā)生頻率較高的災害之一。人們對火災危害的認識由來已 久,如何運用消防技術措施防止火災發(fā)生、迅速撲滅已發(fā)生的火災,一直是人們研究的一個重要課題。消防技術中 涉及的火災防治工程技術和消防安全設計與管理方法等內(nèi)容,需要運用大量的自然科學知識和理論,這就要求從事 消防專業(yè)技術工作的人員要認真研究火災規(guī)律和特點,掌握必要的消防基礎理論與技術手段,增強對火災發(fā)生發(fā)展 機制的科學認識,鑒別基本火災現(xiàn)象,并能對消防基礎知識的應用研究成果、工程應用領域和發(fā)展前景有較為全面 的了解。本篇消防基礎知識部分主要針對社會消防專業(yè)技術人員執(zhí)業(yè)需求,以國
2、家有關法律法規(guī)、火災基礎理論等為依 據(jù),介紹了火災及消防科學的基礎理論、應用基礎理論和應用技術的基本情況等,全篇共分為四章十六節(jié)。其中, 燃燒基礎知識一章主要包括燃燒的條件,燃燒的類型,燃燒的方式與特點,燃燒產(chǎn)物等內(nèi)容;火災基礎知識一章主 要涉及火災的定義、分類與危害,火災發(fā)生的常見原因,建筑火災蔓延的機理與途徑,滅火的基本原理和方法等內(nèi) 容;爆炸基礎知識一章中主要介紹了爆炸的概念及分類,爆炸極限的定義與應用,常見爆炸危險源等內(nèi)容;易燃易 爆危險品消防安全知識一章主要介紹了爆炸品,易燃氣體,易燃液體,易燃固體、易于自燃的物質(zhì)、遇水放出易燃 氣體的物質(zhì),氧化性物質(zhì)和有機過氧化物五類易燃易爆危險品
3、的概念、分類及其火災危險性。第一章 燃燒基礎知識學習要求通過本章學習,應了解燃燒的必要條件和充分條件 ,掌握燃燒的四種類型 , 熟悉氣體、液體、固體燃燒的特點以 及燃燒產(chǎn)物的概念和幾種典型物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物。燃燒基礎知識主要包括燃燒條件、 燃燒類型、 燃燒方式與特點及燃燒產(chǎn)物等相關內(nèi)容, 是關于火災機理及燃燒 過程等最基礎、最本質(zhì)的知識。第一節(jié) 燃燒條件所謂燃燒,是指可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應,通常伴有火焰、發(fā)光和(或)發(fā)煙現(xiàn)象。燃燒過程中, 燃燒區(qū)的溫度較高,使其中白熾的固體粒子和某些不穩(wěn)定(或受激發(fā))的中間物質(zhì)分子內(nèi)電子發(fā)生能級躍遷,從而 發(fā)岀各種波長的光;發(fā)光的氣相燃燒區(qū)就是火焰,它是
4、燃燒過程中最明顯的標志;由于燃燒不完全等原因,會使產(chǎn) 物中混有一些小顆粒,這樣就形成了煙。一、燃燒的必要條件燃燒可分為有焰燃燒和無焰燃燒。通??吹降拿骰鸲际怯醒嫒紵挥行┕腆w發(fā)生表面燃燒時,有發(fā)光發(fā)熱的現(xiàn) 象,但是沒有火焰產(chǎn)生,這種燃燒方式則是無焰燃燒,例如木炭的燃燒。燃燒的發(fā)生和發(fā)展,必須具備三個必要條件,即可燃物、氧化劑和溫度(引火源)。當燃燒發(fā)生時,上述三個 條件必須同時具備,如果有一個條件不具備,那么燃燒就不會發(fā)生或者停止發(fā)生。如圖1-1-1圖1-1-1著火三角形進一步研究表明,有焰燃燒的發(fā)生和發(fā)展除了具備上述三個條件以外,因其燃燒過程中還存在未受抑制的自由基(一種高度活潑的化學基團,
5、能與其他自由基和分子起反應,從而使燃燒按鏈式反應的形式擴展,也稱游離基)作中間體,因此,有焰燃燒發(fā)生和發(fā)展需要四個必要條件,即可燃物、氧化劑、溫度和鏈式反應。(一)可燃物凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起化學反應的物質(zhì),均稱為可燃物,如木材、氫氣、汽油、煤炭、紙張、硫等。可燃物按其化學組成,分為無機可燃物和有機可燃物兩大類。按其所處的狀態(tài),又可分為可燃固體、可燃液體 和可燃氣體三大類。(二)氧化劑(助燃物)凡是與可燃物結(jié)合能導致和支持燃燒的物質(zhì),稱為助燃物,如廣泛存在于空氣中的氧氣。普通意義上,可燃物 的燃燒均指在空氣中進行。(三)弓I火源凡是能引起物質(zhì)燃燒的點燃能源,統(tǒng)稱為引火源。一般分直接火
6、源和間接火源兩大類。了解火源的種類和形式,對有效預防火災事故的發(fā)生具有十分重要的意義。1 .直接火源(1)明火。指生產(chǎn)、生活中的爐火、燭火、焊接火、吸煙火、撞擊、摩擦打火、機動車輛排氣管火星、飛火等。( 2)電弧、電火花。指電氣設備、 電氣線路、 電氣開關及漏電打火; 電話、手機等通訊工具火花; 靜電火花 (物 體靜電放電、人體衣物靜電打火、人體積聚靜電對物體放電打火)等。(3)雷擊。瞬間高壓放電的雷擊能引燃任何可燃物。2間接火源( 1)高溫。指高溫加熱、烘烤、積熱不散、機械設備故障發(fā)熱、摩擦發(fā)熱、聚焦發(fā)熱等。( 2)自燃起火。是指在既無明火又無外來熱源的情況下,物質(zhì)本身自行發(fā)熱、燃燒起火,如
7、黃磷、烷基鋁在空 氣中會自行起火;鉀、鈉等金屬遇水著火;易燃、可燃物質(zhì)與氧化劑、過氧化物接觸起火等。(四)鏈式反應 很多燃燒反應不是直接進行的,而是通過游離基團和原子這些中間產(chǎn)物在瞬間進行的循環(huán)鏈式反應。游離基的 鏈鎖反應是燃燒反應的實質(zhì),光和熱是燃燒過程中的物理現(xiàn)象。二、燃燒的充分條件 可燃物、氧化劑和引火源是無焰燃燒的三個必要條件,但燃燒的發(fā)生需要三個條件達到一定量的要求,并且存 在相互作用的過程,這就是燃燒的充分條件。對于有焰燃燒,還包括未受抑制的鏈式反應。(一)一定的可燃物濃度 可燃氣體或可燃液體的蒸氣與空氣混合只有達到一定濃度,才會發(fā)生燃燒或爆炸。例如,常溫下用明火接觸煤 油,煤油并
8、不立即燃燒,這是因為在常溫下煤油表面揮發(fā)的煤油蒸氣量不多,沒有達到燃燒所需的濃度,雖有足夠 的空氣和火源接觸,也不能發(fā)生燃燒。燈用煤油在40 C以下、甲醇在低于 7C時,液體表面的蒸汽量均不能達到燃燒所需的濃度。(二)一定的助燃物濃度 各種不同的可燃物發(fā)生燃燒,均有本身固定的最低氧含量要求。氧含量低于這一濃度,即使其他必要條件已經(jīng)具備,燃燒仍不會發(fā)生。如:汽油的最低氧含量要求為14.4%,煤油為 15%,乙醚為 12%。(三)一定的點火能量 各種不同可燃物發(fā)生燃燒,均有本身固定的最小點火能量(見本篇第三章第三節(jié))要求。達到這一能量才能引起燃燒反應,否則燃燒便不會發(fā)生。如:汽油的最小點火能量為0
9、.2mJ,乙醚(5.1%)為0.19 mJ,甲醇(2.24%)為0.215 mJ。(四)燃燒條件的相互作用 燃燒要發(fā)生,必須使以上三個條件相互作用。要求每種條件都要達到一定的量,而且其中一個量的變化又會影 響燃燒時對其他條件量的要求。如氧濃度的變化就會改變可燃氣體、液體和部分可燃物的燃點。在實際情況下,對 燃燒產(chǎn)生影響的條件還有很多:比如液態(tài)和氣態(tài)可燃物,壓力和溫度對燃燒的影響就較大,當點火能量是電火花時, 還要考慮電極間隙距離。又比如一般情況下,相同質(zhì)量的固態(tài)可燃物與空氣接觸的表面積越大,燃燒所需的點火能 量就越小。(五)未受抑制的鏈式反應對有焰燃燒,根據(jù)燃燒的鏈鎖反應理論,因燃燒過程中存在
10、未受抑制的游離基(自由基)作中間體,考慮游離基參加燃燒反應的附加維,從而形成著火四面體,如圖1-1-2。自由基是一種高度活潑的化學基團,能與其他的自由基和分子起反應,從而使燃燒按鏈式反應的形式擴展。因此,有焰燃燒的發(fā)生需要未受抑制的鏈式反應。圖1-1-2著火四面體第二節(jié)燃燒類型燃燒可從著火方式、持續(xù)燃燒形式、燃燒物形態(tài)、燃燒現(xiàn)象等不同角度做不同的分類。掌握燃燒類型的有關常 識,對于了解物質(zhì)燃燒機理、火災危險性的評定,有著重要的意義。一、燃燒類型分類按照燃燒形成的條件和發(fā)生瞬間的特點,可分為四種類型。(一)閃燃閃燃是指易燃或可燃液體(包括可熔化的少量固體,如石蠟、樟腦、萘等)揮發(fā)岀來的蒸氣分子與
11、空氣混合后, 達到一定的濃度時,遇火源產(chǎn)生一閃即滅的現(xiàn)象。發(fā)生閃燃的原因是:易燃或可燃液體在閃燃溫度下蒸發(fā)的速度比 較慢,蒸發(fā)岀來的蒸氣僅能維持一剎那的燃燒,來不及補充新的蒸氣維持穩(wěn)定的燃燒,因而一閃就滅了。但閃燃卻 是引起火災事故的先兆之一。閃點即是指易燃或可燃液體表面產(chǎn)生閃燃的最低溫度。(二)著火可燃物在與空氣共存的條件下,當達到某一溫度時,與著火源接觸即能引起燃燒,并在著火源離開后仍能持續(xù) 燃燒,這種持續(xù)燃燒的現(xiàn)象叫著火。著火就是燃燒的開始,并且以岀現(xiàn)火焰為特征。著火是日常生活中最常見的燃 燒現(xiàn)象。如用火柴去點柴草、汽油、液化石油氣等,就會引起它們著火??扇嘉镩_始持續(xù)燃燒所需的最低溫度稱
12、為 著火點,即燃點。(三)自燃 可燃物質(zhì)在沒有外部火花、火焰等火源的作用下,因受熱或自身發(fā)熱并蓄熱所產(chǎn)生的自然燃燒,稱為自燃。即 物質(zhì)在無外界引火源條件下,由于其本身內(nèi)部所發(fā)生的生物、物理或化學變化而產(chǎn)生熱量并積蓄,使溫度不斷上升, 自然燃燒起來的現(xiàn)象。自燃點是指可燃物發(fā)生自燃的最低溫度。根據(jù)熱的來源不同,可將自燃分為受熱自燃和本身自燃兩種。受熱自燃是指沒有外界明火的直接作用,而是受 外界熱源影響引起的自燃。引起受熱自燃的主要原因有接觸灼熱物體、直接用火加熱、摩擦生熱、化學反應、絕熱 壓縮、熱輻射作用。本身自燃是指沒有外界熱源作用,靠物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生生物、物理、化學等作用產(chǎn)生熱量引起的自 燃。引起
13、本身自燃的原因有氧化生熱、分解生熱、聚合生熱、吸附生熱、發(fā)酵生熱。黃磷暴露于空氣中自燃是最典 型的本身自燃現(xiàn)象。部分植物或其產(chǎn)物,如干草、谷草、麥秸、稻草、三葉草、樹葉、麥芽、鋸末、甘蔗渣、苞米芯、原棉、苧麻 等,部分浸油物品,如浸有油脂的棉花、棉紗、棉布、紙、麻、毛、絲綢和金屬粉末等,是常見的自燃物質(zhì)。(四)爆炸 爆炸是指物質(zhì)由一種狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài),并在瞬間以機械功的形式釋放出巨大的能量,或是氣體、 蒸氣在瞬間發(fā)生的劇烈膨脹等現(xiàn)象。爆炸最重要的一個特征是爆炸點周圍發(fā)生劇烈的壓力突變,這種壓力突變就是 爆炸產(chǎn)生破壞作用的原因。作為燃燒類型之一的爆炸主要指化學爆炸,關于爆炸的具體分類及
14、其各自特點詳見本篇 第三章第一節(jié)。二、閃點、燃點、自燃點的概念 氣體、液體、固體物質(zhì)的燃燒各有特點,通常根據(jù)不同燃燒類型,用不同的燃燒性能參數(shù)來分別衡量氣體、液 體、固體可燃物的燃燒特性。(一)閃點1閃點的定義在規(guī)定的試驗條件下,液體揮發(fā)的蒸氣與空氣形成的混合物,遇火源能夠閃燃的液體最低溫度(采用閉杯法測 定),稱為閃點。2閃點的意義閃點是可燃性液體性質(zhì)的主要標志之一, 是衡量液體火災危險性大小的重要參數(shù)。 閃點越低, 火災危險性越大, 反之則越小。閃點與可燃性液體的飽和蒸氣壓有關,飽和蒸氣壓越高,閃點越低。當液體的溫度高于其閃點時,液 體隨時有可能被火源引燃或發(fā)生自燃,若液體的溫度低于閃點,
15、則液體是不會發(fā)生閃燃的,更不會發(fā)生著火。常見 的幾種易燃或可燃液體的閃點如表 1-1-1 所示。表1-1-1常見的幾種易燃或可燃液體的閃點名稱閃點(C)名稱閃點(C)汽油-50二硫化碳-30煤油38 74甲醇11酒精12丙酮-18苯-14乙醛-38乙醚-45松節(jié)油353閃點在消防上的應用閃點是判斷液體火災危險性大小以及對可燃性液體進行分類的主要依據(jù)??扇夹砸后w的閃點越低,其火災危險 性也越大。例如,汽油的閃點為一 50 C,煤油的閃點為 3874C,顯然汽油的火災危險性就比煤油大。根據(jù)閃點的 高低,可以確定生產(chǎn)、加工、儲存可燃性液體場所的火災危險性類別:閃點V28C的為甲類;閃點28C至v 6
16、0C的為乙類;閃點60 C的為丙類(詳見第二篇第二章)。(二)燃點1 .燃點的定義在規(guī)定的試驗條件下,應用外部熱源使物質(zhì)表面起火并持續(xù)燃燒一定時間所需的最低溫度,稱為燃點。2 .常見可燃物的燃點可燃物的溫度沒有達到燃點時是不會著火的,物質(zhì)的燃點越低,越易著火。某些常見可燃物的燃點如表1-1-2所示。表1-1-2幾種常見可燃物的燃點物質(zhì)名稱燃點(C)物質(zhì)名稱燃點(C)蠟燭190棉花210255松香216布匹200橡膠120木材250300紙張130230豆油2203 .燃點與閃點的關系易燃液體的燃點一般高岀其閃點15C,且閃點越低,這一差值越小,特另提在敞開的容器中很難將閃點和燃點區(qū)分開來。因此
17、,評定這類液體火災危險性大小時,一般用閃點。對于閃點在100C以上的可燃液體,閃點和燃點差值達30C,這類液體一般情況下不易發(fā)生閃燃,也不宜用閃點去衡量它們的火災危險性。固體的火災危險性大小 一般用燃點來衡量。(三)自燃點1 自燃點的定義在規(guī)定的條件下,可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度,稱為自燃點。在這一溫度時,物質(zhì)與空氣(氧)接觸,不需 要明火的作用,就能發(fā)生燃燒。2 常見可燃物的自燃點自燃點是衡量可燃物質(zhì)受熱升溫導致自燃危險的依據(jù)??扇嘉锏淖匀键c越低,發(fā)生自燃的危險性就越大。某些 常見可燃物在空氣中的自燃點如表1-1-3所示。表1-1-3某些常見可燃物在空氣中的自燃點物質(zhì)名稱自燃點C)物質(zhì)名稱自
18、燃點(C)氫氣400丁烷405一氧化碳610乙醚160硫化氫260汽油530685乙炔305乙醇4233.影響自燃點變化的規(guī)律不同的可燃物有不同的自燃點,同一種可燃物在不同的條件下自燃點也會發(fā)生變化??扇嘉锏淖匀键c越低,發(fā) 生火災的危險性就越大。對于液體、氣體可燃物,其自燃點受壓力、氧濃度、催化、容器的材質(zhì)和內(nèi)徑等因素的影響。而固體可燃物的 自燃點,則受受熱熔融、揮發(fā)物的數(shù)量、固體的顆粒度、受熱時間等因素的影響。第三節(jié)燃燒方式與特點可燃物質(zhì)受熱后,因其聚集狀態(tài)的不同,而發(fā)生不同的變化。絕大多數(shù)可燃物質(zhì)的燃燒都是在蒸氣或氣體的狀 態(tài)下進行的,并岀現(xiàn)火焰。而有的物質(zhì)則不能成為氣態(tài),其燃燒發(fā)生在固相
19、中,如焦炭燃燒時,呈灼熱狀態(tài),而不 呈現(xiàn)火焰。由于可燃物質(zhì)的性質(zhì)、狀態(tài)不同,燃燒的特點也不一樣。一、氣體燃燒的特點可燃氣體的燃燒不需像固體、液體那樣需經(jīng)熔化、蒸發(fā)過程,所需熱量僅用于氧化或分解,或?qū)怏w加熱到燃 點,因此容易燃燒且燃燒速度快。根據(jù)燃燒前可燃氣體與氧混合狀況不同,其燃燒方式分為擴散燃燒和預混燃燒。(一)擴散燃燒即可燃性氣體和蒸氣分子與氣體氧化劑互相擴散,邊混合邊燃燒。在擴散燃燒中,化學反應速度要比氣體混合 擴散速度快得多。整個燃燒速度的快慢由物理混合速度決定。氣體(蒸氣)擴散多少,就燒掉多少。人們在生產(chǎn)、 生活中的用火(如燃氣做飯、點氣照明、燒氣焊等)均屬這種形式的燃燒。擴散燃燒
20、的特點為:燃燒比較穩(wěn)定,擴散火焰不運動,可燃氣體與氧化劑氣體的混合在可燃氣體噴口進行。對 穩(wěn)定的擴散燃燒,只要控制得好,就不至于造成火災,一旦發(fā)生火災也較易撲救。(二)預混燃燒又稱動力燃燒或爆炸式燃燒。它是指可燃氣體、蒸氣或粉塵預先同空氣(或氧)混合,遇火源產(chǎn)生帶有沖擊力 的燃燒。預混燃燒一般發(fā)生在封閉體系中或在混合氣體向周圍擴散的速度遠小于燃燒速度的敞開體系中,燃燒放熱 造成產(chǎn)物體積迅速膨脹,壓力升高,壓強可達709.1810.4kPa。通常的爆炸反應即屬此種。預混燃燒的特點為:燃燒反應快,溫度高,火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤磻旌蠚怏w不擴散,在可燃混氣中引入一火源 即產(chǎn)生一個火焰中心,成為熱量與化學
21、活性粒子集中源。如果預混氣體從管口噴出發(fā)生動力燃燒,若流速大于燃燒 速度,則在管中形成穩(wěn)定的燃燒火焰,由于燃燒充分,燃燒速度快,燃燒區(qū)呈高溫白熾狀,如汽燈的燃燒即是如此。 若混氣在管口流速小于燃燒速度,則會發(fā)生“回火”。如制氣系統(tǒng)檢修前不進行置換就燒焊,燃氣系統(tǒng)開車前不進 行吹掃就點火,用氣系統(tǒng)產(chǎn)生負壓回火或者漏氣未被發(fā)現(xiàn)而用火時,往往形成動力燃燒,有可能造成設備的損壞和 人員傷亡。二、液體燃燒的特點易燃、可燃液體在燃燒過程中,并不是液體本身在燃燒,而是液體受熱時蒸發(fā)出來的液體蒸氣被分解、氧化達 到燃點而燃燒,即蒸發(fā)燃燒。因此,液體能否發(fā)生燃燒、燃燒速率高低,與液體的蒸氣壓、閃點、沸點和蒸發(fā)速
22、率 等性質(zhì)密切相關。常見的可燃液體中,液態(tài)烴類燃燒時,通常具有橘色火焰并散發(fā)濃密的黑色煙云。醇類燃燒時,通常具有透明 的藍色火焰,幾乎不產(chǎn)生煙霧。某些醚類燃燒時,液體表面伴有明顯的沸騰狀,這類物質(zhì)的火災較難撲滅。在含有 水分、粘度較大的重質(zhì)石油產(chǎn)品,如原油、重油、瀝青油等發(fā)生燃燒時,有可能產(chǎn)生沸溢現(xiàn)象和噴濺現(xiàn)象。(一)沸溢以原油為例,其粘度比較大,且都含有一定的水分,以乳化水和水墊兩種形式存在。所謂乳化水是原油在開采 運輸過程中,原油中的水由于強力攪拌成細小的水珠懸浮于油中而成。放置久后,油水分離,水因比重大而沉降在 底部形成水墊。燃燒過程中,這些沸程較寬的重質(zhì)油品產(chǎn)生熱波,在熱波向液體深層運
23、動時,由于溫度遠高于水的沸點,因而 熱波會使油品中的乳化水氣化,大量的蒸氣就要穿過油層向液面上浮,在向上移動過程中形成油包氣的氣泡,即油 的一部分形成了含有大量蒸氣氣泡的泡沫。這樣,必然使液體體積膨脹,向外溢出,同時部分未形成泡沫的油品也 被下面的蒸氣膨脹力拋出罐外,使液面猛烈沸騰起來,就像“跑鍋”一樣,這種現(xiàn)象叫沸溢。從沸溢過程說明,沸溢形成必須具備三個條件: 原油具有形成熱波的特性,即沸程寬,比重相差較大; 原油中含有乳化水,水遇熱波變成蒸氣; 原油粘度較大,使水蒸汽不容易從下向上穿過油層。(二)噴濺 在重質(zhì)油品燃燒進行過程中,隨著熱波溫度的逐漸升高,熱波向下傳播的距離也加大,當熱波達到水
24、墊時,水 墊的水大量蒸發(fā),蒸氣體積迅速膨脹,以至把水墊上面的液體層拋向空中,向罐外噴射,這種現(xiàn)象叫噴濺。一般情況下,發(fā)生沸溢要比發(fā)生噴濺的時間早的多。發(fā)生沸溢的時間與原油的種類、水分含量有關。根據(jù)實驗, 含有1%水分的石油,經(jīng)4560min燃燒就會發(fā)生沸溢。噴濺發(fā)生的時間與油層厚度、熱波移動速度以及油的燃燒線 速度有關。三、固體燃燒的特點 固體可燃物由于其分子結(jié)構(gòu)的復雜性、物理性質(zhì)的不同,其燃燒方式也不相同。主要有下列四種。(一)蒸發(fā)燃燒 可熔化的可燃性固體受熱升華或熔化后蒸發(fā),產(chǎn)生可燃氣體進而發(fā)生的有焰燃燒,稱為蒸發(fā)燃燒。發(fā)生蒸發(fā)燃燒的固體,在燃燒前受熱只發(fā)生相變,而成分不發(fā)生變化。一旦火焰
25、穩(wěn)定下來,火焰?zhèn)鳠峤o蒸發(fā)表面,促使固體不 斷蒸發(fā)或升華燃燒,直至燃盡為止。分子晶體、揮發(fā)性金屬晶體和有些低熔點的無定形固體的燃燒,如石蠟、松香、 硫、鉀、磷、瀝青和熱塑性高分子材料等燃燒,均為蒸發(fā)燃燒。燃燒過程總保持邊熔化、邊蒸發(fā)、邊燃燒形式,固 體有蒸發(fā)面的部分都會有火焰出現(xiàn),燃燒速度較快。鉀、鈉、鎂等之所以稱為揮發(fā)金屬,因其燃燒屬蒸發(fā)式燃燒, 而生成白色濃煙是揮發(fā)金屬蒸發(fā)式燃燒的特征。(二)分解燃燒 分子結(jié)構(gòu)復雜的固體可燃物,在受熱后分解出其組成成分及與加熱溫度相應的熱分解產(chǎn)物,這些分解產(chǎn)物再氧化燃燒,稱為分解燃燒。如木材、紙張、棉、麻、毛、絲、以及合成高分子的熱固性塑料、合成橡膠等燃燒。
26、煤、木材、紙張、棉花、農(nóng)副產(chǎn)品等成分復雜的固體有機物,受熱不發(fā)生整體相變,而是分解釋放出可燃氣體, 燃燒產(chǎn)生明亮的火焰,火焰的熱量又促使固體未燃部分的分解和均相燃燒。當固體完全分解且析出可燃氣體全部燒 盡后,留下的碳質(zhì)固體殘渣才開始無火焰的表面燃燒。塑料、橡膠、化纖等高聚物,是由許多重復的較小結(jié)構(gòu)單位(鏈節(jié))所組成的大分子。絕大多數(shù)高分子材料都 是易燃的,而且大部分發(fā)生分解式燃燒,燃燒放出的熱量很大。一般說來,高聚物的燃燒過程包括受熱軟化熔融、 解聚分解、氧化燃燒。分解產(chǎn)物隨分解時的溫度、氧濃度及高聚物本身的組成和結(jié)構(gòu)不同而異。所有高聚物在分解 過程中都會產(chǎn)生可燃氣體,分解產(chǎn)生的較大分子會隨燃
27、燒溫度的提高進一步蒸發(fā)熱解或不完全燃燒。高聚物在火災 的高溫下邊熔化、邊分解,邊呈有焰均相燃燒,燃著的熔滴可把火焰從一個區(qū)域擴展到另一個區(qū)域,從而促使火熱 蔓延發(fā)展。(三)表面燃燒 可燃物受熱不發(fā)生熱分解和相變,可燃物質(zhì)在被加熱的表面上吸附氧,從表面開始呈余燼的燃燒狀態(tài)叫表面燃 燒(也叫無火焰的非均相燃燒)。這類燃燒的典型例子, 如焦炭、 木炭和不揮發(fā)金屬等的燃燒。 表面燃燒速度取決于氧氣擴散到固體表面的速度, 并受表面上化學反應速度的影響。焦炭、木炭為多孔性結(jié)構(gòu)的簡單固體,即使在高溫下也不會熔融、升華或分解產(chǎn) 生可燃氣體。氧擴散到固體物質(zhì)的表面,被高溫表面吸附,發(fā)生氣固非均相燃燒,反應的產(chǎn)物
28、從固體表面解吸擴散, 帶著熱量離開固體表面。整個燃燒過程中固體表面呈高溫熾熱發(fā)光而無火焰,燃燒速度小于蒸發(fā)速度。鋁、鐵等不揮發(fā)金屬的燃燒也為表面燃燒。不揮發(fā)金屬的氧化物熔點低于該金屬的沸點。燃燒的高溫尚未達到 金屬沸點且無大量高熱金屬蒸氣產(chǎn)生時,其表面的氧化物層已熔化退去,使金屬直接與氧氣接觸,發(fā)生無火焰的表 面燃燒。由于金屬氧化物的熔化消耗了一部分熱量,減緩了金屬被氧化,致使燃燒速度不快,固體表面呈熾熱發(fā)光。 這類金屬在粉末狀、氣熔膠狀、刨花狀時,燃燒進行得很激烈,且無煙生成。(四)陰燃 陰燃是指物質(zhì)無可見光的緩慢燃燒,通常產(chǎn)生煙和溫度升高的跡象。這種燃燒看不見火苗,可持續(xù)數(shù)天甚至數(shù) 十天,
29、不易發(fā)現(xiàn)。1容易發(fā)生陰燃的狀況 一些固體可燃物在空氣不流通、加熱溫度較低或濕度較大的條件下發(fā)生干餾分解,產(chǎn)生的揮發(fā)成分未能發(fā)生有 焰燃燒;固體材料受熱分解,必須能產(chǎn)生剛性結(jié)構(gòu)多孔性炭化材料。常見易發(fā)生陰燃物質(zhì),如成捆堆放的棉、麻、 紙張及大量堆放的煤、雜草、濕木材、布匹等。2陰燃和有焰分解燃燒的相互轉(zhuǎn)化在缺氧或濕度較大條件下發(fā)生火災,由于燃燒消耗氧氣及水蒸氣的蒸發(fā)耗能,使燃燒體系氧氣濃度和溫度均降 低,燃燒速度減慢,固體分解出的氣體量減少,火焰逐漸熄滅,由有焰燃燒轉(zhuǎn)為陰燃。如果通風條件改變,當持續(xù) 的陰燃完全穿透固體材料時,由于對流的加強,會使空氣流入量相對增大,供氧量增加,或可燃物中水分蒸發(fā)
30、到一 定程度,也可能由陰燃轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢鹧娴姆纸馊紵踔帘??;饒錾系膹腿棘F(xiàn)象和由于固體陰燃引起的火災等,都是 陰燃在一定條件下轉(zhuǎn)化為有焰分解燃燒的例子。固體的上述四種燃燒形式中,蒸發(fā)燃燒和分解燃燒都是有火焰的均相燃燒,只是可燃氣體的來源不同。蒸發(fā)燃 燒的可燃氣體是相變產(chǎn)物,分解燃燒的可燃氣體來自固體的熱分解。固體的表面燃燒和陰燃,都是發(fā)生在固體表面 與空氣的界面上,呈無火焰的非均相燃燒。陰燃和表面燃燒的區(qū)別,就在于表面燃燒的過程中固體不發(fā)生分解。第四節(jié) 燃燒產(chǎn)物火災中因燃燒而產(chǎn)生一類物質(zhì),其成分取決于可燃物的組成和燃燒條件。大部分可燃物屬于有機化合物,它們 主要由碳、氫、氧、氮、硫、磷等元素組成
31、,燃燒生成的氣體一般有一氧化碳、氰化氫、二氧化碳、丙烯醛、氯化 氫、二氧化硫等。一、燃燒產(chǎn)物的概念 由燃燒或熱解作用產(chǎn)生的全部物質(zhì),稱為燃燒產(chǎn)物,有完全燃燒產(chǎn)物和不完全燃燒產(chǎn)物之分。完全燃燒產(chǎn)物是指可燃物中的C被氧化生成的C02(氣)、H被氧化生成的H20(液)、S被氧化生成的S02(氣)等;而CO NH3 醇類、醛類、醚類等是不完全燃燒產(chǎn)物。燃燒產(chǎn)物的數(shù)量、組成等隨物質(zhì)的化學組成及溫度、空氣的供給情況等的 變化而不同。燃燒產(chǎn)物中的煙主要是燃燒或熱解作用所產(chǎn)生的懸浮于大氣中能被人們看到的直徑一般在10-7 至 10-4cm 之間的極小的炭黑粒子,大直徑的粒子容易由煙中落下來稱為煙塵或炭黑。炭粒
32、子的形成過程比較復雜。例如炭氫可燃 物在燃燒過程中,會因受熱裂解產(chǎn)生一系列中間產(chǎn)物,中間產(chǎn)物還會進一步裂解成更小的碎片,這些小碎片會發(fā)生 脫氫、聚合、環(huán)化等反應,最后形成石墨化碳粒子,構(gòu)成了煙。二、幾類典型物質(zhì)的燃燒產(chǎn)物 按照構(gòu)成狀態(tài)可將物質(zhì)分為純凈物和混合物。 由一種物質(zhì)構(gòu)成的稱為純凈物 (即只能寫出一個化學分子式的) , 由不同物質(zhì)構(gòu)成的稱為混合物。(一)單質(zhì)的燃燒產(chǎn)物 由一種元素構(gòu)成的純凈物,稱為單質(zhì),如碳、氫、硫等。一般單質(zhì)在空氣中完全燃燒,其產(chǎn)物為構(gòu)成該單質(zhì)的元素的氧化物,如二氧化碳、水、二氧化硫等。一些單質(zhì)在空氣中燃燒除生成完全燃燒產(chǎn)物外,還會生成不完全燃 燒產(chǎn)物。最典型的不完全燃
33、燒產(chǎn)物是一氧化碳,它能進一步燃燒生成二氧化碳。(二)化合物的燃燒產(chǎn)物 與單質(zhì)相對,由兩種或兩種以上元素組成的純凈物稱為化合物。其中,高分子化合物是指由眾多原子或原子團主要以共價鍵結(jié)合而成的相對分子量在一萬以上的化合物。對于一些高分子化合物,受熱后會產(chǎn)生熱裂解,生成許 多不同類型的有機化合物,并能進一步燃燒。有些不完全燃燒產(chǎn)物能與空氣形成爆炸性混合物,導致火勢的突變。(三)合成有機高分子材料的燃燒產(chǎn)物 合成有機高分子材料屬混合物,主要是以煤、石油、天然氣為原料制得的如塑料、橡膠、合成纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等,其中塑料、合成橡膠和合成纖維被稱為現(xiàn)代三大合成有機高分子材料。合成有機高分子材料在燃燒
34、 過程中伴有熱裂解,會分解產(chǎn)生許多有毒或有刺激性的氣體,如氯化氫(HCI)、光氣(COCI2)、氰化氫(HCN及氧化氮(NOX等。(四)木材的燃燒產(chǎn)物木材是一種由碳、氫、氧等元素組成混合物,主要以纖維素(C6H10O5 X分子形式存在。木材在受熱后發(fā)生熱裂解反應,生成小分子產(chǎn)物。在200 C左右開始,即生成二氧化碳、水蒸氣、甲酸、乙酸、一氧化碳等產(chǎn)物。三、燃燒產(chǎn)物的危害性統(tǒng)計資料表明,火災中死亡人數(shù)大約75%是由于吸入毒性氣體而致死的。燃燒產(chǎn)物中含有大量的有毒成分,如一氧化碳、氰化氫、二氧化硫、二氧化氮等。這些氣體均對人體有不同程度的危害。常見的有害氣體的來源、生理 作用及致死濃度見表1-1-
35、4。表1-1-4 一些主要有害氣體的來源、生理作用及致死濃度來 源主要的生理作用短期(10min)估計致死濃度(ppm)木材、紡織品、聚丙烯腈尼龍、聚氨脂等物質(zhì)燃燒時分解出的氰化氫(HCN一種迅速致死、窒息性的毒物350紡織物燃燒時產(chǎn)生二氧化氮(NO2和其他氮的氧化物肺的強刺激劑,能引起即刻死亡及滯后性傷害 200由木材、絲織品、尼龍以及三聚氰胺燃燒產(chǎn)生的氨氣(NH3強刺激性,對眼、鼻有強烈刺激作用 1000PVC電絕緣材料,其他含氯高分子材料及 阻燃處理物熱分解產(chǎn)生的氯化氫(HCI)呼吸刺激劑,吸附于微粒上的 HCI的 潛在危險性較之等量的 HCI氣體要大 500,氣體或微粒 存在時氟化樹脂
36、類或薄膜類以及某些含溴阻燃 材料熱分解產(chǎn)生的含鹵酸氣體呼吸刺激劑HF# 400COFb 100HBr 500含硫化合物及含硫物質(zhì)燃燒分解產(chǎn)生的二氧化硫(SO2強刺激劑,在遠低于致死濃度下即使 人難以忍受 500由聚烯烴和纖維素低溫熱解(400 C )產(chǎn)生的丙醛潛在的呼吸刺激劑30 100二氧化碳和一氧化碳是燃燒產(chǎn)生的兩種主要燃燒產(chǎn)物。其中,二氧化碳雖然無毒,但當達到一定的濃度時,會刺激人的呼吸中樞,導致呼吸急促、煙氣吸入量增加,并且還會引起頭痛、神志不清等癥狀。而一氧化碳是火災中致死的主要燃燒產(chǎn)物之一,其毒性在于對血液中血紅蛋白的高親和性,其對血紅蛋白的親和力比氧氣高岀250 倍,因而,它能夠
37、阻礙人體血液中氧氣的輸送,弓I起頭痛、虛脫、神志不清等癥狀和肌肉調(diào)節(jié)障礙等。一氧化碳對人的影響見表1-1-5。表1-1-5 一氧化碳對人的影響影 響 情況CO濃度(ppn)碳氧血紅蛋白濃度(HbCO %在其中工作8h的允許濃度50暴露1h不產(chǎn)生明顯影響的濃度4005001h暴露后有明顯影響6007001h暴露后引起不適,但無危險癥狀的濃度10001200暴露1h后有危險1500200035在1h內(nèi)即會致死4000及以上50除毒性之外,燃燒產(chǎn)生的煙氣還具有一定的減光性。通??梢姽獠ㄩL入為0.40.7卩m, 般火災煙氣中的煙粒子粒徑d為幾卩m到幾十卩m,由于d2入,煙粒子對可見光是不透明的。煙氣在
38、火場上彌漫,會嚴重影響人們的 視線,使人們難以辯別火勢發(fā)展方向和尋找安全疏散路線。同時,煙氣中有些氣體對人的肉眼有極大的刺激性,使 人睜不開眼而降低能見度。試驗證明,室內(nèi)火災在著火后大約15min左右,煙氣的濃度最大,此時人們的能見距離一般只有數(shù)十厘米。本章思考題1. 燃燒的必要條件是什么?2. 如何理解燃燒的充分條件?3. 燃燒有哪些類型?4 .固體、氣體、液體燃燒各自有哪些類型和特點?5 舉例說明燃燒產(chǎn)物(包括煙)有哪些毒害作用?其危害性主要體現(xiàn)在哪幾個方面?參考文獻1 消防燃燒學.中國人民公安大學出版社.1997.2 中國消防手冊(第一卷).上??茖W技術出版社.2010.3 滅火救援員.
39、中國科學技術出版社.2013.4 降服火魔之術.山東科學技術出版社.2001.第二章火災基礎知識學習要求通過本章的學習,應了解火災的定義與分類,了解火災的危害性和火災發(fā)生的常見原因,熟悉火災蔓延的機理與途徑以及滅火的基本原理與方法?;馂幕A知識主要包括火災的定義、分類與危害,火災發(fā)生常見的原因,建筑火災蔓延的機理與途徑,滅火的 基本原理和方法等內(nèi)容。第一節(jié) 火災的定義、分類與危害火災是災害的一種,導致火災的發(fā)生既有自然因素,又有許多人為因素。掌握火災的定義、分類及其危害特性, 是了解火災規(guī)律、研究如何防范火災的基礎。一、火災的定義根據(jù)國家標準消防基本術語(第一部分)GB5907,火災是指在時間
40、或空間上失去控制的燃燒所造成的災害。二、火災的分類根據(jù)不同的需要,火災可以按不同的方式進行分類。(一)按照燃燒對象的性質(zhì)分類按照國家標準火災分類 GB/T4968-2008 的規(guī)定,火災分為 A、 B、C、 D、E、F 六類。A. 類火災:固體物質(zhì)火災。這種物質(zhì)通常具有有機物性質(zhì),一般在燃燒時能產(chǎn)生灼熱的余燼。如木材、棉、 毛、麻、紙張火災等。B. 類火災:液體或可熔化固體物質(zhì)火災。如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、瀝青、石蠟火災等。C. 類火災:氣體火災。如煤氣、天然氣、甲烷、乙烷、氫氣、乙炔等。D. 類火災:金屬火災。如鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鋰等。E. 類火災:帶電火災。物體帶電燃燒的火災。如
41、變壓器等設備的電氣火災等。F. 類火災:烹飪器具內(nèi)的烹飪物(如動植物油脂)火災。(二)按照火災事故所造成的災害損失程度分類依據(jù)國務院 2007年 4月 6日頒布的生產(chǎn)安全事故報告和調(diào)查處理條例 (國務院令 493號)中規(guī)定的生產(chǎn)安 全事故等級標準,消防部門將火災分為特別重大火災、重大火災、較大火災和一般火災四個等級。 特別重大火災:是指造成 30人以上死亡,或者100人以上重傷,或者1億元以上直接財產(chǎn)損失的火災; 重大火災:是指造成 10人以上30人以下死亡,或者 50人以上100人以下重傷,或者 5000萬元以上1億元 以下直接財產(chǎn)損失的火災; 較大火災: 是指造成 3人以上 10人以下死亡
42、, 或者10人以上 50人以下重傷, 或者1000萬元以上 5000萬元以下直接財產(chǎn)損失的火災; 一般火災:是指造成 3人以下死亡,或者10人以下重傷,或者1000萬元以下直接財產(chǎn)損失的火災。注:“以上”包括本數(shù),“以下”不包括本數(shù)。三、火災的危害(一)危害生命安全建筑物火災會對人的生命安全構(gòu)成嚴重威脅。一場大火,有時會吞噬幾十人、甚至幾百人的生命。據(jù)統(tǒng)計,20102012 年,全國共發(fā)生火災 40.93 萬起,造成 3242 人死亡、 1720 人受傷,年均較大以上火災 60 余起。 2000 年 12月 25 日,河南省洛陽東都商廈火災,致 309 人死亡。 2013 年 6 月 3 日,
43、吉林省寶源豐禽業(yè)有限公司火災,造成 120 人 遇難、 77 人受傷。建筑物火災對生命的威脅主要來自以下幾方面:首先是建筑物采用的許多可燃性材料或高分子材 料,在起火燃燒時產(chǎn)生高溫高熱,對人員的肌體造成嚴重傷害,甚至致人休克、死亡,據(jù)統(tǒng)計,因燃燒熱造成的人 員死亡約占整個火災死亡人數(shù)的近 1/4 。其次,建筑材料燃燒過程中釋放出的一氧化碳、氰化物等有毒煙氣,吸入后 會產(chǎn)生呼吸困難、頭痛、惡心、神經(jīng)系統(tǒng)紊亂等癥狀,威脅生命安全。在所有火災死亡的人中,約有3/4 的人系吸入有毒有害煙氣后直接導致死亡。再次,建筑物經(jīng)燃燒,達到甚至超過了承重構(gòu)件的耐火極限,導致建筑整體或部 分構(gòu)件坍塌,造成人員傷亡。
44、 2003 年 11 月 3 日,湖南省衡陽市衡州大廈火災,由于燃燒時間長,建筑構(gòu)件本身存在 問題,最終建筑物坍塌, 20 名消防員犧牲。(二)造成經(jīng)濟損失 火災造成的經(jīng)濟損失主要以建筑火災為主。體現(xiàn)在以下幾個方面:首先,火災使建筑物化為灰燼,甚至因火勢蔓延而燒毀整幢建筑物內(nèi)的財物。 2004年12月21日,湖南省常德市鼎城區(qū)橋南市場發(fā)生特大火災,過火建筑面積 83276就,直接財產(chǎn)損失1.876億元。其次,建筑物火災產(chǎn)生的高溫高熱,將造成建筑結(jié)構(gòu)的破壞,甚至引起建筑物 整體倒塌。如 2001 年 9 月 11 日美國紐約世貿(mào)大廈,因飛機撞擊后釀成大火,最后建筑垮塌。第三,建筑火災產(chǎn)生 的流動
45、煙氣,將使遠離火焰的財物特別是精密電器、紡織物等受到侵蝕,甚至無法再使用。第四,撲救建筑火災所 用的水、干粉、泡沫等滅火劑,不僅本身是一種資源損耗,并且將使建筑內(nèi)的財物遭受水漬、污染等損失。第五, 建筑火災發(fā)生后,因建筑修復重建、人員善后安置、生產(chǎn)經(jīng)營停業(yè)等,會造成巨大的間接經(jīng)濟損失。(三)破壞文明成果 一些歷史保護建筑、文化遺址一旦發(fā)生火災,除了會造成人員傷亡和財產(chǎn)損失外,大量文物、典籍、古建筑等諸多的稀世瑰寶面臨燒毀的威脅,這將對人類文明成果造成無法挽回的損失。1923年6月27日,原北京紫禁城(現(xiàn)為故宮博物館)內(nèi)發(fā)生火災,將建福宮一帶清宮貯藏珍寶最多的的殿宇樓館燒毀,史料記載,共燒毀金佛
46、2665 尊、字畫 1157件、古玩 435件、古書 11萬冊,損失難以估量。 1997年 6月7日,印度南部泰米爾納德邦坦賈武爾鎮(zhèn)一 座神廟發(fā)生火災, 使這座建于公元 11 世紀的人類歷史遺產(chǎn)付之一炬。 1994年11 月 1 5日,吉林省吉林市銀都夜總會 發(fā)生火災,火勢蔓延到相鄰的博物館,使 7000萬年前的恐龍化石以及其它大批珍貴文物毀于一旦。(四)影響社會穩(wěn)定從許多火災案例來看,當學校、醫(yī)院、賓館、辦公樓等公共場所發(fā)生群死群傷惡性火災,或涉及糧食、能源、 資源等涉及國計民生的重要工業(yè)建筑發(fā)生大火時,極可能在民眾中造成心理恐慌。家庭是社會細胞,普通家庭生活 遭受火災的危害,也將在一定范圍
47、內(nèi)造成負面影響,損害群眾的安全感,影響社會的穩(wěn)定。(五)破壞生態(tài)環(huán)境 火災的危害不僅表現(xiàn)在毀壞財物、殘害人類生命,而且還會嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。如森林火災的發(fā)生,會使大量 的動植物滅絕,環(huán)境惡化,氣候異常,干旱少雨,風暴增多,水土流失,導致生態(tài)平衡被破壞,引發(fā)饑荒和疾病的 流行,嚴重威脅人類的生存和發(fā)展。 2006 年 11 月 13 日,中石油吉林石化公司雙苯廠發(fā)生的火災爆炸事故,事故產(chǎn) 生的主要污染物苯、苯胺和硝基苯等有機物進入松花江,引發(fā)嚴重水體污染事件。第二節(jié) 火災發(fā)生的常見原因 事故都有起因,火災也是如此。分析起火原因,了解火災發(fā)生的特點,是為了更有針對性地運用技術措施,有 效控火,防止
48、和減少火災危害。一、電氣 電氣原因引起的火災在我國火災中居于首位,據(jù)有關資料顯示,2012 年,全國因電氣原因引起的火災占火災總數(shù)的 32.2%。電氣設備過負荷、電氣線路接頭接觸不良、電氣線路短路等是電氣引起火災的直接原因。其間接原因是 由于電氣設備故障或電器設備設置使用不當所造成,如將功率較大的燈泡安裝在木板、紙等可燃物附近,將日光燈 的鎮(zhèn)流器安裝在可燃基座上,以及用紙或布做燈罩緊貼在燈泡表面上等,在易燃易爆的車間內(nèi)使用非防爆型的電動 機、燈具、開關等。二、吸煙 煙蒂和點燃煙后未熄滅的火柴梗雖然是個不大的火源,但它能引起許多可燃物質(zhì)燃燒,在起火原因中,占有相 當?shù)谋戎亍?2012 年,全國因
49、吸煙引發(fā)的火災占到了總數(shù)的6.2%。具體情況如將沒有熄滅的煙頭和火柴梗扔在可燃物中引起火災;躺在床上,特別是醉酒后躺在床上吸煙,煙頭掉在被褥上引起火災;在禁止一切火種的地方吸煙引起 火災等案例很多。三、生活用火不慎 主要是城鄉(xiāng)居民家庭生活用火不慎,如炊事用火中炊事器具設置不當,安裝不符合要求,在爐灶的使用中違反 安全技術要求等引起火災;家中燒香祭祀過程中無人看管,造成香灰散落引發(fā)火災等。 2012 年,全國因生活用火不 慎引發(fā)的火災占到了總數(shù)的 17.9%。四、生產(chǎn)作業(yè)不慎主要指違反生產(chǎn)安全制度引起火災。比如,在易燃易爆的車間內(nèi)動用明火,引起爆炸起火;將性質(zhì)相抵觸的物 品混存在一起,引起燃燒爆
50、炸;在用氣焊焊接和切割時,飛迸出的大量火星和熔渣,因未采取有效的防火措施,引 燃周圍可燃物;在機器運轉(zhuǎn)過程中,不按時加油潤滑,或沒有清除附在機器軸承上面的雜質(zhì)、廢物,使機器這些部 位摩擦發(fā)熱,引起附著物起火;化工生產(chǎn)設備失修,出現(xiàn)可燃氣體,易燃、可燃液體跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,遇到明 火燃燒或爆炸等。 2012 年,全國因生產(chǎn)作業(yè)不慎引發(fā)的火災占到了總數(shù)的4.1%。五、設備故障在生產(chǎn)或生活中,一些設施設備疏于維護保養(yǎng),導致在使用過程中無法正常運行,因摩擦、過載、短路等原因 造成局部過熱,從而引發(fā)火災。再如,一些電子設備長期處于工作或通電狀態(tài)下,因散熱不濟,最終內(nèi)部故障而引 發(fā)火災。六、玩火因小孩玩
51、火造成火災,是生活中常見的火災原因之一。尤其在農(nóng)村里,未成年兒童缺乏看管,玩火取樂,這一 現(xiàn)象尤為常見。2012此外,每逢節(jié)日慶典,不少人喜愛燃放煙花爆竹來增加氣氛。被點燃的煙花爆竹本身即是火源,稍有不慎,就 易引發(fā)火災,還會造成人員傷亡。我國每年春節(jié)期間火災頻繁, 其中約有70%80%是由燃放煙花爆竹所引起的 年,全國因玩火引發(fā)的火災占到了總數(shù)的 3.8%。七、放火主要指采用人為放火的方式引起的火災。一般是當事人以放火為手段,而為達到某種目的。這類火災為當事人 故意為之,通常經(jīng)過一定的策劃準備,因而往往缺乏初期救助,火災發(fā)展迅速,后果嚴重。此外,放火人群中還有 一部分是精神病人。 2012
52、年,全國因放火引發(fā)的火災占到了總數(shù)的 2%。八、雷擊雷電導致的火災原因,大體上有三種:一是雷電直接擊在建筑物上發(fā)生的熱效應、機械效應作用等;二是雷電 產(chǎn)生的靜電感應作用和電磁感應作用;三是高電位雷電波沿著電氣線路或金屬管道系統(tǒng)侵入建筑物內(nèi)部。在雷擊較 多的地區(qū),建筑物上如果沒有設置可靠的防雷保護設施,便有可能發(fā)生雷擊起火。第三節(jié) 建筑火災蔓延的機理與途徑通常情況下,火災都有一個由小到大、由發(fā)展到熄滅的過程,其發(fā)生、發(fā)展直至熄滅的過程在不同的環(huán)境下會 呈現(xiàn)不同的特點。本節(jié)主要介紹建筑火災蔓延的機理、蔓延途徑、火災發(fā)展的幾個階段及。一、建筑火災蔓延的機理建筑物內(nèi)火災蔓延,是通過熱傳播進行的,其形式
53、與起火點、建筑材料、物質(zhì)的燃燒性能和可燃物的數(shù)量等因 素有關。在火場上燃燒物質(zhì)所放出的熱能,通常是以傳導、輻射和對流三種方式傳播,并影響火勢蔓延擴大。(一)熱傳導熱傳導又稱導熱,屬于接觸傳熱,是連續(xù)介質(zhì)就地傳遞熱量而又沒有各部分之間相對的宏觀位移的一種傳熱方 式。固體、液體和氣體物質(zhì)都有這種傳熱性能,其中以固體物質(zhì)為最強,氣體物質(zhì)最弱。由于固體物質(zhì)的性質(zhì)各異, 其傳熱的性能也各有不同。例如,將一銅棒和一鐵棒的一端均放入火中,結(jié)果銅棒的另一端比鐵棒會更快地被加熱, 這說明銅比鐵有較快的傳熱速率;如果把兩根鐵棒的各一端分別放在火里和熱水里,結(jié)果是放在火里的比放在熱水 里的鐵棒溫度高、傳熱快,這說明
54、同樣物質(zhì),熱源溫度高時,傳熱速率快。對于起火的場所,熱導率大的物體,由于能受到高溫迅速加熱,又會很快地把熱能傳導出去,在這種情況下, 就可能引起沒有直接受到火焰作用的可燃物質(zhì)發(fā)生燃燒,利于火勢傳播和蔓延。(二)熱對流由于流體之間的宏觀位移所產(chǎn)生的運動,叫做對流。通過對流形式來傳播熱能的,只有氣體和液體,分別叫做 氣體對流和液體對流。1氣體對流氣體對流對火勢發(fā)展變化的影響主要是:流動著的熱氣流能夠加熱可燃物質(zhì),以致達到燃燒程度,使火勢蔓延 擴大;被加熱的氣體在上升和擴散的同時,周圍的冷空氣迅速流入燃燒區(qū)助長燃燒;氣體對流方向的改變,促使火 勢蔓延方向也隨著發(fā)生變化。氣體對流的強度,決定于通風孔洞
55、面積的大小、通風孔洞在房間中的位置(高度)、 以及煙霧與周圍空氣的溫度差等條件。氣體對流對露天和室內(nèi)火災的火勢發(fā)展變化都是有影響的。即使是室內(nèi)起火, 氣體對流對火勢發(fā)展變化的影響也是較明顯的。室內(nèi)發(fā)生火災時,燃燒產(chǎn)物和熱氣流迅速上升,當其遇到頂棚等障礙物時,就會沿著房間上部向各方向平行流 動。這時,在房間上部空間形成了煙層,其厚度逐漸增大。如果房間的墻壁上面有門窗孔洞,燃燒產(chǎn)物和熱氣流就 會向鄰近的房間室外擴散。但是,也可能有一部分燃燒產(chǎn)物被外界流入的空氣帶回室內(nèi)。燃燒產(chǎn)物的濃度越大,溫 度越高,流動的速度也就越快。2液體對流液體對流是一部分液體受熱以后,因體積增大、相對密度減小而上升,溫度較
56、低的部分則由于相對密度較大而 下降,就在這種運動的同時進行著熱的傳播,最后使整個液體被加熱。通過液體對流進行傳熱,影響火勢發(fā)展的主要情況是:裝在容器中的可燃液體局部受熱后,以對流的傳熱方式 使整個液體溫度升高,蒸發(fā)速度加快,壓力增大,以致使容器爆裂,或蒸氣逸出,遇著火源而發(fā)生燃燒;重質(zhì)油品 燃燒時發(fā)生的沸溢或噴濺,同樣是由于對流等傳熱作用所引起的。(三)熱輻射以電磁波傳遞熱量的現(xiàn)象,叫做熱輻射。無論是固體、液體和氣體,都能把熱量以電磁波(輻射能)的方式輻 射岀去,也能吸收別的物體輻射岀的電磁波而轉(zhuǎn)變成熱能。因此,熱輻射在熱量傳遞過程中伴有能量形式的轉(zhuǎn)化, 即熱能-輻射能-熱能。電磁波的傳遞是不
57、需要任何介質(zhì)的,這是輻射與傳導、對流方式傳遞熱量的根本區(qū)別?;饒錾系幕鹧妗熿F都能輻射熱能,輻射熱能的強弱取決于燃燒物質(zhì)的熱值和火焰溫度。物質(zhì)熱值越大,火焰溫度越高,熱輻射也越強。火場上的輻射熱隨著火災發(fā)展的不同階段而變化。在火勢猛烈發(fā)展的階段,當溫度達到 最大數(shù)值時,輻射熱能最強。反之,輻射熱能就弱,火勢發(fā)展則緩慢。輻射熱作用于附近的物體上,能否引起可燃 物質(zhì)著火,要看熱源的溫度、熱源的距離和角度?;饒錾蠈嶋H進行的傳熱過程很少是一種傳熱方式單獨進行,而是由兩種或三種方式綜合而成,但是必定有一種 是主要的。二、建筑火災發(fā)展的幾個階段對于建筑火災而言,最初發(fā)生在室內(nèi)的某個房間或某個部位,然后由此蔓延到相鄰的房間或區(qū)域,以及整個樓層,最后蔓延到整個建筑物。其發(fā)展過程大致可分為初期增長階段、充分發(fā)展階
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