第2章-火災的燃燒學基礎

1、第2章火災的燃燒學基礎本章共5節(jié)：2.1火災燃燒反應的三要素2.2燃燒機理2.3不同種類可燃物的火災燃燒特性2.4燃燒速率2.5建筑物火災的發(fā)展和蔓延重點：第1、3、5節(jié)；表2-1、2-7、2-9； 圖2-15、2-21； 概念：爆炸極限、閃點、燃點、氧指數(shù)、火災荷載；2.1火災燃燒反應的三要素火災三要素：可燃物、氧化劑、引火源(火三角)2.1.1可燃物可燃物凡是能和氧化劑起劇烈化學反應且能釋放熱量的物質甲類：1、閃點28的液體。如苯、甲苯、甲醇、乙醇、乙醚、汽油、丙酮及60度以上的白酒等。2、爆炸下限10的氣體，以及受到水或空氣中水蒸氣的作用，能產生爆炸下限10的氣體的固體物質。如：乙炔、氫

2、氣、甲烷、乙烯、水煤氣、硫化氫、液化石油氣、電石、碳化鋁等。3、常溫下能自行分解或在空氣中氧化即能迅速自燃或爆炸的物質。如：硝化棉、賽璐珞棉、黃磷等。4、常溫下受到水或空氣中水蒸氣的作用能產生可燃氣體，并引起著火或爆炸的物質。如：金屬鉀、鈉、鋰、鈣、鋁等金屬，氫化鉀、氫化鈉、氫化鋰、四氫化鋰鋁等金屬的氫化物和磷化鈉、磷化鉀、硅化鎂、硅化鈣等金屬的磷化物、硅化物等。5、遇酸、受熱、撞擊、摩擦以及遇有機物或硫磺等易燃的無機物，極易引起著火或爆炸的強氧化劑。如：氯酸鉀、硝酸銨、高錳酸鉀無機氧化劑，硝酸胍、硝酸脲等有機氧化劑，以及過氧化二苯甲酰等有機過氧化物等。6、受撞擊、摩擦或與氧化性物質、有機物接

3、觸時能引起著火或爆炸的物質。如：赤磷、任何地方都可以擦燃的火柴以及硝化瀝青等。乙類：1、閃點28至60的液體。如：煤油、松節(jié)油、溶劑油、樟腦油等。2、爆炸下限10的氣體。如：氨氣、一氧化碳、發(fā)生爐煤氣等。3、不屬于甲類的氧化劑。如：亞硝酸鈉、重鉻酸鉀、硝酸、硝酸汞、發(fā)煙硫酸、漂白粉等。4、不屬于甲類的易燃固體。如：硫磺、鎂粉、鋁粉、賽璐絡板(片)、樟腦、萘、生松香、安全火柴等。5、氧化性氣體。如：氧氣、壓縮空氣等。6、常溫下與空氣接觸能緩慢氧化，積熱不散引起自燃的物品。如：漆布、油紙、油布、油綢及其制品等。丙類：1、閃點60的液體。如：動物油、植物油、瀝青、蠟、潤滑油、機油、重油，大于50度至

4、小于60度的白酒等。2、不屬于甲、乙類的可燃固體。如：化學、人造纖維及其織物，紙張、棉、毛、絲、麻及其織物，谷物、面粉，天然橡膠及其制品，竹、木及其制品，電視機、收錄機等電子產品，計算機房已錄數(shù)據(jù)的磁盤，中藥材、冷庫中的魚肉等。常見混合氣體爆炸極限丁類丁類火災危險性的物品，主要是指難燃物品。難燃物品是指在空氣中受到火燒或高溫作用時，難起火、難微燃、難炭化，當火源移走后著火或微燃立即停止的物品，一般認為氧指數(shù)在27%50之間的物質材料為難燃物品。如自熄性塑料及其制品，酚醛泡沫塑料及其制品，經(jīng)過防火處理的木材、水泥刨花板等均系難燃物品。戊類戊類火災危險性的物品系指不燃物品。不燃物品是指在空氣中受到

5、火燒或高溫作用時不起火、不微燃、不炭化的物品，一般認為氧指數(shù)大于50的物質材料是不燃物品。如：鋼材、鋁材，玻璃及其制品，搪瓷、陶瓷及其制品，不燃氣體，玻璃棉、巖棉、陶瓷棉、礦棉、硅酸鋁纖維、石膏及其無紙制品，水泥、石材、膨脹珍珠巖等均系不燃物品。 氧指數(shù)（oxygen index ，簡稱OI）是指在規(guī)定的條件下，材料在氧氮混合氣流中進行有焰燃燒所需的最低氧濃度。以氧所占的體積百分數(shù)的數(shù)值來表示。 氧指數(shù)高表示材料不易燃燒，氧指數(shù)低表示材料容易燃燒。 國家規(guī)范建筑材料及制品燃燒性能分級 GB8624-2012中將建筑材料按照燃燒性能分為A級不燃性材料（A級又分為A1和A2級）、 B1級難燃材料、

6、B2級可燃材料、B3級易燃材料。具體細分為：建筑材料： 平板材料(外墻保溫材料B1級OI30、 B2級OI26) 鋪地材料 管狀絕緣材料；建筑用品： 窗簾幕布、家具制品裝飾用織物(B1級OI32、 B1級OI26) 電線電纜套管、電器設備外殼及附件(B1級OI32、 B2級OI26) 電器、家具制品用泡沫塑料 軟質家具和硬質家具相關概念： 爆炸極限可燃物質(可燃氣體、蒸氣和粉塵)與空氣(或氧氣)在一定的濃度圍內均勻混合形成預混氣，遇著火源會發(fā)生爆炸的濃度范圍稱為爆炸極限(爆炸濃度極限)?？扇夹曰旌衔锬軌虬l(fā)生爆炸的最低濃度和最高濃度，分別稱為爆炸下限和爆炸上限(著火下限和著火上限)。在低于爆炸下

7、限和高于爆炸上限濃度時，既不爆炸，也不著火?？扇夹曰旌衔锏谋O限范圍越寬、爆炸下限越低和爆炸上限越高時，其爆炸危性越大。 火災荷載火災范圍內單位地板面積的當量可燃物(等效可燃物)的質量定義為火災荷載(kg/)。建筑物中可燃物種類很多，其燃燒發(fā)熱量也因材料性質不同而異。為便于研究，在實際中常根據(jù)燃燒熱值把某種材料換算為等效發(fā)熱量的木材，用等效木材的質量表示可燃物的數(shù)量，稱為等效可燃物。2.1.2氧化劑凡是能幫助和支持燃燒的物質。 多指氧氣或空氣。2.1.3 引火源能引起可燃物質的熱能源。 引火源可以是明火，也可以是高溫物體(火焰、電火花、高溫表面、自然發(fā)熱、光、熱射線)。2.2燃燒機理1、鏈引

8、發(fā)反應：2、鏈增長反應：3、鏈支化反應：4、鏈終止反應：2.3不同種類可燃物的火災燃燒特性2.3.1可燃氣體的火災燃燒特性1.可燃氣體的著火2.可燃氣體的點火3.可燃氣體的燃燒過程2.3.2可燃液體的火災燃燒特性1.液體的燃燒過程2.液體的閃燃與點燃 閃點是在規(guī)定的試驗條件下，液體表面上能發(fā)生閃燃的最低溫度。 閃燃是液體表面產生足夠的蒸氣與空氣混合形成可燃性氣體時，遇明火點燃即發(fā)生蘭色火焰且一閃即滅，不再繼續(xù)燃燒的現(xiàn)象。 閃點低于45的液體稱為易燃液體，如汽油、酒精等；閃點高于45的液體稱為可燃液體，如柴油、食用油等3.池火及流淌火災 池火 流淌火災(教材P26頁)2.3.3可燃固體的火災燃燒特性 可燃固體種類繁多，通常分為天然物質(木材、草、棉花、煤炭等)和人工合成物質(橡膠、塑料、紡織品等)。圖2-13固體可燃物的燃燒過程圖2-14高分子化合物的燃燒過程2.4燃燒速率2.5建筑物火災的發(fā)展和蔓延2.5.1火災初起期 1.火災初起即熄滅 2.陰燃2.5.2火災的充分發(fā)展階段 1.成長階段 2.旺盛階段2.5.3火災減弱階段2.6火災釋熱速率的測量和設定圖2-15建筑物室內火災的發(fā)展過程A可燃固體火災室內平均溫度的上升曲線B可燃液體室內火災的平均溫升曲