可燃固體燃燒

1、5 可燃固體的燃燒安全工程系1主要內(nèi)容5 可燃固體的燃燒5.1 固體燃燒形式及其表征火災(zāi)危險性的參數(shù)5.2 固體物質(zhì)的點燃5.3 固體表面的火焰?zhèn)鞑ニ俣?.4 合成材料、木材的燃燒特性5.5 可燃固體的陰燃5.6 固體材料火災(zāi)危險性評估簡介5.1 固體燃燒形式及其表征火災(zāi)危險性的參數(shù)5.1.1 固體可燃物質(zhì)的燃燒形式5.1.2 表征固體火災(zāi)危險性的參數(shù)5.1.1 固體可燃物質(zhì)的燃燒形式固體可燃物在著火之前，一般因受熱而發(fā)生熱分解，釋放出可燃性氣體，可燃性氣體如果遇到適量的空氣并且具有足夠高的溫度，那么就會著火燃燒，形成氣相燃燒火焰（即火苗），稱為分解燃燒，屬于有焰燃燒。熱解后產(chǎn)生的炭層不能再熱

2、解，一般在稍后的時間才開始燃燒，稱為固體表面燃燒，屬于無焰燃燒。圖5-1 固體可燃物的燃燒過程固體燃燒的五種形式：（1）蒸發(fā)燃燒硫、磷、鉀、鈉、蠟燭、松香、瀝青等可燃固體，在受到火源加熱時，先熔融、蒸發(fā)，隨后蒸氣再與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，這種形式的燃燒一般稱為蒸發(fā)燃燒。樟腦、萘等易升華物質(zhì)，在燃燒時不經(jīng)過熔融過程，但其燃燒現(xiàn)象也可看作是一種蒸發(fā)燃燒。243頁（2）表面燃燒可燃固體（如木炭、焦炭等）的燃燒反應(yīng)是在其表面由氧和物質(zhì)直接作用而發(fā)生的，稱為表面燃燒。這是一種無火焰的燃燒，有時又稱之為異相燃燒。（3）分解燃燒可燃固體，如木材、纖維、合成塑料、紙張、秸稈等材料，在受到火源加熱時，先發(fā)生熱分解，

3、隨后分解出的可燃揮發(fā)份與氧發(fā)生燃燒反應(yīng)，這種形式的燃燒一般稱為分解燃燒。在此類燃燒中。分解產(chǎn)生的氣體或蒸氣是主要參與燃燒反應(yīng)的物質(zhì)，由于產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)初始溫度較高，浮力作用使其向上運動，因此火苗向上，形成典型的火焰，因此分解燃燒屬于有焰燃燒。表面燃燒沒有火焰，是因為其不能分解出可燃的氣體。圖5-2 有機(jī)固體顆粒的燃燒歷程（4）陰燃陰燃（smolder）又稱悶燒。沒有出現(xiàn)明火焰的緩慢燃燒現(xiàn)象。熏煙燃燒。多種堆積的稀松或纖維狀的固體物質(zhì)都有可能發(fā)生陰燃，包括紙張、鋸末、纖維織物、纖維素板、膠乳橡膠以及某些多孔熱固性塑料等。物質(zhì)的多孔結(jié)構(gòu)可讓少量空氣滲入，以供氧化反應(yīng)所需，也有助于熱量的局部蓄積，以

4、維持反應(yīng)的進(jìn)行。在陰燃的過程中有熱分解和緩慢燃燒兩個階段。熱分解使物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了質(zhì)的變化，其部分產(chǎn)物將發(fā)生緩慢燃燒，部分產(chǎn)物將會揮發(fā)出來。陰燃時通常出現(xiàn)煙氣和溫度上升等現(xiàn)象。若發(fā)生陰燃的環(huán)境條件有了變化，例如通風(fēng)過快，或清除了某些發(fā)熱源，陰燃可能熄滅，也可能轉(zhuǎn)換成有焰燃燒。（5）轟燃轟燃（flashover）又稱為閃燃。在室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生后，當(dāng)?shù)谝恢鹞锘虻诙鹞镄纬傻幕饎葑銐虼?，引起室?nèi)其他絕大多數(shù)可燃物熱解、氣化，當(dāng)氣體可燃物的濃度達(dá)到著火極限之后，在室內(nèi)形成全室氣相火焰的現(xiàn)象。在轟燃發(fā)生后，著火區(qū)域的熱輻射反饋能引起有限空間內(nèi)可燃物的表面在瞬間全部卷入猛烈燃燒狀態(tài)。其判據(jù)為： 上層熱煙氣平

5、均溫度達(dá)到600； 地面處接受的熱流密度達(dá)到20kw/ m2。在室內(nèi)火災(zāi)中，當(dāng)火災(zāi)規(guī)模增長至使判據(jù)得到滿足時，熱煙氣對附近可燃物的輻射和對流傳熱即可使常見可燃物發(fā)生熱解并析出足夠多的可燃性氣體。通常此時熱煙氣對地面的熱輻射也足以產(chǎn)生足夠的熱流，使判據(jù)得到滿足。所以采用這兩個判據(jù)來判斷轟燃的發(fā)生與否。影響轟燃發(fā)生最重要的兩個因素是輻射和對流情況，也就是上層煙氣的熱量得失關(guān)系，如果接收的熱量大于損失的熱量，則轟燃可以發(fā)生。轟燃的其他影響因素有通風(fēng)條件、房間尺寸和煙氣層的化學(xué)性質(zhì)等。（6）回燃回燃（backdraft）又稱復(fù)燃、爆燃。在封閉空間內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時發(fā)生的一種火勢突然增強(qiáng)的燃燒現(xiàn)象。在通風(fēng)不良

6、的密閉空間內(nèi)，當(dāng)其中發(fā)生火災(zāi)燃燒時，空氣內(nèi)氧濃度必將迅速降低，未完全燃燒程度會越來越嚴(yán)重，大量熱解與不完全燃燒產(chǎn)生的可燃?xì)怏w將存積在室內(nèi)。此時封閉空間突然形成某種開口，造成外界新鮮空氣進(jìn)入，就會造成兩者大規(guī)模的混合。室內(nèi)尚存有余火，或出現(xiàn)某種其它點火源，室內(nèi)將發(fā)生猛烈的氣相燃燒，大團(tuán)火焰甚至可從空氣入口處沖出室外。許多建筑火災(zāi)是在門窗關(guān)閉的房間內(nèi)發(fā)生的，燃燒產(chǎn)生的高溫所導(dǎo)致的窗玻璃破碎、木門燒穿以及為滅火而突然將門打開都會突然形成新的通風(fēng)口，控制不當(dāng)就會發(fā)生回燃。此現(xiàn)象的突然性、破壞性強(qiáng)大，可對前來滅火的人員造成嚴(yán)重威脅。有時描述粉塵，尤其是煤粉塵受熱后的快速著火燃燒為爆燃，其含義包含了轟燃和

7、爆燃兩個含義。5.1.2 表征固體火災(zāi)危險性的參數(shù)（1）熔點、閃點和燃點（2）熱分解溫度（3）自燃點（4）比表面積（5）極限氧指數(shù)（1）熔點、閃點和燃點固體熔點是固體變?yōu)橐后w的初始溫度，熔點較低意味著其容易液化，火災(zāi)危險性也大。某些低熔點可燃固體發(fā)生閃燃的最低溫度就是其閃點，具有閃點的固體物質(zhì)數(shù)量較少。固體燃點是指對可燃固體加熱到一定溫度，遇明火發(fā)生持續(xù)燃燒時固體的最低溫度。因為固體被點燃著火需經(jīng)歷受熱、熱解、氣體分解、著火等過程，在燃點溫度下要能夠完成熱解和產(chǎn)物氣體分解兩個過程，產(chǎn)生足夠量的可燃?xì)怏w。熔點、閃點和燃點是評定固體火災(zāi)危險性的重要參數(shù)。一般地，熔點越低的可燃固體，閃點和燃點也越低

8、，火災(zāi)危險性越大。燃點是評價固體火災(zāi)危險性的主要參數(shù)之一。（2）熱分解溫度固體熱分解溫度指可燃固體受熱發(fā)生分解的初始溫度，它也是評定受熱能分解的固體火災(zāi)危險性的主要參數(shù)之一?？扇脊腆w的熱分解溫度越低，則燃點也越低，火災(zāi)危險性也越大。（熱分解溫度時分解剛開始，燃點溫度時分解速度已經(jīng)能夠持續(xù)燃燒）（3）自燃點可燃固體加熱到一定程度能自動著火燃燒的最低溫度，就是其自燃點。在自燃點溫度下，固體不僅要使固體熱解、分解生成足夠量的可燃?xì)怏w，還要引燃生成的可燃?xì)怏w，所以一種固體的自燃點要高于其燃點。自燃點越低的固體，越容易燃燒，因而其火災(zāi)危險性越大。固體的燃點與自燃點差別較大，如棉花的燃點是210，自燃點是

9、255。從理論上講，物質(zhì)在空氣中被加熱到某一溫度就會燃燒，但固體在燃燒之前需要發(fā)生一系列的分解過程，所以點燃情況下開始燃燒的溫度（燃點）與純粹靠加熱被引燃的溫度（自燃點）有明顯的區(qū)別，通常自燃點高于燃點。燃點和自燃點都是表征可燃固體火災(zāi)危險性的主要參數(shù)。（4）比表面積比表面積是指單位體積固體的表面積。相同的可燃固體，比表面積越大，火災(zāi)危險性越大。就可燃粉塵而言，比表面積大小對爆炸下限、最小引爆能、最大爆炸壓力等參數(shù)有著極其重要的影響。一般情況是，隨著粉塵的比表面積增大，其爆炸下限降低，最小引爆能變小，而最大爆炸壓力增大。（5）極限氧指數(shù)極限氧指數(shù)（LOI limit oxygen index，

10、也簡稱為氧指數(shù)）是判斷聚合物材料可燃性的參數(shù)，由費尼莫（Fenimore）和馬?。∕artin）在1966年提出，檢測該參數(shù)的重現(xiàn)性較好，能夠定量評價，所以得到廣泛應(yīng)用。所謂極限氧指數(shù)是指在規(guī)定的試驗條件下，剛好能夠維持材料持續(xù)燃燒時所需要的氮/氧混合氣體中最低氧含量的體積百分?jǐn)?shù)。氧指數(shù)是評價各種固體物質(zhì)相對燃燒性能的一種表示方法，也是評價可燃固體（尤其是高聚物）火災(zāi)危險性的重要指標(biāo)。氧指數(shù)越小的高聚物，燃燒時對氧氣的需求量越小，或者說燃燒時受氧氣濃度的影響越小，因而火災(zāi)危險性越大。材料的LOI大于21（空氣中氧氣的濃度是21%）時，則在室溫下，材料在空氣中無法燃燒；而LOI為2527則意味著

11、材料需要在很高的外加熱氣流下才能燃燒。硬質(zhì)PVC的LOI為4550，軟質(zhì)PVC也可以很容易達(dá)到27，而木材和大多數(shù)塑料的LOI分別為2122和1718。一般認(rèn)為氧指數(shù)小于22的屬易燃材料；氧指數(shù)在2227之間的屬難燃材料；而氧指數(shù)大于27的屬高難燃材料。材料經(jīng)阻燃處理后，其氧指數(shù)會有不同程度的提高。5.2 固體物質(zhì)的點燃5.2.1 固體物質(zhì)點燃的熱作用理論分析5.2.2 常見固體物質(zhì)著火過程5.2.1 固體物質(zhì)點燃的熱作用理論分析在實際的火災(zāi)中，能夠釋放出可燃?xì)怏w的固體是最常見的固體，主要討論此類固體的引燃條件和引燃時間問題。受熱時能釋放出可燃?xì)獾墓腆w能否被引燃，取決于其釋放出的可燃?xì)饽芊癖３?/p>

12、一定濃度，這也可以用熱平衡方程進(jìn)行判斷。此部分內(nèi)容自學(xué)，詳細(xì)了解請參閱杜文峰主編.消防燃燒學(xué).北京：中國公安大學(xué)出版社，1997如果S0，固體表面接受的熱量除了能維持持續(xù)燃燒，還有多余部分。這部分熱量可以使可燃?xì)獾尼尫潘俾蔬M(jìn)一步提高，為固體持續(xù)燃燒創(chuàng)造更好的條件；S = 0是固體能否被引燃的臨界條件。例 用一溫度為1300的火焰緊靠表面照射的一厚度為50mm的有機(jī)玻璃板，如果表面溫度達(dá)到燃點（約需6s）后立即移走火焰，判斷該玻璃板能否被引燃。解 據(jù)有關(guān)資料查得 = 1.110-7 m2/s， K = 0.19 W/（mK）， HC 26.2 kJ/g， LV 1.62 kJ/g， Gcr 3.

13、2g/（m2s）， 0.27；由給定條件得TSTi270273543（K），t = 6 s。假定T0 = 20 + 273 = 293（K）。 = 0.8，由公式（5-2）得= 6.24104 (W/m2) = 62.4 (kW/m2) 由于表面溫度達(dá)到燃點后立即移走火焰，所以 0。由公式（7-3）得S （0.2726.2-1.62）3.2一62.4 -44.93（kWm2）因為S0，所以有機(jī)玻璃板不能被引燃。如果對聚氨醋泡沫（其表面在0.2s左右就達(dá)到燃點溫度）進(jìn)行類似計算，結(jié)果S = 18.4（kW/m2）0。因此聚氨酯泡沫容易被引燃且燃燒強(qiáng)烈。在火源的持續(xù)作用下，可燃固體被引燃的時間長短

14、與可燃物種類、形狀尺寸、火源強(qiáng)度、加熱方式等因素有關(guān)。5.2.2 常見固體物質(zhì)著火過程5.2.2.1 煤的著火過程5.2.2.2 木材著火過程5.2.2.3 高分子材料著火過程5.2.2.1 煤的著火過程圖5-4 煤顆粒的燃燒歷程顆粒中心溫度不超過600700表面燃燒、發(fā)亮，溫度升高，約1100。 可燃性氣體著火后，經(jīng)過不長時間，火焰逐漸縮短，直至消失，這表明可燃性氣體已基本燃燒完畢。 實驗表明，從煤顆粒干燥開始到析出氣體直至可燃性氣體基本燃盡所需的時間是極短的，僅占煤全部燃燒時間的10。然后煤顆粒表面開始燃燒、發(fā)亮，其溫度逐漸升高，達(dá)到最高值（一般為1100）。 這時顆粒周圍只有極短的藍(lán)色火

15、焰，它主要是CO燃燒所形成的。5.2.2.2 木材著火過程水分氣化，之后逸出、干燥；熱解、氣化反應(yīng)，析出可燃性氣體；溫度再升高，熱裂解速率加快，當(dāng)溫度達(dá)到260時，可燃性氣體的析出量迅速增加，此時遇明火可將其點燃，但并不能維持穩(wěn)定燃燒（閃火）。所以260為木材的閃火點溫度。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高，可燃性氣體的析出速率隨之增加，木材開始形成穩(wěn)定的氣相火焰。該溫度為木材的著火溫度（燃點？）。隨后的燃燒過程與煤相似。表5-5 部分木材的閃火溫度和著火溫度樹種楊樹紅松夷松櫸木桂樹閃火溫度/253263262264270著火溫度/445430437426455木材的導(dǎo)熱性是各向異性的，所以橫向和縱向的燃燒速度

16、也是不同的，橫向?qū)嵝圆?，所以燃燒速度快。燃燒橫向孔洞的原因即如此。圖5-5 木材結(jié)構(gòu)圖5.2.2.3 高分子材料著火過程圖5-6 高分子材料燃燒反應(yīng)示意圖5.3 固體表面的火焰?zhèn)鞑ニ俣取叭紵鹗急砻妗笔侵腹腆w火焰?zhèn)鞑r正在燃燒的火焰和未燃物質(zhì)之間的界面。穿過這個界面的傳熱速率決定了火焰?zhèn)鞑セ蚧馂?zāi)蔓延的速度。根據(jù)能量守恒方程得“火焰?zhèn)鞑サ幕痉匠獭盫火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?穿過界面的傳熱速率，在單位時間內(nèi)穿過單位界面的熱量； 固體的密度；h單位質(zhì)量的固體從初溫T0上升到燃點Ti所需的熱量?；鹧?zhèn)鞑ニ俣扰c木材的熱容量和燃點有關(guān)，熱容量越大、燃點越高，則火焰?zhèn)鞑ニ俣仍铰?。熱解開始溫度越低，產(chǎn)生熱解氣體的速

17、度越快，燃燒速度越快，火焰蔓延的速度也越快。硬度低的木材較松軟，燃燒速度快。表5-6 幾種常見固體物質(zhì)的平均燃燒速度g（m2s）-1物質(zhì)名稱平均燃燒速度物質(zhì)名稱平均燃燒速度木材（水分14%）13.9棉花2.5天然橡膠6.7紙張6.7布質(zhì)電膠木8.9有機(jī)玻璃（PMMA）11.5酚醛塑料2.8人造纖維（水分6%）65.4 合成材料、木材的燃燒特性5.4.1 合成材料的燃燒5.4.2 木材的燃燒 5.4.1 合成材料的燃燒 高聚物的燃燒過程 受熱軟化熔融、熱分解、著火燃燒 。熱塑性高聚物受熱容易軟化熔融。熱固性或交聯(lián)型高聚物（如酚醛塑料、環(huán)氧樹脂等），在熱分解溫度以下不軟化熔融，但熱量被蓄積起來，該

18、熱量一部分用于提高聚合物的溫度，另一部分用于誘發(fā)產(chǎn)生自由基的斷鏈反應(yīng)以及加速分解的自催化作用。 表5-7 常見熱塑性塑料的軟化、熔融溫度（）塑料名稱軟化溫度熔融溫度聚乙烯123220聚丙烯157214硬質(zhì)聚氯乙烯219聚己內(nèi)酰胺209228聚氨酯121155聚碳酸酯213305熱分解出可燃?xì)怏w是高聚物燃燒的前提；高聚物的化學(xué)鍵斷裂所需要的能量不同，與分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)環(huán)境有關(guān)。分解溫度及分解產(chǎn)物也不同。斷鍵生成的較大分子還會繼續(xù)分解。只含碳和氫的高聚物易燃但不猛烈；含有氧的高聚物易燃而且猛烈；而含鹵素的高聚物難燃，離開火源后一般不燃。表5-8 常見塑料的熱分解溫度及主要熱分解產(chǎn)物塑料名稱分解溫度/

19、（）主要分解產(chǎn)物聚乙烯335450烯烴、鏈烷烴、環(huán)狀烴聚丙烯328410烯烴、鏈烷烴、環(huán)狀烴聚乙烯醇250甲醛、乙酸聚氯乙烯200300氯化氫、芳香烴、多環(huán)烴聚苯乙烯300400苯乙烯、二聚體、三聚體聚丙烯腈250280丙烯腈、氰化氫尼龍-6310380己內(nèi)酰胺尼龍-66310380胺、一氧化碳、二氧化碳高聚物燃燒的普遍性特點 （1）發(fā)熱量較高、燃燒速度較快 表5-9 一些高聚物的燃燒熱和燃燒速度物質(zhì)名稱燃燒熱（kJ/g）燃燒速度（mm/min）物質(zhì)名稱燃燒熱（kJ/g）燃燒速度（mm/min）聚乙烯46.617.630.5ABS35.2525.450.8聚丙烯43.9617.840.6聚甲基

20、丙烯酸甲酯25.2115.240.6聚苯乙烯40.1812.763.5縮醛16.9312.727.9（2）發(fā)煙量較大，影響能見度 表5-10 一些高聚物燃燒時煙的最大減光系數(shù)（Csm）物質(zhì)名稱Csm(m-1)物質(zhì)名稱Csm(m-1)物質(zhì)名稱Csm(m-1)聚氯乙烯（硬）0.11酚醛樹脂0.70環(huán)氧樹脂1.07有機(jī)硅樹脂0.24聚酰胺0.88聚丙烯1.30聚乙烯0.38聚碳酸酯0.97聚苯乙烯1.51（3）燃燒（或分解）產(chǎn)物的危害性大 高聚物在燃燒（或分解）過程中，會產(chǎn)生CO，NOx、HCl、HF、HCN、SO2及COCl2（光氣）等有害氣體，加上缺氧窒息作用，對火場人員的生命安全構(gòu)成極大的威脅

21、。圖5-7 理論燃燒速度、氧氣擴(kuò)散速度與溫度的關(guān)系 圖5-8 燃燒產(chǎn)熱速率、散熱速率與溫度的關(guān)系 高聚物燃燒的非共性特點（1）只含碳和氫的高聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等，易燃但不猛烈，離開火焰后仍能持續(xù)燃燒，火焰呈蘭色或黃色，燃燒時有熔滴，并產(chǎn)生有毒的一氧化碳?xì)怏w。（2）含有氧的高聚物，如有機(jī)玻璃、賽璐路等，易燃且猛烈，火焰呈黃色，燃燒時變軟，無熔滴，并產(chǎn)生有毒的一氧化碳?xì)怏w。（3）含有氮的高聚物，燃燒情況比較復(fù)雜，如脲甲醛樹脂為難燃自熄；三聚氰胺甲醛樹脂為緩燃緩熄；尼龍為易燃以燼。它們在燃燒時都有熔滴，并產(chǎn)生一氧化碳、氧化氮有毒氣體和氰化氫劇毒氣體。（4）含有氯的高聚物，如聚氯乙烯等，

22、硬的為難燃自熄，軟的為緩燃緩熄，火焰呈黃色，燃燒時無熔滴，有炭瘤，并產(chǎn)生氯化氫氣體，有毒且溶于水后有腐蝕性。（5）含有氟的高聚物，實際上不燃，但加強(qiáng)熱時，能放出腐蝕毒害性的氟化氫氣體。（6）酚醛樹脂，無填料的為難燃自熄，有木粉填料的為緩燃緩熄，火焰呈黃色，冒黑煙，放出有毒的酚蒸氣。 熱穩(wěn)定性較差的高聚物，熱分解溫度較低，只需要供給較少的熱量就能使其分解產(chǎn)生可燃?xì)怏w，因此燃燒速度較快；分解產(chǎn)物中含可燃?xì)怏w較多的高聚物，燃燒速度較快。燃燒時釋放熱量越多的高聚物，火焰溫度越高，燃燒擴(kuò)展得越快。 5.4.2 木材的燃燒 木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素；主要組成元素是碳、氧、氫和氮。分解溫度：

23、半纖維素200260；纖維素240350；木質(zhì)素280500。當(dāng)木材加熱到130時開始分解，產(chǎn)物主要是水蒸氣和二氧化碳；加熱到220250時開始變色并炭化，分解產(chǎn)物主要是一氧化碳、氫和碳?xì)浠衔?；加熱?00以上，有形結(jié)構(gòu)開始斷裂，在木材表面垂直于紋理方向上木炭層出現(xiàn)小裂紋，這就使揮發(fā)物容易通過炭化層表面逸出。表5-12 木材在不同溫度下分解產(chǎn)生的氣體組成溫度（）氣體種類及組成（%）CO2COCH4C2H4H230056.740.173.7640049.3634.0014.310.861.4750043.2029.0121.723.682.3460040.9827.2023.425.742.6

24、670038.5625.1924.948.502.81木材燃燒明顯存在分解燃燒（有焰燃燒）和表面燃燒；有火焰時，木炭得不到充足的氧氣；有火焰燃燒和無焰燃燒交替進(jìn)行，但一般不明顯；較深的“龜裂”溝紋，有利于分解和燃?xì)馔庖?。木炭的成分隨溫度的變化而變化。 （見下表）表5-13 不同溫度下木炭的成分 溫度（）木炭的成分種類及其組成（%）CHO30071.84.322.940080.23.516.350089.02.858.1560094.02.223.570095.51.62.9圖5-9 木板燃燒或熱解時表面龜裂形狀圖5-10 木材的燃燒速度與木材的比表面積的關(guān)系5.5 可燃固體的陰燃5.5.1 陰

25、燃及其發(fā)生過程5.5.2 陰燃發(fā)生的條件 5.5.3 陰燃傳播的影響因素 5.5.4 陰燃向有焰燃燒的轉(zhuǎn)變 5.5.1 陰燃及其發(fā)生過程陰燃是某些固體物質(zhì)無可見光的緩慢燃燒，通常產(chǎn)生煙和伴有溫度升高的現(xiàn)象。 在規(guī)定的試驗條件下，物質(zhì)發(fā)生的持續(xù)、有煙、無焰的燃燒現(xiàn)象。定義陰燃與有焰燃燒的主要區(qū)別是無火焰，與無焰燃燒的主要區(qū)別是能熱分解出可燃?xì)狻?圖5-12 陰燃沿柱狀纖維傳播示意圖區(qū)域I （灼熱燃燒區(qū)）區(qū)域II （熱解碳化區(qū)）區(qū)域III（原始材料區(qū)）區(qū)域IV（灰燼區(qū)）區(qū)域I（灼熱燃燒區(qū)）。在該區(qū)纖維素中大部分氣體已經(jīng)揮發(fā)掉，剩下的固定碳進(jìn)行表面燃燒，溫度在四個區(qū)域中最高，可達(dá)600750。區(qū)域I

26、I（熱解碳化區(qū)）。區(qū)域I中燃燒熱傳導(dǎo)到區(qū)域II后，使該區(qū)域溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到250300時，纖維素發(fā)生分解，析出氣體。但由于氣體析出速度較小，可燃?xì)怏w濃度不高，未達(dá)到燃燒的條件。在該區(qū)上方有煙逸出，煙中含有可燃?xì)怏w。區(qū)域III（原始材料區(qū)）。在該區(qū)溫度較低，纖維素不發(fā)生熱解，保持原始狀態(tài)。區(qū)域IV（灰燼區(qū)）。纖維素?zé)峤馐Ｏ碌墓腆w碳經(jīng)一段時間的燃燒后，只剩下非常松散的灰燼。該區(qū)的溫度逐漸下降。5.5.2 陰燃發(fā)生的條件 陰燃主要發(fā)生在固體物質(zhì)處于空氣不流通的情況下，如固體堆垛內(nèi)部的陰燃，處于密封性較好的室內(nèi)的固體陰燃。也有暴露于外加熱流的固體粉塵層表面上發(fā)生陰燃的情況。陰燃的發(fā)生都要求有一個供

27、熱強(qiáng)度適宜的熱源。因為供熱強(qiáng)度過小，固體無法著火；供熱強(qiáng)度過大，固體將發(fā)生有焰燃燒。 常見的引起陰燃的熱源 . 自燃熱源。固體堆垛內(nèi)的陰燃多半是自燃的結(jié)果，而堆積固體自燃的基本特征就是在堆垛內(nèi)部以陰燃反應(yīng)開始燃燒，然后緩慢向外傳播，直到在堆垛表面轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵? 陰燃本身成為熱源。一種固體正在發(fā)生著的陰燃，可能成為引燃源導(dǎo)致另一種固體陰燃，如香煙的陰燃常常引起地毯、被褥、木屑、植被等陰燃，進(jìn)而發(fā)生惡性火災(zāi)。. 有焰燃燒火焰熄滅后的陰燃。例如固體堆垛有焰燃燒的外部火焰被水撲滅后，由于水流沒有完全進(jìn)入堆垛內(nèi)部，那里仍處于熾熱狀態(tài)，因此可能發(fā)生陰燃；室內(nèi)固體在有焰燃燒過程中，當(dāng)空氣被消耗到一定程度

28、時，火焰就會熄滅，接著固體燃燒以陰燃形式存在。 5.5.3 陰燃傳播的影響因素 （1）固體材料的性質(zhì)和尺寸 質(zhì)地松軟、細(xì)微、雜質(zhì)少的材料陰燃性能好。 表5-15 不同粒徑軟木粉陰燃的厚度下限（mm）粒徑（mm）0.51.02.03.6厚度下限（mm）12364736*（2）外加空氣流（風(fēng)）速度 見圖5-13和圖5-14圖5-13 厚度下限隨空氣流的變化（山毛櫸鋸末，平均粒徑0.48 mm）能夠發(fā)生陰燃的粉末狀物質(zhì)的能夠自燃的厚度下限。圖5-14 陰燃傳播速度和區(qū)域最高溫度之間的關(guān)系（纖維素棒的水平陰燃）（3）陰燃的傳播方向相同的固體材料在相同的環(huán)境條件下，向上傳播的陰燃速度最快，水平傳播的陰燃

29、次之，向下傳播的陰燃速度最慢。表明向上傳播的陰燃狀態(tài)更加危險。（4）雙元材料體系的陰燃有些高聚物泡沫（例如高彈性的柔性聚氨酯泡沫）單獨存在時是難以陰燃的，但是如果它們與許多象織物類的材料組成雙元材料體系時，就可以發(fā)生陰燃。這說明某些易陰燃材料對其他一些難陰燃材料的陰燃起決定性作用。圖5-15 織物一泡沫體系陰燃的相互作用示意圖 5.5.4 陰燃向有焰燃燒的轉(zhuǎn)變 有利于陰燃的上述因素也都有利于陰燃向有焰燃燒的轉(zhuǎn)變；如外加空氣流有利于這種轉(zhuǎn)變；向上傳播的陰燃比向下傳播的陰燃更容易向有焰燃燒轉(zhuǎn)變；棉花等松軟、細(xì)微的材料的陰燃很容易轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵鹊取?陰燃向有焰燃燒轉(zhuǎn)變的幾種情形 （一）陰燃從材料堆

30、垛內(nèi)部傳播到外部時轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵?（二）加熱溫度提高，陰燃轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵?（三）密閉空間內(nèi)材料的陰燃轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵ㄉ踔赁Z燃） 5.6 固體材料火災(zāi)危險性評估簡介在發(fā)生建筑火災(zāi)時，可燃物主要的就是木材、天然纖維、塑料制品、其它合成材料等固體可燃材料。火災(zāi)危險性（fire hazard）包括兩個方面：第一是火災(zāi)事故發(fā)生的可能性大??；第二是火災(zāi)發(fā)生后危害后果的嚴(yán)重程度?；馂?zāi)事故發(fā)生的可能性大小與兩個因素有關(guān)，第一是點火源的出現(xiàn)的概率及其強(qiáng)度，第二是可燃物質(zhì)的易燃特性?；馂?zāi)發(fā)生后危害后果的嚴(yán)重程度與可燃物的數(shù)量、可燃物的燃燒速率、可燃物的釋熱率、可燃物的存在地點、燃燒產(chǎn)物的毒性與產(chǎn)生量、可燃性結(jié)構(gòu)材

31、料的耐熱性等因素有關(guān)。從可燃物自身的特性考慮，在燃燒的發(fā)生及其初始蔓延階段與可燃物質(zhì)的下列四個易燃特性因素有關(guān)： 材料的分解溫度與分解行為； 材料的引燃難易程度，可用著火溫度（或稱為引燃溫度、燃點，是指當(dāng)材料直接暴露于火中時）自燃溫度（是指材料直接暴露于高熱中時）極限氧濃度指數(shù)（當(dāng)材料直接暴露于可燃?xì)怏w與空氣混合物中時）來表征 材料的暴露程度，材料直接暴露于空氣中比被不燃材料覆蓋時對火更敏感，處于天花板等高處的材料比處于地面的材料對火更敏感； 材料的數(shù)量。及配置。在某處場所的不適宜燃燒而形成火災(zāi)，與材料的下述性質(zhì)和狀態(tài)有關(guān)： 材料被引燃的難易程度，越易被引燃越易發(fā)生火災(zāi)； 材料表面的可燃性； 材料的燃燒熱或熱值，燃燒時釋放的熱量越多，越有利于燃燒速度的提高； 材料的生煙量； 有毒氣體產(chǎn)生量； 材料的暴露程度； 材料的數(shù)量。為了進(jìn)行火災(zāi)危險性評估（fire hazard assessment），需要在試驗室采用小型檢驗設(shè)備，對材料的陰燃性、引燃性、閃燃性、火焰?zhèn)鞑バ阅?、釋熱性能、耐燃性及自熄性?/p>