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文檔簡介
1、第一篇 消防基礎(chǔ)知識(shí)引言火災(zāi)是失去控制的災(zāi)害性燃燒現(xiàn)象,是常發(fā)性災(zāi)害中發(fā)生頻率較高的災(zāi)害之一。人們對(duì)火災(zāi)危害的認(rèn)識(shí)由來已 久,如何運(yùn)用消防技術(shù)措施防止火災(zāi)發(fā)生、迅速撲滅已發(fā)生的火災(zāi),一直是人們研究的一個(gè)重要課題。消防技術(shù)中 涉及的火災(zāi)防治工程技術(shù)和消防安全設(shè)計(jì)與管理方法等內(nèi)容,需要運(yùn)用大量的自然科學(xué)知識(shí)和理論,這就要求從事 消防專業(yè)技術(shù)工作的人員要認(rèn)真研究火災(zāi)規(guī)律和特點(diǎn),掌握必要的消防基礎(chǔ)理論與技術(shù)手段,增強(qiáng)對(duì)火災(zāi)發(fā)生發(fā)展 機(jī)制的科學(xué)認(rèn)識(shí),鑒別基本火災(zāi)現(xiàn)象,并能對(duì)消防基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用研究成果、工程應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景有較為全面 的了解。本篇消防基礎(chǔ)知識(shí)部分主要針對(duì)社會(huì)消防專業(yè)技術(shù)人員執(zhí)業(yè)需求,以國
2、家有關(guān)法律法規(guī)、火災(zāi)基礎(chǔ)理論等為依 據(jù),介紹了火災(zāi)及消防科學(xué)的基礎(chǔ)理論、應(yīng)用基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)的基本情況等,全篇共分為四章十六節(jié)。其中, 燃燒基礎(chǔ)知識(shí)一章主要包括燃燒的條件,燃燒的類型,燃燒的方式與特點(diǎn),燃燒產(chǎn)物等內(nèi)容;火災(zāi)基礎(chǔ)知識(shí)一章主 要涉及火災(zāi)的定義、分類與危害,火災(zāi)發(fā)生的常見原因,建筑火災(zāi)蔓延的機(jī)理與途徑,滅火的基本原理和方法等內(nèi) 容;爆炸基礎(chǔ)知識(shí)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(yīng)用,常見爆炸危險(xiǎn)源等內(nèi)容;易燃易 爆危險(xiǎn)品消防安全知識(shí)一章主要介紹了爆炸品,易燃?xì)怏w,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(jī)過氧化物五類易燃易爆危險(xiǎn)品
3、的概念、分類及其火災(zāi)危險(xiǎn)性。第一章 燃燒基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)要求通過本章學(xué)習(xí),應(yīng)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(diǎn)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(chǔ)知識(shí)主要包括燃燒條件、 燃燒類型、 燃燒方式與特點(diǎn)及燃燒產(chǎn)物等相關(guān)內(nèi)容, 是關(guān)于火災(zāi)機(jī)理及燃燒 過程等最基礎(chǔ)、最本質(zhì)的知識(shí)。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(yīng),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(jí)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(biāo)志;由于燃燒不完全等原因,會(huì)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?;有些固體發(fā)生表面燃燒時(shí),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(gè)必要條件,即可燃物、氧化劑和溫度(引火源)。當(dāng)燃燒發(fā)生時(shí),上述三個(gè) 條件必須同時(shí)具備,如果有一個(gè)條件不具備,那么燃燒就不會(huì)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(jìn)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(gè)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(xué)基團(tuán),
5、能與其他自由基和分子起反應(yīng),從而使燃燒按鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的形式擴(kuò)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(gè)必要條件,即可燃物、氧化劑、溫度和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。(一)可燃物凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì),均稱為可燃物,如木材、氫氣、汽油、煤炭、紙張、硫等??扇嘉锇雌浠瘜W(xué)組成,分為無機(jī)可燃物和有機(jī)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?xì)怏w三大類。(二)氧化劑(助燃物)凡是與可燃物結(jié)合能導(dǎo)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(jìn)行。(三)弓I火源凡是能引起物質(zhì)燃燒的點(diǎn)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(duì)有效預(yù)防火災(zāi)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(jī)動(dòng)車輛排氣管火星、飛火等。( 2)電弧、電火花。指電氣設(shè)備、 電氣線路、 電氣開關(guān)及漏電打火; 電話、手機(jī)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(duì)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(jī)械設(shè)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(huì)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?zhǔn)椒磻?yīng) 很多燃燒反應(yīng)不是直接進(jìn)行的,而是通過游離基團(tuán)和原子這些中間產(chǎn)物在瞬間進(jìn)行的循環(huán)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。游離基的 鏈鎖反應(yīng)是燃燒反應(yīng)的實(shí)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(gè)必要條件,但燃燒的發(fā)生需要三個(gè)條件達(dá)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(duì)于有焰燃燒,還包括未受抑制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。(一)一定的可燃物濃度 可燃?xì)怏w或可燃液體的蒸氣與空氣混合只有達(dá)到一定濃度,才會(huì)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?yàn)樵诔叵旅河捅砻鎿]發(fā)的煤油蒸氣量不多,沒有達(dá)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(shí),液體表面的蒸汽量均不能達(dá)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(huì)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(diǎn)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(diǎn)火能量(見本篇第三章第三節(jié))要求。達(dá)到這一能量才能引起燃燒反應(yīng),否則燃燒便不會(huì)發(fā)生。如:汽油的最小點(diǎn)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(gè)條件相互作用。要求每種條件都要達(dá)到一定的量,而且其中一個(gè)量的變化又會(huì)影 響燃燒時(shí)對(duì)其他條件量的要求。如氧濃度的變化就會(huì)改變可燃?xì)怏w、液體和部分可燃物的燃點(diǎn)。在實(shí)際情況下,對(duì) 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(duì)燃燒的影響就較大,當(dāng)點(diǎn)火能量是電火花時(shí), 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(diǎn)火能 量就越小。(五)未受抑制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)對(duì)有焰燃燒,根據(jù)燃燒的鏈鎖反應(yīng)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(yīng)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(xué)基團(tuán),能與其他的自由基和分子起反應(yīng),從而使燃燒按鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的形式擴(kuò)展。因此,有焰燃燒的發(fā)生需要未受抑制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。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(guān)常 識(shí),對(duì)于了解物質(zhì)燃燒機(jī)理、火災(zāi)危險(xiǎn)性的評(píng)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(diǎn),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(dá)到一定的濃度時(shí),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(bǔ)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(zāi)事故的先兆之一。閃點(diǎn)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(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí),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(diǎn)柴草、汽油、液化石油氣等,就會(huì)引起它們著火。可燃物開始持續(xù)燃燒所需的最低溫度稱
12、為 著火點(diǎn),即燃點(diǎn)。(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(xué)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(diǎn)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(xué)反應(yīng)、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(xué)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(jī)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(gè)特征是爆炸點(diǎn)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(xué)爆炸,關(guān)于爆炸的具體分類及
14、其各自特點(diǎn)詳見本篇 第三章第一節(jié)。二、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)的概念 氣體、液體、固體物質(zhì)的燃燒各有特點(diǎn),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(diǎn)1閃點(diǎn)的定義在規(guī)定的試驗(yàn)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(diǎn)。2閃點(diǎn)的意義閃點(diǎn)是可燃性液體性質(zhì)的主要標(biāo)志之一, 是衡量液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大小的重要參數(shù)。 閃點(diǎn)越低, 火災(zāi)危險(xiǎn)性越大, 反之則越小。閃點(diǎn)與可燃性液體的飽和蒸氣壓有關(guān),飽和蒸氣壓越高,閃點(diǎn)越低。當(dāng)液體的溫度高于其閃點(diǎn)時(shí),液 體隨時(shí)有可能被火源引燃或發(fā)生自燃,若液體的溫度低于閃點(diǎn),
15、則液體是不會(huì)發(fā)生閃燃的,更不會(huì)發(fā)生著火。常見 的幾種易燃或可燃液體的閃點(diǎn)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(diǎn)名稱閃點(diǎn)(C)名稱閃點(diǎn)(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(diǎn)在消防上的應(yīng)用閃點(diǎn)是判斷液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大小以及對(duì)可燃性液體進(jìn)行分類的主要依據(jù)??扇夹砸后w的閃點(diǎn)越低,其火災(zāi)危險(xiǎn) 性也越大。例如,汽油的閃點(diǎn)為一 50 C,煤油的閃點(diǎn)為 3874C,顯然汽油的火災(zāi)危險(xiǎn)性就比煤油大。根據(jù)閃點(diǎn)的 高低,可以確定生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存可燃性液體場所的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別:閃點(diǎn)V28C的為甲類;閃點(diǎn)28C至v 6
16、0C的為乙類;閃點(diǎn)60 C的為丙類(詳見第二篇第二章)。(二)燃點(diǎn)1 .燃點(diǎn)的定義在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,應(yīng)用外部熱源使物質(zhì)表面起火并持續(xù)燃燒一定時(shí)間所需的最低溫度,稱為燃點(diǎn)。2 .常見可燃物的燃點(diǎn)可燃物的溫度沒有達(dá)到燃點(diǎn)時(shí)是不會(huì)著火的,物質(zhì)的燃點(diǎn)越低,越易著火。某些常見可燃物的燃點(diǎn)如表1-1-2所示。表1-1-2幾種常見可燃物的燃點(diǎn)物質(zhì)名稱燃點(diǎn)(C)物質(zhì)名稱燃點(diǎn)(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(diǎn)與閃點(diǎn)的關(guān)系易燃液體的燃點(diǎn)一般高岀其閃點(diǎn)15C,且閃點(diǎn)越低,這一差值越小,特另提在敞開的容器中很難將閃點(diǎn)和燃點(diǎn)區(qū)分開來。因此
17、,評(píng)定這類液體火災(zāi)危險(xiǎn)性大小時(shí),一般用閃點(diǎn)。對(duì)于閃點(diǎn)在100C以上的可燃液體,閃點(diǎn)和燃點(diǎn)差值達(dá)30C,這類液體一般情況下不易發(fā)生閃燃,也不宜用閃點(diǎn)去衡量它們的火災(zāi)危險(xiǎn)性。固體的火災(zāi)危險(xiǎn)性大小 一般用燃點(diǎn)來衡量。(三)自燃點(diǎn)1 自燃點(diǎn)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(diǎn)。在這一溫度時(shí),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(diǎn)自燃點(diǎn)是衡量可燃物質(zhì)受熱升溫導(dǎo)致自燃危險(xiǎn)的依據(jù)??扇嘉锏淖匀键c(diǎn)越低,發(fā)生自燃的危險(xiǎn)性就越大。某些 常見可燃物在空氣中的自燃點(diǎn)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(diǎn)物質(zhì)名稱自燃點(diǎn)C)物質(zhì)名稱自
18、燃點(diǎn)(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(diǎn)變化的規(guī)律不同的可燃物有不同的自燃點(diǎn),同一種可燃物在不同的條件下自燃點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化??扇嘉锏淖匀键c(diǎn)越低,發(fā) 生火災(zāi)的危險(xiǎn)性就越大。對(duì)于液體、氣體可燃物,其自燃點(diǎn)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(diǎn),則受受熱熔融、揮發(fā)物的數(shù)量、固體的顆粒度、受熱時(shí)間等因素的影響。第三節(jié)燃燒方式與特點(diǎn)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(jìn)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(shí),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(diǎn)也不一樣。一、氣體燃燒的特點(diǎn)可燃?xì)怏w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(diǎn),因此容易燃燒且燃燒速度快。根據(jù)燃燒前可燃?xì)怏w與氧混合狀況不同,其燃燒方式分為擴(kuò)散燃燒和預(yù)混燃燒。(一)擴(kuò)散燃燒即可燃性氣體和蒸氣分子與氣體氧化劑互相擴(kuò)散,邊混合邊燃燒。在擴(kuò)散燃燒中,化學(xué)反應(yīng)速度要比氣體混合 擴(kuò)散速度快得多。整個(gè)燃燒速度的快慢由物理混合速度決定。氣體(蒸氣)擴(kuò)散多少,就燒掉多少。人們?cè)谏a(chǎn)、 生活中的用火(如燃?xì)庾鲲垺Ⅻc(diǎn)氣照明、燒氣焊等)均屬這種形式的燃燒。擴(kuò)散燃燒
20、的特點(diǎn)為:燃燒比較穩(wěn)定,擴(kuò)散火焰不運(yùn)動(dòng),可燃?xì)怏w與氧化劑氣體的混合在可燃?xì)怏w噴口進(jìn)行。對(duì) 穩(wěn)定的擴(kuò)散燃燒,只要控制得好,就不至于造成火災(zāi),一旦發(fā)生火災(zāi)也較易撲救。(二)預(yù)混燃燒又稱動(dòng)力燃燒或爆炸式燃燒。它是指可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵預(yù)先同空氣(或氧)混合,遇火源產(chǎn)生帶有沖擊力 的燃燒。預(yù)混燃燒一般發(fā)生在封閉體系中或在混合氣體向周圍擴(kuò)散的速度遠(yuǎn)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(qiáng)可達(dá)709.1810.4kPa。通常的爆炸反應(yīng)即屬此種。預(yù)混燃燒的特點(diǎn)為:燃燒反應(yīng)快,溫度高,火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?,反?yīng)混合氣體不擴(kuò)散,在可燃混氣中引入一火源 即產(chǎn)生一個(gè)火焰中心,成為熱量與化學(xué)
21、活性粒子集中源。如果預(yù)混氣體從管口噴出發(fā)生動(dòng)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(huì)發(fā)生“回火”。如制氣系統(tǒng)檢修前不進(jìn)行置換就燒焊,燃?xì)庀到y(tǒng)開車前不進(jìn) 行吹掃就點(diǎn)火,用氣系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)壓回火或者漏氣未被發(fā)現(xiàn)而用火時(shí),往往形成動(dòng)力燃燒,有可能造成設(shè)備的損壞和 人員傷亡。二、液體燃燒的特點(diǎn)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(shí)蒸發(fā)出來的液體蒸氣被分解、氧化達(dá) 到燃點(diǎn)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(diǎn)、沸點(diǎn)和蒸發(fā)速
22、率 等性質(zhì)密切相關(guān)。常見的可燃液體中,液態(tài)烴類燃燒時(shí),通常具有橘色火焰并散發(fā)濃密的黑色煙云。醇類燃燒時(shí),通常具有透明 的藍(lán)色火焰,幾乎不產(chǎn)生煙霧。某些醚類燃燒時(shí),液體表面伴有明顯的沸騰狀,這類物質(zhì)的火災(zāi)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(shí),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(yùn)輸過程中,原油中的水由于強(qiáng)力攪拌成細(xì)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(yùn)
23、動(dòng)時(shí),由于溫度遠(yuǎn)高于水的沸點(diǎn),因而 熱波會(huì)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(dòng)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(shí)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(gè)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(jìn)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(dāng)熱波達(dá)到水
24、墊時(shí),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(shí)間早的多。發(fā)生沸溢的時(shí)間與原油的種類、水分含量有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn), 含有1%水分的石油,經(jīng)4560min燃燒就會(huì)發(fā)生沸溢。噴濺發(fā)生的時(shí)間與油層厚度、熱波移動(dòng)速度以及油的燃燒線 速度有關(guān)。三、固體燃燒的特點(diǎn) 固體可燃物由于其分子結(jié)構(gòu)的復(fù)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?xì)怏w進(jìn)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(diǎn)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(huì)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(fù)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(yīng)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(fù)雜的固體有機(jī)物,受熱不發(fā)生整體相變,而是分解釋放出可燃?xì)怏w, 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(dāng)固體完全分解且析出可燃?xì)怏w全部燒 盡后,留下的碳質(zhì)固體殘?jiān)砰_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(fù)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(shí)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(huì)產(chǎn)生可燃?xì)怏w,分解產(chǎn)生的較大分子會(huì)隨燃
27、燒溫度的提高進(jìn)一步蒸發(fā)熱解或不完全燃燒。高聚物在火災(zāi) 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(gè)區(qū)域擴(kuò)展到另一個(gè)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(kuò)散到固體表面的速度, 并受表面上化學(xué)反應(yīng)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(huì)熔融、升華或分解產(chǎn) 生可燃?xì)怏w。氧擴(kuò)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(yīng)的產(chǎn)物
28、從固體表面解吸擴(kuò)散, 帶著熱量離開固體表面。整個(gè)燃燒過程中固體表面呈高溫?zé)霟岚l(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(diǎn)低于該金屬的沸點(diǎn)。燃燒的高溫尚未達(dá)到 金屬沸點(diǎn)且無大量高熱金屬蒸氣產(chǎn)生時(shí),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(shí),燃燒進(jìn)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(zāi),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(fēng)條件改變,當(dāng)持續(xù) 的陰燃完全穿透固體材料時(shí),由于對(duì)流的加強(qiáng),會(huì)使空氣流入量相對(duì)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?fù)燃現(xiàn)象和由于固體陰燃引起的火災(zāi)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?xì)怏w的來源不同。蒸發(fā)燃 燒的可燃?xì)怏w是相變產(chǎn)物,分解燃燒的可燃?xì)怏w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(zāi)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(jī)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(xué)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(fù)雜。例如炭氫可燃 物在燃燒過程中,會(huì)因受熱裂解產(chǎn)生一系列中間產(chǎn)物,中間產(chǎn)物還會(huì)進(jìn)一步裂解成更小的碎片,這些小碎片會(huì)發(fā)生 脫氫、聚合、環(huán)化等反應(yīng),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(gè)化學(xué)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(huì)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(jìn)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(duì),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(tuán)主要以共價(jià)鍵結(jié)合而成的相對(duì)分子量在一萬以上的化合物。對(duì)于一些高分子化合物,受熱后會(huì)產(chǎn)生熱裂解,生成許 多不同類型的有機(jī)化合物,并能進(jìn)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(dǎo)致火勢的突變。(三)合成有機(jī)高分子材料的燃燒產(chǎn)物 合成有機(jī)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(jī)高分子材料。合成有機(jī)高分子材料在燃燒
34、 過程中伴有熱裂解,會(huì)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(yīng),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(jì)資料表明,火災(zāi)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(duì)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(jì)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(shí)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(shí)產(chǎn)生二氧化氮(NO2和其他氮的氧化物肺的強(qiáng)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(qiáng)刺激性,對(duì)眼、鼻有強(qiáng)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(xiǎn)性較之等量的 HCI氣體要大 500,氣體或微粒 存在時(shí)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(qiáng)刺激劑,在遠(yuǎn)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?zé)峤猓?00 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(dāng)達(dá)到一定的濃度時(shí),會(huì)刺激人的呼吸中樞,導(dǎo)致呼吸急促、煙氣吸入量增加,并且還會(huì)引起頭痛、神志不清等癥狀。而一氧化碳是火災(zāi)中致死的主要燃燒產(chǎn)物之一,其毒性在于對(duì)血液中血紅蛋白的高親和性,其對(duì)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(duì)人的影響見表1-1-5。表1-1-5 一氧化碳對(duì)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(xiǎn)癥狀的濃度10001200暴露1h后有危險(xiǎn)1500200035在1h內(nèi)即會(huì)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。通常可見光波長入為0.40.7卩m, 般火災(zāi)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(duì)可見光是不透明的。煙氣在
38、火場上彌漫,會(huì)嚴(yán)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(shí),煙氣中有些氣體對(duì)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(yàn)證明,室內(nèi)火災(zāi)在著火后大約15min左右,煙氣的濃度最大,此時(shí)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(diǎn)?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(gè)方面?參考文獻(xiàn)1 消防燃燒學(xué).中國人民公安大學(xué)出版社.1997.2 中國消防手冊(cè)(第一卷).上海科學(xué)技術(shù)出版社.2010.3 滅火救援員.
39、中國科學(xué)技術(shù)出版社.2013.4 降服火魔之術(shù).山東科學(xué)技術(shù)出版社.2001.第二章火災(zāi)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)要求通過本章的學(xué)習(xí),應(yīng)了解火災(zāi)的定義與分類,了解火災(zāi)的危害性和火災(zāi)發(fā)生的常見原因,熟悉火災(zāi)蔓延的機(jī)理與途徑以及滅火的基本原理與方法?;馂?zāi)基礎(chǔ)知識(shí)主要包括火災(zāi)的定義、分類與危害,火災(zāi)發(fā)生常見的原因,建筑火災(zāi)蔓延的機(jī)理與途徑,滅火的 基本原理和方法等內(nèi)容。第一節(jié) 火災(zāi)的定義、分類與危害火災(zāi)是災(zāi)害的一種,導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生既有自然因素,又有許多人為因素。掌握火災(zāi)的定義、分類及其危害特性, 是了解火災(zāi)規(guī)律、研究如何防范火災(zāi)的基礎(chǔ)。一、火災(zāi)的定義根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)消防基本術(shù)語(第一部分)GB5907,火災(zāi)是指在時(shí)間
40、或空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害。二、火災(zāi)的分類根據(jù)不同的需要,火災(zāi)可以按不同的方式進(jìn)行分類。(一)按照燃燒對(duì)象的性質(zhì)分類按照國家標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)分類 GB/T4968-2008 的規(guī)定,火災(zāi)分為 A、 B、C、 D、E、F 六類。A. 類火災(zāi):固體物質(zhì)火災(zāi)。這種物質(zhì)通常具有有機(jī)物性質(zhì),一般在燃燒時(shí)能產(chǎn)生灼熱的余燼。如木材、棉、 毛、麻、紙張火災(zāi)等。B. 類火災(zāi):液體或可熔化固體物質(zhì)火災(zāi)。如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、瀝青、石蠟火災(zāi)等。C. 類火災(zāi):氣體火災(zāi)。如煤氣、天然氣、甲烷、乙烷、氫氣、乙炔等。D. 類火災(zāi):金屬火災(zāi)。如鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鋰等。E. 類火災(zāi):帶電火災(zāi)。物體帶電燃燒的火災(zāi)。如
41、變壓器等設(shè)備的電氣火災(zāi)等。F. 類火災(zāi):烹飪器具內(nèi)的烹飪物(如動(dòng)植物油脂)火災(zāi)。(二)按照火災(zāi)事故所造成的災(zāi)害損失程度分類依據(jù)國務(wù)院 2007年 4月 6日頒布的生產(chǎn)安全事故報(bào)告和調(diào)查處理?xiàng)l例 (國務(wù)院令 493號(hào))中規(guī)定的生產(chǎn)安 全事故等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),消防部門將火災(zāi)分為特別重大火災(zāi)、重大火災(zāi)、較大火災(zāi)和一般火災(zāi)四個(gè)等級(jí)。 特別重大火災(zāi):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(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi); 重大火災(zāi):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(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi); 較大火災(zāi): 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(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi); 一般火災(zāi):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(cái)產(chǎn)損失的火災(zāi)。注:“以上”包括本數(shù),“以下”不包括本數(shù)。三、火災(zāi)的危害(一)危害生命安全建筑物火災(zāi)會(huì)對(duì)人的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。一場大火,有時(shí)會(huì)吞噬幾十人、甚至幾百人的生命。據(jù)統(tǒng)計(jì),20102012 年,全國共發(fā)生火災(zāi) 40.93 萬起,造成 3242 人死亡、 1720 人受傷,年均較大以上火災(zāi) 60 余起。 2000 年 12月 25 日,河南省洛陽東都商廈火災(zāi),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(zāi),造成 120 人 遇難、 77 人受傷。建筑物火災(zāi)對(duì)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(shí)產(chǎn)生高溫高熱,對(duì)人員的肌體造成嚴(yán)重傷害,甚至致人休克、死亡,據(jù)統(tǒng)計(jì),因燃燒熱造成的人 員死亡約占整個(gè)火災(zāi)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(huì)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(zāi)死亡的人中,約有3/4 的人系吸入有毒有害煙氣后直接導(dǎo)致死亡。再次,建筑物經(jīng)燃燒,達(dá)到甚至超過了承重構(gòu)件的耐火極限,導(dǎo)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(zāi),由于燃燒時(shí)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(jì)損失 火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失主要以建筑火災(zāi)為主。體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先,火災(zāi)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(cái)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(zāi),過火建筑面積 83276就,直接財(cái)產(chǎn)損失1.876億元。其次,建筑物火災(zāi)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(jī)撞擊后釀成大火,最后建筑垮塌。第三,建筑火災(zāi)產(chǎn)生 的流動(dòng)
45、煙氣,將使遠(yuǎn)離火焰的財(cái)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(zāi)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(cái)物遭受水漬、污染等損失。第五, 建筑火災(zāi)發(fā)生后,因建筑修復(fù)重建、人員善后安置、生產(chǎn)經(jīng)營停業(yè)等,會(huì)造成巨大的間接經(jīng)濟(jì)損失。(三)破壞文明成果 一些歷史保護(hù)建筑、文化遺址一旦發(fā)生火災(zāi),除了會(huì)造成人員傷亡和財(cái)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(duì)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(zāi),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(cè),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(zāi), 使這座建于公元 11 世紀(jì)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(huì) 發(fā)生火災(zāi),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(huì)穩(wěn)定從許多火災(zāi)案例來看,當(dāng)學(xué)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(zāi),或涉及糧食、能源、 資源等涉及國計(jì)民生的重要工業(yè)建筑發(fā)生大火時(shí),極可能在民眾中造成心理恐慌。家庭是社會(huì)細(xì)胞,普通家庭生活 遭受火災(zāi)的危害,也將在一定范圍
47、內(nèi)造成負(fù)面影響,損害群眾的安全感,影響社會(huì)的穩(wěn)定。(五)破壞生態(tài)環(huán)境 火災(zāi)的危害不僅表現(xiàn)在毀壞財(cái)物、殘害人類生命,而且還會(huì)嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。如森林火災(zāi)的發(fā)生,會(huì)使大量 的動(dòng)植物滅絕,環(huán)境惡化,氣候異常,干旱少雨,風(fēng)暴增多,水土流失,導(dǎo)致生態(tài)平衡被破壞,引發(fā)饑荒和疾病的 流行,嚴(yán)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(zāi)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(jī)物進(jìn)入松花江,引發(fā)嚴(yán)重水體污染事件。第二節(jié) 火災(zāi)發(fā)生的常見原因 事故都有起因,火災(zāi)也是如此。分析起火原因,了解火災(zāi)發(fā)生的特點(diǎn),是為了更有針對(duì)性地運(yùn)用技術(shù)措施,有 效控火,防止
48、和減少火災(zāi)危害。一、電氣 電氣原因引起的火災(zāi)在我國火災(zāi)中居于首位,據(jù)有關(guān)資料顯示,2012 年,全國因電氣原因引起的火災(zāi)占火災(zāi)總數(shù)的 32.2%。電氣設(shè)備過負(fù)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(zāi)的直接原因。其間接原因是 由于電氣設(shè)備故障或電器設(shè)備設(shè)置使用不當(dāng)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(dòng) 機(jī)、燈具、開關(guān)等。二、吸煙 煙蒂和點(diǎn)燃煙后未熄滅的火柴梗雖然是個(gè)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(dāng)?shù)谋戎亍?2012 年,全國因
49、吸煙引發(fā)的火災(zāi)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(zāi);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(zāi);在禁止一切火種的地方吸煙引起 火災(zāi)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(shè)置不當(dāng),安裝不符合要求,在爐灶的使用中違反 安全技術(shù)要求等引起火災(zāi);家中燒香祭祀過程中無人看管,造成香灰散落引發(fā)火災(zāi)等。 2012 年,全國因生活用火不 慎引發(fā)的火災(zāi)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(zāi)。比如,在易燃易爆的車間內(nèi)動(dòng)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(shí),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(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,不按時(shí)加油潤滑,或沒有清除附在機(jī)器軸承上面的雜質(zhì)、廢物,使機(jī)器這些部 位摩擦發(fā)熱,引起附著物起火;化工生產(chǎn)設(shè)備失修,出現(xiàn)可燃?xì)怏w,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(zāi)占到了總數(shù)的4.1%。五、設(shè)備故障在生產(chǎn)或生活中,一些設(shè)施設(shè)備疏于維護(hù)保養(yǎng),導(dǎo)致在使用過程中無法正常運(yùn)行,因摩擦、過載、短路等原因 造成局部過熱,從而引發(fā)火災(zāi)。再如,一些電子設(shè)備長期處于工作或通電狀態(tài)下,因散熱不濟(jì),最終內(nèi)部故障而引 發(fā)火災(zāi)。六、玩火因小孩玩
51、火造成火災(zāi),是生活中常見的火災(zāi)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(diǎn)燃的煙花爆竹本身即是火源,稍有不慎,就 易引發(fā)火災(zāi),還會(huì)造成人員傷亡。我國每年春節(jié)期間火災(zāi)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(zāi)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(zāi)。一般是當(dāng)事人以放火為手段,而為達(dá)到某種目的。這類火災(zāi)為當(dāng)事人 故意為之,通常經(jīng)過一定的策劃準(zhǔn)備,因而往往缺乏初期救助,火災(zāi)發(fā)展迅速,后果嚴(yán)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(zāi)占到了總數(shù)的 2%。八、雷擊雷電導(dǎo)致的火災(zāi)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(yīng)、機(jī)械效應(yīng)作用等;二是雷電 產(chǎn)生的靜電感應(yīng)作用和電磁感應(yīng)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(shè)置可靠的防雷保護(hù)設(shè)施,便有可能發(fā)生雷擊起火。第三節(jié) 建筑火災(zāi)蔓延的機(jī)理與途徑通常情況下,火災(zāi)都有一個(gè)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(huì) 呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。本節(jié)主要介紹建筑火災(zāi)蔓延的機(jī)理、蔓延途徑、火災(zāi)發(fā)展的幾個(gè)階段及。一、建筑火災(zāi)蔓延的機(jī)理建筑物內(nèi)火災(zāi)蔓延,是通過熱傳播進(jìn)行的,其形式
53、與起火點(diǎn)、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(guān)。在火場上燃燒物質(zhì)所放出的熱能,通常是以傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流三種方式傳播,并影響火勢蔓延擴(kuò)大。(一)熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)又稱導(dǎo)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(duì)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(qiáng),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(huì)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(shí),傳熱速率快。對(duì)于起火的場所,熱導(dǎo)率大的物體,由于能受到高溫迅速加熱,又會(huì)很快地把熱能傳導(dǎo)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(duì)流由于流體之間的宏觀位移所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng),叫做對(duì)流。通過對(duì)流形式來傳播熱能的,只有氣體和液體,分別叫做 氣體對(duì)流和液體對(duì)流。1氣體對(duì)流氣體對(duì)流對(duì)火勢發(fā)展變化的影響主要是:流動(dòng)著的熱氣流能夠加熱可燃物質(zhì),以致達(dá)到燃燒程度,使火勢蔓延 擴(kuò)大;被加熱的氣體在上升和擴(kuò)散的同時(shí),周圍的冷空氣迅速流入燃燒區(qū)助長燃燒;氣體對(duì)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(duì)流的強(qiáng)度,決定于通風(fēng)孔洞
55、面積的大小、通風(fēng)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(duì)流對(duì)露天和室內(nèi)火災(zāi)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(duì)流對(duì)火勢發(fā)展變化的影響也是較明顯的。室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí),燃燒產(chǎn)物和熱氣流迅速上升,當(dāng)其遇到頂棚等障礙物時(shí),就會(huì)沿著房間上部向各方向平行流 動(dòng)。這時(shí),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(huì)向鄰近的房間室外擴(kuò)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(dòng)的速度也就越快。2液體對(duì)流液體對(duì)流是一部分液體受熱以后,因體積增大、相對(duì)密度減小而上升,溫度較
56、低的部分則由于相對(duì)密度較大而 下降,就在這種運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行著熱的傳播,最后使整個(gè)液體被加熱。通過液體對(duì)流進(jìn)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(duì)流的傳熱方式 使整個(gè)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(shí)發(fā)生的沸溢或噴濺,同樣是由于對(duì)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(dǎo)、對(duì)流方式傳遞熱量的根本區(qū)別?;饒錾系幕鹧?、煙霧都能輻射熱能,輻射熱能的強(qiáng)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(qiáng)?;饒錾系妮椛錈犭S著火災(zāi)發(fā)展的不同階段而變化。在火勢猛烈發(fā)展的階段,當(dāng)溫度達(dá)到 最大數(shù)值時(shí),輻射熱能最強(qiáng)。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?shí)際進(jìn)行的傳熱過程很少是一種傳熱方式單獨(dú)進(jìn)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(zāi)發(fā)展的幾個(gè)階段對(duì)于建筑火災(zāi)而言,最初發(fā)生在室內(nèi)的某個(gè)房間或某個(gè)部位,然后由此蔓延到相鄰的房間或區(qū)域,以及整個(gè)樓層,最后蔓延到整個(gè)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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