- 建筑防火設(shè)計原理
- 韓大偉 張俊芳
- 8350字
- 2020-02-20 19:03:28
第二節(jié) 火災基礎(chǔ)知識
火災是災害的一種。導致火災發(fā)生的原因既有自然因素,又有許多人為因素。
一、火災的定義、分類與危害
(一)火災的定義
火災是指在時間或空間上失去控制的燃燒。
(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。
1.按照燃燒對象的性質(zhì)分類
按照國家標準《火災分類》(GB/T 4968—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、紙張等火災。
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、石蠟等火災。
C類火災:氣體火災。如煤氣、天然氣、甲烷、乙烷、氫氣、乙炔等火災。
D類火災:金屬火災。如鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鋰等火災。
E類火災:帶電火災。物體帶電燃燒的火災。如變壓器等設(shè)備的電氣火災等。
F類火災:烹飪器具內(nèi)的烹飪物(如動物油脂或植物油脂)火災。
2.按照火災事故所造成的災害損失程度分類
依據(jù)《生產(chǎn)安全事故報告和調(diào)查處理條例》中規(guī)定的生產(chǎn)安全事故等級標準,將火災相應地分為特別重大火災、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(“以上”包括本數(shù),下同)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(“以下”不包括本數(shù),下同)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,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。
(三)火災的危害
1.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。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,吉林省德惠市寶源豐禽業(yè)有限公司廠房火災,造成121人遇難、76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,建筑物采用的許多可燃性材料,在起火燃燒時產(chǎn)生高溫高熱,對人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的人數(shù)約占整個火災死亡人數(shù)的1/4。其次,建筑內(nèi)可燃材料燃燒過程中釋放出的一氧化碳等有毒煙氣,人吸入后會產(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。在所有火災遇難人中,約有3/4的人是吸入有毒有害煙氣后直接導致死亡的。最后,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。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,最終導致建筑物坍塌,造成20名消防員犧牲。
2.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。其體現(xiàn)在以下幾個方面:第一,火災燒毀建筑物內(nèi)的財物,破壞設(shè)施設(shè)備,甚至會因火勢蔓延使整幢建筑物化為灰燼。2004年12月21日,湖南省常德市鼎城區(qū)橋南市場因一門面內(nèi)電視機內(nèi)部故障引發(fā)特大火災,大火蔓延,燒毀3220個門面、3029個攤位、30個倉庫,過火建筑面積83276m2,直接財產(chǎn)損失1.876億元,受災5200余戶,整個市場燒毀殆盡。另外,一些精密儀器、棉紡織物等還會因受火災煙氣的侵蝕造成永久性破壞。第二,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。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,建筑因長時間受火勢威脅,內(nèi)部構(gòu)件失去穩(wěn)定性而最終導致垮塌。第三,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,而且將使建筑內(nèi)的財物遭受水漬、污染等損失。第四,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,也會造成巨大的間接經(jīng)濟損失。
3.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)為故宮博物院)內(nèi)發(fā)生火災,將建福宮一帶清宮貯藏珍寶最多的殿宇樓館燒毀,據(jù)史料記載,共燒毀金佛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15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他大批珍貴文物毀于一旦。
4.影響社會穩(wěn)定
當重要的公共建筑、重要的單位發(fā)生火災時,會在很大范圍內(nèi)引起關(guān)注,并造成一定程度的負面效應,影響社會穩(wěn)定。2009年2月9日,正值元宵節(jié),在建的中央電視臺電視文化中心(又稱央視新址北配樓)發(fā)生特大火災,大火持續(xù)燃燒了數(shù)小時,全國甚至世界范圍內(nèi)的主流媒體第一時間都進行了報道,火災事故的認定及責任追究也受到了廣泛關(guān)注,造成了很大的社會反響。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、資源等國計民生的重要工業(yè)建筑發(fā)生大火時,還會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,也將在一定范圍內(nèi)造成負面影響,損害群眾的安全感,影響社會的穩(wěn)定。
5.破壞生態(tài)環(huán)境
火災的危害不僅表現(xiàn)為毀壞財物、殘害人類生命,而且還表現(xiàn)為破壞生態(tài)環(huán)境。2006年11月13日,中石油吉林石化公司雙苯廠發(fā)生了火災爆炸事故,由于生產(chǎn)裝置及部分循環(huán)水系統(tǒng)遭到嚴重破壞,致使苯、苯胺和硝基苯等98噸殘余物料通過清凈廢水排水系統(tǒng)流入松花江,引發(fā)特大水污染事件。事發(fā)后,松花江下游沿岸的哈爾濱、佳木斯,以及俄羅斯哈巴羅夫斯克等城市面臨嚴重生態(tài)危機,哈爾濱停止供水4天。再如,森林火災的發(fā)生,會導致生態(tài)平衡被破壞,使大量的動物和植物滅絕,環(huán)境惡化,氣候異常,干旱少雨,風暴增多,水土流失,引發(fā)饑荒和疾病的流行,嚴重威脅人類的生存和發(fā)展。
二、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(shù)措施,有效控火,防止和減少火災危害。
(一)電氣
資料顯示,近年來我國發(fā)生的電氣火災數(shù)量一直居高不下,每年都在10萬起以上,占全年火災總數(shù)的30%左右,導致傷亡人員1000多人,直接財產(chǎn)損失超過18億元,在各類火災原因當中居首位。電氣火災原因復雜,既涉及電氣設(shè)備的設(shè)計、制造及安裝,也與產(chǎn)品投入使用后的維護管理、安全防范相關(guān)。電氣設(shè)備故障、電器設(shè)備設(shè)置使用不妥、電氣線路敷設(shè)不當及老化等所造成的設(shè)備過負荷、線路接頭接觸不良、線路短路等是引起電氣火災的直接原因。
(二)吸煙
煙蒂和點燃后未熄滅的火柴梗溫度可達800℃,能引起許多可燃物質(zhì)的燃燒,在起火原因中占有相當?shù)谋戎?。例如,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;在禁止火種的火災高危場所,違章吸煙引起火災事故。
(三)生活用火不慎
生活用火不慎是指城鄉(xiāng)居民家庭在生活中用火不慎。例如,炊事用火中炊事器具設(shè)置不當,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;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。
(四)生產(chǎn)作業(yè)不慎
生產(chǎn)作業(yè)不慎主要是指違反生產(chǎn)安全制度引起火災。例如,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,引起燃燒爆炸;在用氣焊焊接和切割時,飛迸出大量火星和熔渣,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,或者沒有清除附在機器軸承上面的雜質(zhì)、廢物,使機器該部位摩擦發(fā)熱,引起附著物起火;化工生產(chǎn)設(shè)備失修,出現(xiàn)可燃氣體,以及易燃、可燃液體跑、冒、滴、漏,遇到明火燃燒或爆炸等。
(五)玩火
未成年人缺乏看管,玩火取樂,也是造成火災常見的原因之一。此外,燃放煙花爆竹也屬于“玩火”的范疇。被點燃的煙花爆竹本身即火源,稍有不慎,就易引發(fā)火災,還會造成人員傷亡。
(七)放火
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。
(七)雷擊
雷電導致火災的原因大體上有三種:一是雷電直接擊在建筑物上發(fā)生熱效應、機械效應作用等;二是雷電產(chǎn)生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(shè)置可靠的防雷保護設(shè)施,便有可能發(fā)生雷擊起火。
三、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。
(一)建筑火災蔓延的傳熱基礎(chǔ)
熱傳遞有三種基本方式,即熱傳導、熱對流和熱輻射。建筑物火災中,燃燒物質(zhì)所放出的熱通量常是以上述三種方式來傳播的,并會影響火勢蔓延和擴大。熱傳播的形式與起火點、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(guān)。
1.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。不同物質(zhì)的導熱能力各異,通常用熱導率,即用單位溫度梯度時的熱通量來表示物質(zhì)的導熱能力。同種物質(zhì)的熱導率也會因材料的結(jié)構(gòu)、密度、濕度等因素的變化而變化。
對于起火的場所,熱導率大的物體,由于既能受到高溫作用迅速加熱,又會很快地把熱能傳導出去,所以在這種情況下,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,導致火勢傳播和蔓延。
2.熱對流
熱對流又稱對流,是指流體各部分之間發(fā)生相對位移,冷熱流體相互摻混引起熱量傳遞的方式。熱對流中熱量的傳遞與流體流動有密切的關(guān)系。由于流體中存在溫差,所以也必然存在導熱現(xiàn)象,但導熱在整個傳熱中處于次要地位。工程上,常把具有相對位移的流體與所接觸的固體表面之間的熱傳遞過程稱為對流換熱。
建筑在發(fā)生火災過程中,一般來說,通風孔洞面積越大,熱對流的速度越快;通風孔洞所處位置越高,對流速度越快。熱對流對初期火災的發(fā)展起著重要作用。
3.熱輻射
輻射是物體通過電磁波來傳遞能量的方式。熱輻射是因熱而發(fā)出輻射能的現(xiàn)象。輻射換熱是物體間以輻射的方式進行熱量傳遞。與導熱和對流不同的是,熱輻射在傳遞能量時不需要互相接觸即可進行,所以它是一種非接觸傳遞能量的方式。
火場上的火焰、煙霧都能輻射熱能,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。輻射熱能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、距離和角度。
(二)建筑火災的煙氣蔓延
建筑發(fā)生火災時,煙氣流動的方向通常是火勢蔓延的一個主要方向。一般,500℃以上熱煙所到之處,遇到的可燃物都有可能被引燃起火。
1.煙氣的擴散路線
建筑火災中產(chǎn)生的高溫煙氣,其密度比冷空氣小,由于浮力作用向上升起,遇到水平樓板或頂棚時,改為水平方向繼續(xù)流動,這就形成了煙氣的水平擴散。這時,如果高溫煙氣的溫度不降低,那么上層將是高溫煙氣,而下層是常溫空氣,形成明顯分離的兩個層流流動。實際上,煙氣在流動擴散過程中,一方面總有冷空氣摻混,另一方面受到樓板、頂棚等建筑圍護結(jié)構(gòu)的冷卻,溫度逐漸下降。沿水平方向流動擴散的煙氣碰到四周圍護結(jié)構(gòu)時,進一步被冷卻并向下流動。逐漸冷卻的煙氣和冷空氣流向燃燒區(qū),形成了室內(nèi)的自然對流,火越燒越旺。
煙氣擴散流動速度與煙氣溫度和流動方向有關(guān)。煙氣在水平方向的擴散流動速度較小,在火災初期為0.1~0.3m/s,在火災中期為0.5~0.8m/s。煙氣在垂直方向的擴散流動速度較大,通常為1~5m/s。在樓梯間或管道豎井中,由于煙囪效應產(chǎn)生的抽力,煙氣上升流動速度很大,可達6~8m/s,甚至更大。
2.煙氣流動的驅(qū)動力
煙氣流動的驅(qū)動力包括室內(nèi)外溫差引起的煙囪效應、外界風的作用、通風空調(diào)系統(tǒng)的影響等。
當建筑物內(nèi)外的溫度不同時,室內(nèi)外空氣的密度隨之出現(xiàn)差別,這將引發(fā)浮力驅(qū)動的流動。如果室內(nèi)空氣溫度高于室外,則室內(nèi)空氣將發(fā)生向上運動,建筑物越高,這種流動越強。豎井是發(fā)生這種現(xiàn)象的主要場合,在豎井中,由于浮力作用產(chǎn)生的氣體運動十分顯著,通常稱這種現(xiàn)象為煙囪效應。在火災過程中,煙囪效應是造成煙氣向上蔓延的主要因素。
火風壓是建筑物內(nèi)發(fā)生火災時,在起火房間內(nèi),由于溫度上升,氣體迅速膨脹,對樓板和四壁形成的壓力。火風壓的影響主要在起火房間,如果火風壓大于進風口的壓力,則大量的煙火將通過外墻窗口,由室外向上蔓延;若火風壓等于或小于進風口的壓力,則煙火便全部在內(nèi)部蔓延,當它進入樓梯間、電梯井、管道井、電纜井等豎向孔道以后,會大大加強煙囪效應。
煙囪效應和火風壓不同,它能影響全樓。多數(shù)情況下,建筑物內(nèi)的溫度大于室外溫度,所以室內(nèi)氣流總的方向是自下而上的,即正煙囪效應。起火層的位置越低,影響的層數(shù)越多。在正煙囪效應下,若火災發(fā)生在中性面(室內(nèi)壓力等于室外壓力的一個理論分界面)以下的樓層,火災產(chǎn)生的煙氣進入豎井后會沿豎井上升,一旦升到中性面以上,煙氣不單可由豎井上部的開口流出來,也可進入建筑物上部與豎井相連的樓層;若中性面以上的樓層起火,當火勢較弱時,由煙囪效應產(chǎn)生的空氣流動可限制煙氣流進豎井,如果著火層的燃燒強烈,則熱煙氣的浮力足以克服豎井內(nèi)的煙囪效應,則仍可進入豎井而繼續(xù)向上蔓延。因此,高層建筑中的樓梯間、電梯井、管道井、天井、電纜井、排氣道、中庭等豎向孔道,如果防火處理不當,就形同一座高聳的煙囪,強大的抽拔力將使火沿著豎向孔道迅速蔓延。
風的存在可在建筑物的周圍產(chǎn)生壓力分布,而這種壓力分布能夠影響建筑物內(nèi)的煙氣流動。建筑物外部的壓力分布受到多種因素的影響,其中包括風速、風向、建筑物的高度和幾何形狀及鄰近建筑物等。風的影響往往可以超過其他驅(qū)動煙氣運動的力(自然和人工)。一般來說,風朝建筑物吹過來會在建筑物的迎風側(cè)產(chǎn)生較高滯止壓力,這可增強建筑物內(nèi)的煙氣向下風方向流動。
3.煙氣蔓延的途徑
火災時,建筑內(nèi)煙氣呈水平流動和垂直流動。蔓延的途徑主要有:內(nèi)墻門、洞口,外墻門、窗口,房間隔墻,空心結(jié)構(gòu),悶頂,樓梯間,各種豎井管道,樓板上的孔洞及穿越樓板、墻壁的管線和縫隙等。對主體為耐火結(jié)構(gòu)的建筑來說,造成蔓延的主要原因有:未設(shè)有效的防火分區(qū),火災在未受限制的條件下蔓延;洞口處的分隔處理不完善,火災穿越防火分隔區(qū)域蔓延;防火隔墻和房間隔墻未砌至頂板,火災在吊頂內(nèi)部空間蔓延;采用可燃構(gòu)件與裝飾物,火災通過可燃的隔墻、吊頂、地毯等蔓延。
(1)孔洞開口蔓延。在建筑物內(nèi)部,火災可以通過一些開口來實現(xiàn)水平蔓延。如可燃的木質(zhì)戶門、無水幕保護的普通卷簾、未用不燃材料封堵的管道穿孔處等。此外,發(fā)生火災時,一些防火設(shè)施未能正常啟動,如防火卷簾因卷簾箱開口、導軌等受熱變形,或者因卷簾下方堆放物品,或者因無人操作手動啟動裝置等導致無法正常放下,同樣造成火災蔓延。
(2)穿越墻壁的管線和縫隙蔓延。室內(nèi)發(fā)生火災時,室內(nèi)上半部處于較高壓力狀態(tài)下,該部位穿越墻壁的管線和縫隙很容易把火焰、高溫煙氣傳播出去,造成蔓延。此外,穿過房間的金屬管線在高溫作用下,往往會通過熱傳導方式將熱量傳到相鄰房間或區(qū)域一側(cè),使與管線接觸的可燃物起火。
(3)悶頂內(nèi)蔓延。由于煙火是向上升騰的,因此頂棚上的入孔、通風口等都是煙火進入的通道。悶頂內(nèi)往往沒有防火分隔墻,空間大,很容易造成火災水平蔓延,并通過內(nèi)部孔洞再向四周的房間蔓延。
(4)外墻面蔓延。在外墻面,高溫熱煙氣流會促使火焰躥出窗口向上層蔓延。一方面,由于火焰與外墻面之間的空氣受熱逃逸形成負壓,周圍冷空氣的壓力致使煙火貼墻面而上,使火蔓延到上一層;另一方面,由于火焰貼附外墻面向上蔓延,致使熱量透過墻體引燃起火層上面一層房間內(nèi)的可燃物。建筑物外墻窗口的形狀、大小對火勢蔓延有很大影響。
四、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)展階段和衰減階段。如圖1-1所示為建筑室內(nèi)火災溫度-時間曲線。

圖1-1 建筑室內(nèi)火災溫度—時間曲線
(一)初期增長階段
初期增長階段從出現(xiàn)明火算起,此階段燃燒的面積較小,只局限于著火點處的可燃物燃燒,局部溫度較高,室內(nèi)各點的溫度不平衡,其燃燒狀況與敞開環(huán)境中的燃燒狀況差不多。由于可燃物性能、分布、通風和散熱等條件的影響,燃燒的發(fā)展大多比較緩慢,有可能形成火災,也有可能中途自行熄滅(見圖1-3中虛線),燃燒發(fā)展不穩(wěn)定?;馂某跗谠鲩L階段持續(xù)時間的長短不定。
(二)充分發(fā)展階段
在建筑室內(nèi)火災持續(xù)燃燒一定時間后,燃燒范圍不斷擴大,溫度升高,室內(nèi)的可燃物在高溫的作用下,不斷分解釋放出可燃氣體,當房間內(nèi)溫度達到400~600℃時,室內(nèi)絕大部分可燃物起火燃燒。這種在限定空間內(nèi)可燃物的表面全部卷入燃燒的瞬變狀態(tài),即轟燃。轟燃的出現(xiàn)是燃燒釋放的熱量在室內(nèi)逐漸累積與對外散熱共同作用、燃燒速率急劇增大的結(jié)果。影響轟燃發(fā)生最重要的兩個因素是輻射和對流情況。通常,轟燃的發(fā)生標志著室內(nèi)火災進入充分發(fā)展階段。
轟燃發(fā)生后,室內(nèi)可燃物出現(xiàn)全面燃燒,可燃物熱釋放速率很大,室溫急劇上升,并出現(xiàn)持續(xù)高溫,溫度可達800~1000℃。之后,火焰和高溫煙氣在火風壓的作用下,會從房間的門窗、孔洞等處大量涌出,沿走廊、吊頂迅速向水平方向蔓延擴散。同時,由于煙囪效應的作用,火勢會通過豎向管井、共享空間等向上蔓延。轟燃的發(fā)生標志著房間火勢的失控,同時產(chǎn)生的高溫會對建筑物的襯里材料及結(jié)構(gòu)造成嚴重影響。但不是每個火場都會出現(xiàn)轟燃,大空間建筑、比較潮濕的場所就不易發(fā)生。
(三)衰減階段
在火災全面發(fā)展階段的后期,隨著室內(nèi)可燃物數(shù)量的減少,火災燃燒速度減慢,燃燒強度減弱,溫度逐漸下降,一般認為火災衰減階段是從室內(nèi)平均溫度降到其峰值的80%時算起。隨后房間內(nèi)溫度下降顯著,直到室內(nèi)外溫度達到平衡為止,火災完全熄滅。
上述后兩個階段是通風良好情況下室內(nèi)火災的自然發(fā)展過程。實際上,一旦室內(nèi)發(fā)生火災,常常伴有人為的滅火行動和自動滅火設(shè)施的啟動,因此會改變火災的發(fā)展過程。不少火災尚未發(fā)展就被撲滅,這樣室內(nèi)就不會出現(xiàn)破壞性的高溫。如果滅火過程中,可燃材料中的揮發(fā)成分未完全析出,可燃物周圍的溫度在短時間內(nèi)仍然很高,易造成可燃揮發(fā)再度析出,一旦條件合適,可能會出現(xiàn)死灰復燃的情況,這種情況不容忽視。
五、滅火的基本原理與方法
為防止火勢失去控制,繼續(xù)擴大燃燒而造成災害,需要采取以下的方法將火撲滅。這些方法的根本原理是破壞燃燒條件。
(一)冷卻
可燃物一旦達到著火點,即會燃燒或持續(xù)燃燒。在一定條件下,將可燃物的溫度降到著火點以下,燃燒即會停止。對于可燃固體,將其冷卻在燃點以下;對于可燃液體,將其冷卻在閃點以下,燃燒反應就會中止。用水撲滅一般固體物質(zhì)的火災,主要是通過冷卻作用來實現(xiàn)的。水具有較大的比熱容和很高的汽化熱,冷卻性能很好。在用水滅火的過程中,水大量地吸收熱量,使燃燒物的溫度迅速降低,使火焰熄滅,火勢得到控制,火災終止。水噴霧滅火系統(tǒng)的水霧,其水滴直徑細小,表面積大,和空氣接觸范圍大,極易吸收熱氣流的熱量,也能很快地降低溫度,效果更為明顯。
(二)隔離
在燃燒三要素中,可燃物是燃燒的主要因素。將可燃物與氧氣、火焰隔離,就可以中止燃燒、撲滅火災。例如,自動噴水泡沫聯(lián)用系統(tǒng)在噴水的同時噴出泡沫,泡沫覆蓋于燃燒液體或固體的表面,在發(fā)揮冷卻作用的同時,將可燃物與空氣隔開,從而可以滅火。再例如,可燃液體或可燃氣體火災,在滅火時,迅速關(guān)閉輸送可燃液體和可燃氣體的管道的閥門,切斷流向著火區(qū)的可燃液體和可燃氣體的輸送,同時打開可燃液體或可燃氣體通向安全區(qū)域的閥門,使已經(jīng)燃燒或即將燃燒或受到火勢威脅的容器中的可燃液體、可燃氣體轉(zhuǎn)移。
(三)窒息
可燃物的燃燒是氧化作用,需要在最低氧濃度以上才能進行,低于最低氧濃度,燃燒不能進行,火災即被撲滅。一般氧濃度低于15%時,就不能維持燃燒。在著火場所內(nèi),可以通過灌注不燃氣體,如二氧化碳、氮氣、水蒸氣等,來降低空間的氧濃度,從而達到窒息滅火。此外,水噴霧滅火系統(tǒng)工作時,噴出的水滴吸收熱氣流熱量而轉(zhuǎn)化成水蒸氣,當空氣中水蒸氣濃度達到35%時,燃燒即停止,這也是窒息滅火的應用。
(四)化學抑制
由于有焰燃燒是通過鏈式反應進行的,所以能有效地抑制自由基的產(chǎn)生或降低火焰中的自由基濃度,即可使燃燒中止?;瘜W抑制滅火的滅火劑常見的有干粉和七氟丙烷?;瘜W抑制法滅火,滅火速度快,使用得當可有效地撲滅初期火災,減少人員和財產(chǎn)的損失。但抑制法滅火對于有焰燃燒火災效果好,對深位火災,由于滲透性較差,效果不理想。在條件許可情況下,采用抑制法滅火的滅火劑與水、泡沫等滅火劑聯(lián)用,會明顯改善效果。
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