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　　第二章 火灾基础知识

　　学习要求：通过本章的学习，了解火灾的定义与分类，了解火灾的危害性和火灾发生的常见原因，熟悉火灾蔓延的机理与途径，以及灭火的基本原理与方法。

　　第一节 火灾的定义、分类与危害

　　一、火灾的定义

　　根据国家标准，火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧。

　　二、火灾的分类

　　（一）按照燃烧对象的性质分类

　　A 类火灾：固体物质火灾。例如，木材、棉、毛、麻、纸张等火灾。

　　B 类火灾：液体或可熔化固体物质火灾。例如，汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡等火灾。

　　C 类火灾：气体火灾。例如，煤气、天然气、甲烷、乙烷、氢气、乙炔等火灾。

　　D 类火灾：金属火灾。例如，钾、钠、镁、钛、锆、锂等火灾。

　　E 类火灾：带电火灾。物体带电燃烧的火灾。例如，变压器等设备的电气火灾等。

　　F 类火灾：烹饪器具内的烹饪物（如动物油脂或植物油脂）火灾。

　　例：下列物质中，火灾分类属于 A 类火灾的是（）。（2017 真题）

　　A.石蜡

　　B.钾

　　C.沥青

　　D.棉布

　　答案： D

　　（二）按照火灾事故所造成的灾害损失程度分类

　　三、火灾的危害

　　（一）危害生命安全

　　（二）造成经济损失

　　（三）破坏文明成果

　　（四）影响社会稳定

　　（五）破坏生态环境

　　第二节 火灾发生的常见原因

　　一、电气

　　二、吸烟

　　三、生活用火不慎

　　四、生产作业不慎

　　五、玩火

　　六、放火

　　七、雷击

　　第三节 建筑火灾蔓延的机理与途径

　　一、建筑火灾蔓延的传热基础

　　热量传递有三种基本方式，即热传导、热对流和热辐射。

　　（一）热传导

　　热传导又称导热，属于接触传热，是连续介质就地传递热量而又没有各部分之间相对的宏观位移的一种传热方式。

　　表 1-2-1 一些常用材料的热导率

　　（二）热对流

　　热对流又称对流，是指流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混引起热量传递的方式。由于流体中存在温度差，所以也必然存在导热现象，但导热在整个传热中处于次要地位。工程上，常把具有相对位移的流体与所接触的固体表面之间的热传递过程称为对流换热。

　　建筑发生火灾过程中，一般来说，通风孔洞面积越大，热对流的速度越快;通风孔洞所处位置越高，对流速度越快。热对流对初期火灾的发展起重要作用。

　　（三）热辐射

　　辐射是物体通过电磁波来传递能量的方式。热辐射是因热的原因而发出辐射能的现象。与导热和对流不同的是，热辐射在传递能量时不需要互相接触即可进行，所以它是一种非接触传递能量的方式，即使空间是高度稀薄的太空，热辐射也能照常进行。最典型的例子是太阳向地球表面传递热量的过程。

　　火场上的火焰、烟雾都能辐射热能，辐射热能的强弱取决于燃烧物质的热值和火焰温度。物质热值越大，火焰温度越高，热辐射也越强。辐射热作用于附近的物体上，能否引起可燃物质着火，要看热源的温度、距离和角度。

　　例：建筑保温材料内部传热的主要方式是（）。（2017 真题）

　　A.绝热

　　B.热传导

　　C.热对流

　　D.热辐射

　　答案： B

　　二、建筑火灾的烟气蔓延

　　建筑发生火灾时，烟气流动的方向通常是火势蔓延的一个主要方向。一般，500℃以上热烟所到之处，遇到的可燃物都有可能被引燃起火。

　　（一）烟气的扩散路线

　　烟气扩散流动速度与烟气温度和流动方向有关。烟气在水平方向的扩散流动速度较小，在火灾初期为 0.1～0.3m/s，在火灾中期为 0.5～0.8m/s。烟气在垂直方向的扩散流动速度较大，通常为 1～5m/s。在楼梯间或管道竖井中，由于烟囱效应产生的抽力，烟气上升流动速度很大，可达 6～8m/s，甚至更大。

　　当高层建筑发生火灾时，烟气在其内的流动扩散一般有三条路线：第1条，也是最主要的一条是着火房间→走廊→楼梯间→上部各楼层→室外;第二条是着火房间→室外;第三条是着火房间→相邻上层房间→室外。

　　（二）烟气流动的驱动力

　　1.烟囱效应

　　当建筑物内外的温度不同时，室内外空气的密度随之出现差别，这将引发浮力驱动的流动。竖井是发生这种现象的主要场合，在竖井中，由于浮力作用产生的气体运动十分显著，通常称这种现象为烟囱效应。在火灾过程中，烟囱效应是造成烟气向上蔓延的主要因素。

　　2.火风压

　　火风压是指建筑物内发生火灾时，在起火房间内，由于温度上升，气体迅速膨胀，对楼板和四壁形成的压力。火风压的影响主要在起火房间，如果火风压大于进风口的压力，则大量的烟火将通过外墙窗口，由室外向上蔓延;若火风压等于或小于进风口的压力，则烟火便全部从内部蔓延，当它进入楼梯间、电梯井、管道井、电缆井等竖向孔道以后，会大大加强烟囱效应。

　　烟囱效应和火风压不同，它能影响全楼。

　　3.外界风的作用

　　（三）烟气蔓延的途径

　　1.孔洞开口蔓延

　　2.穿越墙壁的管线和缝隙蔓延

　　3.闷顶内蔓延

　　由于烟火是向上升腾的，因此顶棚上的人孔、通风口等都是烟火进入的通道。闷顶内往往没有防火分隔墙，空间大，很容易造成火灾水平蔓延，并通过内部孔洞再向四周的房间蔓延。

　　4.外墙面蔓延

　　在外墙面，高温热烟气流会促使火焰蹿出窗口向上层蔓延。一方面，由于火焰与外墙面之间的空气受热逃逸形成负压，周围冷空气的压力致使烟火贴墙面而上，使火蔓延到上一层;另一方面，由于火焰贴附外墙面向上蔓延，致使热量透过墙体引燃起火层上面一层房间内的可燃物。建筑物外墙窗口的形状、大小对火势蔓延有很大影响。

　　三、建筑火灾发展的几个阶段

　　（一）初期增长阶段

　　初期增长阶段从出现明火算起，此阶段燃烧面积较小，只局限于着火点处的可燃物燃烧，局部温度较高，室内各点的温度不平衡，其燃烧状况与敞开环境中的燃烧状况差不多。由于可燃物性能、分布和通风、散热等条件的影响，燃烧的发展大多比较缓慢，有可能形成火灾，也有可能中途自行熄灭，燃烧发展不稳定。火灾初起阶段持续时间的长短不定。

　　（二）充分发展阶段

　　在建筑室内火灾持续燃烧一定时间后，燃烧范围不断扩大，温度升高，室内的可燃物在高温的作用下，不断分解释放出可燃气体，当房间内温度达到 400～600°C 时，室内绝大部分可燃物起火燃烧，这种在限定空间内可燃物的表面全部卷入燃烧的瞬变状态，即为轰燃。轰燃的出现是燃烧释放的热量在室内逐渐累积与对外散热共同作用、燃烧速率急剧增大的结果。影响轰然发生最重要的两个因素是辐射和对流情况，即建筑室内上层烟气的热量得失。通常，轰然的发生标志着室内火灾进入全面发展阶段。但不是每个火场都会出现轰燃，大空间建筑、比较潮湿的场所就不易发生。

　　（三）衰减阶段

　　在火灾全面发展阶段的后期，随着室内可燃物数量的减少，火灾燃烧速度减慢，燃烧强度减弱，温度逐渐下降，一般认为火灾衰减阶段是从室内平均温度降到其峰值的 80%时算起。随后房间内温度下降显著，直到室内外温度达到平衡为止，火灾完全熄灭。

　　上述后两个阶段是通风良好情况下室内火灾的自然发展过程。实际上，一旦室内发生火灾，常常伴有人为的灭火行动或自动灭火设施的启动，因此会改变火灾的发展过程。不少火灾尚未发展就被扑灭，这样室内就不会出现破坏性的高温。如果灭火过程中，可燃材料中的挥发分并未完全析出，可燃物周围的温度在短时间内仍然较高，易造成可燃挥发分再度析出，一旦条件合适，可能会出现死灰复燃的情况，这种情况不容忽视。

　　第四节 灭火的基本原理与方法

　　一、冷却灭火

　　对于可燃固体，将其冷却在燃点以下;对于可燃液体，将其冷却在闪点以下，燃烧反应就可能会中止。用水扑灭一般固体物质引起的火灾，主要是通过冷却作用来实现的，水具有较大的比热容和很高的汽化热，冷却性能很好。

　　二、隔离灭火

　　例如，自动喷水泡沫联用系统在喷水的同时喷出泡沫，泡沫覆盖于燃烧液体或固体的表面，在发挥冷却作用的同时，将可燃物与空气隔开，从而可以灭火。再如，可燃液体或可燃气体火灾，在灭火时，迅速关闭输送可燃液体或可燃气体的管道的阀门，切断流向着火区的可燃液体或可燃气体的输送，同时打开可燃液体或可燃气体通向安全区域的阀门，使已经燃烧或即将燃烧或受到火势威胁的容器中的可燃液体、可燃气体转移。

　　三、窒息灭火

　　可燃物的燃烧是氧化作用，需要在最.低氧浓度以上才能进行，低于最.低氧浓度，燃烧不能进行，火灾即被扑灭。一般氧浓度低于 15%时，就不能维持燃烧。在着火场所内，可以通过灌注不燃气体，如二氧化碳、氮气、蒸汽（水喷雾）等，来降低空间的氧浓度，从而达到窒息灭火。

　　四、化学抑制灭火

　　由于有焰燃烧是通过链式反应进行的，如果能有效地抑制自由基的产生或降低火焰中的自由基浓度，即可使燃烧中止。化学抑制灭火的灭火剂常见的有干粉和七氟丙烷。化学抑制法灭火，灭火速度快，使用得当可有效地扑灭初期火灾，减少人员伤亡和财产损失。但抑制法灭火对于有焰燃烧火灾效果好，对深位火灾，由于渗透性较差，灭火效果不理想。在条件许可的情况下，采用抑制法灭火的灭火剂与水、泡沫等灭火剂联用，会取得明显效果。

　　例：下列灭火剂中，在灭火过程中含有窒息灭火机理的有（）。（2015 真题）

　　A.二氧化碳

　　B.泡沫

　　C.直流水

　　D.水喷雾

　　E 氮气答案： ABDE

　　例：下列灭火器中，灭火剂的灭火机理为化学抑制作用的是（）。（2016 真题）

　　A.泡沫灭火器

　　B.二氧化碳灭火器

　　C.水基型灭火器

　　D.干粉灭火器

　　答案：D