【安全课件】火灾灾害

1城市灾害学主讲人:范涛2第2篇火灾灾害第5章火灾灾害概论第6章建筑火灾的燃烧特性第7章建筑构件的耐火极限2006.33第5章火灾灾害概论5.1火灾的危害及特点火灾是各种自然灾害中的最危险、最常见、最具毁灭性的灾种之一。火灾出现的概率之高，以及它对可燃物的敏感性和燃烧蔓延的快速性都是十分惊人的。2006.345.1.1火灾的属性火灾是指失去控制的火，在其蔓延发展过程中给人类的生命财产造成损失的一种灾害性的燃烧现象。火灾灾害的属性按照物质运动变化产生燃烧的不同条件可以分为自然火灾和建造物火灾。2006.355.1.1火灾的属性自然火灾是指在森林、草场等一些自然区发生的火灾。这类火灾的起因有两种，一种是由大自然的物理和化学现象引起的，有直接发生的，如火山喷发、雷火等，也有条件性的次生火灾，如干旱高温的自燃、地下煤炭的阴燃等；另一种则是由人类自身行为的不慎所引起的火灾。这类火灾发生的次数不多，但其火势一般都较大，难以扑灭，例如森林、煤矿火灾等。2006.365.1.1火灾的属性建造物火灾是指发生于各种人为建造的物体之内的火灾。事实证明，最常见、最危险、对人类生命和财产造成损失最大的还是这类发生于建造物之中的火灾。2006.375.1.1火灾的属性自然性火灾有的危害时间很长，新疆阜康煤田从清代一直延烧到2001年才被扑灭。有的危害规模很大，1987年5月大兴安岭发生的特大森林火灾蔓延87万公顷，总损失30多亿元。建造物火灾近年来成为城市的第一灾害。2006.385.1.2火灾的危害据统计，世界上发达的国家每年的火灾损失额多达几亿甚至十几亿美元，占国民经济总产值的0.2％~1.0％。美国1976年至1980年间，每年平均发生307．4万起火灾，死亡人数8730人，直接经济损失折合人民币达83．5亿元。日本1980年发生火灾6万起，经济损失达1460亿日元。英国、加拿大、澳大利亚等国家的情况同样严重。表5-1给出了一些国家火灾直接损失的情况。2006.395.1.2火灾的危害2006.3105.1.2火灾的危害事实上，火灾带来的间接损失大大超过其直接经济损失。一般可将火灾造成的直接、间接损失，人员伤亡损失，扑救消防开支，保险费用以及防火工程费用等统称为火灾代价。据联合国“世界火灾统计中心”(W1SC)近年来不完全统计，全球每年约发生600万至700万起火灾，约有65000至75000人死于火灾中。我国的火灾次数和损失虽然比发达国家少得多，但也相当严重。我国20世纪70年代火灾年平均损失不到2．5亿元，在80年代平均每年发生火灾3万起以上，年平均损失3.5亿元，年死亡人数为2000～3000人，烧伤人数更多。2006.3115.2火灾的分类5.2.1根据火灾损失的严重性对火灾级别进行划分按照一次火灾事故所造成的人员伤亡，受灾人数和财物直接损失金额，将火灾分为三类：(1)具有下列情形之一的，为特大火灾：死亡10人以上；重伤20人以上；死亡、重伤20人以上；受灾50户以上；烧毁财物损失50万元以上。(2)具有下列情形之一的，为重大火灾：死亡3人以上；重伤10人以上；死亡、重伤10人以上；受灾30户以上；烧毁财物损失5万元以上。(3)不具有上述两项情形的燃烧事故，为一般火灾。2006.3125.2.2根据燃烧对象进行分类在我国根据燃烧对象分类将火灾分为：A、B、C、D和E等类。1．A类火灾指含碳固体可燃物质火灾，一般在燃烧时能产生灼热的余烬。如木材、棉、毛、麻、纸张燃烧的火灾等。2．B类火灾指易燃、可燃液体火灾，可熔化的固体火灾。如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等。3．C类火灾指易燃、可燃气体火灾。如煤气、天然气、氢气、甲烷、乙烷、丙烷等火灾。4．D类火灾指可燃金属火灾。如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金火灾。5．E类火灾指带电设备火灾。2006.3135.2.3根据火灾发生地点进行分类1．地上建筑火灾指发生在地表的火灾。包括：1）民用建筑火灾：包括发生在城市和城镇的一般民用建筑和高层民用建筑内的火灾，以及发生在商场、饭店、宾馆、写字楼、影剧院、歌舞厅、机场、车站、码头等公用建筑内的火灾。2）工业建筑火灾：包括发生在一般工业建筑和特种工业建筑内的火灾。特种工业建筑是指油田、油库、化学品工厂、粮库、易燃和爆炸物品厂及仓库等火灾危险及危害性较大的场所。3）所谓森林火灾确切地说，是指森林大火造成的危害。森林火灾不仅造成林木资源的损失，而且对生态和环境构成不同程度的破坏。2006.3145.2.3根据火灾发生地点进行分类2．地下建筑火灾指发生在地表面以下建筑物内的火灾。主要包括发生在矿井、地下商场、地下油库、地下停车场和地下铁道等地点的火灾。3．水上火灾指发生在水面上的火灾。水上火灾包括发生在江、河、湖、海上航行的客轮、货轮和油轮上的火灾，也包括海上石油平台以及油面火灾等。4．空间火灾指发生在飞机、航天飞机和空间站等航天器中的火灾。2006.3155.3我国消防安全的现状和预防对策随着我国经济建设的快速发展，城市规模和城市人口比例的扩大，导致火灾的因素也大量增加，城市重特大恶性火灾事故有越演越烈之势。目前我国城市化进程正朝前推进，城市建设走向集约型、紧凑型是今后城市发展的主要思路，消防基础设施和装备滞后的局面将更加突出。2006.3165.3我国消防安全的现状和预防对策1．我国在推进城市化建设进程中的消防安全现状(1)我国城市人口继续朝密集型推进，城市建设朝内涵式、集约式方向发展，城市消防基础设施建设不能与之同步(2)我国城市火灾和农村火灾分配比例发生显著变化，城市火灾中公共聚集场所火灾突出(3)我国相当一部分城市布局处于畸型状态，新城与旧城、城区与工业区、棚户区与商业区交错分布，使重特大火灾发生机率大大提高(4)广大城市居民消防意识淡薄，单位和私营业主为了追逐商业利润往往置安全于不顾2006.3175.3我国消防安全的现状和预防对策2.推进我国城市化建设水平中的消防安全对策（1）实现消防片区联动，优势互补，增强扑救城市火灾的能力（2）将强对新建城区消防基础设施建设监督力度，加快旧城区消防基础设施的改造步伐（3）坚持群众与专门机关相结合的消防方针，有针对性地做好城区重点单位和场所的消防安全检查（4）加强专业队伍建设，在提高扑救火灾能力的同时，还要培养和提高社会应急抢险救援能力（5）建筑电气火灾危险性加大（6）城市缺少整体防火体系2006.3185.4建筑火灾科学的主要研究内容和现状5.4.1建筑防火建筑防火包括建筑火灾基础科学、建筑总体布局、建筑内部防火隔断、防火装修以及消防扑救、安全疏散路线、自动灭火系统、火灾探测报警系统的智能化和早期化、自动防排烟系统的设计和研究。在建筑防火上，我国已有自己的《建筑设计防火规范》(GBJ16—87)(2001版)和《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045—1995)。但由于我国对高层建筑防火研究起步较晚，加之高层建筑的规模日益扩大，故《高层民用建筑设计防火规范》还不能完全适应新形势的要求，有待通过总结经验进一步修改完善。2006.3195.4.2建筑结构抗火性能建筑结构抗火性能主要包括结构材料的抗火性能，结构在火灾高温下的强度、刚度、变形、承载能力，建筑结构耐火时间以及结构抗火构造等内容。(1)结构材料在火灾高温下的性能研究，如钢材在高温下的屈服强度、抗拉强度、弹性模量、应力一应变曲线；混凝土在高温下的抗压强度、抗拉强度、粘结强度、弹性模量、应力一应变曲线；钢材、混凝土的导热系数、比热容、质量密度、线膨胀系数。2006.3205.4.2建筑结构抗火性能(2)建筑构件的标准耐火试验方法及设备。(3)混凝土构件内温度场研究。(4)钢构件、钢筋混凝土构件及结构单元的耐火性能研究。(5)钢构件耐火保护方法及材料研究。(6)失火分区火灾性状研究与预测。2006.3215.4.2建筑结构抗火性能此外，欧洲各国颁布了钢结构耐火设计技术规范，法国还制定了混凝土结构的耐火强度计算方法，日本建立了建筑结构耐火设计数据库。与国外相比，我国在结构抗火设计的研究方面还存在很大的差距，至今还没有《建筑结构抗火设计规范》。目前，国外结构防火研究已从结构构件转向整体结构、装配式结构、薄膜结构、轻钢结构的研究，并探讨局部火灾对整个结构的影响的设计计算方法及建筑物防火诊断和改善技术的措施。2006.3225.4.3火灾后建筑结构的损伤鉴定和加固修复火灾后建筑物的损伤诊断主要包括以下几方面的内容：(1)现场调查及火灾温度判断。(2)火灾后建筑材料及结构性能的检测。(3)受损分析和剩余承载力的计算。(4)结构受损综合评定。对于火灾后的加固方法，现在研究的还不多，长期以来主要靠设计人员的主观经验来选择加固方法。目前常用的火灾后加固方法有喷射混凝土法、粘钢加固法、碳纤维增强复合材料加固法等。2006.3235.4.3火灾后建筑结构的损伤鉴定和加固修复对于火灾后建筑结构受损程度的诊断，上海市建筑科学研究院编制了上海市地方标准《火灾后混凝土构件评定标准》。在建筑物的加固领域，我国曾颁布了《混凝土结构加固技术规范》(CECS25：90)，但是其中只是列出了数种加固方法，并没有特别列出适合于火灾后混凝土结构的加固方法。2006.324第6章建筑火灾的燃烧特性6.1燃烧的基本知识6.1.1燃烧条件燃烧是一种放热、发光的化学反应。物质燃烧必须同时具备三个条件，即可燃物，助燃物和着火源；缺少任何一个条件都不会发生燃烧。但是，并不是上述三个条件同时存在，就一定会发生燃烧现象，还必须这三个因素相互作用才能发生燃烧。(1)可燃物凡是能够与空气中的氧或其他氧化剂起剧烈化学反应的物质都是可燃物。如：木材、纸张、酒精、氢气、乙炔气等。(2)助燃物凡能帮助和支持燃烧的物质叫助燃物。如空气、氧或氧化剂等。2006.3256.1.1燃烧条件(3)着火源凡能引起可燃物燃烧的热能源，叫着火源。如明火、高温物体、化学热能、光能等。(4)链式反应有焰燃烧都存在链式反应。当某种可燃物受热，它不仅会汽化，而且该可燃物的分子会发生热分解作用从而产生自由基。自由基是一种高度活泼的化学形态，能与其他的自由基和分子反应，而使燃烧持续进行下去，这就是燃烧的链式反应。可燃物，助燃物和着火源是构成燃烧的三个要素，这是指“质”方面的条件，即必要条件。但是这还不够，还要有“量”方面的条件，即充分条件。在某些情况下，如可燃物数量不够，助燃物不足，或着火源的能量不大，燃烧也不会发生。2006.3266.1.1燃烧条件因此，还必须具备以下条件：(1)足够的可燃物质若可燃气体或蒸气在空气中的浓度不够，燃烧就不会发生。例如，用火柴在常温下去点汽油，能立即燃烧，但若用火柴在常温下去点柴油，却不能燃烧。(2)足够的助燃物质燃烧若没有足够的助燃物，火焰就会逐渐减弱，直至熄灭。如在密闭的小空间中点蜡烛，随着氧气的逐渐耗尽火焰最终会熄灭。(3)着火源达到一定温度，并具有足够的热量如火星落到棉花上，很容易着火，而落在木材上，则不易起火，就是因为木材燃烧需要的热量较棉花为多。(4)未受抑制的链式反应2006.3276.1.2防火和灭火的基本方法一切防火和灭火措施的基本原理，就是根据物质燃烧的条件，阻止燃烧三要素同时存在、互相结合、互相作用。1．防火的基本措施防止燃烧条件的产生，不使燃烧的三个条件相互结合并发生作用，以及采取限制、削弱燃烧条件发展的办法，阻止火势蔓延，这就是防火的基本原理。防火的基本措施有：(1)控制可燃物用非燃或难燃材料代替易燃或可燃材料；用防火涂料刷涂可燃材料，改变其燃烧性能；采取局部通风或全部通风的方法，降低可燃气体、蒸气和粉尘的浓度，使之不超过最高允许浓度；对能相互作用发生化学反应的物品分开存放。2006.3281．防火的基本措施(2)隔绝助燃物。就是使可燃性气体、液体、固体不与空气、氧气或其他氧化剂等助燃物接触，即使有着