第二章防火防爆安全技术(1)

第二章防火防爆安全技术第一节防火防爆安全基础知识A考试内容、在教材中的位置及要求内容编号考试内容在教材中的位置要求一火灾的定义，火灾的自燃属性和人为属性，火灾发生的必要条件，建筑物火灾的发生特点、发展规律及危害性，火旋风、轰然、回燃的概念和发生条件P74了解二火灾模拟的基本概念，火灾规律的双重性，火灾的研究方法及相互关系P75了解三火灾发展变化极其防治途径，阻燃的基本概念，阻燃方法的分类及特点P76熟悉四火灾探测的基本概念，火灾探测方法的分类及特点P77熟悉五灭火的基本概念，灭火方法的分类及特点，火灾烟气控制P78熟悉六火灾危险性分析的基本概念和火灾危险性分析方法及分类特点P84掌握七民用爆破器材、烟花爆竹的特点P89了解八民用爆破器材、烟花爆竹的主要危险因素P89熟悉B答案一、火灾1.火灾的定义火灾是火失去控制蔓延而形成的一种灾害性燃烧现象，它通常造成人或物的损失。2.火灾发生的必要条件火三角是助燃剂、可燃物和引火源的简称，也叫火灾三要素。这三个条件缺少任何一个，则火灾燃烧不能发生和维持，因此火三角是火灾燃烧的必要条件。3.建筑物火灾的发生特点、发展规律及危害性初起期、发展期、最盛期和熄灭期。初起期是火灾从无到有开始发生的阶段，这一阶段可燃物的热解过程至关重要；发展期是火势由小到大发展的阶段，这一阶段通常满足时间平方规律，即火灾热释放速率随时间的平方非线性发展，轰燃就发生在这一阶段；最盛期的火灾燃烧方式是通风控制火灾，火势的大小由建筑物的通风情况决定；熄灭期是火灾由最盛期开始消减直至熄灭的阶段，熄灭的原因可以是燃料不足、灭火系统的作用等。由于建筑物内可燃物、通风等条件的不同，建筑火灾有可能达不到最盛期，而是缓慢发展后就熄灭了。典型的建筑火灾发展过程如教材中图2-1所示。4.火旋风由于风向、地理形态、建筑物的影响，火灾在蔓延的过程中会形成旋转火焰，即火旋风。它通常分为垂直火旋风和水平火旋风，它的出现使得火蔓延速度和火强度大大增加。5.轰然轰燃的常见定义有：a.室内火灾由局部火向大火的转变，转变完成后室内所有可燃物表面都开始燃烧；b.室内燃烧由燃料控制向通风控制的转变，转变使得火灾由发展期进入最盛期；c.在室内顶棚下方积聚的未燃气体或蒸气突然着火而造成火焰迅速扩展。在工程上应用最广的两个轰燃判据为：①上层热烟气平均温度达到600℃；②地面处接受的热流密度达到2OKW/m2。满足这两个条件时，通常可燃物可以发生轰燃。影响轰燃发生最重要的两个因素是辐射和对流情况，也就是上层烟气的热量得失关系，如果接收的热量大于损失的热量，则轰燃可以发生。轰燃的其他影响因素有：通风条件、房间尺寸和烟气层的化学性质等。6.回燃由于开始时的燃烧过程以及燃烧结束后的高温环境，使室内可燃物仍然进行着热解反应，室内会逐渐积聚大量的可燃气体，此时一旦通风条件改善，空气会以重力流的形式补充进来与室内的可燃气体混合。当混合气被灰烬点燃后，就会形成大强度、快速的火焰传播，在室内燃烧的同时，在通风口外形成巨大的火球，从而同时对室内和室外造成危害，这种死灰复燃现象就称为回燃。回燃具有隐蔽性和突发性，因此对生命财产安全危害极大。二、火灾模拟、火灾规律的双重性和火灾的研究方法1．火灾模拟的基本概念根据火灾的规律性，建立火灾发展过程模型，研究火灾的防治措施。2．火灾规律的双重性火灾过程既有确定性，又有随机性。确定性是指火灾的孕育、发生、发展、熄灭过程具有规律性，随机性是指火灾各个子过程都要受到不确定性因素的影响。这就决定了火灾科学研究手段是模拟研究和统计分析及两者的结合。另一方面，火灾既有自然属性，又有人为属性：火灾不仅仅是一个自然过程，它要受到人的影响，火灾的绝大多数是人为因素引起的，人为因素是火灾系统的组成部分之一；同样，火灾的危害不仅是财产的损失，而且具有重要的社会影响。3．火灾的研究方法及相互关系模拟研究和统计分析及二者的结合。三、火灾发展变化、防治途径和阻燃1．火灾发展变化及其防治途径火灾发展变化一般由初起期、发展期、最盛期和熄灭期四阶段。火灾防治途径一般分为设计与评估、阻燃、火灾探测、灭火等。在建筑及工程的设计阶段就可以考虑到火灾安全，进行安全设计，对已有的建筑和工程可以进行危险性评估，从而确定人员和财产的火灾安全性能；对于建筑材料和结构可以进行阻燃处理，降低火灾发生的概率和发展的速率；一旦火灾发生，要准确、及时地发现它，并克服误报警因素；发现火灾之后，要合理配置资源，迅速、安全地扑灭火灾。目前，火灾防治的趋势是“清洁阻燃、智能探测、清洁高效灭火、性能化设计与评估”。火灾防治途径环环相扣，构成了火灾防治系统。2．阻燃的基本概念对于材料和结构可以进行阻燃处理，降低火灾发生的概率和发展的速率。阻燃方法的分类及特点：阻燃剂按其使用方法分为反应型和添加型两种。添加型阻燃剂可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂，它们和树脂进行机械混合后赋予树脂一定的阻燃性能，主要用于聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯等树脂中。它的优点是使用方便、适应面广，但对聚合物的使用性能有较大的影响。反应型阻燃剂是作为一种反应单体参加反应，使聚合物本身含有阻燃成分。多用于缩聚反应，如聚氨酯、不饱和聚酯、环氧树脂、聚碳酸酯等。反应型阻燃剂具有赋予组成物或聚合物永久阻燃性的优点。四、火灾探测1．火灾探测的基本概念在火灾的孕育与初期阶段，建筑物内会出现特殊现象或征兆：发热、发光、发声及散发烟尘、可燃气体、特殊气味等，分析研究这些特征，用探测器探测这些特征，用于火灾报警或预报。2．火灾探测方法的分类及特点按照探测元件与探测对象的关系，火灾探测原理可分为接触式和非接触式两种基本类型。（1）接触式探测在火灾的初期阶段，烟气是反映火灾特征的主要方面。接触式探测就是利用某种装置直接接触烟气来实现火灾探测的，只有当烟气到达该装置所安装的位置时感受元件方可发生响应。烟气的浓度、温度、特殊产物的含量等都是探测火灾的常用参数。（2）非接触式探测非接触式火灾探测器主要是根据火焰或烟气的光学效果进行探测的。由于探测元件不必触及烟气，可以在离起火点较远的位置进行探测，所以探测速度较快，适宜探测那些发展较快的火灾。这类探测器主要有光束对射式探测器、感光(火焰)式探测器和图像式探测器。五、3．火灾烟气控制烟气控制指所有可以单独或组合起来使用以减轻或消除火灾烟气危害的方法。挡烟：用某些耐火性能好的物体或材料把烟气阻挡在某些限定区域，不让它流到可对人和物产生危害的地方。这种方法适用于建筑物与起火区没有开口、缝隙或漏洞的区域。排烟：使烟气沿着对人和物没有危害的渠道排到建筑外，从而消除烟气的有害影响。排烟有自然排烟和机械排烟两种形式。排烟囱、排烟井是建筑物中常见的自然排烟形式，它们主要适用于烟气具有足够大的浮力、可能克服其他阻碍烟气流动的驱动力的区域。机械排烟可克服自然排烟的局限，有效地排出烟气。(1)防烟分隔在建筑物中，墙壁、隔板、楼板和其他阻挡物都可作为防烟分隔，它们能使离火源较远的空间不受或少受烟气的影响。这些物体可以单独使用(有人称之为被动式防烟分隔)，也可与加压方式配合使用。防烟分隔物本身也存在一定的烟气泄漏，泄漏量由该物体缝隙的大小、形状以及该物体两侧的压差决定。(2)非火源区的烟气稀释烟气稀释又称烟气净化、烟气清除或烟气置换。开门就是一种烟气稀释方法。当烟气由一个空间泄漏到另一空间时，采取烟气稀释可使后一空间的烟气或粒子浓度控制在人可承受的程度。若烟气泄漏量与所保护空间的体积或进出该空间的净化空气流率相比较小时，这种方法很有效。烟气稀释对火灾扑灭后清除烟气也很有用处。(3)加压控制使用风机可在防烟分隔物的两侧造成压差，从而控制烟气流过。(4)空气流在铁路和公路隧道、地下铁道的火灾烟气控制中，空气流用得很广泛。用这种方法阻止烟气运动需要很大的空气流率，而空气流又会给火灾提供氧气，因此它需要较复杂的控制，通常在建筑物内的应用不很多。空气流是控制烟气的基本方法之一，除了大火已被抑制或燃料已被控制的少数情况外，一般不采用这种方法。(5)浮力在风机驱动和自然通风系统中，都经常利用热烟气的浮力机制排烟，大空间的风机通风已广泛用在中庭和购物中心大厅中，与此相关的一个问题是水喷头喷出的液体会冷却烟气，使其浮力减少，从而降低这种系统的排烟效率。六、火灾危险性分析的基本概念和火灾危险性分析方法及分类特点古斯塔夫(GustavPurt)提出的危险度法是目前常用的火灾危险性分析方法。建筑物的火灾危险度包括火灾对建筑物本身的破坏以及对建筑物内部人员和物质的伤害两个方面。对建筑物本身的破坏用GR(建筑物火灾危险度)来表示，对建筑物内人员和物质的伤害用IR(建筑物内火灾危险度)来表示，两方面的危险度共同决定了建筑物的火灾危险度。1.建筑物火灾危险度GR分析根据古斯塔夫(GustavPurt)提出的有关公式，GR可用下式计算：式中Qm——可移动的火灾负荷因子；C——易燃性因子；Qi——固定的火灾负荷因子；B——火灾区域及位置因子；L——灭火延迟因子；W——建筑物耐火因子；Ri——危险度减小因子.下面分别对各个因子的取值进行讨论。Qm表示建筑物室内可移动的燃烧物对GR的影响，家具、衣物等都归入此类，通常采用折合标准木材的方法来表示。表2-2给出了移动可燃物与Qm的关系。C表示可燃物的易燃性能，依据易燃性能分成4个等级，每一等级对应一个C的取值。表2-3给出了C的取值。当可燃物混合存在时，C确定原则见表2-4.Qi表示建筑物构件中的可燃材料，一般也用折合木材量表示。表2-5给出相应木材量与Qi的取值关系及其相应的建筑物特点。B表示建筑物火灾区域对灭火活动难易程度的影响，一般分为4级。表2-6给出特征因素对B取值的影响。L表示灭火设施以及其他和人力有关的因素，见表2一7.W指建筑的耐火能力，根据耐火时间长短分为7级。表2-8给出耐火等级与W的取值表。上述6个因子计算出来的是最大危险度，实际要考虑使火灾危险度下降的因素Ri，可参考表2-9取值。iimRWLBQCQGR)((2-1)2.建筑物内火灾危险度IR分析根据古斯塔夫建议的有关公式，IR的计算采用如下公式：IR=H·R·F式中H——人员危险因子；D——财产危险因子；F——烟气因子。H的取值受人员多少、对建筑物疏散通道的熟悉程度、出口位置及数量等因素影响，概括起来由表2-10给出。D的取值受财产本身的价值、数量、易损情况等条件影响，见表2-11。F为烟气因子，主要考虑烟气的毒性、烟气浓度、哪些材料容易产生烟、烟的各种间接腐蚀性等。取值依据见表2-12。对GR和IR计算完成后，绘制建筑物火灾危险度分布图，如图2-3所示。GR和IR不同的区域，其防火措施是不同的。当GR较大时，建议该区域采用自动灭火系统，以加强建筑物的自救能力；当IR较大时，建议采用火灾早期报警系统。当两者都较大时，应采取双重保护系统。七、民用爆破器材、烟花爆竹的特点民用爆破器材、烟花爆竹作为一种燃烧爆炸物品，其生产历来都属于高危险行业，易燃易爆。八、民用爆破器材、烟花爆竹的主要危险因素1．原材料的危险性制药所用的原材料和辅助材料，如硝酸胺、复合蜡（含乳化剂）等都有易燃易爆危险性。2．生产过程中的危险性粉状乳化炸药的生产工艺简单概括为：油相制备、水相制备、乳化（冷却敏化）、喷雾制粉、装药包装。制造过程中可能形成爆炸性粉尘，遇高温、撞击摩擦、电气和静电火花、雷击可能发生燃烧爆炸。生产过程中需要采较高温度和压力的蒸汽，乳化设备中有转动摩擦的部件，喷雾制粉过程中需要使用特种运输泵和功率较大的风机等。3．运输与贮存方面的危险性成品粉状乳化炸药具有较高的爆轰和殉爆特性。硝酸胺贮存过程中发生自燃分解并放出热量。当环境具备一定的条件且温度达到爆发点时引起硝酸胺燃烧或爆炸。油状材料都是易燃危险品，贮存时遇到高温、氧化剂等，易发生燃烧而引起燃烧事故。包装后的乳化炸药仍具有较高的温度，炸药中的氧化剂和可燃剂会缓慢反应，当热量得不到及时散发时易发生燃烧而引起爆炸。危险品运输时可能发生的翻车、撞车、坠落、碰撞及摩擦等险情，可能导致的后果是引起危险品的燃烧或者爆炸。第二