2.2火灾的发展蔓延

第2页共55页2建筑火灾与基本消防对策第二章建筑火灾与基本消防对策01建筑火灾的成因及危害02火灾的发展蔓延03建筑火灾的基本消防对策第3页共55页2建筑火灾与基本消防对策2.2火灾的发展蔓延【学习目标】1、熟悉建筑火灾蔓延形式；建筑火灾发展的一般规律及特点；建筑火灾蔓延的途径；高层建筑、大跨度建筑、地下建筑的火灾特点。2、掌握火灾初期增长阶段、发展阶段的特点及相应的建筑防火措施；火灾熄灭阶段的特点及熄灭阶段灭火时应注意的事项。第4页共55页2建筑火灾与基本消防对策一、建筑火灾的发展过程、特点及相应防火措施建筑火灾与其他类型火灾一样，在通常情况下，都有一个由小到大、由发展到熄灭的过程。与可燃液体和可燃气体火灾相比，建筑火灾阶段区别更明显，特点更突出。建筑火灾最初都发生在室内的某个房间或某个部位，然后由此蔓延到相邻的房间或区域，以及整个楼层，最后蔓延到整个建筑物。根据室内火灾温度随时间的变化特点，可以将建筑火灾发展过程分为三个阶段它们分别是初期增长阶段、充分发展阶段、衰减阶段。火灾发展三个阶段各自持续时间的长短，温度变化的快慢，都是由当时的燃烧条件所决定，是千差万别的，但每一阶段都有其自身的规律及特点。第5页共55页2建筑火灾与基本消防对策一、建筑火灾的发展过程、特点及相应防火措施第6页共55页2建筑火灾与基本消防对策一、建筑火灾的发展过程、特点及相应防火措施（一）建筑火灾的初期增长阶段及防火措施1、火灾初期增长阶段的发展过程及特点室内发生火灾后，最初只是起火点周围的可燃物着火燃烧，这时燃烧就好比在敞开的空间里进行一样，起火点处局部温度较高，燃烧面积不大，室内各点的温度极不平衡，燃烧大多比较缓慢。由于受到室内可燃物的燃烧性能、分布以及建筑通风、散热等条件的影响，初期增长阶段的燃烧有可能形成灾害，也有可能中途自行熄灭，一般会出现下列三种情况之一：第7页共55页2建筑火灾与基本消防对策（一）建筑火灾的初期增长阶段及防火措施1）最初着火的可燃物质烧完，而未延及其他的可燃物质，燃烧自动终止，这种情况多半出现在初始着火的可燃物处于隔离的情况下。2）如果通风不足，则火灾可能由于缺氧而自行熄灭，或受到通风供氧条件的支配，以很慢的燃烧速度继续燃烧。3）如果存在足够的可燃物质，而且具有良好的通风条件，则火灾迅速发展到整个房间，使房间中所有可燃物（家具、衣服、可燃装修等）卷入燃烧之中，从而使室内火灾进入充分发展的猛烈燃烧阶段。第8页共55页2建筑火灾与基本消防对策（一）建筑火灾的初期增长阶段及防火措施概括起来，火灾初期增长阶段的特点主要是燃烧范围不大，火灾仅限于初始起火点附近；室内温度差别大，平均温度低，在燃烧区域及其附近温度较高，其他部位温度低；火灾发展速度较慢，火势不稳定；火灾持续时间因起火原因、可燃物质的性质和分布、建筑物通风条件等的影响而长短有别。第9页共55页2建筑火灾与基本消防对策（一）建筑火灾的初期增长阶段及防火措施2、相应建筑防火措施1）严控建筑材料关。在火灾初期增长阶段，起火点的燃烧是否能发展成为灾害，与可燃物的燃烧性能、数量及分布有着极大的关系。因此在选择建筑材料时，应严格把关，尽可能选择不燃或难燃的建筑材料，少采用可燃或易燃的建筑材料。当选择了少量可燃或易燃性建筑材料时，应采取相应的防火处理措施，变可燃、易燃材料为难燃建筑材料。对于建筑室内的可燃或易燃物品，要采取一定的防火隔离措施，控制火灾燃烧范围。第10页共55页2建筑火灾与基本消防对策（一）建筑火灾的初期增长阶段及防火措施2）适当设置建筑消防设施。由火灾初期增长阶段的特点可见，该阶段是灭火的最有利时机。如果能在火灾初期增长阶段及时发现并控制火灾，火灾损失就会大大降低。为此，应在一些建筑物内设置火灾自动报警系统，保证及时发现火灾；另外，还应根据建筑物的火灾危险性及重要性程度，适当在建筑物内设置相应的灭火设施，如消防水喉、灭火器、室内外消火栓、自动灭火设施等，使火灾在初期增长阶段就得到控制或扑灭。第11页共55页2建筑火灾与基本消防对策（一）建筑火灾的初期增长阶段及防火措施3）完善建筑疏散设施。火灾初期增长阶段，燃烧范围小，火灾产生的温度不高，烟雾也较少，所以此阶段也是人员疏散的最有利时机。如果火灾时人员在初期增长阶段不能及时疏散，那么生命就会受到火势威胁，安全难以得到保障。为使人员在火灾发生时能安全迅速地撤离火灾现场，到达安全区域，建筑应有较完善的疏散设施。建筑防火设计时，应按照《建筑设计防火规范（2018版）》（GB50016—2014）严格控制疏散距离，合理设置安全出口的数量和宽度，对一些建筑还应按要求设置疏散指示标志、应急照明、应急广播、避难层及避难区等。第12页共55页2建筑火灾与基本消防对策（二）建筑火灾的充分发展阶段1、火灾充分发展阶段的发展过程及特点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。影响轰然发生的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充分发展阶段。第13页共55页2建筑火灾与基本消防对策（二）建筑火灾的充分发展阶段轰燃发生后，室内可燃物出现全面燃烧，可燃物热释放速率很大，室温急剧上升，并出现持续高温，温度可达800～1000°C。然后，火焰和高温烟气在火风压的作用下，会从房间的门窗、孔洞等处大量涌出并向上蔓延。轰燃的发生标志了房间火势的失控，同时，产生的高温会对建筑物的材料及结构造成严重影响。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。第14页共55页2建筑火灾与基本消防对策（二）建筑火灾的充分发展阶段火灾充分发展阶段的特点为：1）轰燃现象出现，温度接近直线上升，并达到最高值。轰燃现象发生后，房间内所有可燃物都在猛烈燃烧，放热速度加快，因而房间内温度升高很快，火场温度接近直线上升，并达到最高点，最高温度可达1100°C。第15页共55页2建筑火灾与基本消防对策（二）建筑火灾的充分发展阶段2）燃烧稳定，可燃物燃烧速度接近不变。可燃物燃烧速度指的是单位时间内烧掉的可燃物数量（重量减少量）。在我国，城镇建筑绝大多数都为钢筋混凝土结构建筑，耐火程度都比较高。房间起火后，由于其四周墙壁、楼板、地面等建筑构件坚固，耐火极限较高，一般不会被烧穿，因而发生火灾时房间通风开口面积大小并没有多大变化。火灾充分发展阶段的燃烧速度主要是由门窗洞口等开口面积的大小控制，通风开口面积变化不大，单位时间内从室外补充进来的空气量接近不变，所以此阶段室内火灾燃烧稳定，可燃物燃烧速度（单位时间内重量减少量）接近不变。第16页共55页2建筑火灾与基本消防对策（二）建筑火灾的充分发展阶段3）持续时间长短与起火原因无关。火灾充分发展阶段持续时间长短主要由可燃物的数量、燃烧速度决定，由建筑通风情况控制，而与起火原因无关。在可燃物数量一定的情况下，如果建筑开口面积较大，通风良好，可燃物燃烧速度较快，火灾持续时间就短；反之，火灾持续时间就长。在火灾充分发展阶段，由于燃烧猛烈，可燃物燃烧速度都比其他两个阶段快，所以此阶段烧掉的可燃物数量所占比例很大，约占整个火灾烧掉总数的80%以上。第17页共55页2建筑火灾与基本消防对策（二）建筑火灾的充分发展阶段2、相应建筑防火措施为了减少火灾损失，针对火灾充分发展阶段的特点，在建筑防火设计中应采取的主要措施是：在建筑物内设置具有一定耐火性能的防火分隔物（如防火墙、防火卷帘、消防水幕等），划分防火分区，把火灾控制在一定的范围之内，防止火灾大面积蔓延；选用耐火程度较高的建筑结构作为建筑物的承重体系，确保建筑物发生火灾时不倒塌破坏，为火灾时人员疏散、消防队扑救火灾、火灾后建筑物修复继续使用创造条件，使火灾损失降低到最低限度。第18页共55页2建筑火灾与基本消防对策（三）建筑火灾的衰减阶段1、火灾衰减阶段的发展过程及特点在火灾充分发展阶段后期，随着室内可供燃烧的可燃物数量不断减少，火灾燃烧速度缓慢递减，温度逐渐下降，当火场平均温度下降到最高温度的80%时，标志着火灾发展进入了衰减阶段。随后，房间温度下降明显，当房间内全部可燃物被烧光，室内与室外温度达到相同时，宣告火灾结束。虽然火灾衰减阶段燃烧没有发展阶段那样猛烈，但从火灾发展的整个过程来看，火场仍存有大量未熄灭的灰烬，使得火场在一定时间内依然保持着高温状态，热辐射(导热、热对流)也强，同样存在着建筑物遭受坍塌破坏和火灾向其他部位蔓延的危险。第19页共55页2建筑火灾与基本消防对策（三）建筑火灾的衰减阶段火灾衰减阶段温度下降速度与前两个阶段的火灾持续时间有关。前两个阶段火灾持续时间长，温度下降速度慢；反之，温度下降速度快。根据火灾试验表明，持续时间在1h以下的，火灾温度下降速度大约是每分钟12°C；持续时间在1h以上的，火灾温度下降速度大约是每分钟8°C。第20页共55页2建筑火灾与基本消防对策（三）建筑火灾的衰减阶段火灾充分发展阶段和衰减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，可燃材料中的挥发成分并未完全析出，可燃物周围的温度在短时间内仍然较高，易造成可燃挥发成分再度析出，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21页共55页2建筑火灾与基本消防对策（三）建筑火灾的衰减阶段2、衰减阶段灭火时应注意的事项衰减阶段前期，燃烧仍十分猛烈，火灾温度依然很高。因此，灭火时，强调注意以下两个方面：1）防止建筑构件因长时间受高温作用和灭火射水的冷却作用而使建筑构件出现裂缝、下沉、倾斜甚至倒塌破坏，这些破坏会威胁消防人员的人身安全。2）全面清除火场余火，防止死灰复燃，防止向相邻建筑蔓延。第22页共55页2建筑火灾与基本消防对策（四）影响建筑火灾严重性的因素建筑火灾严重性是指在建筑中发生火灾的大小及危害程度。火灾严重性取决于火灾达到的最高温度和在最高温度下燃烧持续的时间，它表明了火灾对建筑结构或建筑造成损坏和对建筑中人员、财产造成危害的程度。火灾严重性与建筑的可燃物或可燃材料的数量、材料的燃烧性能以及建筑的类型、构造等有关。第23页共55页2建筑火灾与基本消防对策（四）影响建筑火灾严重性的因素影响火灾严重性的因素大致有以下6个方面：1）可燃材料的燃烧性能。2）可燃材料的数量。3）可燃材料的分布。4）房间开口的面积和形状。5）着火房间的大小和形状。6）着火房间的热性能。第24页共55页2建筑火灾与基本消防对策二、建筑火灾蔓延的形式及途径（一）建筑火灾蔓延的形式热量传递有三种基本方式，即热传导、热对流和热辐射。建筑火灾中，燃烧物质所放出的热量通常是以上述三种方式来传播，并影响火势蔓延和扩大的。热量传播的形式与起火点、建筑材料、物质的燃烧性能和可燃物的数量等因素有关。第25页共55页2建筑火灾与基本消防对策（一）建筑火灾蔓延的形式1、热传导热传导又称为导热，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。从微观角度讲，之所以发生导热现象，是由于微观粒子（分子、原子或它们的组成部分）的碰撞、转动和振动等热运动而引起能量从高温部分传向低温部分。在固体内部，只能依靠导热的方式传热；在流体中，尽管也有导热现象发生，但通常被对流运动掩盖。不同物质的导热能力各异，通常用热导率，即单位温度梯度时的热通量来表示物质的导热能力。同种物质的热导率也会因材料的结构、密度、湿度、温度等因素的变化而变化。第26页共55页2建筑火灾与基本消防对策（一）建筑火灾蔓延的形式对于起火的场所，热导率大的材料，由于受到高温作用能迅速加热，又会很快地把热能传导出去，在这种情况下，就