建筑防火基本知识

目录2.1火灾基础..............................................................................................................................12.1.1火灾及其特点...............................................................................................................12.1.2火灾类型.......................................................................................................................12.2燃烧爆炸理论......................................................................................................................22.2.1燃烧理论基础...............................................................................................................22.2.2爆炸理论基础...............................................................................................................42.3防火及灭火原则与方法......................................................................................................62.3.1火灾防控基本原理及方法..................................................................................................62.3.2灭火基本原理及方法..........................................................................................................72.3.3各类灭火剂及其特点..........................................................................................................72.3.4常见灭火系统...................................................................................................................1012.1火灾基础2.1.1火灾及其特点火灾是在空间或者是在时间上失去控制的灾害性燃烧现象，它具有以下特点：(1)严重性。火灾容易造成重大的伤亡事故和经济损失，会使国家财产遭受巨大损失，严重影响生产的顺利进行，甚至迫使工矿企业停产，通常需较长时间才能恢复，有时火灾与爆炸同时发生，损失更为惨重。例如1987年5月6日，大兴安岭燃起的森林大火，足足烧了28天．死伤人数达419人，直接经济损失达5亿余元；2010年11月15日14时，上海余姚路胶州路一栋高层公寓起火，起火点位于10-12层之间，整栋楼都被大火包围着，楼内还有不少居民没有撤离，大火导致58人遇难，另有70余人接受治疗。(2)复杂性。发生火灾的原因比较复杂，主要表现在着火源多、可燃物广等方面。(3)多变性。火灾在发展过程中受较多因素影响，不易掌握。火灾的发展蔓延会受到各种外界条件的影响与制约，与可燃物的种类、数量、起火单元的布局、通风状况、初期火灾的处置措施等有关。火灾的多变性，既有人们扑救的因素，也有火场可燃物的因素，同时与天气条件有着密切的联系。(4)突发性。火灾事故往往是在人们意想不到的时候突然发生，虽然有事故的征兆，但一方面是由于目前对火灾事故的监测、报警等手段的可靠性、实用性和广泛应用尚不理想，另一方面则是因为至今为止，还有相当多的人员对火灾事故的规律及其征兆了解甚微，耽误了救援时间，致使对火灾的认识、处理、救援造成很大困难。(5)确定性。在特定的场合下发生的火灾基本上按着确定的过程发展，火源的燃烧蔓延、火势的发展、火焰烟气的流动传播将遵循确定的流体流动、传热传质以及质量守恒等规律。2.1.2火灾类型为了便于建筑灭火器配置设计人员能正确判定灭火器配置场所的火灾种类，合理选择与配置灭火器，根据现行国际标准和国家标准《火灾分类》（GB/T4968－2008），结合灭火器灭火的特点和灭火器配置设计工作的需求，本条对灭火器配置场所中生产、使用和储存的可燃物有可能发生的火灾种类的分类作了原则规定。将灭火器配置场所的火灾种类划分为以下五类，并作了列举，以方便有关人员的正确理解及合理应用。对于未列举到的场所，可对比各类的定义和举例，然后予以确定。1）A类火灾：指固体物质火灾。如木材、棉、毛、麻、纸张及其制品等燃烧的火灾；2）B类火灾：指液体火灾或可熔化固体物质火灾。如汽油、煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡等燃烧的火灾。3）C类火灾：指气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等燃2烧而引起的火灾。4）D类火灾：指金属火灾。如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金等燃烧的火灾。5）E类火灾：指带电物体的火灾。如发电机房、变压器室、配电间、仪器仪表间和电子计算机房等在燃烧时不能及时或不宜断电的电气设备带电燃烧的火灾。6）F类火灾：指烹饪器具内的烹饪物火灾，如动植物油脂火灾。2.2燃烧爆炸理论2.2.1燃烧理论基础2.2.1.1.燃烧的定义燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光的现象。本质上，燃烧是一种氧化还原反应，但又不同于一般的氧化还原反应，燃烧过程具有两个特征：(1)有新物质产生，即燃烧是化学反应(2)伴随发光发热现象。2.2.1.2.燃烧条件燃烧现象的发生必须具备一定条件，即燃烧三要素：（1）可燃物（还原剂）。凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧反应的物质，均称为可燃物如氢气、乙炔、酒精、汽油、木材、纸张等。（2）助燃剂（氧化剂）。凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质，都称为助燃物，如空气、氧气、氯气、氯酸钾、过氧化钠等。空气是最常见的助燃物。（3）点火源。凡是能引起物质燃烧的热源，统称为点火源。生产和生活中常用的多种热源都有可能转化为点火源。例如，化学能转化为化合热、分解热、聚合热、自燃热；电能转化为电火花热、电弧热、感应发热、静电发热、雷击发热；机械能转化为摩擦热、压缩热、撞击热；光能转化为热能以及核能转化为热能。但是，即使具备了三要素并且相互结合、相互作用，燃烧也不一定发生。要发生燃烧还必须满足其他条件，如可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量等。2.2.1.3.燃烧过程的运输现象燃烧反应与反应体系内质量和能量的运输联系密切，这种运输取决于系统的宏观运动（如可燃混合气的流动）以及系统内的微观运动（如分子的热运动）所引起的热传导和扩散现象。根据输运与反应速率之间的关系，可以将燃烧过程分为三种类型。如果混合气的扩散速率比化学反应速率小得多，则这种燃烧过程称为扩散燃烧；如果化学反应运率比扩散速率小得多，则这种燃烧称为动力燃烧；而当化学反应速率与扩散速率相当时，则这种燃烧称为扩散动力燃烧。由此可知，扩散燃烧主要受扩散、流动等物理混合过程的控制；动力燃烧则主要受化学动力学因素的支配；而扩散3动力燃烧则是化学动力学和物理因素同时起支配作用。明确这些燃烧过程的概念具有一定的现实意义。例如，在动力燃烧中提高混合气体的温度．可使燃烧速率提高，而对于扩散燃烧如用相同的办法，则作用不明显。因而有必要研究燃烧过程中的输运现象。2.2.1.4描述燃烧过程的基本控制方程1）连续性方程（质量守恒方程）三维直角坐标系内，非常定、可压缩气体的质量方程为：123123++div0ttvvvvxxx式中，jx（j=1,2,3）表示坐标的三个轴，该方程的物理意义是：单位时间微元体单位体积内流出与流入的质量差divv与单位时间微元体单位体积内质量的改变量t之和等于零。divv表示流体的散度。2）动量守恒方程解伴有化学反应的流动问题，通常只需要混合气体动量守恒总的表达式。根据气体动力学知识，忽略质量力、无粘性理想流体的三维、非定常流的动量方程可表达为：123123d1dttiiiiiivvvvvPvvvxxxx式中，iv（i=1,2,3）——速度向量v在直角坐标系中三个坐标方向上的分量；P——混合气体的压力。3）能量守恒方程对一维、定常无粘性的理想气体，无外力作用下的能量方程可表达为：2d1ddqd2dduvvPvxxx式中，——混合气体的密度，g/cm3u——单位质量混合气体的总内能，J/gv——x方向混合气体的流速，cm/sq——单位时间内流过微元体单位面积上的总热流，2/(s)Jcmu——单位容积混合气体的总内能，包含由于分子扩散引起的能量交换，J/（cm3）。方程的物理意义为：单位时间、微元体单位体积内净传入的热量等于净流出的能量以及对外做功所消耗的能量之和。因此，微元体内混合气的能量储备守恒。2.2.1.5燃烧反应速率方程着火条件的分析、火势发展快慢的估计、燃烧历程的研究及灭火条件的分析等，都要用到燃烧反应速度方程。此方程可以根据化学动力学理论得到。4大量的实验可证明：反应温度对化学反应速率的影响很大，同时这种影响也很复杂，但是最普遍的情况是反应速率随着温度的升高而加快。此外，范德霍夫(Van’tHoff)近似规则认为：对于—般反应，如果初始浓度相等，温度每升高10℃，反应速率大约加快2—4倍。温度对反应速率的影响主要反映在速度常数K上。阿累尼乌斯（SvanteAugustArrhenius）提出了反应速率常数K与反应温度T之间有如下关系：01220*exp()T8TEKKRkKm式中，K——阿累尼乌斯反应速率常数，3omsmlE——反应物活化能，/okJmlR——普适气体常数，38.31410/okJmlKT——温度，K0K——频率因子，3omsml所以，假定在燃烧反应中，可燃物的浓度为CF，反应系数为x，助燃物(主要指空气)的浓度为Cox，反应系数为y；频率因子为K0s；活化能为Es；反应温度为Ts，则可得到燃烧反应速率方程，即：y0oexpTxsssFxsEvKCCR2.2.2爆炸理论基础2.2.2.1爆炸的定义与分类物质从—种状态经物理、化学变化突变成另外一种状态时，伴随有巨大的能量快速释放，并产生声、光、热或做机械功等，使爆炸点周围介质中的压力发生骤增的过程称为爆炸现象。按照造成爆炸的物质所具有的物理状态爆炸可分为气相爆炸与凝聚（固相与液相）相爆炸两类。而按爆炸的过程，又可以将其分为核爆炸(因原子核的分裂及聚合所放出来的强大能量所致)、物理爆炸（以物理变化为主的爆炸，如高压容器的破裂、减压时引起的槽罐破损及蒸汽的爆炸等）、化学爆炸（与化学反应有关的爆炸，如爆燃、聚合、分解及反应迅猛等引起的爆炸）以及物理及化学作用综合在一起的爆炸。在研究防火防爆技术中，通常只涉及物理性爆炸和化学性爆炸。2.2.2.2爆炸发生的条件1）物理爆炸