2014安全工程師《生產(chǎn)技術(shù)》考點(diǎn):火災(zāi)安全基礎(chǔ)知識(shí)

　　一、燃燒與火災(zāi)

　　(一)燃燒與火災(zāi)的定義、條件和過程

　　1. 燃燒的定義

　　燃燒是物質(zhì)與氧化物之間的放熱反應(yīng)，它通常會(huì)在同時(shí)釋放出火焰或可見光。

　　2.火災(zāi)的定義

　　火災(zāi)是火失去控制蔓延而形成的一種災(zāi)害性燃燒現(xiàn)象，它通常造成人或物的損失。

　　3.燃燒和火災(zāi)發(fā)生的必要條件

　　同時(shí)具備氧氣、可燃物、點(diǎn)火源，即火的三要素，簡(jiǎn)稱火三角。這三個(gè)要素缺少任何一個(gè)，燃燒不能發(fā)生和維持，因此火的三要素是火災(zāi)燃燒的必要條件。在火災(zāi)防治中，如果能夠阻斷火三角的任何一個(gè)要素就可以撲滅火災(zāi)。

　　4.不同可燃物燃燒的過程

　　火災(zāi)中氣態(tài)可燃物通常為擴(kuò)散燃燒，即可燃物和氧氣邊混合邊燃燒;液態(tài)可燃物(包括受熱后先液化后燃燒的固態(tài)可燃物)、通常先是蒸發(fā)為可燃蒸氣，可燃蒸氣與氧化劑再發(fā)生燃燒;固態(tài)可燃物先是通過熱解等過程產(chǎn)生可燃?xì)怏w，可燃?xì)怏w與氧化劑再發(fā)生燃燒。

　　(二)、火災(zāi)的分類

　　按燃料性質(zhì)，火災(zāi)又可分為A類、B類、C類和D類火災(zāi)。A類火災(zāi)是固體物質(zhì)火災(zāi);B類火災(zāi)為液體或可熔化的固體火災(zāi);C類火災(zāi)為氣體火災(zāi);D類火災(zāi)為金屬火災(zāi)。

　　(三)、 閃燃、陰燃、爆燃、自燃的概念

　　(1)、閃燃?？扇嘉锉砻婊蛏戏皆诤芏虝r(shí)間內(nèi)(0～1 s)、重復(fù)出現(xiàn)火焰一閃即滅的現(xiàn)象。

　　(2)、陰燃。沒有火焰和可見光的燃燒。

　　(3)、爆燃。伴隨爆炸的燃燒波，以亞音速傳播。

　　(4)、自燃。由于自加熱引起的自發(fā)引燃。自加熱可以是內(nèi)部發(fā)熱反應(yīng)引起的溫度升高，也可以是由于通電發(fā)熱而產(chǎn)生的溫度升高。

　　(四)、 閃點(diǎn)、燃點(diǎn)、自燃點(diǎn)的定義

　　(1)、閃點(diǎn)。在規(guī)定條件下，材料或制品加熱到釋放出的氣體瞬間著火并出現(xiàn)火焰的最低溫度。

　　(2)、燃點(diǎn)。在規(guī)定的條件下，用標(biāo)準(zhǔn)火焰使材料引燃并繼續(xù)燃燒一段時(shí)間所需的最低溫度。

　　(3)、自燃點(diǎn)。在規(guī)定條件下.不用任何輔助引燃能源而達(dá)到引燃的最低溫度。

　　(五)、 火災(zāi)防治途徑和阻燃方法

　　1. 火災(zāi)防治途徑

　　火災(zāi)防治途徑一般分為設(shè)計(jì)與評(píng)估、阻燃、火災(zāi)探測(cè)、滅火等。在建筑及工程的設(shè)計(jì)階段就可以考慮到火災(zāi)安全，進(jìn)行安全設(shè)計(jì)，對(duì)已有的建筑和工程可以進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估，從而確定人員和財(cái)產(chǎn)的火災(zāi)安全性能;對(duì)于建筑材料和結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行阻燃處理，降低火災(zāi)發(fā)生的概率和發(fā)展的速率;一旦火災(zāi)發(fā)生，要準(zhǔn)確、及時(shí)地發(fā)現(xiàn)它.并克服誤報(bào)警因素;發(fā)現(xiàn)火災(zāi)之后，要合理配置資源，迅速、安全地?fù)錅缁馂?zāi)。目前，火災(zāi)防治的趨勢(shì)是“清潔阻燃、智能探測(cè)、清潔高效滅火、性能化設(shè)計(jì)與評(píng)估”。火災(zāi)防治途徑環(huán)環(huán)相扣，就構(gòu)成了火災(zāi)防治系統(tǒng)。

　　2. 阻燃

　　高分子材料已廣泛應(yīng)用到工業(yè)、民用和建筑等各個(gè)領(lǐng)域，由于這些材料大部分是由碳?xì)湓亟M成且易燃，具有潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)性。采用高分子材料阻燃化技術(shù)可以克服或降低高分子材料的可燃性，減少火災(zāi)的發(fā)生及蔓延。

　　高分子材料阻燃化技術(shù)主要通過阻燃劑使聚合物不容易著火或著火后其燃燒速度變慢。阻燃劑按其使用方法分為反應(yīng)型和添加型兩種。

　　(1)添加型阻燃劑可分為有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑，它們和樹脂進(jìn)行機(jī)械混合后賦予樹脂一定的阻燃性能，主要用于聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯等樹脂中。它的優(yōu)點(diǎn)是使用方便、適應(yīng)面廣，但對(duì)聚合物的使用性能有較大的影響。

　　(2)反應(yīng)型阻燃劑是作為一種反應(yīng)單體參加反應(yīng)，使聚合物本身含有阻燃成分。多用于縮聚反應(yīng)，如聚氨酯、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、聚碳酸醋等。反應(yīng)型阻燃劑具有賦予組成物或聚合物永久阻燃性的優(yōu)點(diǎn)。

　　阻燃劑大多數(shù)是元素周期表中的第VA，ⅦA和ⅢA族元素的化合物。如第VA族的氮、磷、砷、銻和鉍的化合物，第ⅦA族的氯和溴的化合物以及第ⅢA族的硼、鋁的化合物。此外硅、鎂和鉬的化合物也可作阻燃劑使用。其中最常用和最重要的是磷、氯、溴、銻和鋁的化合物。

　　理想的阻燃劑應(yīng)當(dāng)是無(wú)色，易于加入聚合物或組成物中，與其他組分相容性好，對(duì)熱和光的反應(yīng)穩(wěn)定，且具有良好的阻燃性和非遷移性，對(duì)聚合物的物理性能沒有明顯的不利影響。另一方面，阻燃劑本身的毒性較小，當(dāng)加入到聚合物后不增加材料燃燒過程中的毒性。

　　在人們對(duì)阻燃劑及阻燃材料需求量增大的同時(shí)，人們對(duì)阻燃劑及阻燃材料的性能要求也更加多面化。到目前為止，絕大多數(shù)阻燃劑不能同時(shí)滿足上述這些性能要求，往往是增加阻燃性能的同時(shí)影響材料的其他性能。因此，綜合性能優(yōu)化的阻燃技術(shù)是將阻燃性能、物理性能和應(yīng)用性相互和諧統(tǒng)一，滿足材料的使用要求及減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

　　目前廣泛使用的含鹵材料具有優(yōu)良的阻燃性。但是當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于這些材料的分解和燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，其主要起阻燃的鹵化氫是有毒、有腐蝕性的氣體，從而妨礙救火和人員的疏散，腐蝕儀器和設(shè)備，造成“二次災(zāi)害”。因此，它將被逐漸淘汰，取而代之的是更為清潔、環(huán)保的綜合性能優(yōu)化的阻燃技術(shù)及其產(chǎn)品。

　　(六)典型火災(zāi)的發(fā)展規(guī)律

　　初起期、發(fā)展期、最盛期和熄滅期。初起期是火災(zāi)從無(wú)到有開始發(fā)生的階段，這一階段可燃物的熱解過程至關(guān)重要;發(fā)展期是火勢(shì)由小到大發(fā)展的階段，這一階段通常滿足時(shí)間平方規(guī)律，即火災(zāi)熱釋放速率隨時(shí)間的平方非線性發(fā)展，轟燃就發(fā)生在這一階段;最盛期的火災(zāi)燃燒方式是通風(fēng)控制火勢(shì)的大小由建筑物的通風(fēng)情況決定;熄滅期是火災(zāi)由最盛期開始消減直至熄滅的階段，熄滅的原因可以是燃料不足、滅火系統(tǒng)的作用等。由于建筑物可燃物、通風(fēng)等條件的不同，建筑火災(zāi)有可能達(dá)不到最盛期，而是緩慢發(fā)展后就熄滅了。

　　(七)火災(zāi)探測(cè)原理與方法

　　1.火災(zāi)探測(cè)

　　火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)本身并不能影響火災(zāi)的自然發(fā)展進(jìn)程，其主要作用是及時(shí)將火災(zāi)跡象通知有關(guān)人員，以便他們準(zhǔn)備疏散或組織滅火，延長(zhǎng)建筑物可供疏散的時(shí)間并通過聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)其他消防設(shè)施。在火災(zāi)的早期階段，準(zhǔn)確的探測(cè)到火情并迅速報(bào)警，對(duì)于及時(shí)組織有序快速疏散、積極有效地控制火災(zāi)的蔓延、快速滅火和減少火災(zāi)損失都具有重要的意義。

　　2. 火災(zāi)探測(cè)的基本原理

　　在火災(zāi)的孕育與初期階段，建筑物內(nèi)會(huì)出現(xiàn)不少特殊現(xiàn)象或征兆，如發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲以及散發(fā)出煙塵、可燃?xì)怏w、特殊氣味等。這些特性是物質(zhì)燃燒過程中發(fā)生物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果，為早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)、進(jìn)行火災(zāi)探測(cè)提供了依據(jù)。深人分析火災(zāi)早期現(xiàn)象的特征，從中提取出可用于火災(zāi)探測(cè)的信息是一項(xiàng)極其重要的工作。按照探測(cè)元件與探測(cè)對(duì)象的關(guān)系，火災(zāi)探測(cè)原理可分為接觸式和非接觸式兩種基本類型。

　　1)接觸式探測(cè)

　　在火災(zāi)的初期階段，煙氣是反映火災(zāi)特征的主要方面。接觸式探測(cè)就是利用某種裝置直接接觸煙氣來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)探測(cè)的，只有當(dāng)煙氣到達(dá)該裝置所安裝的位置時(shí)感受元件方可發(fā)生響應(yīng)。煙氣的濃度、溫度、特殊產(chǎn)物的含量等都是探測(cè)火災(zāi)的常用參數(shù)。在普通建筑物中使用最多的是點(diǎn)式探測(cè)器，它們有一個(gè)直徑約10Cm殼體，其內(nèi)部安裝了某種感受煙氣濃度、溫度或代表燃燒產(chǎn)物(如CO)、的元件，當(dāng)進(jìn)入殼體的煙氣所具有的濃度或溫度達(dá)到所用元件的設(shè)定危險(xiǎn)閾值時(shí)便發(fā)出報(bào)警。在某些特殊場(chǎng)合下，接觸式探測(cè)器也可做成線型，如適宜在電纜溝內(nèi)使用的纜線式感溫探測(cè)器，它們是根據(jù)纜線所在空間環(huán)境的溫度變化來判斷火災(zāi)的。

　　2)非接觸式探測(cè)

　　非接觸式火災(zāi)探測(cè)器主要是根據(jù)火焰或煙氣的光學(xué)效果進(jìn)行探測(cè)的。由于探測(cè)元件不必觸及煙氣，可以在離起火點(diǎn)較遠(yuǎn)的位置進(jìn)行探測(cè)，所以探測(cè)速度較快，適宜探測(cè)那些發(fā)展較快的火災(zāi)。這類探測(cè)器主要有光束對(duì)射式探測(cè)器、感光(火焰)、式探測(cè)器和圖像式探測(cè)器。

　　(1)光束式探測(cè)器是將發(fā)光元件和受光元件分成兩個(gè)部件，分別安裝在建筑空間的兩個(gè)位置。當(dāng)有煙氣從兩者之間通過時(shí)，煙氣濃度致使光路之間的減光量達(dá)到報(bào)警閾值時(shí)，便可發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。

　　(2)火焰式探測(cè)器利用光電效應(yīng)探測(cè)火災(zāi)，主要探測(cè)火焰發(fā)出的紫外光或紅外光，而不用可見光波段，因?yàn)樗灰子行У匕鸦鹧娴妮椛渑c周圍環(huán)境的背景輻射區(qū)別開來。

　　(3)圖像式探測(cè)器是利用攝像原理發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的，目前主要采取紅外攝像與日光盲熱釋電預(yù)警器件進(jìn)行復(fù)合。一旦發(fā)生火災(zāi)，火源及相關(guān)區(qū)域必然發(fā)出一定的紅外輻射。在遠(yuǎn)處的攝像機(jī)發(fā)現(xiàn)這種信號(hào)后，便輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行綜合分析。若判定確實(shí)是火災(zāi)信號(hào)，則立即發(fā)出報(bào)警。由于它所給出的是圖像信號(hào)，因此具有很強(qiáng)的可視和火源空間定位功能，有助于減少誤報(bào)警和縮短火災(zāi)確認(rèn)時(shí)間，增加人員疏散時(shí)間和實(shí)現(xiàn)早期滅火。

　　【例題】：對(duì)火災(zāi)蔓延迅速，有強(qiáng)烈火焰輻射和少量煙、熱的，常用___ ()、

　　A感光火災(zāi)探測(cè)器B感溫火災(zāi)探測(cè)器

　　C.感煙火災(zāi)探測(cè)器D光束式探測(cè)器

　　【答案】： A

　　(八)滅火的原理，滅火方法的分類及特點(diǎn)

　　3. 滅火劑

　　1)氣體滅火劑

　　氣體滅火劑的使用最早始于19世紀(jì)末期。由于氣體滅火劑具有施放后對(duì)保護(hù)設(shè)備無(wú)污染、無(wú)損害等優(yōu)點(diǎn)，其防護(hù)對(duì)象逐步向各種不同領(lǐng)域擴(kuò)充。由于二氧化碳的來源較廣，利用隔絕空氣后的窒息作用可成功抑制火災(zāi)，因此早期的氣體滅火劑主要采用二氧化碳。在研究二氧化碳滅火系統(tǒng)的同時(shí)，國(guó)際社會(huì)及一些西方發(fā)達(dá)國(guó)家不斷地開發(fā)新型氣體滅火劑，經(jīng)過幾十年研究，終于發(fā)現(xiàn)鹵代烷1211、1301滅火劑具有優(yōu)良的滅火性能，因此在一段時(shí)間內(nèi)鹵代烷滅火劑基本統(tǒng)治了整個(gè)氣體滅火領(lǐng)域。后來，人們逐漸發(fā)現(xiàn)釋放后的鹵代烷滅火劑與大氣層的臭氧會(huì)發(fā)生反應(yīng)，致使臭氧層出現(xiàn)空洞，使生存環(huán)境惡化。因此，國(guó)家環(huán)保局于1994年專門發(fā)出《關(guān)于非必要場(chǎng)所停止再配置鹵代烷滅火器的通知》。

　　在淘汰鹵代烷滅火劑的同時(shí)，促使人們尋找新的環(huán)保氣體替代。其中被列為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案 ISO 14520的替代物有14種，綜合各種替代物的環(huán)保性能及經(jīng)濟(jì)分析，七氟丙烷滅火劑最具推廣價(jià)值。該滅火劑屬于含氫氟烴類滅火劑，國(guó)外稱為FM一200，具有滅火濃度低、滅火效率高、對(duì)大氣無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。另外，混合氣體IG一541滅火劑同樣對(duì)大氣層具有無(wú)污染的特點(diǎn)，現(xiàn)已逐步并始使用。它是由氮?dú)?、氬氣、二氧化碳自然組合的一種混合物，平時(shí)以氣態(tài)形式儲(chǔ)存，所以噴放時(shí)不會(huì)形成濃霧或造成視野不清，使人員在火災(zāi)時(shí)能清楚地分辨逃生方向且對(duì)人體基本無(wú)害。

　　2)泡沫滅火劑

　　高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)替代低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)是當(dāng)今發(fā)展的趨勢(shì)。高倍數(shù)泡沫滅火劑的發(fā)泡倍數(shù)高(201―1000 倍)、，能在短時(shí)間內(nèi)迅速充滿著火空間，特別適用于撲滅大空間火災(zāi)，并具有滅火速度快的優(yōu)點(diǎn);低倍數(shù)泡沫滅火劑主要靠泡沫覆蓋著火對(duì)象表面，將空氣隔絕而滅火，且伴有水漬損失，所以它對(duì)液化烴的流淌火災(zāi)、地下工程、船舶、貴重儀器設(shè)備和物品的滅火是無(wú)能為力的。高倍數(shù)泡沫滅火技術(shù)已被各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用到石油化工、冶金、地下工程、大型倉(cāng)庫(kù)和貴重儀器庫(kù)房等場(chǎng)所。尤其在近10年來，高倍數(shù)泡沫滅火技術(shù)多次在油罐區(qū)、液化烴罐區(qū)、地下油庫(kù)、汽車庫(kù)、油輪、冷庫(kù)等場(chǎng)所撲救失控性大火時(shí)起到?jīng)Q定性作用。

　　2. 煙氣控制

　　煙氣控制指所有可以單獨(dú)或組合起來使用以減輕或消除火災(zāi)煙氣危害的方法。建筑物發(fā)生火災(zāi)后，有效的煙氣控制是保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要手段。主要有兩條途徑：一是擋煙，二是排煙。擋煙是指用某些耐火性能好的物體或材料把煙氣阻擋在某些限定區(qū)域，不讓它流到可對(duì)人和物產(chǎn)生危害的地方。這種方法適用于建筑物與起火區(qū)設(shè)有開口、縫隙或漏洞的區(qū)域。排煙就是使煙氣沿著對(duì)人和物沒有危害的渠道排到建筑外，從而消除煙氣的有害影響。排煙有自然排煙和機(jī)械排煙兩種形式。

　　排煙囪、排煙井是建筑物中常見的自然排煙形式，它們主要適用于煙氣具有足夠大的浮力、可能克服其他阻礙煙氣流動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力的區(qū)域。機(jī)械排煙可克服自然排煙的局限，有效地排出煙氣。

　　1)、防煙分隔(Compartmentation)

　　在建筑物中，墻壁、隔板、樓板和其他阻擋物都可作為防煙分隔，它們能使離火源較遠(yuǎn)的空間不受或少受煙氣的影響。這些物體可以單獨(dú)使用(有人稱之為被動(dòng)式防煙分隔)、，也可與加壓方式配合使用。防煙分隔物本身也存在一定的煙氣泄漏，泄漏量由該物體縫隙的大小、形狀以及該物體兩側(cè)的壓差決定。

　　2)、非火源區(qū)的煙氣稀釋(Dilution)

　　煙氣稀釋又稱煙氣凈化、煙氣清除或煙氣置換。比如開門就是一種煙氣稀釋方法。當(dāng)煙氣由一個(gè)空間泄漏到另一空間時(shí)。采取煙氣稀釋可使后一空間的煙氣或粒子濃度控制在人可承受的程度。若煙氣泄漏量與所保護(hù)空間的體積或進(jìn)出該空間的凈化空氣流率相比較小時(shí)，這種方法很有效。煙氣稀釋對(duì)火災(zāi)撲滅后清除煙氣也很有用處。

　　3)、加壓控制(Pressurization)

　　使用風(fēng)機(jī)可在防煙分隔物的兩側(cè)造成壓差，從而控制煙氣流過。

　　4)、空氣流(Airflow)

　　在鐵路和公路隧道、地下鐵道的火災(zāi)煙氣控制中，空氣流用得很廣泛。用這種方法阻止煙氣運(yùn)動(dòng)需要很大的空氣流率，而空氣流又會(huì)給火災(zāi)提供氧氣，因此它需要較復(fù)雜的控制。通常在建筑物內(nèi)的應(yīng)用不很多?？諝饬魇强刂茻煔獾幕痉椒ㄖ?，除了大火已被抑制或燃料已被控制的少數(shù)情況外，一般不采用這種方法。

　　5)、浮力(Buoyancy)

　　在風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和自然通風(fēng)系統(tǒng)中，都經(jīng)常利用熱煙氣的浮力機(jī)制排煙，大空間的風(fēng)機(jī)通風(fēng)已廣泛用在中庭和購(gòu)物中心大廳中，與此相關(guān)的一個(gè)問題是水噴頭噴出的液體會(huì)冷卻煙氣，使其浮力減少，從而降低這種系統(tǒng)的排煙效率。

　　(九)火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市化的快速發(fā)展，大型復(fù)雜的現(xiàn)代建筑物越來越多地涌現(xiàn)。由于這些建筑與傳統(tǒng)建筑在使用功能、建筑材料、結(jié)構(gòu)形式、空間大小、配套設(shè)施等方面有很大的不同，給防火安全帶來很多新的問題