火灾轰然的条件及特点

    轰燃的具体成因有很多种:一般认为在室内火灾初起阶段,由于房间内上部热烟气层的辐射作用,导致室内可燃物表而不断进行热分解,产生可燃气体;可燃气体浓度不断增大,当温度达到一定高度,导致轰燃的发生.

     1、研究表明,轰燃的判断温度为600℃是适合的。

     2、轰燃是一个复杂的过程,和多种因素有关,我个人认为应该选400℃,400℃已经达到好多物品的燃点,这个温度很高了,一般的可燃物已经开始挥发和分解可燃气体了,如果一旦有氧气(空气)进来,就可以点燃可燃物形成轰燃。而800℃,物品基本已经被点燃过了,是轰燃后的温度了。

     3、所以,综合起来,室内温度达到400℃时就可能会发生轰燃。

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室内火灾发生轰燃的标志是:

   房间平均温度达到600℃,房间中心热流密度达到20kW/m2.轰燃的发生是室内火灾从初起阶段转为全而发展阶段的标志。轰燃发生后,环境温度、热辐射强度等条件均不再允许人员正常疏散.在建筑防火设计中.尽量采取非燃化等手段推迟室内火灾轰燃的发生,对减少火灾中的人员伤亡有重大意义。

   室内火灾是一种在受限空间内发生的燃烧现象,也是建筑物火灾的重要形式。建筑室内一旦发生火灾,如果通风条件良好且燃料充足,则有可能发生轰燃。由于轰燃所产生的烟气蔓延迅速,同时还伴随着大量的烟气往室外空间扩散,整个受限空间内的大部分范围可能在极短的时间内被火灾所致的浓烟笼罩,从而严重影响建筑室内人员的安全疏散,并对建筑室内的人身安全和财产损失构成极大威胁。

 

轰燃判断依据:从温度、热通量、燃烧速率或室内临界热释放速率三个方面对发生轰燃的临界条件进行了总结。

①室内顶板附近热烟气温度超过600℃

②室内地板表面辐射热通量超过20kW/㎡

③通风口有火焰喷出。

 

轰燃后对室内人员的危害:

①缺氧、窒息作用。由于可燃物迅速燃烧,空气中的氧气被大量消耗,使得空气中的氧气含量大大低于人们正常生理所需要的数值,造成人体缺氧;同时CO₂是许多可燃物燃烧的主要产物,CO₂含量过高会刺激呼吸系统,引起呼吸加快,从而产生窒息作用。

②毒性、刺激性作用。燃烧产物中含有多种毒性和刺激性气体,如CO、SO₂、HCl、HCN等,这些气体的含量极易超过人体正常生理所允许的最低浓度,造成中毒或刺激性危害。

③高温气体的热损伤作用。人们对高温环境的忍耐性是有限的,有资料表明:当环境温度为65℃时,人们可短时忍受,当环境温度为120℃时,短时间内将会对人体产生不可恢复的损伤;随着环境温度的进一步提高,对人体造成损伤的时间会更短,而在着火房间内,高温气体的温度可达数百度,甚至在某些情况下可达1000℃以上,会在瞬间对人体造成热损伤。

④烟气的减光作用,一般情况下,烟粒子对可见光是不透明的,烟气在火场上弥漫会严重影响人们的视线,使人们难以找到起火地点、辨别火势发展方向和寻找安全疏散路线,极易造成群死群伤事故。

 

轰然对建筑物的危害:

   轰燃发生后,在高温、强热辐射、火快速传播的作用下,极易导致建筑物倒塌,从而引发更大的事故,造成更大的危害。如2003年11月3日,湖南衡阳衡州大厦发生的特大火灾坍塌事故,造成20名消防官兵殉难,是新中国成立以来消防队员死伤最多的火灾,引起了全社会的震惊。 普通建筑物构件在轰燃发生后承重能力都会受到一定的影响。如:烧结后的黏土砖能承受800~900℃高温,而硅酸盐砖在300~400℃就开始分解、开裂;石料如大理石、花岗石等,虽属不燃材料,但在高温下遇冷水喷射容易爆裂;钢结构虽然本身不会燃烧,但在火灾情况下其强度会迅速下降,一般结构温度达到350℃、500℃、600℃时强度分别下降1/3、1/2、2/3,在全负荷情况下,钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500℃左右;混凝土材料在温度超过300℃以后,抗压强度逐渐降低,当温度超过600℃以后,混凝土抗拉强度则基本丧失。

 

通风与排烟对轰然的影响:

   轰燃是燃料控制向通风控制转变的过程。通风因子较小时,火灾室内通风情况较差,对整个燃烧过程来讲表现为供氧不足,因此燃烧受通风控制,通风控制燃烧是受限空间的开口大小处在一定范围、火灾发展达到一定规模时出现的现象;当通风因子足够大时,火灾室内和室外通风自由,空气供给充足,室内燃烧和开放空间的燃烧已无本质上的差别,此时燃烧受燃料控制。

   当排烟量继续增大,在火灾发展阶段室内烟气层高度变大,烟气层相对稀薄、温度较低、辐射较小,火灾发展较慢,对人员逃生较为有利;当排烟量过大时,室内无法形成稳定的烟气层,此时反而可抑制轰燃的发生。这是由于排烟量在一个较小范围内的增加,使得门与排烟口之间的空气对流变得更加强烈,从而使室内燃烧的空气供给变得相对充足,烟气产生和聚集的速率加快,对地板表面的辐射增强,导致轰燃提前到达。但达到稳定状态即轰燃以后,一方面由于排烟量的增大,空气供给相对充足,使燃烧相对更加充分;另一方面由于排烟量增大,大量烟气被排除,最终导致烟气层变薄、逐渐升高。同时由于烟气层变薄,烟气层温度降低、对地板表面的辐射降低,地板表面接收到的辐射热通量变小。但由于排烟量过大使大量烟气被排出室内无法形成稳定的烟气层,对地板表面的辐射热通量降低,因此不能发生轰燃。

 

建筑材料热惯性对轰然的影响:

   材料的热惯性(kρc) 是热传导系数k、密度ρ和比热容c 的乘积,是表征材料导热能力和吸热能力的参数。如果建筑使用的内衬材料热惯性比较小,则其吸收热量的能力小,会导致室内温升过快,加速室内热量的积累,使轰燃发生的可能大大增加。

   房间内部尺寸:根据国内外大量试验表明,同样载荷的可燃物在受限空间内(氧气充足的情况下) 的燃烧速率和危险性比室外大。如果建筑室内的围墙、顶棚的面积足够大,以至于可以忽略室内效应,那么燃烧就类似于室外火灾,轰燃发生的可能性就小;顶棚的高度越高,热烟气从底部向顶棚流动需要的时间就越长,从而向四周蔓延的速度就越慢,因而使轰燃发生的时间延长。

 

轰燃防治措施:

1、降低可燃物热释放速率

   室内可燃物的热释放速率是影响轰燃的因素之一。想要防止轰燃的发生,首先就是要降低可燃物的热释放速率。通过对比试验发现,采用阻燃制品可以有效地降低材料的热释放速率、温度和火焰表面蔓延速度,从而能够避免轰燃的发生。因此,在建筑中选用阻燃材料和制品对于从源头上遏制轰燃发生具有重要意义,选用本身耐燃、发烟低的高分子材料是未来阻燃材料的发展趋势。目前提高建筑领域可燃材料耐燃性、开发低发烟阻燃材料的主要方法是将阻燃剂与聚合物单体进行接枝、共聚,与不燃性的聚合物分子交联及经过特殊处理改变聚合物分子结构,在赋予聚合物永久阻燃性的同时降低发烟量,减少阻燃剂与聚合物的不相容性,保持聚合物原有的优异性能。

   2、合理设计通风和排烟。建筑通风和排烟情况也是影响轰燃的重要因素。在进行建筑设计时,自然排烟和机械排烟的合理选择对于建筑防火至关重要,设计适合建筑通风的最佳开窗面积和高度,选择合理的排烟风机等一方面可以在火灾初期保证人员安全疏散,另一方面还可以使室内的大量烟气和热量及时排除,降低着火区温度,抑制轰燃的发生。


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