一级注册消防工程师（实务）第一篇消防基础知识

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第一篇 消防基础知识

• 燃烧
  • 有焰燃烧
    • 气体、液体只会发生有焰燃烧；
    • 发生在蒸汽或气体状态下的燃烧称为有焰燃烧。
    • 容易热解、升华或融化蒸发的固体主要为有焰燃烧。
  • 无焰燃烧
    • 有些固体的燃烧只发生在氧气与固体表面（焦炭，香火、香烟），这种只发生在固体表面的燃烧称为无焰燃烧。
  • 燃烧过程
    • 可燃物：木材、氢气、汽油、煤炭、纸张、硫等
    • 助燃物：氧气（空气中燃烧）；氯气、硝酸铵、过氧化氢等。
    • 引火源：明火焰、电弧、电火花、炽热表面，高温加热、化学反应热、雷击等。
    • 燃烧的充要条件可进一步表述为：具备足够数量或浓度的可燃物、助燃物、引火源；上述三者相互作用。
    • 链式反应自由基
      • 链式反应过程经过链引发、链传递和链终止三个阶段。
  • 燃烧分类
    • 按燃烧发生瞬间特点分类
      • 着火
        • 点燃（强迫着火）
          • 电热线圈、电火花、火焰等
        • 自燃
          • 化学自燃
            • 火柴、钠、媒堆积过高
          • 热自燃
            • 均匀整体加热
      • 爆炸：重要特征：压力突变
    • 按燃烧物形态分类
      • 气体燃烧
        • 扩散燃烧
          • 既可燃性气体和蒸气分子与气体氧化剂相互扩散边混分边燃烧，整个燃烧速度的快慢由物理混合速度决定。（家用煤气燃烧，打火机打火。） 扩散燃烧的特点：燃烧比较稳定，火焰温度相对较低，扩散火焰不运动，可燃气体与氧化剂气体的混合在可燃气体喷哮行燃烧过程不发生回火现象。
        • 预混燃烧
          • 它是指可燃气体、蒸气或粉尘预先同空气（或氧）混合，遇火源产生带有冲击力的燃烧（氧乙炔焊、汽灯燃烧）火焰在预混钟燃烧存在正常火焰传播和爆轰两种方式。 预混燃烦的特点：燃烧反应快，温度高，火焰传播速度快。若混气在管口洗速小于燃烧速度，则会发生“回火”。
      • 液体燃烧
        • 在燃烧之前，液体可燃物先蒸发形成可燃蒸气，可燃蒸气发生扩散并与空气掺混形成可燃混合气，着火燃烧后在空间某处形成火焰。 液体可燃物能否发生燃烧与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率等参数密切相关，燃耗速率快慢与液体可燃物的燃点和化学活性密切相关。
        • 闪燃
          • 闪燃是指易燃或可燃体发挥出来的蒸气分子与空气混合后，达到一定的浓度时，遇火源产生一闪即灭的现象。 闪点即是指在规定条件下，易燃或可燃液体表面产生闪燃的最低温度。
        • 喷溅
        • 喷溅
        • 使用于含有水分、黏度较大的重质石油产品，如原油、重油、渣油、沥青油等。
          • 1、油罐底部有自由水（水垫层）或油中含有乳化水；
          • 2、油品中含有沸点范围很宽的组分，而且大部分组分的沸点超过水的沸点；
          • 3、油品有足够的黏度，能够形成稳定而黏稠的油-水蒸气泡沫。
      • 固体燃烧
        • 表面燃烧
          • 可燃固体（如木炭、焦炭、铁、铜等）的燃烧反应是在其表面由氧和物质直接作用而发生的，称为表面燃烧。这是无火焰燃烧，也称异相燃烧。
        • 分解燃烧
          • 可燃固体在火源加热后时，先发生热解、气化反应，随后分解出可燃气体与氧气发生燃烧反应，形成气相火焰，如木材、煤、合成塑料、钙塑料、橡胶、纺织品等。
        • 蒸发燃烧
          • 硫、磷、钾、钠、蜡烛、松香在受到火源加热时，先熔融蒸发，随后蒸气与氧气发生燃烧反应。 樟脑、萘等易升华物质，在燃烧时不经过熔融过程。
        • 熏烟燃烧（阴燃）
          • 往往发生只冒烟而无火焰的燃烧现象 如纸张、锯末、纤维织物、乳胶橡胶等，都能发生阴燃。
        • 需要指出的是，上述各种燃烧形式的划分不是绝对的，有些可燃固体的燃烧往往包含两种或两种一样的形式。例如，在适当的外界条件下，木材、棉、麻、纸张等燃烧会明显地存在表面燃烧、分解燃烧、阴燃等形式。
    • 按可燃物与助燃混合方式分类
      • 扩散燃烧
        • 家用煤气燃烧、固体燃烧、可燃液体液面燃烧等是最常见的扩散燃烧。扩散燃烧过程主要受扩散混合过程控制。
      • 预浑燃烧
        • 密闭空间内，可燃气体泄露与空气混合后遇点火源发生的爆炸，属于预混燃烧。预混燃烧过程主要受反应动力学控制。
  • 燃烧性能参数
    • 1、闪点
      • 闪点即是指在规定条件下，可燃液体或固体表面产生的蒸气在试验火焰作用下发生闪燃的最低温度。
      • 闪点是可燃性液体性质的主要标志之一，是衡量液体火灾危险性大小的重要参数。 闪点越低，火灾危险性越大，反之则越小。饱和蒸气压越高，闪点越低。
      • 少数可燃固体也会存在闪燃现象，例如，一些熔点较低的固体发生蒸发燃烧的过程，但可燃固体的闪点不易测定。
    • 2、燃点
      • 定义：在规定试验条件下，物质在外部引火源作用下表面起火并持续燃耗一定时间做需要的最低温度，称为燃点。一定条件下，燃点越低，越容易着火。
      • 通常，用燃点作用评定固体火灾危险性大小的主要依据之一。
    • 3、自燃点
      • 在规定条件下，可燃物质产生自然的最低温度称为自燃点。在这一温度是物质与空气（氧）接触，不需要明火的作用就能发生燃烧。 可燃物的自燃点越低，发生自然的危险性就越大。
    • 4、热分解温度
      • 热分解温度是可燃固体受热发生分解的初始温度。 热分解温度是评定受热分解的固体火灾危险性的主要参数之一。 可燃固体在热分解温度以上，开始分解产生可燃气体，固体才能够发生分解后的有焰燃烧，可燃固体的热分解温度越低，燃点也越低，火灾危险性越大。
    • 5、氧指数
      • 氧指数（OI），是指规定条件下，刚好维持物质燃烧时的混合气体中最低氧含量的体积百分数。
      • 氧指数越小的物质，燃烧时对氧气的需求量越小，或者说空气中有机燃烧更容易，因而火灾危险性越大。 可燃材料（B2）OI≥26；难燃材料（B1）OI≥30。材料经阻燃处理后，其氧指数会有不同程度的提高。
• 火灾
  • 火灾分类
    • 1、按照燃烧对象的性质分类
      • A类火灾（固体物质火灾）
        • 木材、棉、毛、麻、纸张火灾等
      • B类火灾（液体或可熔化固体物质火灾）
        • 汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等
      • C类火灾（气体火灾）
        • 煤气、天然气、甲烷、乙烷、氢气、乙炔等
      • D类火灾（金属火灾）
        • 钾、钠、镁、钛、锆、锂等
      • E类火灾（带电火灾）
        • 变压器等设备的电气火灾等
      • F类火灾（烹饪器具内的烹饪物（如动植物油脂）火灾
    • 2、按照火灾事故所造成的灾害损失程度分类
      • 特别重大火灾：死亡人数≧30人，重伤人数≧100人，直接财产损失≧1亿
      • 重大火灾：10≦死亡人数＜30，50≦重伤人数＜100，5000万≦财产损失＜1亿
      • 较大火灾：3≦死亡人数＜10，10≦重伤人数＜20，1000万≦财产损失＜5000万
      • 一般火灾：死亡人数＜3，重伤人数＜10，1财产损失＜1000万
  • 建筑火灾发展及蔓延的机理
    • 建筑室内火灾发展的阶段（在不干预的情况下）
      • 初期增长阶段（也称轰燃前阶段）
        • 该阶段由于燃烧范围小，室内供氧相对充足，燃烧的速率主要受控于可燃物的燃烧特性，而与通风条件无关，因此，此阶段的火灾属于燃料控制型火灾。初期阶段持续的时间长短不定。
      • 充分发展阶段（也称为轰燃后阶段）
        • 当室内温度继续上升到一定程度时，会出现燃烧面积和燃烧速率瞬间迅速增大，室内温度突增的现象，即轰燃，标志着室内火灾由初期增长阶段转变为充分发展阶段。进入充分发展阶段后，室内温度可高达800-1000℃。这是室内火灾最危险的阶段。 由于此阶段大量可燃物同时燃烧，燃烧的速率受控于通风口的大小和通风的速率，因此，此阶段属于通风控制性火灾
      • 衰减阶段
        • 当室内平均温度下降到其峰值的80%时，火灾进入衰减阶段。
    • 建筑室内火灾的特殊现象
      • 1、轰燃
        • 当建筑出现以下三种情况，可判断发生了轰燃 1、是顶棚附近的气体温度超过了某一特定值（约600℃）； 2、是地面辐射热量超过某一特定值（约20KW/㎡）； 3、是火焰从通风开口喷出。
      • 2、回燃
        • 回燃是指当室内通风不良，燃烧处于缺氧状态时，由于氧气的引入导致热烟气发生的爆炸或快速的燃烧现象。
        • 处于气相的可燃混合物浓度和室内氧浓度是回燃发生的决定性因素。回燃的剧烈程度随室内可燃气相混合物浓度的增大而增大。
        • 回燃发生前通常也可能出现一些征兆
          • 室内：可能观察到的征兆包括：着火房间开口较少，通风不良，蓄积大量烟气；着火房间的门或窗户上有油壮沉积物；门、窗及其把手温度高；开口处流出脉动式热烟气；有烟气被倒吸入室内的现象。
          • 室内：或向室内看去，可能观察到的征兆包括：室内热烟气层出现蓝色火焰（表明燃烧缺氧，燃烧产物中含有较多一氧化碳，其燃烧呈蓝色）；听到吸气声或呼啸声。但回燃发生前的征兆并不稳定，有时回燃发生只能观察到一两种征兆。
    • 建筑火灾的蔓延途径
      • 火灾的水平蔓延
        • 1、建筑内水平方向未设置防火分区或防火分隔
        • 2、防火分隔方式不当，导致其不能发挥阻火作用。
        • 3、防火墙或防火隔墙上的开口处理不完善。
        • 4.、采用可燃构件与 装饰材料。
      • 火灾的竖向蔓延
        • 延烧和烟囱效用是造成火灾竖向蔓延的主要原因。
        • 特别是对于高层建筑，烟囱效应导致的火灾竖向蔓延是使火灾迅速蔓延至整栋建筑的主要途径。
        • 防止火灾在建筑内部竖向蔓延主要是对竖向贯穿多个楼层的井道或开口进行防火封堵和分隔、设置防火门、防火卷帘等。
  • 防火和灭火的基本原理和方法
    • 防火的基本方法
      • 1、控制可燃物
        • 用水泥代替木材建造房屋；车间全面通风；车间防止“跑冒滴漏”。
      • 2、隔绝助燃物
        • 将钠存于煤油中、磷存于水中、二硫化碳用水封存。
      • 3、控制引火源
        • 禁止明火、控制温度、使用无火花和静电消除设备、火星熄灭装置。
    • 2、灭火的基本原理与方法
      • 冷却灭火
        • 用水扑火一般固体物质的火灾，主要是通过冷却作用来实现的，水具有较大的热容量和很高的汽化潜热，冷却性能很好。
      • 隔离灭火
        • 将可燃物与氧气、火焰隔离，就可以中止燃烧，扑灭火灾。
          • 例如：拆除与火源毗连的易燃建（构）筑物，关闭输送可燃液体或可燃气体管道的阀门。
      • 窒息灭火
        • 在着火场所内，可以通过灌注不燃气体，如二氧化碳、氮气、蒸汽等，来降低空间的氧浓度，从而达到窒息灭火。 一般氧浓度低于15%时，就不能维持燃烧。
          • 措施：用干砂、石棉布、湿棉被、帆布等不燃或难燃物捂盖燃烧物，阻止空气流入燃烧区。 自动喷水-泡沫联用 灌注惰性气体
      • 化学抑制灭火
        • 能有效地抑制自由基的产生或降低火焰中的自由基浓度，即可使燃烧中止。常见的有干粉和七氟丙烷。
• 爆炸
  • 爆炸的分类及典型爆炸危险源
    • 爆炸的分类
      • 1、物理爆炸
        • 如蒸汽锅炉因水快速汽化，容器压力急剧增加，压力超过设备所能承受的强度而发生的爆炸；压缩气体或液化气钢瓶、油桶受热爆炸等。
      • 2、化学爆炸
        • 1、炸药爆炸
        • 2、可燃气体爆炸
          • 爆炸极限一般认为是物质发生爆炸必须具备的浓度范围。可燃气体、液体蒸气和粉尘与空气混合后，遇火源发生爆炸的最高或最低的浓度范围，称为爆炸的浓度极限，简称爆炸极限。 能引起爆炸的最高浓度称爆炸上限，能引起爆炸的最低浓度称爆炸下限，上限和下限之间的间隔称爆炸范围。爆炸范围越大，下限越低，火灾危险性就越大。
          • 除助燃物条件外，对于同种可燃气体，其爆炸极限受以下四个方面的影响：
            • 1、火源能量。引燃混合气体的火源能量越大，爆炸极限范围越大，下限越低。
            • 2、初始压力：初始压力增加，爆炸范围增加，爆炸危险性增加。 注意：干燥的一氧化碳和空气的混合气体初始压力上升，爆炸范围越小。
            • 3、初温：混合气体初温越大，爆炸极限范围越大，下限越低。
            • 4.惰性气体：加入惰性气体，爆炸极限范围变小，一般是上限降低，下限变化比较复杂。加入惰性气体超出一定量后，任何比例混合气体均不爆炸。
        • 3、可燃粉尘爆炸
          • 粉尘爆炸条件
            • 1、粉尘本身是可燃的；（木粉、纸粉、樟脑粉、萘粉等）
            • 2、粉尘必须悬浮在空气中，并且浓度处于一定范围；
            • 3、有足以引起粉尘爆炸的引火源。
          • 粉尘爆炸有两种机理
            • 粉尘受热后释放可燃气体发生燃烧和爆炸，称为Ⅰ型粉尘爆炸，如木粉、纸粉、樟脑粉，萘粉等；
            • 粉尘粒子接受火源的热量后直接与氧化剂发生剧烈的氧化反应，称为Ⅱ型粉尘爆炸，如铝粉、镁粉等。
          • 与气体相比，粉尘爆炸的特点
            • 1、有的粉尘爆炸的延续，反应速度和爆炸压力呈现跳跃式加快和升高，具有离起爆点越远破坏越严重的特点。
            • 2、会引起二次爆炸，且比初次爆炸压力更大。
            • 3、粉尘爆炸比气体爆炸所需的点火能大、引爆时间长，过程复杂。
  • 易于自然的物质的火灾危险性
    • 1、机易氧化性。
      • 自燃的发生是由于物质的自行发热和散热速度处于不平衡状态而使热量积蓄的结果。如果散热受到阻碍，易促进自燃，其原因是自燃物质本身的化学性质非常活泼，具有很强的还原性，与空气的氧能迅速作用产生大量的热。
    • 2、易分解性
      • 某些自燃物质的化学性很不稳定，在空气中会自行分解，聚集的分解热也会引起自然。如硝化纤维胶片，废影片、X光片等，在常温下就能缓慢分解，产生热量，自动升温，达到欺自燃点而引起自燃。