一级消防工程师：防火篇模块（一）消防基础知识

《一级消防工程师》备考系列专业导图。覆盖一级消防工程师90%以上知识点，按照教材顺序进行模块化梳理，结合一级消防工程师历年真题讲解，在掌握知识点的同时熟练运用。大框架清晰，知识无遗漏，助力大家一次性顺利通过一级消防工程师考试，取得证书！持续更新，感谢关注支持。

防火篇模块（一） 消防基础知识

• 更多书籍分享、学习笔记、成长故事欢迎关注随心学社公众号：《随心学社》 同步音频内容可关注喜马拉雅：《随心学社》 
• 燃烧的必要条件 （也叫着火四面体）
  • 可燃物
    • 凡是能与空气中的氧气或其他氧化剂起化学反应的物质，均称为可燃物。
    • 按化学组成分类：
      • 无机可燃物
      • 有机可燃物
    • 按所处的状态分类：
      • 可燃固体
        • 小知识：易燃固体和可燃固体的临界燃点为300℃
      • 可燃液体
      • 可燃气体
  • 助燃物（氧化剂）
    • 凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质，称为助燃物。
  • 引火源（温度）
    • 使物质开始燃烧的外部热源（能源），称为引火源。
  • 链式反应自由基（持续，有焰）
    • 持续有焰的燃烧才需要链式反应自由基
    • 自由基是一种高度活泼的化学基团，能与其他自由基起反应，使燃烧形式持续扩展。
  • 发光的气相燃烧区就是火焰，它是燃烧过程中最明显的标志。
  • （鼠标选中题目中的括号会显示答案） 2015年实务真题001： 用着火四面体来表示燃烧发生和发展的条件时，”四面体”是指可燃物、助燃物、引火源和（D） A.氧化反应 B.热分解反应 C.链传递 D.链式反应自由基 解析：大部分燃烧发生和发展需要四个必要条件，即可燃物、助燃物（也叫氧化剂）、引火源（温度）和链式反应自由基，燃烧条件可以进一步用着火四面体来表示。
• 燃烧的充分条件
  • 具备足够数量或浓度的可燃物
  • 具备足够数量或浓度的助燃物
  • 具备足够能量的引火源
  • 上述三者相互作用
• 燃烧类型
  • 着火（温和）
    • 可燃物在与空气共存的条件下，当达到某一温度时，与引火源接触即能引起燃烧，并在引火源离开后仍能持续燃烧，这种持续燃烧的现象叫着火。可燃物的着火方式一般分为点燃和自燃两类。 点燃：可燃混合气因受外点火热源加热，引发局部火焰，并相继发生火焰传播至整个可燃混合气的现象称点燃或强迫着火。 自燃：可燃物质在没有外部火源的作用时，因受热或自身发热并蓄热所产生的燃烧，称为自燃。
    • 点燃（引火源可见）
    • 自燃（靠温度引发）（比如：粮食、棉花、煤堆）
      • 化学自燃 （比如：粮食、棉花、煤堆）
      • 热自燃
  • 爆炸（剧烈）
    • 爆炸是指物质由一种状态迅速地转变成另外一种状态，并在瞬间以机械功的形式释放出巨大的能量，或是气体、蒸汽在瞬间发生剧烈膨胀的现象。
    • 物理爆炸
      • 例：锅炉爆炸、油桶受热爆炸
    • 化学爆炸
      • 例：炸药爆炸
  • （鼠标选中题目中的括号会显示答案） 2019年实务真题069： 下列物质中，潮湿环境下堆积能发生自燃的是（A） A.粮食 B.多孔泡沫 C.木材 D.废弃电脑 解析：常识，粮食大量堆积及受潮条件下易发酵发热、氧化放热，导致自燃。
• 可燃物特点和 危险性指标
  • 气体
    • 特点：扩散燃烧、预混燃烧
      • 扩散燃烧：边混合边燃烧，燃烧速度快慢由物理混合速度决定； 燃烧稳定，火焰温度相对较低，扩散火焰不运动，不发生回火现象；（如燃气做饭）
      • 预混燃烧：会发生回火现象；反应快、温度高，火焰传播速度快；（燃气泄漏爆炸、氧乙炔焊）
    • 危险性指标：爆炸极限、自燃点
  • 液体
    • 蒸发燃烧
      • 液体燃烧又称蒸发燃烧，并不是液体本身在燃烧，而是液体受热时蒸发出来的蒸汽被分解、氧化达到燃点而燃烧。 液体能否发生燃烧、燃烧速率高低，与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率等性质密切相关。
    • 危险性指标：闪点
    • 特殊现象
      • 闪燃
        • 可燃性液体挥发出来的蒸汽分子与空气混合后达到一定的浓度，或者可燃性固体加热到一定温度后，遇明火发生一闪即灭的燃烧。
      • 沸溢
        • 液体体积膨胀，向外溢出，同时部分未形成泡沫的油品也被下面的蒸汽膨胀抛出罐外，使液面猛烈沸腾起来。沸溢过程说明，沸溢形成必须具备以下条件： ①波：原油具有形成热波的特性，即沸程宽，密度相差较大； ②水：原油中含有乳化水，水遇热波变成蒸汽； ③大：原油黏度较大，使水蒸气不容易从下向上穿过油层。 （简称“大水波”）
      • 喷溅
        • 在重质油品燃烧的过程中，随着热波温度的逐渐升高，热波向下传播的距离也不断加大。当热波达到水垫时，水垫的水大量增发，蒸汽体积迅速膨胀，以至把水垫上面的液体层抛向空中，向罐外喷射。
        • 研究表明，油滴飞溅高度和散落面积与油层厚度、油池直径有关，一般散落区域的直径与油池直径之比均在10：1以上。对油池火灾而言，要避免喷溅现象的发生。 （记忆：油池喷溅湿一地）
  • 固体
    • 特点：蒸发燃烧、表面燃烧、分解燃烧、熏烟燃烧（阴燃）
      • 精准记忆
    • 危险性指标：熔点、燃点
    • 特殊：①粉状可燃固体-危险性指标：爆炸浓度下限； ②遇水可燃烧固体-危险性指标：与水反应速度快慢和放热量的大小； ③自燃性固体物料-危险性指标：自燃点； ④受热分解可燃固体-危险性指标：分解温度；
  • （鼠标选中题目中的括号会显示答案） 2016年实务真题001： 对于原油储罐，当罐内原油发生燃烧时，不会产生（D） A.闪燃 B.热波 C.蒸发燃烧 D.阴燃 解析：原油发生燃烧为液体燃烧，不会发生阴燃。（阴燃是可燃固体特有的燃烧方式）2016年实务真题002： 汽油闪点低，易挥发，流动性好，存有汽油的储罐受热不会产生（D）现象。 A.蒸汽燃烧及爆炸 B.容器爆炸 C.泄漏产生流淌火 D.沸溢和喷溅 解析：在含有水分、黏度较大的重质石油产品，如原油、重油、沥青油等燃烧时，沸腾的水蒸气带着燃烧的油向空中飞溅，这种现象称为扬沸（沸溢和喷溅），汽油不具备沸溢和喷溅条件。
• 爆炸极限影响因素
  • 物质发生爆炸必须具备的浓度范围，通常以与空气混合后的体积分数或单位体积中的质量等来表示[气体和液体通常以体积分数（%）来表示，粉尘爆炸通常用单位体积重所含粉尘的质量（g/m³）来表示]，全称爆炸浓度极限。爆炸范围=爆炸下限（能爆炸最低浓度）~爆炸上限（能爆炸最高浓度）。 不同物质、同种物质在不同条件下的爆炸极限不同，一般在氧气中的爆炸极限比在空气中的爆炸极限范围宽。
  • 火源能量
    • 引燃混合气体的火源能量越大，爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。
  • 初始压力
    • 混合气体初始压力增加，爆炸范围增大，爆炸危险性增加。
    • 特例：干燥的一氧化碳+空气的混合气体， 压力上升，爆炸极限范围缩小
  • 初温
    • 混合气体初温越高，爆炸极限范围越宽，爆炸危险性越大。
  • 惰性气体
    • 可燃混合气体中加入惰性气体，会使爆炸极限范围变小，一般上限降低，下限变化比较复杂。当加入惰性气体超过一定量后，任何比例的混合气体均不能发生爆炸。
  • （鼠标选中题目中的括号会显示答案） 2017年实务真题065： 下列初始条件中，可使甲烷爆炸极限范围变窄的是（A） A.注入氮气 B.提高温度 C.增大压力 D.增大点火能量 解析：见导图
• 可燃气体爆炸
  • 以气体、蒸汽状态所发生的爆炸。气体爆炸由于受体积能量密度的制约，造成爆炸压力分散在5~10倍于爆炸前的压力范围内，爆炸威力相对较小。
• 可燃粉尘爆炸
  • 爆炸条件
    • 粉尘本身具有爆炸性
    • 粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度
    • 有足以引起粉尘爆炸的火源
  • 特点
    • 与可燃气体爆炸相比，压力变化较缓慢，较高压力持续时间长，释放能量大， 破坏力强，离起爆点越远破坏越严重
    • 会形成连锁爆炸，有的能达到爆轰的程度；
    • 比气体爆炸所需的点火能量大，引爆时间长，过程复杂；其最小点火能大致是10-100mJ，比可燃气的最小点火能大100-1000倍。
  • 影响因素
    • 粉尘本身的物理化学性质
      • 因其燃烧热的高低、氧化速度的快慢、带电的难易度、含挥发物的多少等而具有不同的燃烧爆炸特性。
    • 颗粒尺寸
      • 颗粒越细小，比表面积越大，在空气中悬浮时间越长，吸附氧的活性越强，爆炸危险性越大。
    • 粉尘浓度
      • 必须在其浓度处于爆炸极限范围内才能发生爆炸。在一定粒径条件下，粉尘浓度越高，其着火温度越低。试验表明，许多工业粉尘的爆炸下限为20~60g/m³，爆炸上限为2000~6000g/m³。
    • 环境条件
      • 水分会削弱粉尘的爆炸性能。环境的温度和压力升高时，粉尘爆炸危害相应增加。
    • 可燃气体和惰性气体的含量
      • 可燃气体增多时，危险性增大；混入惰性气体时，危险性削弱。
• 燃烧产物
  • 燃烧产物通常是指燃烧产生的气体、液体、可见烟；
  • 常见燃烧产物：一氧化碳、氨气、氯化氢、氰化氢、二氧化硫 主要燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳 完全燃烧产物：二氧化碳、水、二氧化硫 不完全燃烧产物：一氧化碳、氨气、醇类、醛类、醚类
  • 有毒燃烧产物的危害
    • 一氧化碳：引发窒息（致死的主要产物）
    • 氰化氢：迅速致死，窒息性的毒物；
    • 二氧化硫：强刺激剂；
    • 二氧化氮：肺强刺激剂；
  • 燃烧产物总的烟主要是燃烧或热解作用产生的、悬浮于大气中能被人看到的、直径一般在1nm~1μm（的、极小的炭黑粒子；大直径的粒子容易从烟中落下来，称为烟尘或炭黑。
  • 高聚物的燃烧产物
    • ①只含C和H的高聚物（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯）燃烧时有熔滴，易产生CO气体。 ②含有O的高聚物（如有机玻璃、赛璐珞等）燃烧时变软，无熔滴，同样产生CO气体。 ③含有N的高聚物（如三聚氰胺甲醛树脂、尼龙等）燃烧情况比较复杂，燃烧时有熔滴，会产生CO、NO、HCN等有毒气体。 ④含有Cl的高聚物（如聚氯乙烯等）燃烧时无熔滴，有碳瘤，并产生HCl气体，有毒且溶于水后有腐蚀性。 ⑤有木粉填料的酚醛树脂燃烧时会放出有毒的酚蒸汽。
    • 总结：（氧氯无熔滴，氧变软，氯炭瘤） ①高聚物燃烧基本都产生CO，含有Cl的高聚物产生HCl气体； ②含有O和含有Cl的高聚物燃烧无熔滴。只含有C和H，含有N的高聚物燃烧有熔滴。 ③含有O的高聚物变软；含有Cl的高聚物有碳瘤；
  • （鼠标选中题目中的括号会显示答案） 2018年实务真题084： 聚氯乙烯电缆燃烧时，燃烧产物有（ACE） A.炭瘤 B.氮氧化物 C.腐蚀性气体 D.熔滴 E.水蒸气 解析：聚氯乙烯含有C、H、Cl，含有Cl的高聚物燃烧时无熔滴，有炭瘤，产生Hcl气体，有毒且溶于水后由腐蚀性。含有H，燃烧后由水蒸气。
• 灭火基本原理
  • 冷却灭火
    • 在一定条件下，将可燃物的温度降到着火点以下，燃烧即会停止。对于可燃固体，将其冷却在燃点以下；对于可燃液体，将其冷却在闪点以下，燃烧反应就可能会中止。
    • 水、水喷雾
  • 隔离灭火
    • 本质是阻止氧气与可燃物接触（氧气和可燃物都存在于空间中，仅仅是不接触）
    • 泡沫
  • 窒息灭火
    • 本质是把一个空间的氧气全部“挤掉”
    • 可燃物的燃烧时氧化作用，一般氧浓度低于15%时，就不能维持燃烧。因此可通过灌注非助燃气体，如二氧化碳、氮气、蒸汽等，来降低空间的氧浓度灭火。水喷雾灭火系统喷出的水滴吸收热气流热量转化成蒸汽，当空气中的水蒸气浓度达到35%时，燃烧即停止，也是窒息灭火的应用。（记忆：一窝羊喂三壶水）
    • 二氧化碳、 水喷雾
  • 化学抑制灭火
    • 干粉、七氟丙烷
• 传热方式 （三种，都属于热传播）
  • 热传导
    • 热传导又称导热，属于接触传热，是介质内传递能量而又没有各部分之间的相对宏观位移的一种传热方式。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应材料的结构、密度、湿度、温度等因素的变化而变化。
  • 热对流
    • 热对流又称对流，是指流体各部分之间发生相对位移，冷热流体相互掺混引起热量传递的方式。热对流中热量的传递与流体流动有密切的关系。当然，由于流体中存在温度差，所以也必然存在导热现象，但导热在整个传热中处于次要地位。工程上常把具有相对位移的流体与所接触的固体表面之间的热传递过程称为对流换热。
    • 对初期火灾的发展起重要作用：空气热对流
  • 热辐射
    • 辐射是物体通过电磁波来传递能量的方式。热辐射是因热的原因而发出辐射能的现象。热射换热是物体间以辐射的方式进行的热量传递。与热传导和热对流不同的是，热辐射在传递能量时不需要互相接触即可进行，所以它是一种非接触传递能量的方式，即使在太空，热辐射也能照常进行。
  • 注意：热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
  • （鼠标选中题目中的括号会显示答案） 2017年实务真题057： 建筑保温材料内部传热的主要方式是：（B） A.绝热 B.热传导 C.热对流 D.热辐射 解析：材料互相接触，接触传热为热传导。
• 烟气蔓延途径
  • 烟气扩散路线
    • 主要：着火房间→走廊→楼梯间→上部各楼层→室外
    • 着火房间→室外
    • 着火房间→相邻上层房间→室外
  • 烟气流动的驱动力
    • 烟囱效应
      • 当建筑物内外的温度不同时，室内外空气的密度随之出现差别，这将引发浮力驱动的流动。如果室内空气温度高于室外，则室内空气将发生向上运动，建筑物越高，这种流动越强。竖井是发生这种现象的主要场合，在竖井中，由于浮力作用产生的气体运动十分显著，通常称这种现象为烟囱效应。烟囱效应由室内外温差引起，是造成烟气向上蔓延的主要因素；
    • 火风压
      • 火风压是指建筑物内发生火灾时，在起火房间内，由于温度上升，气体迅速膨胀，对楼板和四壁行成的压力。火风压的影响主要在起火房间，如果火风压大于进口风的压力，则大量的烟火将通过外窗，由室外向上蔓延；若火风压小于进风口的压力，则烟火便全部从内部蔓延，当它进入楼梯间、电梯井、管道井、电缆井等竖向孔道后，会大大强化烟囱效应。
    • 外界风的作用
      • 风的存在可在建筑物的周围产生压力分布，而这种压力分布能够影响建筑物内的烟气流动。建筑物外部的压力分布受到多种因素的影响，其中包括风的速度和方向、建筑物的高度和几何形状等。风的影响往往可超过其他驱动烟气运动的力（自然和人工）。一般来说，朝着建筑物吹过来的风会在建筑物的迎风侧产生较高的滞止压力，这可增强建筑物内的烟气向下风方向的流动性。
    • （鼠标选中题目中的括号会显示答案） 2016年实务真题096： 导致高层建筑火灾烟气快速蔓延的主要因素包括：（ABCE） A.热浮力 B.建筑物的高度 C.风压 D.建筑物的楼层面积 E.建筑的室内外温度 解析：导致高层火灾烟气快速蔓延的主要原因是烟囱效应。烟囱效应本质上是一种热浮力，它又建筑室内外温差引起，受到建筑物高度和火风压的影响。
  • 烟气在水平方向的扩散速度较小，火灾初期为0.1-0.3m/s，在火灾中期为0.5-0.8m/s，烟气在垂直方向扩散流动速度较大，通常为1-5m/s，在楼梯间或管道竖井中，由于烟囱效应产生的抽力，烟气上升流动速度很大，可达6-8m/s，甚至更大。 （记忆： 水平1358，垂直1568）
  • 顶棚距离可燃物高的垂直高度为H，多数情况下顶棚射流层的厚度约为距离顶棚下高度H的5%-12%，而顶棚射流层内最大温度和最大速度出现在距顶棚下高度H的1%处。顶棚射流的最大温度和最大速度值是估算火灾探测器和喷头热响应的重要基础。 （记忆：顶棚射流512大地震，最大就是1）
    • （鼠标选中题目中的括号会显示答案） 2015年实务真题075： 净高6m以下的室内空间，顶棚射流的厚度通常为室内净高的5%~12%，其最大温度和速度出现在顶棚以下的室内净高的（B）处 A.5% B.1% C.3%~5% D.5%~10% 解析：见导图
• 火灾发展阶段
  • 初期增长阶段→充分发展阶段→衰减阶段
    • 轰燃
      • 轰燃是火灾进入充分发展阶段的标志
      • 当建筑室内火灾出现以下三种情况，即可判断发生了轰燃： 一是顶棚附近的气体温度超过某一特定值（约600℃）； 二是地面的辐射热通量超过某一特定值（约20Kw/㎡）； 三是火焰从通风开口喷出。 （记忆：顶楼六百度，地府二时迁）
      • 影响轰燃发生的重要因素包括：室内可燃物的数量，燃烧特性与布局，房间的大小与形状、开口的大小、位置与形状、室内装饰材料热惯性等；
    • 回燃
      • 回燃是指室内通风不良、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性或快速的燃烧现象。有关理论研究表明，室内发生火灾时，处于气相的可燃混合物浓度和室内的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加而增大。
  • • 一般认为，当室内平均温度下降到其峰值的80%时，火灾进入衰减阶段。
• 常见引发爆炸的引火源 （电话机热）
  • 机械火源
    • 撞击、摩擦
  • 热火源
    • 高温热表面、日光照射并聚焦等
  • 电火源
    • 电火花、静电火花、雷电等
  • 化学火源
    • 明火、化学反应热、发热自燃等
• 易燃易爆危险品
  • 易燃气体分级及火灾危险性
    • 易燃气体是指温度在20℃、标准大气压为101.3kPa时，与空气混合，有一定易燃范围的气体。
    • 易燃气体分为两级： I级：爆炸下限＜10%，或者不论爆炸下限如何，爆炸极限范围≥12%； II级：10%≤爆炸下限≤13%，并且爆炸极限范围＜12%
    • 易燃易爆性、扩散性、可缩性和膨胀性、带电性、腐蚀性、毒害性
  • 易燃液体分级及火灾危险性
    • 易燃液体是指易燃的液体或液体混合物，或是在溶液或悬浮液中有固体的液体，其闭杯实验闪点不大于60℃，或开杯试验闪点不大于65.6℃。
    • 易燃液体分为三级： I级：初沸点小于或等于35℃ II级：闪点小于23℃，初沸点大于35℃ III级：闪点大于或等于23℃且小于60℃，初沸点大于35℃
    • 易燃性、爆炸性、受热膨胀性、流动性、带电性、毒害性
  • 易燃固体分类及火灾危险性
    • 易燃固体是指燃点低、对热、撞击、摩擦敏感，易被外部火源点燃，燃烧迅速，并可能散发出有毒烟雾或有毒气体的固体，但不包括已列入爆炸品的物质。
    • 易燃固体的分类： 燃点大于300℃的固体称为可燃固体。燃点小于300℃的固体称为易燃固体。易燃固体按其燃点的大小、燃烧速度的快慢、放出气体的毒害性的大小通常分为两级。
    • （1）燃点低、易点燃。 （2）遇酸、氧化剂易燃易爆。 （3）燃烧产物有毒。
• 重点记忆：火灾造成损失分类 （特别注意等号在哪边，从重） （重伤包括了急性工业中毒）
  • • 记忆： ①死亡人数从3开始，几乎3倍递增；3-10-30 ②重伤人数从10开始，中间数50，最终到100；10-50-100 ③财产损失为重伤人数乘以100万
  • 一般：死亡＜3，重伤＜10，造成经济损＜1000万
  • 较大：3≤死亡＜10，10≤重伤＜50，1000万≤造成经济损失＜5000万
  • 重大：10≤死亡＜30，50≤重伤＜100，5000万≤造成经济损失＜1亿
  • 特别重大：死亡≥30，重伤≥100，造成经济损失≥1亿
• 重点记忆：火灾分类 （A类B类C类D类E类F类)
  • A固体
  • B液体或可融化固体
  • C气体
  • D金属
  • E带电
  • F烹饪物
  • （鼠标选中题目中的括号会显示答案） 2017年实务真题014： 关于火灾类别的说法，错误的是（A） A.D类火灾是物体带电燃烧的火灾 B.A类火灾是固体物质火灾 C.B类火灾是液体火灾或可溶化固体物质火灾 D.C类火灾是气体火灾 解析：见导图。 2017年实务真题055： 下列物质中，火灾分类属于A类火灾的是（D） A.石蜡 B.沥青 C.钾 D.棉布 解析：石蜡、沥青是可融化固体，钾是金属，棉布是固体。
• 难点辨析1：区分固体燃烧类型：
  • 蒸发燃烧
    • 蜡烛、松香、硫、磷、钾、钠、樟脑、萘
  • 表面燃烧 （也叫异相燃烧）
    • 比如：烧红的铁、烧红的木炭、焦炭、铜 （记忆：铁脚牧童-铁焦木铜）
  • 分解燃烧
    • 煤、塑料、钙塑材料、合成塑料
  • 熏烟燃烧（阴燃）
    • 锯末、纤维织物、橡胶
  • 同时存在表面燃烧、分解燃烧、熏烟燃烧的
    • 木材、棉、麻、纸张 （记忆：面目麻子）
  • （鼠标选中题目中的括号会显示答案） 2018年实务真题001： 木质桌椅燃烧时，不会出现的燃烧形式是（D） A.分解燃烧 B.表面燃烧 C.熏烟燃烧 D.蒸发燃烧 解析：蒸发燃烧是液体和可融化固体才具备的燃烧形式。 2019年实务真题088： 下列物质中，燃烧时燃烧类型既存在表面燃烧也存在分解燃烧的有（BC） A.PVC电缆 B.纯棉织物 C.木制人造板 D.金属铝条 E.电视机外壳 解析：见导图。