建築防火基本知識

2021-09-11 16:48:26 字數 5050 閱讀 1683

目錄2.1火災基礎 1

2.1.1火災及其特點 1

2.1.2火災型別 1

2.2燃燒**理論 2

2.2.1燃燒理論基礎 2

2.2.2**理論基礎 4

2.3防火及滅火原則與方法 6

2.3.1火災防控基本原理及方法 6

2.3.2滅火基本原理及方法 7

2.3.3各類滅火劑及其特點 7

2.3.4常見滅火系統 ..10

2.1火災基礎

2.1.1火災及其特點

火災是在空間或者是在時間上失去控制的災害性燃燒現象,它具有以下特點:

(1)嚴重性。火災容易造成重大的**事故和經濟損失,會使國家財產遭受巨大損失,嚴重影響生產的順利進行,甚至迫使工礦企業停產,通常需較長時間才能恢復,有時火災與**同時發生,損失更為慘重。例如2023年5月6日,大興安嶺燃起的森林大火,足足燒了28天.死傷人數達419人,直接經濟損失達5億餘元;2023年11月15日14時,上海餘姚路膠州路一棟高層公寓**,**點位於10-12層之間,整棟樓都被大火包圍著,樓內還有不少居民沒有撤離,大火導致58人遇難,另有70餘人接受**。

(2)複雜性。發生火災的原因比較複雜,主要表現在著火源多、可燃物廣等方面。

(3)多變性。火災在發展過程中受較多因素影響,不易掌握。火災的發展蔓延會受到各種外界條件的影響與制約,與可燃物的種類、數量、**單元的布局、通風狀況、初期火災的處置措施等有關。

火災的多變性,既有人們撲救的因素,也有火場可燃物的因素,同時與天氣條件有著密切的聯絡。

(4)突發性。火災事故往往是在人們意想不到的時候突然發生,雖然有事故的徵兆,但一方面是由於目前對火災事故的監測、報警等手段的可靠性、實用性和廣泛應用尚不理想,另一方面則是因為至今為止,還有相當多的人員對火災事故的規律及其徵兆了解甚微,耽誤了救援時間,致使對火災的認識、處理、救援造成很大困難。

(5)確定性。在特定的場合下發生的火災基本上按著確定的過程發展,火源的燃燒蔓延、火勢的發展、火焰煙氣的流動傳播將遵循確定的流體流動、傳熱傳質以及質量守恆等規律。

2.1.2火災型別

為了便於建築滅火器配置設計人員能正確判定滅火器配置場所的火災種類,合理選擇與配置滅火器,根據現行國際標準和國家標準《火災分類》(gb/t 4968-2008),結合滅火器滅火的特點和滅火器配置設計工作的需求,本條對滅火器配置場所中生產、使用和儲存的可燃物有可能發生的火災種類的分類作了原則規定。

將滅火器配置場所的火災種類劃分為以下五類,並作了列舉,以方便有關人員的正確理解及合理應用。對於未列舉到的場所,可對比各類的定義和舉例,然後予以確定。

1) a類火災:指固體物質火災。如木材、棉、毛、麻、紙張及其製品等燃燒的火災;

2) b類火災:指液體火災或可熔化固體物質火災。如汽油、煤油、柴油、**、甲醇、乙醇、瀝青、石蠟等燃燒的火災。

3) c類火災:指氣體火災。如煤氣、天然氣、甲烷、乙烷、丙烷、氫氣等燃燒而引起的火災。

4) d類火災:指金屬火災。如鉀、鈉、鎂、鈦、鋯、鋰、鋁鎂合金等燃燒的火災。

5) e類火災:指帶電物體的火災。如發電機房、變壓器室、配電間、儀器儀表間和電子計算機房等在燃燒時不能及時或不宜斷電的電氣裝置帶電燃燒的火災。

6) f類火災:指烹飪器具內的烹飪物火災,如動植物油脂火災。

2.2燃燒**理論

2.2.1燃燒理論基礎

2.2.1.1.燃燒的定義

燃燒是指可燃物與氧化劑作用發生的放熱反應,通常伴有火焰、發光的現象。本質上,燃燒是一種氧化還原反應,但又不同於一般的氧化還原反應,燃燒過程具有兩個特徵:

(1)有新物質產生,即燃燒是化學反應

(2)伴隨發光發熱現象。

2.2.1.2.燃燒條件

燃燒現象的發生必須具備一定條件,即燃燒三要素:

(1)可燃物(還原劑)。凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒反應的物質,均稱為可燃物如氫氣、乙炔、酒精、汽油、木材、紙張等。

(2)助燃劑(氧化劑)。凡是與可燃物結合能導致和支援燃燒的物質,都稱為助燃物,如空氣、氧氣、氯氣、氯酸鉀、過氧化鈉等。空氣是最常見的助燃物。

(3)點火源。凡是能引起物質燃燒的熱源,統稱為點火源。生產和生活中常用的多種熱源都有可能轉化為點火源。

例如,化學能轉化為化合熱、分解熱、聚合熱、自燃熱;電能轉化為電火花熱、電弧熱、感應發熱、靜電發熱、雷擊發熱;機械能轉化為摩擦熱、壓縮熱、撞擊熱;光能轉化為熱能以及核能轉化為熱能。

但是,即使具備了三要素並且相互結合、相互作用,燃燒也不一定發生。要發生燃燒還必須滿足其他條件,如可燃物和助燃物要有一定的數量和濃度,點火源要有一定的溫度和足夠的熱量等。

2.2.1.3. 燃燒過程的運輸現象

燃燒反應與反應體系內質量和能量的運輸聯絡密切,這種運輸取決於系統的巨集觀運動(如可燃混合氣的流動)以及系統內的微觀運動(如分子的熱運動)所引起的熱傳導和擴散現象。

根據輸運與反應速率之間的關係,可以將燃燒過程分為三種型別。如果混合氣的擴散速率比化學反應速率小得多,則這種燃燒過程稱為擴散燃燒;如果化學反應運率比擴散速率小得多,則這種燃燒稱為動力燃燒;而當化學反應速率與擴散速率相當時,則這種燃燒稱為擴散動力燃燒。由此可知,擴散燃燒主要受擴散、流動等物理混合過程的控制;動力燃燒則主要受化學動力學因素的支配;而擴散動力燃燒則是化學動力學和物理因素同時起支配作用。

明確這些燃燒過程的概念具有一定的現實意義。例如,在動力燃燒中提高混合氣體的溫度.可使燃燒速率提高,而對於擴散燃燒如用相同的辦法,則作用不明顯。因而有必要研究燃燒過程中的輸運現象。

2.2.1.4描述燃燒過程的基本控制方程

1)連續性方程(質量守恆方程)

三維直角座標系內,非常定、可壓縮氣體的質量方程為:

式中,(j=1,2,3)表示座標的三個軸,該方程的物理意義是:單位時間微元體單位體積內流出與流入的質量差與單位時間微元體單位體積內質量的改變量之和等於零。表示流體的散度。

2)動量守恆方程

解伴有化學反應的流動問題,通常只需要混合氣體動量守恆總的表示式。根據氣體動力學知識,忽略質量力、無粘性理想流體的三維、非定常流的動量方程可表達為:

式中,(i=1,2,3)——速度向量v在直角座標系中三個座標方向上的分量;

p——混合氣體的壓力。

3)能量守恆方程

對一維、定常無粘性的理想氣體,無外力作用下的能量方程可表達為:

式中,——混合氣體的密度,g/cm3

——單位質量混合氣體的總內能,j/g

——x方向混合氣體的流速,cm/s

q——單位時間內流過微元體單位面積上的總熱流,

單位容積混合氣體的總內能,包含由於分子擴散引起的能量交換,j/(cm3)。

方程的物理意義為:單位時間、微元體單位體積內淨傳入的熱量等於淨流出的能量以及對外做功所消耗的能量之和。因此,微元體內混合氣的能量儲備守恆。

2.2.1.5燃燒反應速率方程

著火條件的分析、火勢發展快慢的估計、燃燒歷程的研究及滅火條件的分析等,都要用到燃燒反應速度方程。此方程可以根據化學動力學理論得到。

大量的實驗可證明:反應溫度對化學反應速率的影響很大,同時這種影響也很複雜,但是最普遍的情況是反應速率隨著溫度的公升高而加快。此外,范德霍夫(van』 t hoff)近似規則認為:

對於—般反應,如果初始濃度相等,溫度每公升高10℃,反應速率大約加快2—4倍。

溫度對反應速率的影響主要反映在速度常數k上。阿累尼烏斯(svante august arrhenius)提出了反應速率常數k與反應溫度t之間有如下關係:

式中,k——阿累尼烏斯反應速率常數,

e——反應物活化能,

r——普適氣體常數,

t——溫度,k

——頻率因子,

所以,假定在燃燒反應中,可燃物的濃度為cf,反應係數為x,助燃物(主要指空氣)的濃度為cox,反應係數為y;頻率因子為k0s;活化能為es;反應溫度為ts,則可得到燃燒反應速率方程,即:

2.2.2**理論基礎

2.2.2.1**的定義與分類

物質從—種狀態經物理、化學變化突變成另外一種狀態時,伴隨有巨大的能量快速釋放,並產生聲、光、熱或做機械功等,使**點周圍介質中的壓力發生驟增的過程稱為**現象。

按照造成**的物質所具有的物理狀態**可分為氣相**與凝聚(固相與液相)相**兩類。而按**的過程,又可以將其分為核**(因原子核的**及聚合所放出來的強大能量所致)、物理**(以物理變化為主的**,如高壓容器的破裂、減壓時引起的槽罐破損及蒸汽的**等)、化學**(與化學反應有關的**,如爆燃、聚合、分解及反應迅猛等引起的**)以及物理及化學作用綜合在一起的**。在研究防火防爆技術中,通常只涉及物理性**和化學性**。

2.2.2.2**發生的條件

1)物理**發生條件

物理**是一種因體系中物理能量失控而導致物質以極快的速度釋放能量,轉變為光、熱、機械功等能量形式的**現象。從鍋爐**、壓力容器**等常見物理**角度看,物理**發生條件可歸結為:**體系記憶體有高壓氣體或在**瞬間形成高溫高壓氣體或蒸氣急劇膨脹,以及**體系與周圍介質之間發生急劇的壓力突變。

2)化學**發生條件

從**反應特徵看,化學反應要成為**反應必須同時具備以下三個條件:反應過程放熱性、反應過程高速度和反應過程產生大量氣體產物:

a:反應過程放熱性。這是化學反應能否成為**反應最重要的前提條件,否則**反應過程就不會發生和自行傳播;

b: 反應過程高速度。一般化學反應也可以放出熱量.甚至許多化學反應的故熱量遠大於**性物質**過程釋放出的熱量,但這些放熱化學反應卻並末成為**反應,根本原因在於反應過程緩慢,正是由於**反應過程極短,速度極快,導致反應熱來不及逸出而全部聚集在**物原有體積之內,從而造成一般化學反應無法達到的極高能量密度,產生巨大的功率和強烈的破壞力。

c:反應過程產生大量氣體。在常溫常壓下,氣體的密度遠小於固體和液體,而體積膨脹係數卻比固體和液體大得多。

**性物質在**瞬間除釋放出大量反應熱外,還伴隨有大量氣體產物的產生。由於**過程極快,這些**產物氣體來不及擴散膨脹而被壓縮在**物原有體積之內,在**反應熱快速加熱作用下形成了高溫高壓氣體產物,這些氣體瞬間膨脹,功率巨大,破壞力極強。

2.2.2.3**的特點及破壞作用

一、**事故通常具有以下幾個特點:

(1)嚴重性。**事故對所在單位的破壞往往是毀滅性的,會造**員和財產諸方面的重大損失。例如,某亞麻廠的粉塵**事故,死亡57人,傷178人,13000㎡的建築物被炸毀,3個車間變成了廢墟。

**事故不僅造成巨大損失,而且往往迫使工礦企業停產,需要較長的時間才能恢復。

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