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消防知识:通风受限房间内的火灾发展

发布:www.chinajyzb.com.cn | 日期:2019-01-23 | 浏览次数:    字号:
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如果缺少氧气,火灾不会发展到轰燃,而是其强度会逐渐降低。随着燃烧强度降低,温度下降。燃料表面慢慢冷却下来,这意味着仍然积累有大量的热解气体。

我们不能超过上图所示的B点,这是发生轰燃需要达到的点。在封闭的房间内这是很常见的火灾场景,所谓的封闭房间是指没有任何开口,如破碎的窗户等。这时火灾发展就会遵循上图中的红线。

我们现在假设这样一种情况:室内有大量未燃完全燃烧烟气,同时氧气浓度也很低。

因此当消防队员到达现场时可能出现很多不同的情况。我们将讨论其中四种比较常见的火灾场景。

这四种场景是:

火灾自动熄灭;

火灾重新恢复发展;

烟气自动点燃;

发生回燃。

四种火灾发展场景:

火灾自动熄灭;

火灾重新恢复发展;

烟气自动点燃;

发生回燃。

在这些场景中任意一个发生之前,火灾发展中可能出现脉动,因此,我们首先讨论脉动,之后讨论这四种发展场景。

火灾脉动

脉动

对于通风控制型火灾,热释放速率受流入房间氧气量的限制,有时会造成火灾的“呼吸”。

脉动的发生是由于缺少氧气使热释放速率降低。

当温度下降时,着火房间内的气体体积会减小,这就会形成一定负压,空气能够被重新吸入着火房间,当氧气与可燃气体反应时,燃烧就发生了。

当烟气被点燃时体积会增加,就会产生正压。之后烟气会通过开口排出,这就会再次造成缺乏氧气,从而限制热释放速率,进而引发下一个脉动。火焰脉动见上图。

判断火灾在哪种情况下会发生脉动是很困难的,造成脉动的因素之一就是决定热释放的开口尺寸。

火灾发展曲线中的脉动

火灾自动熄灭

如果火灾在氧气不足的环境中持续燃烧,很有可能会逐渐熄灭或开始阴燃。

如果缺乏足够的燃料,那么可燃气体被点燃的可能性会降低。

由于缺少氧气,火灾自动熄灭

当着火房间内温度降低时,压力也会下降,这意味着许多烟气不能被排出。这会导致需要很长一段时间才能探测到火灾。

在室内火灾中,这种情况是很常见的。通常房间内部会受到强烈的烟气作用,但是对灭火没有产生丝毫影响。

封闭房间内的火灾即将自动熄灭,烟气下沉到火源根部,唯一具有清晰能见度的是在地板高度处

这种情况下,着火房间的情况对于被困人员来说是非常危险的。烟气包含大量有害物质,如一氧化碳,这种物质意味着当发生燃烧后,睡着的人永远不会醒过来。

在这种情况下,火灾探测器至关重要,它能够拯救生命。

烟气中包含大量有毒产物

下图显示了室内火灾的结果。火灾开始于一个封闭房间,如图所示,大约300s后火灾成为通风控制,此时温度和热释放速率开始下降。

封闭房间内的温度

温度下降很快,并且材料也很快停止热解。

这种情况下,烟气中没有足够的可燃气体,所以不能被点燃。但是没有佩戴空呼的人员由于毒烟气作用仍然会在房间内死亡。

当房间的门开启时,烟气能够逸出,但是烟气温度很低,并不能够被点燃,这就会使得灭火过程很容易。

火灾重新恢复发展

我们现在面对这样一种情况:火灾在氧气供应不足之前已经蔓延到其他物体上。着火房间内的热效应是相当可观的。烟气已经充满了整个着火房间,并且包含有大量的未完全燃烧气体。

这意味着如果再次补充空气,火灾有机会发展为全面发展火灾。

现在假设佩戴空呼的消防员打开房间门或者窗户由于加热而破碎。结果就是,烟气将从开口上部逸出,空气从开口下部流入,中性面上升。

新鲜气流会重新引燃起火点处的火焰,火灾又开始重新发展。随后火焰会接触到烟气层,火焰前沿会向整个房间内传播。

这种情景是火灾中断发展后的一个延续,这一过程与房间起火时就已经有一个开口进而发展到轰燃的过程是一样的,下图表明了这一过程。

火灾恢复发展

门开启后烟气流出。一段时间后可以看到火焰到达天花板,不久火焰蔓延到整个房间。

烟气与空气接触时会被自动点燃

由于火焰为扩散火焰,火灾通常是平稳地发展。如果有足够多的氧气和燃料,火灾能够恢复中断的发展并发生轰燃。

烟气被自动点燃

在开启门时,烟气很少自动点燃。发生这种情况需要烟气有很高的温度。通常这一温度需要在500℃—600℃之间。

氧气不足房间内的烟气温度会超过其燃点,通常在500℃—600℃以上。

內攻灭火的消防员进入房间时,烟气能够通过开口流出时,烟气将与空气(氧气)混合。由于气体温度在燃点之上,空气、燃料的混合物将自动点燃,并在房间外燃烧。

这种情况烟气的温度比常温要高

当空气流入房间并与正在流出的烟气混合时,就有可能看到房间内的火灾是如何发展的。

这种情况下,涉及的火焰是扩散火焰。假设开口足够大,火灾可以发展到全面发展室内火灾。火灾发展过程可以加速,并成为全面发展室内火灾。

这种情况大都发生在房间只有一个较小开口时,火灾通过开口来补充氧气。因为开口的位置是固定的,所以烟气的流出会受到限制。

典型例子就是——室内火灾中烟气通过房间靠后位置的破碎窗户流出。当通往楼梯井的门被开启时,炽热的可燃气体会自动点燃。

如果看到烟气在门外自动点燃后立即将房门关上,那么在氧气被消耗完后火焰会熄灭。

当试图给楼阁火灾通风时,有时会看到烟气自动点燃。当烟气与空气接触时,就会立即点燃。很明显此时的火灾是通风控制的。

判定此时的燃烧是由于烟气在开口处自燃还是起源于室内的火焰是很困难的。

原创: 警察大学 李思成 来源:橙色救援

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