火災轟然的條件及特點
轟燃的具體成因有很多種:一般認為在室內火災初起階段,由于房間內上部熱煙氣層的輻射作用,導致室內可燃物表而不斷進行熱分解,產生可燃氣體;可燃氣體濃度不斷增大,當溫度達到一定高度,導致轟燃的發生.
1、研究表明,轟燃的判斷溫度為600℃是適合的。
2、轟燃是一個復雜的過程,和多種因素有關,我個人認為應該選400℃,400℃已經達到好多物品的燃點,這個溫度很高了,一般的可燃物已經開始揮發和分解可燃氣體了,如果一旦有氧氣(空氣)進來,就可以點燃可燃物形成轟燃。而800℃,物品基本已經被點燃過了,是轟燃后的溫度了。
3、所以,綜合起來,室內溫度達到400℃時就可能會發生轟燃。
室內火災發生轟燃的標志是:
房間平均溫度達到600℃,房間中心熱流密度達到20kW/m2.轟燃的發生是室內火災從初起階段轉為全而發展階段的標志。轟燃發生后,環境溫度、熱輻射強度等條件均不再允許人員正常疏散.在建筑防火設計中.盡量采取非燃化等手段推遲室內火災轟燃的發生,對減少火災中的人員傷亡有重大意義。
室內火災是一種在受限空間內發生的燃燒現象,也是建筑物火災的重要形式。建筑室內一旦發生火災,如果通風條件良好且燃料充足,則有可能發生轟燃。由于轟燃所產生的煙氣蔓延迅速,同時還伴隨著大量的煙氣往室外空間擴散,整個受限空間內的大部分范圍可能在極短的時間內被火災所致的濃煙籠罩,從而嚴重影響建筑室內人員的安全疏散,并對建筑室內的人身安全和財產損失構成極大威脅。
轟燃判斷依據:從溫度、熱通量、燃燒速率或室內臨界熱釋放速率三個方面對發生轟燃的臨界條件進行了總結。
①室內頂板附近熱煙氣溫度超過600℃
②室內地板表面輻射熱通量超過20kW/㎡
③通風口有火焰噴出。
轟燃后對室內人員的危害:
①缺氧、窒息作用。由于可燃物迅速燃燒,空氣中的氧氣被大量消耗,使得空氣中的氧氣含量大大低于人們正常生理所需要的數值,造成人體缺氧;同時CO?是許多可燃物燃燒的主要產物,CO?含量過高會刺激呼吸系統,引起呼吸加快,從而產生窒息作用。
②毒性、刺激性作用。燃燒產物中含有多種毒性和刺激性氣體,如CO、SO?、HCl、HCN等,這些氣體的含量極易超過人體正常生理所允許的最低濃度,造成中毒或刺激性危害。
③高溫氣體的熱損傷作用。人們對高溫環境的忍耐性是有限的,有資料表明:當環境溫度為65℃時,人們可短時忍受,當環境溫度為120℃時,短時間內將會對人體產生不可恢復的損傷;隨著環境溫度的進一步提高,對人體造成損傷的時間會更短,而在著火房間內,高溫氣體的溫度可達數百度,甚至在某些情況下可達1000℃以上,會在瞬間對人體造成熱損傷。
④煙氣的減光作用,一般情況下,煙粒子對可見光是不透明的,煙氣在火場上彌漫會嚴重影響人們的視線,使人們難以找到起火地點、辨別火勢發展方向和尋找安全疏散路線,極易造成群死群傷事故。
然對建筑物的危害:
轟燃發生后,在高溫、強熱輻射、火快速傳播的作用下,極易導致建筑物倒塌,從而引發更大的事故,造成更大的危害。如2003年11月3日,湖南衡陽衡州大廈發生的特大火災坍塌事故,造成20名消防官兵殉難,是新中國成立以來消防隊員死傷最多的火災,引起了全社會的震驚。 普通建筑物構件在轟燃發生后承重能力都會受到一定的影響。如:燒結后的黏土磚能承受800~900℃高溫,而硅酸鹽磚在300~400℃就開始分解、開裂;石料如大理石、花崗石等,雖屬不燃材料,但在高溫下遇冷水噴射容易爆裂;鋼結構雖然本身不會燃燒,但在火災情況下其強度會迅速下降,一般結構溫度達到350℃、500℃、600℃時強度分別下降1/3、1/2、2/3,在全負荷情況下,鋼結構失去靜態平衡穩定性的臨界溫度為500℃左右;混凝土材料在溫度超過300℃以后,抗壓強度逐漸降低,當溫度超過600℃以后,混凝土抗拉強度則基本喪失。
通風與排煙對轟然的影響:
轟燃是燃料控制向通風控制轉變的過程。通風因子較小時,火災室內通風情況較差,對整個燃燒過程來講表現為供氧不足,因此燃燒受通風控制,通風控制燃燒是受限空間的開口大小處在一定范圍、火災發展達到一定規模時出現的現象;當通風因子足夠大時,火災室內和室外通風自由,空氣供給充足,室內燃燒和開放空間的燃燒已無本質上的差別,此時燃燒受燃料控制。
當排煙量繼續增大,在火災發展階段室內煙氣層高度變大,煙氣層相對稀薄、溫度較低、輻射較小,火災發展較慢,對人員逃生較為有利;當排煙量過大時,室內無法形成穩定的煙氣層,此時反而可抑制轟燃的發生。這是由于排煙量在一個較小范圍內的增加,使得門與排煙口之間的空氣對流變得更加強烈,從而使室內燃燒的空氣供給變得相對充足,煙氣產生和聚集的速率加快,對地板表面的輻射增強,導致轟燃提前到達。但達到穩定狀態即轟燃以后,一方面由于排煙量的增大,空氣供給相對充足,使燃燒相對更加充分;另一方面由于排煙量增大,大量煙氣被排除,最終導致煙氣層變薄、逐漸升高。同時由于煙氣層變薄,煙氣層溫度降低、對地板表面的輻射降低,地板表面接收到的輻射熱通量變小。但由于排煙量過大使大量煙氣被排出室內無法形成穩定的煙氣層,對地板表面的輻射熱通量降低,因此不能發生轟燃。
建筑材料熱慣性對轟然的影響:
材料的熱慣性(kρc) 是熱傳導系數k、密度ρ和比熱容c 的乘積,是表征材料導熱能力和吸熱能力的參數。如果建筑使用的內襯材料熱慣性比較小,則其吸收熱量的能力小,會導致室內溫升過快,加速室內熱量的積累,使轟燃發生的可能大大增加。
房間內部尺寸:根據國內外大量試驗表明,同樣載荷的可燃物在受限空間內(氧氣充足的情況下) 的燃燒速率和危險性比室外大。如果建筑室內的圍墻、頂棚的面積足夠大,以至于可以忽略室內效應,那么燃燒就類似于室外火災,轟燃發生的可能性就小;頂棚的高度越高,熱煙氣從底部向頂棚流動需要的時間就越長,從而向四周蔓延的速度就越慢,因而使轟燃發生的時間延長。
轟燃防治措施1、降低可燃物熱釋放速率
室內可燃物的熱釋放速率是影響轟燃的因素之一。想要防止轟燃的發生,首先就是要降低可燃物的熱釋放速率。通過對比試驗發現,采用阻燃制品可以有效地降低材料的熱釋放速率、溫度和火焰表面蔓延速度,從而能夠避免轟燃的發生。因此,在建筑中選用阻燃材料和制品對于從源頭上遏制轟燃發生具有重要意義,選用本身耐燃、發煙低的高分子材料是未來阻燃材料的發展趨勢。目前提高建筑領域可燃材料耐燃性、開發低發煙阻燃材料的主要方法是將阻燃劑與聚合物單體進行接枝、共聚,與不燃性的聚合物分子交聯及經過特殊處理改變聚合物分子結構,在賦予聚合物永久阻燃性的同時降低發煙量,減少阻燃劑與聚合物的不相容性,保持聚合物原有的優異性能。
2、合理設計通風和排煙。建筑通風和排煙情況也是影響轟燃的重要因素。在進行建筑設計時,自然排煙和機械排煙的合理選擇對于建筑防火至關重要,設計適合建筑通風的最佳開窗面積和高度,選擇合理的排煙風機等一方面可以在火災初期保證人員安全疏散,另一方面還可以使室內的大量煙氣和熱量及時排除,降低著火區溫度,抑制轟燃的發生。