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1、第一章 建筑消防概论,第一节 燃烧特性,第二节 建筑火灾的特点及危害,第三节 灭火的基本原理及灭火介质,第四节 建筑消防系统,第一节 燃烧特性,可燃物与氧化剂作用而发生的放热反应，通常伴有火焰，发光或发烟的现象称为燃烧。,燃烧的基本特征为：放热、发光、发烟、伴有火焰等。,一、燃烧本质,现以氢在空气中的燃烧为例：,二、燃烧条件,无焰燃烧,有焰燃烧,三、燃烧类型,燃 烧,由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象。,注：闪点低于或等于45的液体为易燃液体，闪点大于45的称为可燃液体；易燃和可燃液体的闪点高于贮存温度时，火焰的传播速度低。,表1-1 部分易燃物和可燃液体的闪点,
2、在消防工作中，以闪点的高低作为评价液体火灾危险性的依据。闪点越低的液体，其火灾危险性就越大。,表1-2 部分常见可燃物质的燃点,一切可燃液体的燃点都高于其闪点。一般规律是，易燃液体的燃点比其闪点高出15，而且液体的闪点越低，这一差别越小，因此在评定这类液体的火灾危险性时，燃点没有实际意义。燃点对可燃固体和闪点比较高的可燃液体，具有实际意义。,可燃物质的自燃点不是固定不变的，它主要取决于氧化时所放出的热量和向外导出的热量。液体与气体可燃物(包括受热时能熔融的固体)的自燃点还受压力、浓度、含氧量、催化剂等因素的影响；固体可燃物自燃点与固体粉碎颗粒的大小、分解产生的可燃气体数量及受热时间长短等因素有
3、关。,表1-3 部分可燃物质在空气中的自燃点,表1-4 可燃气体和液体蒸气的爆炸极限,一般而言，初始温度越高，其分子内能增大，爆炸极限范围越大；初始压力升高，其分子距离缩短，爆炸极限范围变大；混合物中加入惰性气体，爆炸极限范围缩小，特别是爆炸上限受影响更大；混合物中氧含量增大，爆炸下限降低，爆炸上限上升；点火源的温度越高，热表面面积越大，与混合物接触时间越长，点火源给混合物的能量越大，爆炸极限范围也越大。,固态可燃物,液态可燃物,气态可燃物,四、可燃物的燃烧特点及燃烧产物,可燃物的四种燃烧形式,1、可燃气体的燃烧特点 可燃气体的燃烧不需像固体、液体那样经过熔化、蒸发过程，其所需热量仅用于氧化或
4、分解，或将气体加热到燃点，因此可燃气体容易燃烧，速度也快。,2、可燃液体的燃烧特点 可燃液体的燃烧实际上是液体蒸气进行燃烧；因此燃烧与否、燃烧速率等与液体的蒸气压、闪点、沸点和蒸发速率等性质有关。,液态烃类燃烧时，通常有橘色火焰并散发浓密的黑色烟云；醇类燃烧时，通常具有透明的蓝色火焰，几乎不产生烟雾；某些醚类燃烧时，液体表面伴有明显的沸腾状，这类物质的火灾难以扑灭。,液体火灾危险性分类是根据其闪点来划分等级的，可燃液体的火灾危险性分类如表1-5所示。,表 1-5 可燃液体的火灾危险性分类,3、可燃固体的燃烧特点 凡遇火、受热、撞击、摩擦或与氧化剂接触能着火的固体物质，统称为燃烧固体。固体物质燃
5、烧特点是必须经过受热、蒸发、热分解使固体上方可燃气体的浓度达到燃烧的极限，才能持续不断地发生燃烧。,表面燃烧 蒸气压非常小或者难于热分解的可燃固体不能发生蒸发燃烧或分解燃烧，当氧气包围物质的表层时，呈炽热状态并发生无焰燃烧。表面燃烧属于非均相燃烧，现象为表面发红而无火焰，如木炭、焦炭等的燃烧。阴燃 没有火焰的缓慢燃烧现象称为阴燃。一些固体可燃物，如成捆堆放的棉，大堆垛的煤、草、木材等在空气不流通、加热温度较低或含水分较高时会阴燃。随着阴燃的进行，热量聚集、温度升高，此时如有空气导入可能会转变为明火燃烧。,燃 烧产 物,第二节 建筑火灾的特点及危害,一、建筑火灾的特点,1火灾的定义及分类根据火灾
6、分类（GB/T4968-2008）可知，根据可燃物的类型和燃烧特性将火灾定义为六个不同的类别。A类火灾：是指固体物质火灾。B类火灾：指液体或可熔化的固体物质火灾。C类火灾：是指气体火灾。D类火灾：是指金属火灾。E类火灾：带电火灾。F类火灾：烹饪器具内的烹饪物（如动植物油脂）火灾。,2建筑火灾的发展和蔓延,(1)建筑火灾的发展过程,图1-1 室内火灾温度-时间变化曲线,(1)建筑火灾的发展过程,（2）建筑火灾蔓延,1）火灾蔓延方式,2）火灾蔓延途径,未设防火分区 对于主体为耐火结构的建筑来说，造成水平蔓延的主要原因之一是建筑物内未设水平防火分区，没有防火墙及相应的防火门、防火窗等形成控制火灾的区
7、域空间。洞口分隔不完善 对于耐火建筑来说，火灾水平蔓延的另一途径是洞口处的分隔处理不完善。如户门为可燃的木质门，火灾时被烧穿；普通防火卷帘无水幕保护，导致卷帘被熔化；管道穿孔处未用不可燃材料封堵等等。,火灾在吊顶内部空间蔓延 火灾通过楼梯间蔓延,火灾通过电梯井蔓延,火灾通过其他竖井蔓延 通风竖井、管道井、电缆井、垃圾井等。火灾通过空调系统管道蔓延 第一种方式为通风管道本身起火并向连通的水平和竖向空间(房间、吊顶内部、机房等)蔓延；第二种方式为通风管道吸进火灾房间的烟气，并在远离火场的其他空间再喷冒出来，后一种方式更加危险。火灾由窗口蔓延 纵向蔓延 和 水平蔓延,3.高层建筑火灾的特点,什么是高
8、层建筑？,高层建筑，超过一定高度和层数的多层建筑。在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于24.3m的建筑视为高层建筑。中国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。,高层建筑功能复杂，着火点多 高层建筑功能复杂，使用单位多，人员集中，建筑装饰材料种类繁多，火灾安全隐患大。由于智能化程度高，电气线路复杂，起火几率很高。火势凶猛且蔓延迅速 高层建筑内由于功能的需要设置了各种管井，如电梯井、楼梯井、通风井等，发生火灾时，这些竖井就象一座座“烟囱”，在强大热压力作用下使火焰及烟雾在其中迅速地向上扩散，形
9、成“烟囱效应”。人员和物质的疏散十分困难 火灾扑救工作难度极大,二、火灾烟气及其危害,国外多次建筑火灾的统计表明，火灾中85%以上的死亡者是由于烟气的影响,其中大部分是吸入了烟尘及有毒气体昏迷后致死的。,烟气的危害性主要体现在以下3个方面：1对人体的危害,（1）对生理的危害,一氧化碳中毒,表1-6 空气中一氧化碳的浓度对人体的影响程度,二氧化碳对人体的危害,正常情况下，空气中(CO2)为0.03，而在燃烧旺盛阶段火场中心(C02)为1523。当(CO2)=10时，就会引起头晕，以致昏迷、呼吸困难，甚至失去知觉。当(C02)=20时，人会因控制生命的神经中枢完全麻痹而死亡。,烟气中毒,火灾疏散时
10、的有毒气体允许体积分数见表1-7。,表1-7 疏散时有毒气体允许体积分数,缺氧,窒息 火灾时人员可能因头部烧伤或吸入高温烟气而使呼吸系统烫伤，导致口腔及喉头 肿胀，器官受损，呼吸困难，以致引起呼吸道阻塞窒息。,表1-8 缺氧对人体的影响程度,（2）对视觉的危害 在着火区域的房间及疏散通道内，充满了大量的烟气，烟气中的某些成分会对眼睛产生强烈的刺激，使辨别疏散通道的视觉能力下降。（3）对心理的危害 浓烟会造成极为紧张的恐怖心理状态，使人们失去正常的行动能力和判断能力，导致无法疏散或采取异常行动。,火场的经验表明，人们在烟中停留12min就可能昏倒，45 min即有死亡的危险。,2对疏散的危害,弥
11、漫的烟雾影响视线，使消防队员很难找到起火点，也不易辨别火势发展的方向，灭火行动难以有效地开展；烟气中某些燃烧产物还有造成新的火源和促使火势发展的危险；不完全燃烧产物可能继续燃烧，有的还能与空气形成爆炸性混合物；高温的烟气会因气体的热对流和热辐射而引燃其他可燃物。上述情况将会导致火场的扩大，加大扑救工作的难度。,3对扑救的危害,第三节 灭火的基本原理及灭火介质,一、灭火的基本原理,二、灭火介质,可作灭火剂用的物质主要有：水、泡沫、干粉、卤代烷、二氧化碳、氮气等。不同的灭火剂，灭火作用不同。应根据不同的燃烧物质，有针对性地使用灭火剂，才能使灭火获得成功。,（一）水,水的灭火 原理,2水的应用范围及
12、注意事项,(1)灭火应用中的水流形态,(2)适用火灾范围,(3)水灭火的注意事项,(4)水灭火的禁用范围,能使水分解，放出氢气和大量热量，可引起爆炸的轻金属，如 K、Na、Ca等，不能用水扑救火灾。遇水会生成可燃、可爆、有毒气体，进而引起燃烧、爆炸或造成灭火人员中毒的物质，如碳化轻金属(Na2C2，K2C2，CaC2，Al4C3)、氢化碱金属(KH，NaH)、金属硅化物(Mg2Si，Fe2Si)、金属磷化物(Ca3P2)、硼氢类(NaBH4，KBH4)、氯化磷(PCI5，PCI3)及某些金属粉(Zn，A1，Mg)等，不能用水扑救火灾。处于熔化状态的钢、铁，喷射水可引起爆炸。炽热状态的含碳物不可
13、以用水扑救，否则会引起爆炸或一氧化碳气体中毒。,P14,P15,P15,(5)水添加剂对水灭火的影响,1）防冻剂 这类物质有碳酸钾(K2CO3)、氯化镁(MgCl2)、氯化钙(CaCl2)、氯化钠(NaCl)和酒精、乙二醇等。,2）防腐剂,3）润湿剂 润湿剂可使水的表面张力降低，渗透能力增加。这对于扑救纤 维类物质的火灾尤其是深部阴燃的火灾，可提高灭火效率。,4）减阻剂 减阻剂是用来减少水在水带中流动时的压力损失的添加剂。,造成压力损失的原因有：由于水的黏度所引起的水与水带(或管道)内壁的摩擦作用；10%由流动中水沿垂直于主流方向的横向和涡流所引起的紊流作用。90%,P16,（二）泡沫灭火剂
14、泡沫灭火剂是与水混溶，通过化学反应或机械方法产生泡沫进行灭火的药剂。,1泡沫灭火剂的类别及性能,（1）泡沫灭火剂的类别 泡沫灭火剂按其基料分为以下3类：1）化学泡沫灭火剂 2）蛋白质为基料的泡沫灭火剂。这是以天然蛋白质(骨胶朊、毛角朊动物的角或蹄、豆饼等)的水解产物为基料制成的泡沫液。3）合成型泡沫灭火剂。合成型泡沫灭火剂是由石油产品为基料制成的泡沫灭火剂。（2）泡沫灭火剂及泡沫的性能 泡沫灭火剂的基料和添加剂及产生泡沫的方法决定了泡沫灭火剂质量，以及所产生泡沫的流动性、自封闭性、稳定性、耐液性、抗燃性等性能。,2泡沫灭火原理 泡沫的密度为0.0010.5 gcm3，且具有流动性、粘附性、持久
15、性和抗烧性，可以漂浮或粘附在易燃或可燃液体(或可燃固体如设备)表面，或充满某一空间形成一个致密的覆盖层，产生如下的灭火作用：,3泡沫灭火剂的应用范围及注意事项,（1）泡沫灭火剂的应用范围 P17 1）普通蛋白泡沫主要应用于沸点较高的非水溶性易燃和可燃液体的火灾，以及一般固体物质的火灾。例如，原油、重油、燃料油、木材、纸张、棉麻等，应用场所通常是油罐、油池、汽车修理场、仓库、码头等。2）氟蛋白泡沫除上述火灾及场所外，主要用于扑救低沸点易燃液体，特别是大型储油罐可采用液下喷射泡沫灭火。飞机火灾的扑救，首选“轻水”泡沫，其次是氟蛋白泡沫。以蛋白泡沫覆盖于飞机跑道，可防止因飞机迫降时与跑道摩擦而产生火
16、灾。3）抗溶性泡沫主要用于扑救水溶性可燃液体的火灾，如醇、醛、酮、酯、醚、有机酸、有机胺的火灾以使用聚合型抗溶泡沫为好。4）中、高倍泡沫的主要应用：扑救电器和电子设备火灾(应断电)；扑救船舱、巷道、矿井、地下室、汽车库、图书档案库等的火灾；以二氧化碳代替空气发泡时，可以扑救二硫化碳的火灾；液化石油气等气体泄漏时，可以用高倍泡沫覆盖，以防挥发起火爆炸。,（2）泡沫的应用注意事项 P17、18,（三）干粉灭火剂 干粉灭火剂是干燥的、易于流动的细微粉末，一般以粉雾的形式灭火。干粉灭火剂一般由某些盐类作基料，添加少量的添加剂，经粉碎、混合加工而制成。干粉灭火剂多用于物料表面火灾的扑救。,1.干粉灭火剂
17、的分类和性能（1）干粉灭火剂的分类 普通型干粉灭火剂(BC类)多用途干粉(ABC类)金属火灾专用灭火剂（D类）由于金属火灾的燃烧特性，要求灭火时干粉与金属燃烧物的表层发生反应或形成熔层，使炽热的金属与周围的空气隔绝。（2）干粉灭火剂的性能 普通干粉(BC)的性能，应符合GB4066-2004；多用途干粉(ABC)的专业标准尚未公布，仅依据暂行标准。,2干粉的灭火原理,灭火原理,3干粉的应用范围及注意事项,（1）干粉的应用范围 1)普通干粉：扑救易燃及可燃液体(如汽油、煤油、润滑油、原油等)火灾，可燃气体(液化气、乙炔等)火灾，电气设备火灾；与上述类别相应场所的火灾均可使用。2)多用途干粉：除可
18、与普通干粉作相同应用外，还可应用于一般固体物质的火灾(如木材、棉、麻、竹等)扑救。,（2）干粉的应用注意事项,1）干粉的贮存 P19,2）应用注意事项,表 1-9 干粉与泡沫联用配伍表,干粉在使用时会形成粉粒沉积，因此禁止用干粉扑救电子计算机、电话通讯站、高精度机械设备和仪器仪表的火灾。干粉的冷却作用极小，因而应注意防止复燃。尤其是在扑救易燃和可燃液体火灾时，“联用”效果更好。“联用”时，先用干粉，后用泡沫。表1-9列举了各类干粉与泡沫联用的配伍。,（四）卤代烷灭火剂,1卤代烷灭火剂的分类及性质,卤代烷灭火剂系碳氢化合物中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。卤代烷化合物较多，其中1301和1
19、211有很好的化学稳定性，长期贮存物理和化学性质变化极小，且对金属的腐蚀也极小，在无湿气的条件下与大多数金属接触无腐蚀作用。因此，盛装1301，1211的容器在充装之前必须烘干，同时用于充装的动力气体(氮气)不应含水分。卤代烷灭火剂有一定毒性，在常温下毒性很小。1211属化学物质分类标准中5类毒性级，低毒。1301是卤代烷灭火剂中毒性最低的一种，属化学物质分类标准中的6级最小毒性级，微毒。1301，1211分解物具有特殊的辛辣味，可给人们发出危险警告，促使人员迅速离开现场和提醒现场人员采取防毒措施。,2卤代烷130l和1211的灭火原理,可燃物(RH)在燃烧过程中产生活性游离基：,（1-15）
20、,（1-16）,（1-17）,在燃烧过程中不断产生游离基OH-和O2-使燃烧不断地进行。当1301或1211施放到燃烧区，遇火受热分解出Br-和Cl-：,（1-18）,（1-19）,游离基Br-与燃烧物质的氢反应生成HBr：,HBr继续与游离基OH-反应，生成不燃的水蒸气，并释放出Br-游离基：,（1-20）,（1-21）,而Br-再与燃烧物质产生的O2-，H+，OH-反应，使燃烧链锁反应中断，火焰熄灭。P，C1，Br等元素均起灭火作用，其中以Br的灭火效能最大。由于Br与可燃物产生游离基反应极快，而1301和1211在与火焰接触中又不断增加，因而1301和1211灭火极为迅速。对于卤代烷的灭
21、火原理，还有一种解释则为：向燃烧的物质投加卤代烷灭火剂，会产生溴原子，因为溴原子比氧原子具有更大的俘获减速电子的横切面，溴原子会通过除去氧原子的活化所需电子而抑制燃烧反应，使燃烧受到窒息。,（五）二氧化碳灭火剂,二氧化碳可应用于以下火灾：灭火前可切断气源的气体火灾。液体火灾或石蜡、沥青等可熔化的固体火灾。固体表面火灾及棉毛、织物、纸张等部分固体深位火灾。电气火灾。贵重生产设备、仪器仪表、图书档案等火灾。,二氧化碳灭火剂不得用于下列火灾：硝化纤维、火药等含氧化剂的化学制品火灾。钾、钠、镁、钛、锆等活泼金属火灾。氢化钾、氢化钠等金属氢化物火灾。,（六）其他灭火剂 1几种卤代烷灭火剂的替代物,表1-
22、10是经气体灭火系统物理性能及系统设计(1S0CD14520)认可的洁净气体灭火剂及参数。,2水蒸气,这里所说的水蒸气指的是由工业锅炉制备的饱和蒸气或过热蒸气。饱和蒸气的灭火效果优于过热蒸气。水蒸气是惰性气体，一般用于易燃和可燃液体、可燃气体火灾的扑救。一般应用于房间、舱室内，也可应用于开敞空间。水蒸气遇冷凝结成水，应保持一定的灭火延续时间和供应强度。一般情况下，在无损失条件下为0.002kg(m3s)，有损失条件下为0.005 kg(m3s)。,3发烟剂,深灰色粉末状混合物，由硝酸钾、三聚氰胺、木炭、碳酸氢钾、硫磺等物质混合而成。发烟剂通常利用烟雾的自动灭火装置(发烟器和浮子组成)，置于20
23、00 m3以下原油、渣油或柴油罐内、1000m3以下航空煤油储罐内的油面。,在火灾温度作用下，发烟剂燃烧产生二氧化碳、氮气等惰性气体(占发烟量的85)，在缸内油面以上的空间内形成均匀而浓厚的惰性气体层，阻止空气向燃烧区的流动，并使燃烧区可燃蒸气的体积分数降低，使燃烧窒息。发烟剂不适合开敞空间使用。,4原位膨胀石墨,1)基本性质 石墨是碳的同素异构件，无毒、没有腐蚀性。，当温度低于150时，密度基本稳定；当温度达到150时，密度变小，开始膨胀；当温度达到800时，体积膨胀可达膨胀前的54倍。2)灭火原理 碱金属或轻金属起火后，将原位膨胀石墨灭火剂喷洒在燃烧物质表面上，在高温作用下，灭火剂中的添加
24、剂逸出气体，使石墨体积迅速膨胀，可在燃烧物表面形成海绵状的泡沫；同时与燃烧的金属接触的部分被液态金属润湿，生成金属碳化物或部分石墨层间化合物，形成隔绝空气的隔膜，使燃烧中止。3)应用注意事项 原位膨胀石墨的应用对象为钠、钾、镁、铝及其合金的火灾。其使用方法是：可以盛于小包装塑料袋内，投入燃烧金属的表面；或可灌装于灭火器内，以低压喷射。贮存应以密封，且温度应低于150。,砂子和灰铸铁末(屑)是2种非专门制造的灭火剂，它们单独应用于规模很小的磷、镁、钠等火灾，起隔绝空气或从火焰中吸热(冷却)的作用，可以灭火或控制火灾的发展。,5砂子和灰铸铁末（屑）,第四节 建筑消防系统,1建筑防火,2火灾自动报警系统,3灭火及消防联动系统,本章结束,Thanks for your attention!,
