轰然与回燃
一级注册消防工程师《消防安全技术实务》课程精讲第一篇第二章火灾

第二章火灾一、火灾定义:在时间和空间上失去控制的燃烧。
二、火灾分类:1、按照燃烧对象的性质分类:A类火灾:固体物质火灾。
例:木材、棉、毛、麻、纸张火灾等。
B类火灾:液体或可溶化固体物质火灾。
例:汽油、煤油、甲醇、沥青、石蜡火灾等。
C类火灾:气体火灾。
例:煤气、天然气、甲烷、乙烷、氢气、乙炔等。
D类火灾:金属火灾。
例:钾、钠、镁、钛、锂等。
E类火灾:带电火灾。
物体带电燃烧的火灾。
例:变压器等设备。
F类火灾:烹饪物。
例:动植物油脂。
2、按照火灾事故所造成的灾害损失程度分类:①特别重大火灾②重大火灾③较大火灾④一般火灾分类指标:①死亡人数:3、10、30人;②重伤人数:10、50、100人;③直接经济损失:1000万、5000万、1亿元电气火灾在各类火灾源中居首位。
三、关于火灾的几个概念:1、火灾的传播方式:热传导、热对流和热辐射。
2、烟气扩散速度:①水平方向为0.1-0.3m/s;②垂直方向为1-5m/s;③竖井内(烟囱效应)可达6-8m/s3、烟气流动的驱动力:烟囱效应、火风压、外界风的作用、空调系统的影响4、火灾发展的几个阶段:初期增长阶段、充分发展阶段(轰然:约600°C)和衰减阶段(80°C)5、建筑室内火灾的特殊现象:轰然和回燃。
6、回燃:是指当室内通风不良、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。
1)回燃通常发生在长时间通风不良的室内火灾门窗被打开或者破坏的时候。
2)处于气相的可燃混合浓度和室内的氧浓度是回燃发生的决定性因素。
3)回燃发生的征兆:着火房间开口较少、通风不良、蓄积大量烟气;门窗把手温度较高,开口处流出脉动式热烟气等。
四、防火的基本方法:1、控制可燃物2、隔绝阻燃物3、控制引火源知识点总结:灭火机理1、冷却:水的冷却性能最好2、隔离:泡沫灭火或切断可燃气体来源3、窒息:氧≤15%或水蒸气≥35%4、化学抑制:干粉、七氟丙烷5、乳化:不溶液体6、稀释:可溶液体。
轰然与回燃

轰然与回燃Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】轰燃和回燃火灾行为分析及应对措施轰燃(Flashover)和回燃(Backdraft)是建筑火灾发展过程中两种特殊的火行为。
在火灾扑救过程中如果判断和处置不当,容易造成不必要的伤亡。
关于这两种特殊燃烧现象,近几十年来国内外学者已经进行了大量的探索和实验,初步得出了一定的结论。
但仍有待于更为深入、准确、恰当和权威的研究。
本文通过总结各方面的研究成果和经验,对两种燃烧现象的含义、判据、机理、发展过程和危害以及处置措施等方面进行对比分析,供消防人员在火灾预防和扑救工作中参考。
1.室内火灾发展过程室内火灾是在一个受限空间中发生的火灾。
在理想条件下,室内火灾可以被分为四个阶段:初起(点燃)、发展、猛烈(完全发展)和熄灭阶段(见图1)[1]。
图1??室内火灾发展阶段室内火灾的燃烧包括通风控制燃烧和燃料控制燃烧两种形式[2]。
如果可燃物的燃烧速率是由空气流入的速率决定的,称为通风控制燃烧。
如果火源的大小与室内受限空间相比很小(比如大房间内燃烧的炉具)时,空气供应不成问题,则可燃物的燃烧只与本身的燃烧速度有关即燃料控制燃烧。
假如火源的体积不断增大,通风状况便可逐渐成为燃烧速率的支配因素,也即室内燃烧过程由燃料控制逐渐向通风控制燃烧转变。
通风控制燃烧是室内火灾的通常状况,是在受限空间内火源具有一定规模时达到的阶段。
通风控制燃烧是室内火灾燃烧研究的重点之一。
轰燃是一种燃料控制燃烧现象,回燃则主要表现为通风控制燃烧现象。
已有的研究成果表明,轰燃是火灾发展阶段过渡到猛烈阶段的转折点;而回燃是火灾发展过程可能出现的现象,不但自身危害大,而且能引发轰燃、爆燃。
2.轰燃和回燃含义比较2.1.1轰燃轰燃通常定义为“在室内火灾中,室内所有可燃物表面全部卷入燃烧的瞬变状态”。
也有人将室内火的轰燃定义为“是受限火灾发展的一个阶段,在此阶段火焰迅速传播充满整个空间”。
消防员火场内攻时 如何做好轰燃和回燃的预防和应对措施

消防员火场内攻时如何做好轰燃和回燃的预防和应对措施火场中轰燃和回燃现象的预判以及预防措施轰燃和回燃是两种不同的概念,产生的条件也是不一样,在基层消防站中消防员常常把回燃与轰燃混淆。
轰燃:轰燃是指在室内火灾中,所有燃烧物瞬时全面燃烧的一个过程。
轰燃是火灾变成全面燃烧阶段的一个重要转折点。
一般情况下,当室内的某部分物质发生燃烧,燃烧的物质不断向外辐射出热量,高温的可燃烟气不断堆积在天花板下方,燃烧物质的热辐射使得房间的温度不断升高,当温度达到近600℃时迫使房间内的其余物质分解出可燃烟气,使得房间瞬时呈跳跃式的全面燃烧。
轰燃发生时室内有足够的氧气,轰燃发生的前提是温度达到某个值。
轰燃的征兆:1、消防人员感到温度上升,难以忍受2、天花板聚集大量热空气和可燃气体3、烟气层逐渐下降并出现翻滚的现象4、其余固体物质不断分解出可燃烟气5、明显感觉到门的温度很高回燃回燃是指在一个密闭的空间内发生火灾,燃烧一段时间后新鲜空气补给不足,不能满足燃烧的正常需求,火灾逐渐进入缺氧状态(阴燃),房间内充满大量可燃烟气,由于某种原因密闭房间内突然流入新鲜空气,室内火灾重新发生非均匀的预混燃烧。
在有些情况下,当房间着火,由于氧气不足房间阴燃释放大量烟气,当烟气从窗户窜出的时候会看到一溜溜的火苗,这是因为窜出来的可燃烟气温度达到着火点,从窗户窜出来时遇到新鲜空气发生燃烧的现象,这种现象极其危险,随时可能发生爆燃。
一般情况下,回燃应当满足两个条件,一是重新遇到新鲜的空气,二是温度达到着火点。
回燃征兆1、缺氧一段时间2、门窗被熏黑但保持完整,室内没有火焰3、烟气层接近地面4、室内浓烟呈脉冲式一阵阵排出预防冷却是预防轰燃和回燃最有效的措施,不管是轰燃还是回燃只要破坏温度这个条件都是不能发生的。
我们应该了解到可燃烟气是温度集中和传递的重要物质,一般都聚集的天花板下层,在冷却时应利用开花水对烟气层进行冷却。
实验表明,开花水对烟气层冷却能够在极短的时间内降低房间内的温度。
火灾

1.燃烧的条件:可燃物,热源,氧气,通常称为燃烧的三要素。
2.燃烧的分类及形式:①根据可燃物燃烧过程的差异,燃烧可分为分解燃烧,表面燃烧,蒸发燃烧,扩散燃烧,和预混燃烧这五种基本形式。
②根据供风量的大小,受限空间的火灾可以分为富氧燃烧与富燃料燃烧两种类型。
富氧燃烧:是供氧充分的燃烧,又称为非受限燃烧或燃料控制型燃烧。
富燃料燃烧:是供氧不足的燃烧,又称受限燃烧或通风控制型燃烧。
3.轰然与回燃。
轰燃:是受限空间火灾局部缓慢燃烧发展到空间内所有可燃物突然全面快速燃烧的特殊火行为,其特点是在一定受限空间中所有的可燃物几乎同时被点燃。
回燃是指富燃料燃烧产生的高温不完全燃烧产物(烟气)遇新鲜空气时发生的快速爆燃现象。
4.燃烧过程中的热传递:热量的传递有三种基本方式,即热传导、对流换热、和热辐射。
5.爆炸极限:可燃物与空气必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气体,遇火源才能发生爆炸,这个浓度范围就是爆炸极限。
爆炸上下限:在爆炸极限中将浓度的最高和最低数值分别称为爆炸上限和爆炸下限。
6.燃烧产物及其危害:燃烧产物对人和环境造成很大的危害,主要表现在三方面:①缺氧、窒息作用;②毒性、刺激性和腐蚀性;③高温气体的热损伤作用。
7.烟气的主要成分及毒性:①一氧化碳:一氧化碳是一种无色无味无臭的气体,对空气的相对密度为0.97,微溶于水,能与空气均匀地混合。
②二氧化碳:二氧化碳在常温下是一种无色无味气体,不燃烧也不支持燃烧,密度比空气略大,易溶于水,对空气相对密度为1.517。
③二氧化硫:二氧化硫对空气的相对密度为2.2,它极易变成无色液体。
④氮的氧化物:主要是一氧化氮NO和二氧化氮NO2。
前者是无色不能助燃的烟气,但易与氧化合成二氧化氮,后者为红棕色助燃烟气,并有气味,有毒。
⑤硫化氢:它是无色而有臭鸡蛋味的毒性烟气,其化学性质不稳定,点火时能在空气中燃烧,具有还原性,硫化氢烟气对空气的相对密度为1.17,爆炸浓度极限为4.3%~46%。
致消防员伤亡率最高的火灾现象「轰燃与回燃」

致消防员伤亡率最⾼的⽕灾现象「轰燃与回燃」灭了多年的⽕,很多⼈都没遇到过轰燃或者回燃(台湾叫爆燃),因为遇上的战友基本上都成烈⼠了,没找到现⾝说法的战友。
这⾥翻译⼀篇fireengineering⾥关于轰燃和回燃很棒的⼀篇⽂章,与⼤家共同学习!►本⽂约4447字,阅读全⽂约需9分钟轰燃和回燃已经被混淆了多年。
混淆的部分原因是它们产⽣了极为相似的结果——⼀场充满整个房间或区域的⼤⽕。
然⽽,它们发⽣的⽅式和原因是截然不同。
对这些现象的误解也在不断演变。
在这些错误的概念中,有⼀种说法是轰燃将在⽕灾发⽣后四分钟内发⽣,⽽回燃只会在⾼度封闭的建筑中出现。
这都是危险的误解。
轰燃的发⽣没有时间限制,⽽且在给定适当条件的情况下,⼏乎任何封闭的空间都可能发⽣回燃。
轰燃轰燃的定义是:由于热辐射的反馈,⼀个房间或⼀个区域从地⾯到天花板突然卷⼊燃烧现象(在室内⽕灾中,室内所有可燃物表⾯全部卷⼊燃烧的瞬变状态)。
热辐射的反馈就是⽕焰的热量辐射到屋内的所有物体表⾯,包括墙⾯、地板、天花板,使屋内所有物体表⾯温度快速升⾄燃点,屋内物体瞬间同时燃烧,即为轰燃。
这表明轰燃是⼀种温度驱动(燃料控制燃烧)的现象。
它要求⽕焰的辐射热使物体温度快速升⾼,并瞬间同时燃烧。
轰燃标志着⽕灾进⼊了全⾯发展(猛烈燃烧)阶段。
另⼀个需要理解的重要概念是轰燃的物理原理。
有⼏个因素影响房间是否会发⽣轰燃。
房间的⼤⼩、可燃物、空⽓供应、房间的隔热性这⼏个因素相结合决定了⼀个房间是否有发⽣轰燃的可能。
房间越⼩,轰燃发⽣的越早。
⼩房间由于体积原因使热辐射传播更迅速。
在⾼天花板的⼤房间,需要更长的时间加热屋顶下⽅的可燃物。
当辐射热需要传播更远的距离时,会损失能量。
⼩房间⾥物体更为接近,加快了辐射热的吸收。
房间内的物体影响轰燃发⽣的可能性。
⼀个充满易燃家具的房间更容易发⽣⽕灾,因为产⽣更多的热量,更多的辐射热,轰燃发⽣的可能性越⼤。
空⽓供给对于⽕灾发展成轰燃⾄关重要。
回燃与轰然

回燃
由于开始时的燃烧过程以及燃烧结束后的高温环境,使室内可燃物仍然进行着热解反应,室内会逐渐积聚大量的可燃气体,此时一旦通风条件改善,空气会以重力流的形式补充进来与室内的可燃气体混合。
当混合气被灰烬点燃后,就会形成大强度、快速的火焰传播,在室内燃烧的同时,在通风口外形成巨大的火球,从而同时对室内和室外造成危害,这种"死灰复燃"现象就称为回燃。
回燃具有隐蔽性和突发性,因此对生命财产安全危害极大。
轰然
轰燃的常见定义有:
a.室内火灾由局部火向大火的转变,转变完成后室内所有可燃物表面都开始燃烧;
b.室内燃烧由燃料控制向通风控制的转变,转变使得火灾由发展期进入最盛期;
c.在室内顶棚下方积聚的未燃气体或蒸气突然着火而造成火焰迅速扩展。
在工程上应用最广的两个轰燃判据为:①上层热烟气平均温度达到600℃;②地面处接受的热流密度达到2OKW/m2。
满足这两个条件时,通常可燃物可以发生轰燃。
影响轰燃发生最重要的两个因素是辐射和对流情况,也就是上层烟气的热量得失关系,如果接收的热量大于损失的热量,则轰燃可以发生。
轰燃的其他影响因素有:通风条件、房间尺寸和烟气层的化学性质等。
2018年一消《消防安全技术实务》新教材变化详情

2018年一消《消防安全技术实务》新教材变化详情2018年一级消防工程师考试时间为11月10-11日,距离考试还有三个多月的时间。
因2018年一级注册消防工程师教材改动较大,所以很多考生表示复习备考很是吃力。
一级消防工程师考试科目共有三科,今天优路教育整理了其中《消防安全技术实务》科目的新教材变化详情,帮助各位考生更好的备考2018一级消防工程师考试。
第一篇消防基础知识第一章燃烧基础知识1.新教材:p1;旧教材:P1引言,全部删除。
2.新教材:p1 第四段;旧教材:P2 增加一段改为:但要导致燃烧的发生,不仅需要满足三要素条件,而且需要三者达到一定量的要求,并且存在相互作用的过程,因此燃烧的充分条件可进一步表述为,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,具备足够数量的引火源;上述三者相互作用。
3.新教材:p2二、引火源;旧教材:P2三、引火源,定义修改。
改为:使物质开始燃烧的外部热源(能源)称为引火源。
4.新教材:p2三、引火源分类;旧教材:P2三、引火源分类,(5)自燃引火源,删除整段。
5.新教材:p2最后一段,新增最后一句;旧教材:P3第二行。
改为:四个必要条件分别对应图中四面体的四个面。
6.新教材:p4第三段;旧教材:P2第三段部分修改闪燃改为:闪燃是指可燃性液体挥发出来的蒸气与空气混合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。
7.新教材:p4;旧教材:P4(二)液体燃烧沸溢的概念改为:在含有水分,粘度较大的重质石油产品,如原油,重油,沥青油等燃烧时,其中的水汽化不是挥发形成膨胀气体使液面沸腾,沸腾的水蒸气带着燃烧的油向空中飞溅,这种现象称为沸溢(扬沸和喷溅)8.新教材:p4第二段;旧教材:P4第二段扩散燃烧改为:删去最后一句话:对稳定的扩散燃烧,只要控制得好,就不会造成火灾,一旦发生火灾也较容易扑救9.新教材:p4;旧教材:P4 (二)液体燃烧改为:第一段:删去最后一句话可燃液体会产生闪燃的现象10.新教材:p5;旧教材:P5 去掉5.动力燃烧(爆炸)改为:去掉整段11.新教材:p6;旧教材:P6 (一)闪点的定义改为:闪点是指在规定的试验条件下,可燃性液体或固体表面产生的蒸气在试验火焰作用下发生闪燃的最低温度。
什么是轰燃、回燃、爆燃、爆炸、爆轰

什么是轰然、回燃、爆燃、爆炸、爆轰2022年1月3日,山东青岛一起火灾扑救中,由于保温材料受热分解形成聚集性爆炸气体,当达到爆炸极限时发生爆燃,导致两名名消防员牺牲。
爆燃释放能量相当于约30千克TNT爆炸当量,威力巨大。
轰然轰然是指某一空间内,所有可燃物的表面全部卷入燃烧的瞬变过程称为轰然。
建筑物室内火灾轰然即为初期增长阶段发展为充分发展阶段的瞬变过程。
轰然的发生标志着室内火灾进入全面发展阶段。
回燃回燃是指建筑火灾发生一段时间后,由于新鲜空气补充不足,不能满足加速燃烧的要求,火灾逐步进入缺氧性燃烧状态,烟气中逐渐积累大量可燃气体,由于某种原因造成新鲜空气大量进入或热烟气流出,热烟气和新鲜空气形成非均匀预混气体,这种非均匀预混气体燃烧的现象称为回燃。
爆燃化学爆炸按照爆炸传播速率,可分为爆燃、爆炸、爆轰(又称爆震)。
爆燃是指以亚音速(小于340m/s)传播的燃烧。
通常指爆炸速率在每秒数米以下的爆炸,这种爆炸的破坏力相对爆轰的破坏力不大,声响也不大。
例如,无烟火药在空气中的快速燃烧,可燃气体混合物在接近爆炸浓度上限或下限时的燃烧等。
爆炸爆炸是指在周围介质中瞬间形成高压的化学反应或状态变化,通常伴随有强烈放热、发光和声响。
通常指速率为每秒十几米到数白米的爆炸。
这种爆炸能在爆炸点周围引起压力的激增,有震耳的声响,有较大的破坏力,爆炸产物传播速率很快而且可变。
例如火药遇到火源引起的爆炸,可燃气体在多数情况下的爆炸。
爆轰爆轰是指以冲击波为特征,传播速率大于未反应物质中声速的化学反应。
通常指爆炸速率为每秒千米的爆炸。
发生爆轰时能在爆炸点引起极高压力,并产生超音速的冲击波。
这种爆炸的特点是具备了相应条件之后突然发生的,同时产生高速(2000~3000m/s)、高温(1300~3000℃)、高压(10万~40万大气压)、高能(2930~6279KJ/Kg)\高冲击力的冲击波。
这种冲击波能远离爆震源而独立存在,并能引起位于一定距离处、与其没有联系的其他爆炸性气体混合物或炸药的爆炸,从而产生一种“殉爆”现象。
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轰燃和回燃火灾行为分析及应对措施轰燃(Flashover)和回燃(Backdraft)是建筑火灾发展过程中两种特殊的火行为。
在火灾扑救过程中如果判断和处置不当,容易造成不必要的伤亡。
关于这两种特殊燃烧现象,近几十年来国内外学者已经进行了大量的探索和实验,初步得出了一定的结论。
但仍有待于更为深入、准确、恰当和权威的研究。
本文通过总结各方面的研究成果和经验,对两种燃烧现象的含义、判据、机理、发展过程和危害以及处置措施等方面进行对比分析,供消防人员在火灾预防和扑救工作中参考。
1.室内火灾发展过程室内火灾是在一个受限空间中发生的火灾。
在理想条件下,室内火灾可以被分为四个阶段:初起(点燃)、发展、猛烈(完全发展)和熄灭阶段(见图1)[1]。
图1??室内火灾发展阶段室内火灾的燃烧包括通风控制燃烧和燃料控制燃烧两种形式[2]。
如果可燃物的燃烧速率是由空气流入的速率决定的,称为通风控制燃烧。
如果火源的大小与室内受限空间相比很小(比如大房间内燃烧的炉具)时,空气供应不成问题,则可燃物的燃烧只与本身的燃烧速度有关即燃料控制燃烧。
假如火源的体积不断增大,通风状况便可逐渐成为燃烧速率的支配因素,也即室内燃烧过程由燃料控制逐渐向通风控制燃烧转变。
通风控制燃烧是室内火灾的通常状况,是在受限空间内火源具有一定规模时达到的阶段。
通风控制燃烧是室内火灾燃烧研究的重点之一。
轰燃是一种燃料控制燃烧现象,回燃则主要表现为通风控制燃烧现象。
已有的研究成果表明,轰燃是火灾发展阶段过渡到猛烈阶段的转折点;而回燃是火灾发展过程可能出现的现象,不但自身危害大,而且能引发轰燃、爆燃。
2.轰燃和回燃2.1含义比较2.1.1轰燃轰燃通常定义为“在室内火灾中,室内所有可燃物表面全部卷入燃烧的瞬变状态”。
也有人将室内火的轰燃定义为“是受限火灾发展的一个阶段,在此阶段火焰迅速传播充满整个空间”。
通过图1可以发现在火灾的发展阶段和猛烈阶段之间有一个温度急剧上升的狭窄区即为轰燃区,它是火灾发展的重要的转折阶段。
一旦发生轰燃,?火灾将进入猛烈发展阶段,不但严重损害室内物品,造成建筑物损坏甚至倒塌;高温火焰还常常带着相当多的可燃气体从起火室窜出,使得火焰蔓延到临近的区域,是火灾中最危险的阶段。
轰燃造成危害在时有发生[3]。
一方面较早以前,房屋结构的简陋便于通风和热交换,热量得不到积累,温度不够高,轰燃发生的几率小。
现在的房子建筑结构比以往的更加结实、密封更好,比以前具有了更多的可燃装修、家具和织物等,增加了轰燃的几率。
另一方面以往消防队员遇到的轰燃也没有现在多。
尽管以前的消防员同样英勇,但那时的火灾报警系统无法使他们在火场温度上升到轰燃前到达火灾现场。
现在,随着火灾探测技术的发展,发现火灾的时间越来越短,消防员越来越多的在轰燃发生之前到达火灾现场。
由于没有足够人手和措施延迟轰燃,使消防员遇到轰燃的机会大大增多,在轰燃之前进入一个起火的建筑内变得十分危险。
国外媒体报道每年都会有一些消防员因轰燃而牺牲。
对消防员来说轰燃的危害是:消防队员进入起火房间后会突然陷入火海之中;消防队员开门时会被突然喷出的火焰烧伤。
同时在火灾发展阶段,房间或室内仍会有人活着,如果发生轰燃则意味着火灾发展阶段的结束,进入猛烈的全面燃烧阶段,房间内的被困人员将因此被夺去生命。
2.1.2回燃回燃现象是室内火灾中的另一个重要的特殊火行为。
回燃定义为“一个充满不完全燃烧产物的房间内流入氧气时发生的快速的爆燃过程”。
也有人将其描述为“建筑火灾中在通风受限时由于补充新鲜空气再次燃烧热烟气的一种特殊火行为”。
因此也被人描述为一种爆燃或者热烟气爆炸。
在通风受限的建筑物火灾发生过程中,由于新鲜空气的补充不足以满足加速燃烧的要求,燃烧将逐步进入缺氧性燃烧状态,这时建筑物内的热烟气中会含有大量的可燃成分。
如果由于某种原因(门的突然打开或窗玻璃突然破裂等)造成新鲜空气的突然进入,热烟气将会发生极强烈的燃烧,室内温度将迅速升高,并促使初期火灾转变为轰燃或爆燃,?当火焰传播到房间外部时,会点燃房间外部的混合气形成一个巨大的火球或冲击波。
这就是建筑火灾中的回燃现象[4]。
显然,回燃现象由于其突然性和强大的破坏性威胁着人类的安全,特别是消防人员的安全。
压力的骤升可使局部封闭空间发生倒塌,消防队员也可能被突发的冲击波、火焰和热烟气伤害。
2.2研究进展由于轰燃和回燃现象是火灾发生发展过程中特殊行为,特别是对人们生命安全的威胁比较大,许多科研机构和科学家都在进行相关研究和探索并取得了一些定性或定量的成果。
在轰燃研究方面,Thomas等人开展了轰燃现象的理论研究,提出了经典的热爆炸理论基本原理在内的理论框架;Bishop等人、Graham 等人对火灾轰燃的临界条件进行了理论分析;McCaffrey等人在估计室内轰燃前火灾温度方面提出了比较典型的方法;?Feasey等人对建筑室内轰燃后可能对建筑结构的影响进行了分析;M. Luo等人以聚氨基甲酸酯材料为燃料在全尺寸实验室内对火灾轰燃过程进行了实验,并开发了相应的数值模拟程序;Peacock等人对性能化设计有关的轰燃的危险性进行了解释[5]。
在国内,中国人民武装警察部队学院的陈爱平,中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室的范维澄、宋卫国、宋虎、杨立中,同济大学结构工程与防灾研究所胡克旭、李金宝等也开展了一些相应研究。
在回燃研究方面,由于开展的相对更晚,仅对回燃中的一些基本现象进行了研究。
Fleichmann等人对回燃现象进行了一些建设性的研究,包括回燃的半尺度实验、重力流的盐水模拟模型以及与重力流相关的数值研究等。
Richard ,Bukowski?着名的回燃案例?“62 Watts St(NY)fire”建立了模型。
Gottuk做了回燃的全尺度船舱实验。
中国科学技术大学的范维澄、宋卫国等[6,7,8]也对回燃现象进行了一些研究。
所有这些为今后的回燃研究打下了基础,但至今为止还没有回燃现象的数学模型。
至于回燃是如何影响整个室内火灾过程、回燃和火灾的其它过程之间存在什么样的联系等都是需要研究的课题。
2.3机理分析2.3.1轰燃在通风能够满足的情况下,室内火灾表现为燃料控制燃烧,只要室内有足够的可燃物并持续燃烧,燃烧生成的热烟气在顶棚下的积累,将使顶棚和墙壁上部(两部分可合称扩展顶棚)受到加热;同时,扩展顶棚温度的升高又以辐射形式增大反馈到可燃物的热通量。
随着燃烧的持续,热烟气层的厚度和温度都在不断增加,使得可燃物的燃烧速率不断增大。
随着可燃物的质量燃烧速率的增大,当室内火源的释热速率达到发生轰燃时的临界释热速率,室内所有可燃物表面同时燃烧,就会发生轰燃。
标志着火灾猛烈阶段的开始,轰燃的出现是燃烧释放的热量大量积累的结果[9]。
2.3.2回燃在燃料能够满足的情况下,室内火灾表现为通风控制燃烧。
在门、窗户关闭等较差的通风条件下,可能的通风途径是通过与室内相通的小孔、裂缝等的泄漏。
当火灾加热房间内部时,室内边界的气体向外泄漏,使内外的压力差减小甚至被平衡掉。
当热烟气层下降时,可用的氧气不断减少,燃烧效率不断下降。
过剩的热解产物积聚在上层,形成了富含燃料的热烟气层。
如果通风条件不得到改善,这种前导火灾会随着时间而减弱,最后熄灭。
但当前导火灾还未完全熄灭时,门、窗或其它通风口打开或者破裂了。
冷的、富含氧气的空气进入了室内,以重力流的形式向内传播。
如果此时没有了点火源,重力流会在到达通风口对面的室内壁后向回反射,重又回到通风口处。
一个由富含由热解气体和固体小颗粒组成的过剩的热解产物(上层烟气)和富含氧气的新鲜空气混合而成的新的下层形成并不断发展。
如果这时有点火源包括烟火余烬、红热的金属制品、小火焰等等,火灾会在新的通风条件下继续发展,使火灾过程出现了个能量爆发,发生剧烈的、高速的燃烧,回燃就可能发生。
2.4判据比较2.4.1轰燃在对轰燃进行的研究中,有两种定量预测轰燃的判据:(1)室内顶棚温度接近600℃;(2)地板表面辐射热通量超过20kW/m2。
一般认为,达到上述条件之一轰燃即会发生。
但无论是对室内被困人员,还是对扑救火灾的消防人员来说,还没有技术措施准确及时测量或预测是否会达到或将要达到上述温度或辐射热,也就无法及时判断是否会达到或将要达到轰燃状态。
因此这些判据应当对理论研究者更有实际意义。
对扑救火灾的消防人员比较实用的应当是一些专家提出的第三种判据:(3)通风口有火焰喷出[10,11]。
2.4.2回燃由于在回燃研究方面开展的相对更晚,所以目前没有关于回燃方面的量化判据。
但一般认为回燃的发生需要两个定性条件:(1)前导燃烧;(2)通风条件的改变。
同时还与烟气组分、温度和环境条件有关,但目前还没有合理的数学模型,被认为是火灾科学中有待深入研究的难点之一。
2.5迹象差异量化判据对理论研究者更有实际意义,对扑救火灾的消防人员比较实用的应当是迹象和感官判断。
根据大量的火灾案例和专家研究分析,轰燃、回燃过程中都有一些特殊的迹象,可作为消防人员的参考依据。
2.5.1轰燃人们可以观察和感知轰燃前的一些迹象[11]。
如:(1)在到达火场时,通风口有火焰喷出,预示轰燃即将发生;(2)产生灼人皮肤的辐射热,几秒钟后辐射热强度可达lOKW/m2;(3)室内的热气流使人无法坚持,室内的对流温度接近450℃;(4)门热得烫人,木质部分的平均温度超过320℃;(5)由门上窜出的火舌几乎达到顶棚高度,大量的辐射热由顶棚反射到室内的可燃物上;(6)热烟气降至距地面lm左右,空气中的热层部分占据上部空气驱使热分解产物下降。
笔者曾经对五合板、中密度纤维板和三聚氰胺饰面板等装修材料的室内燃烧行为进行研究,试验证明在房间内仅有试验材料装修时,室内发生轰燃时冷热气流的界面(中性面)下降到1.2 m左右[12,13]。
另外有黑色的浓烟产生、热量大量积聚并烈焰翻腾。
也有专家描述:开始时室内顶部橙色火焰伴随者零星噼里啪啦声,之后频率和强度不断加大,从而发展成顶部大面积的橙色火焰。
这种以橙色火焰为特征的爆燃状态一般也被认为是马上发生轰燃的前兆。
2.5.1回燃回燃的迹象目前描述不够具体,但可以借鉴的有[14]:(1)火灾发生在有限通风的受限空间,尤其是已存在了一段时间有限通风的室内火灾;(2)有普通碳氢物质热分解的黑色浓烟,硫化物和腈化物热解浓重的黄色烟或乳胶泡沫阴燃产生的白色烟云等;(3)门窗发热,表明可燃烧气体过热;(4)空气快速涌入火场,从火场方向传来哨响;(5)室内产生局部真空将烟气吸入,烟气从门缝涌入室内或者烟气往复扰动等。
新鲜空气与可燃气体混合并点燃的时间取决于通风口的大小、空气和烟气的温度以及空气流动的路线。
一般在门窗被打开后几秒钟内就发生回燃。
?回燃后,火可能会熄灭,整个房间不一定都着火,这取决于可燃物的数量、质量和布置。