根据燃烧基础理论,可燃物、助燃物和引火源三个条件必须同时具备且相互作用,燃烧才能发生。防火和灭火的基本原理,是基于对燃烧条件理论运用的结果。其中,防火原理在于限制燃烧条件的形成,灭火原理则是破坏已触发的燃烧条件。
一、防火的基本方法
预防火灾发生的基本方法应从限制燃烧的三个基本条件入手,并避免它们相互作用。
(一)控制可燃物
在条件允许的情况下,控制可燃物的做法通常有以下几种:以难燃、不燃材料代替可燃材料,如用水泥代替木材建造房屋;降低可燃物质(通常指可燃气体、粉尘等)在空气中的浓度,如在车间或库房采取全面通风或局部排风,使可燃物不易积聚;将可燃物与化学性质相抵触的其他物品隔离保存,并防止“跑、冒、漏、滴”等。
(二)隔绝助燃物
对于一些易燃物品,可采取隔绝空气的方法来储存,如钠存于煤油中、磷存于水中、二硫集化碳用水封存放等。在有的生产、施工环节,可以通过在设备容器中充装惰性介质保护的方式来隔绝助燃物,如水入电石式乙炔发生器在加料后,用惰性介质氮气吹扫,燃料容器在检修焊补(动火)前,用惰性介质置换等。
(三)控制引火源
在多数场合,可燃物在生产、生活中的存在不可避免,作为最常见助燃物的氧气也几乎无处不在,所以防火防爆技术的重点应是对引火源的控制。在生产加工过程中,各类必要的热能源即可能成为导致火灾发生的引火源,故须采取合理的技术手段和管理措施来加以控制,既要保证安全生产的需要,又要设法避免引起火灾爆炸。对于几类常见引火源,通常的做法有禁止明火、控制温度、使用无火花和静电消除设备、接地避雷、设置火星熄灭装置等。
二、灭火的基本原理与方法
为防止火势失去控制,继续扩大燃烧而造成灾害,需要采取一定的方式将火扑灭,这些方法的基本原理是破坏燃烧条件。
(一)冷却灭火
可燃物一旦达到着火点,就会燃烧或持续燃烧。在一定条件下,将可燃物的温度降到着火点以下,燃烧即会停止。对于可燃固体,将其冷却在燃点以下;对于可燃液体,将其冷却在闪点以下,燃烧反应就可能会中止。用水扑灭一般固体物质引起的火灾,主要是通过冷却作用来实现的,水具有较大的比热容和很高的汽化热,冷却性能很好。在用水灭火的过程中,水大量地吸收热量,使燃烧物的温度迅速降低,使火焰熄灭、火势得到控制、火灾终止。水喷雾灭火系统(详见第三篇第四章)的水雾,其水滴直径细小,比表面积大,和空气接触范围大,极易吸收热气流的热量,也能很快地降低温度,效果更为明显。
(二)隔离灭火
在燃烧三要素中,可燃物是燃烧的主要因素。将可燃物与氧气、火焰隔离,就可以中止燃烧、扑灭火灾。例如,自动喷水一泡沫联用系统在喷水的同时喷出泡沫,泡沫覆盖于燃烧液体或固体的表面,在发挥冷却作用的同时,将可燃物与空气隔开,从而可以灭火。再如,在扑灭可燃液体或可燃气体火灾时,迅速关闭输送燃液体或可燃气体管道的阀门,切断流向着火区的可燃液体或可燃气体的输送管道,同时打开可燃液体或可燃气体通向安全区域的阀门,使已经燃烧或即将燃烧或受到火势威胁的容器中的可燃液体、可燃气体转移。
(三)窒息灭火
可燃物的燃烧是氧化作用,需要在最低氧浓度以上才能进行,低于最低氧浓度,燃烧不能进行,火灾即被扑灭。一般氧浓度低于15%时,就不能维持燃烧。在着火场所内,可以通过灌注非助燃气体,如二氧化碳、氮气、蒸汽等,来降低空间的氧浓度,从而达到窒息灭火。此外,水喷雾灭火系统工作时,喷出的水滴吸收热气流热量而转化成蒸汽,当空气中水蒸气浓度达到35%时,燃烧即停止,这也是窒息灭火的应用。
(四)化学抑制灭火
由于有焰燃烧是通过链式反应进行的,如果能有效地抑制自由基的产生或降低火焰中的自由基浓度,即可使燃烧中止。化学抑制灭火的常见灭火剂有干粉灭火剂和七氟丙烷灭火剂。化学抑制灭火速度快,使用得当可有效地扑灭初期火灾,减少人员伤亡和财产损失。该方法对于有焰燃烧火灾效果好,而对深位火灾由于渗透性较差,灭火效果不理想。在条件许可的情况下,采用化学抑制灭火的灭火剂与水、泡沫等灭火剂联用会取得明显效果。
本章思考题
1.火灾按燃烧对象是如何分类的?
2.火灾发生的常见原因有哪些?
3.简述建筑室内着火房间内烟气流动过程。
4.建筑室内火灾发展可分为几个阶段?分别有何特点?
5. 灭火的基本方法有哪些?
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