拓展学习丨第五课：火灾初期阶段「2」

燃料表面的能量守恒

        通风对燃烧效率有重大影响。

        通风越少，燃烧效率越低并且烟气层中聚积的气体越多。

        室内火灾的热释放速率约为2—5MW。与之相比较，火柴可以产生80W，香烟的只有5W。沙发约1—2MW，受废纸篓内物品的影响，其热释放速率约0.05—0.3MW。

        在过去几十年中，广泛使用复合木制材料给防火工作带来了新的挑战。

       例如，泡沫塑料具有低热导率k和低密度，致使泡沫塑料能被快速点燃并导致火焰迅速蔓延。

       泡沫塑料也会使火灾会在很短的时间内发生轰燃。

        快速轰燃的原因也是塑料燃烧时会滴落的熔融物。这种情况下火灾会蔓延迅速并产生很高的热释放速率。

        因此泡沫塑料的使用量及分布方式对于火灾是否会发展到轰燃至关重要。

       在燃烧技术方面，一千克材料蒸发所需的热量（蒸发热ΔHL）以及燃烧热（即一千克物质燃烧释放的热量ΔHC）都会有很大区别。

        ΔHC和ΔHL的商，就是所谓的燃烧值：代表燃烧释放的热量和汽化材料所消耗的热量之间的比值。

        ΔHC和ΔHL的比值表示在燃烧过程中生成的热量是消耗热量的几倍。

        固体材料生成的热量大约是消耗的热量的3-30倍。

        燃料性质和通风条件是不完全燃烧烟气产生的关键因素，它们能够决定特定情况下材料的火灾危险性大小。

        虽然比较不同材料的各自特性并不能显示出它们在真实火灾中的燃烧特点。但是熟悉不同材料的特性和它们之间的差异很有意义。

       对于热塑性塑料，当温度升高时会软化并熔化，这时材料会像液体一样。火灾时热辐射甚至会导致远距离的塑料的软化或熔化，甚至会直接起火燃烧。

        熔化的材料可以被火灾产生的热辐射点燃，或是被着火的滴落物点燃，或被掉落在熔化材料上的燃烧物点燃。

        一些塑料含有很高的内能。如果通风条件不好，烟气中就会含有大量不完全燃烧产物。若此时是塑料燃烧，就很有可能导致轰燃。

       燃烧热是材料燃烧释放出的热量。热能的释放量以J/kg表示。木材完全燃烧时释放的热量约17—20MJ/kg。

       不同塑料的燃烧热值会有很大差异。有些几乎不释放热量。另一些塑料，如热塑性塑料，其燃烧释放的热量相当于燃油，约40-50MJ/kg。

        燃烧效率通常由字母χ表示。当χ等于1时，释放出的能量最大。

        不完全燃烧程度通常用1-χ表示，它决定上部烟气层能储存多少未被释放的能量。

        一些情况下烟气被点燃时，这些能量可以转化为热能，并增加房间内的热辐射。

        对塑料来说，在供应充足空气的情况下，χ可以低至0.5。但甲醇的燃烧效率χ接近1.0。

        如果空气供应受限，χ将变低，在烟气层中会有更多不完全燃烧气体。

       很多情况下，热烟气层可以被点燃。

       这可能发生在通风控制型火灾中或燃料控制型火灾中。烟气中的火焰传播速率因火焰类型而异。

       我们的灭火战斗服在高温下只能抵御短暂时间。在1200℃的条件下，RB-90型战斗服在其第二层材料烧毁前只能坚持7s。佩戴空呼的消防员在200—300℃的条件下能够忍受几分钟。