资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,火灾爆炸预防控制工程学,霍然杨振宏柳静献,07KP2,4.1气体,4.2易燃易爆气体,4.3易燃液体,4.4易燃固体,4.5爆炸品,4.6特殊的易燃易爆物质,第,4,章易燃易爆物品的理化特性,07KP2,4.1气体,(1)易燃气体。,(2)非易燃无毒气体。,(3)毒性气体。,07KP2,4.2易燃易爆气体,(1)可燃气体。,(2)可燃液化气。,(3)可燃液体蒸气。,07KP2,4.2最小点火能,07KP2,最小点火能,表4-1若干气体和蒸气与空气混合物的最小点火能,07KP2,化学活泼性,表4-2部分可燃混合气的最大火焰传播速度,07KP2,试验装置,图-气体爆炸极限测定装置示意图,1安全塞2反应管3电磁阀4真空泵5干燥瓶6放电电极,7电压互感器8泄压电磁阀9搅拌泵10压力计、电动机,07KP2,试验装置,图-测定自燃点的加热炉,07KP2,测试装置,图-点火能测定装置配气系统,真空阀电磁阀1空气瓶2蒸气发生器3温箱4混合器,5搅拌器6压力真空表7温箱8压力计9真空泵,07KP2,测试装置,图-点火能测定装置的反应器,1底座2排气口3密封圈4电极调节杆5压紧,螺栓6安全阀7反应器8电极9密封圈,10电极引线11进气口12压力表接头,07KP2,测试步骤,图-电极间隙与点火能的关系图,07KP2,测试步骤,图-可燃气体浓度对点火能的影响,07KP2,4.3易燃液体,易燃液体指常温下为液态且可燃的物质，其品种繁多，有化工原料、燃油、有机溶剂、添料、粘合剂等，其中最常见的有汽油、煤油、甲醇、乙醇、苯、乙醚等。易燃液体一般都具有密度小、沸点低、易燃、易挥发和易流动扩散的特点。,07KP2,4.3甲醇,表4-3常见易燃液体的名称及其特性表,07KP2,汽油、煤油、甲醇、乙醇、苯、乙醚等,常见的易燃液体,07KP2,4.3.2影响液体火灾危险性的主要参数,影响液体火灾危险性的主要参数有闪点、燃点、饱和蒸气压、带电能力等。,07KP2,4.3.2.1闪点与燃点,07KP2,4.3.2.2自燃点,(1)同系物随分子量液体蓄热条件好，故受热自燃点降低，易受热自燃。,(2)正构体的自燃点比异构体的要低。,(3)不饱和烃比相应饱和烃的自燃点低。,07KP2,饱和蒸气压,图-液体蒸气压与温度的关系,07KP2,饱和蒸气压,图-汽油蒸气压和相对密度、温度的关系,07KP2,液体蒸气的爆炸极限,表4-若干可燃液体爆炸极限,表4-6汽油罐爆炸的最大压力和破坏能量,07KP2,4.3.3大气压对闪点与燃点影响的修正,1)大气压力低于99.3kPa(745mmHg)时，试验所得的闪点或燃点t,0,2)大气压力在72.0101.3kPa(540760mmHg)范围内，修正数可按式(4-)或式(4-)计算：,07KP2,大气压力在72.0101.3kPa(540760mmHg)范围内，修正数可按式(4-)或式(4-)计算：,表4-7闪点或燃点的修正数,07KP2,4.4易燃固体,表4-易燃固体物质分类,07KP2,4.4.1常见的易燃固体,红磷及磷化物,硫磺,硝化纤维制品,金属粉末,07KP2,4.4.2自燃点,()物质的粉碎程度。,()受热时间。,()环境氧含量。,07KP2,4.5爆炸品的类型,3.发射(火)药,07KP2,4.5.2几种常见炸药,黑火药,梯恩梯(TNT),硝铵炸药,07KP2,4.5.3常见的起爆器材,火雷管,电雷管,非电雷管,导火索,导爆索,导爆管,07KP2,火雷管,表4-常见的6#和8#火雷管参数表,07KP2,电雷管,表4-秒延期电雷管和毫秒延期电雷管的段别及延期时间表,07KP2,非电雷管,表4-非电毫秒延期雷管的段别及延期时间表,07KP2,4.5.4影响爆炸品危险性的技术参数,影响爆炸品危险性的因素与炸药的性能参数息息相关。,07KP2,4.5.4.1敏感度,表4-若干爆炸品的几种感度,07KP2,4.5.4.2威力,表4-几种常见凝聚相炸药的威力值表(单位：mL),07KP2,4.5.4.3猛度,表4-几种常见工业凝聚相炸药的猛度值表,07KP2,4.6自燃物质的分类,表4-1自燃性物质的分类,07KP2,4.6物质自燃的机理,07KP2,4.6.1常见自燃性物质,07KP2,油脂,(1)油脂中要含有大量能在低温下氧化的物质。,(2)要有良好的蓄热条件。,(3)油和浸油物质要有一定的比例。,07KP2,(1)油脂中要含有大量能在低温下氧化的物质。,表4-若干油脂的组成,07KP2,(2)要有良好的蓄热条件。,07KP2,(3)油和浸油物质要有一定的比例。,表4-若干油布、油棉纱自燃的试验条件和数据,07KP2,(1)微生物作用阶段。,(2)物理作用阶段。,(3)化学作用阶段。,07KP2,化学作用阶段。,表4-稻草、籽棉与温度、湿度、堆高的关系,07KP2,4.6.1自燃性物质危险性影响因素,07KP2,环境温度,图-10亚麻油的氧化与温度的关系,07KP2,4.6.2遇水放出易燃气体的物质,07KP2,4.6.2.1遇水放出易燃气体的物质的分类,表4-遇水放出易燃气体的物质的分类,07KP2,4.6.2.2遇水放出易燃气体的物质的危险机理,07KP2,(1)遇水后发生剧烈的化学反应。,(2)遇水放出易燃气体的二级物质与水反应放出的热量少，但产生的可燃气体接触明火而燃烧，如石灰、氢化钙等。,07KP2,(1)遇水反应速度快，放出的可燃气体和热量多，可燃气体在空气中很快达到爆炸极限，接触明火或由于自燃而发生爆炸。,(2)遇水放出易燃气体的物质在密闭容器内，与水(或吸收水蒸气)作用。,07KP2,4.6.2.3影响遇水放出易燃气体的物质危险性的因素,表4-金属与水的反应能力,07KP2,4.6.2.4防止遇水放出易燃气体的物质火灾的主要措施,(1)严密包装，置于通风干燥处所，严禁露天存放，严防漏水或雨雪浸入。,(2)包装必须严密，不得破损，钾、钠等活泼金属须浸没在煤油中保存，电石桶入库时，要检查容器是否完好，对未充氮的铁桶应放气，发现发热或温度较高则更应放气。,(3)与酸、氧化剂等性质相抵触的物质隔离存放，严禁火种接近等。,(4)在该类物质失火时，禁止用水、酸碱灭火机等灭火，只能用干砂、干粉扑救。,07KP2,4.6.3氧化性物质与过氧化物,07KP2,4.6.3.1氧化性物质的种类,表4-氧化性物质的分类,07KP2,4.6.3.2氧化性物质的火灾爆炸危险性,07KP2,4.6.3.3影响氧化性物质危险性的因素,07KP2,(1)元素。,(2)离子。,(3)化合物。,07KP2,表4-氧化性物质的分解温度和分解反应,07KP2,4.6.3.4防止氧化性物质火灾方面的注意事项,(1)按氧化性物质的性质分类存放，如有机氧化性物质不能与无机氧化性物质混存；氯酸盐、硝酸盐、高锰酸盐和亚硝酸盐都不能混存；过氧化物宜设专库存放。,(2)库房内要洁净、阴凉、通风。,(3)在装卸、运输中，注意防火、防热、防潮、远离火种、热源、电源等，并要通风良好；而且不能摔碰、拖拉、摩擦、震动，不要使用铁质工具等。,1.常用危险化学品分为哪几类？,2.影响气体火灾危险性的主要参数有哪些？,07KP2,4.6.3.4防止氧化性物质火灾方面的注意事项,3.气体的爆炸极限如何测定？,4.液体的自燃点如何测定？,5.影响液体火灾危险性的主要参数有哪些？,6.液体的闪点如何测定？,7.一旦乙醇在罐装过程中发生了泄漏应该如何处理？,8.常见易燃固体的特性有哪些？,9.影响爆炸品危险性的技术参数有哪些？,10.为了防止白磷发生自燃，应该在存储和使用过程中注意哪些问题？,11.影响气体最小点火能的因素有哪些？,07KP2,4.6.3.4防止氧化性物质火灾方面的注意事项,12.爆炸与火灾均为氧化还原反应，它们与锅炉中煤的燃烧有何区别？,07KP2,爆炸与火灾均为氧化还原反应，它们与锅炉中煤的燃烧有何区别？,(1)固定的火灾荷载。,(2)移动的火灾荷载。,(3)携带的火灾荷载。,07KP2,第,5,章建筑火灾的预防控制,建筑火灾的发展概况,建筑火灾预防控制的原则与方法,建筑材料的燃烧性能,建筑物的结构耐火,火灾烟气的危害与控制,人员安全疏散,特殊建筑火灾的预防控制分析,07KP2,5.1.2建筑火灾的发展概况,图-室内火灾的发展过程示意图,.1火灾发展的基本过程,07KP2,.室内火灾各阶段的主要特点,1.初始增长阶段(,Growth,2.充分发展阶段(,ull,3.减弱阶段(,Decay,07KP2,.室内火灾各阶段的主要特点,图-2起火房间内温度变化曲线,07KP2,烟气羽流,07KP2,.1.烟气羽流,图-3火羽流的结构示意图,07KP2,.1.烟气羽流,图-4火羽流简化示意图,)火羽流简图)理想化羽流,07KP2,.顶棚射流,图-5顶棚射流示意图,07KP2,.3烟气层,图-室内烟气层的形成及烟气由开口排出,07KP2,.回燃,图-7回燃火焰的传播,07KP2,.回燃,图-热烟气可燃浓度界限的变化,07KP2,5.1.4烟气流动的驱动力,图-9室内热压的形成示意图,)仅有下部开口),.室内外的热压,07KP2,.室内外的热压,图-0烟囱效应的压力计算图,07KP2,.高温烟气的浮力与膨胀力,图-1火灾充分发展阶段的通风口流动,07KP2,.高温烟气的浮力与膨胀力,图-2着火房间内外由热烟气浮力引起的压力差,07KP2,.风的作用,表5-1长方体建筑物各壁面的平均压力系数,07KP2,建筑火灾预防控制的原则与方法,5.2.1建筑火灾安全的基本目标,(1)保证人员的生命安全，包括在建筑物内工作或居住的人员、顾客、来访者及消防队员等人的安全；,(2)保护财物和资产的安全，包括建筑结构、建筑物的相关设备与建筑物内部的财产、用具、资料等物品的安全；,(3)保证有关设施和系统的连续运行，例如保护某些电力系统、通信系统可正常执行预定任务，保证某些生产工艺和操作过程不致中断；,07KP2,5.2.1建筑火灾安全的基本目标,(4)限制火灾本身与火灾防治措施造成的不良影响，例如防止火灾的扩大与烟气的蔓延，防止灭火活动造成的次生灾害等。,07KP2,5.2.2预防控制建筑火灾的关键环节,图-3火灾发展时间线以及相应消防对策,07KP2,5.2.2预防控制建筑火灾的关键环节,图-4启动喷水系统后对火灾过程的影响,07KP2,.我国的建筑防火设计规范,表5-我国建筑防火设计规范的部分名录,07KP2,.我国的建筑防火设计规范,表5-我国建筑消防系统设计与验收规范的部分名录,07KP2,.建筑防火设计的主要内容,5.防、排烟系统设计,07KP2,.性能化设计方法的发展及主要特点,图-5性能化防火设计的主要步骤,07KP2,.性能化设计方法的发展及主要特点,表5-4规格式设计与性能化设计的主要差异,07KP2,建筑材料的燃烧性能,.建筑材料的燃烧性能分级,(1)可燃材料。,(2)难燃材料。,(3)不燃材料。,07KP2,不燃材料。,表5-建筑材料的燃烧性能等级,07KP2,.建筑装修材料的燃烧性能分级,表5-建筑材料的燃烧性能等级,07KP2,.建筑材料难燃性试验法(GB/T 862588),图-6建筑材料不燃性试验炉,1提手2插入装置3表面热电偶4通,风罩5耐火管6氧化镁粉7导管8电,热带9进气孔10矿棉材料11空气稳,流器12气流罩13下盖板14壁板,15上盖板16矿棉材料17炉内热电偶,18吊篮19中心热电偶,07KP2,.建筑材料难燃性试验法(GB/T 862588),图-7建筑材料难燃性试验竖炉,1空气进气口管2空气稳流器3铁丝网,4燃烧器5试件6壁温热电偶7炉,壁结构(由内向外，2mm钢板、6mm石棉板、岩棉,纤维板、10mm石棉水泥板)8烟道热电偶,9测烟管口,07KP2,.建筑材料可燃性试验方法(GB/T 862688),图-8可燃性燃烧试验箱,07KP2,.氧指数试验法,图-9氧指数试验装置示意图,1燃烧筒2试样夹3点火器4金属网5放玻璃珠的筒,6底座7三通8气体混合器9压力表10稳压阀,11转子流量计12调节阀13燃烧着的试样,07KP2,.氧指数试验法,表5-若干聚合物的氧指数,07KP2,5.3.3建筑装修材料的特殊试验方法,表5-铺地材料燃烧性能分级,表5-窗帘幕布类纺织物材料燃烧性能分级,07KP2,5.3.3建筑装修材料的特殊试验方法,表5-电线电缆套管塑料材料的燃烧性能分级,07KP2,5.3.3建筑装修材料的特殊试验方法,表5-管道隔热保温用泡沫塑料燃烧性能分级,材料的阻燃,阻燃是一种改变材料的燃烧性能的技术。通过往可燃或易燃材料中加入某些物质，可使该材料的燃烧性能发生变化，成为难燃或不燃材料。那些能够改变材料燃烧性能的物质称为阻燃剂。,07KP2,.阻燃机理,07KP2,.阻燃剂的种类,07KP2,.阻燃处理新技术,建筑防火涂料,防火涂料是一种可以保护基体材料在火灾条件下不受或少受破坏的特殊涂料，是由基料、粘结剂、防火添加剂、隔热充填剂及若干其他辅助剂组成的，将其涂在可燃基材表面时，可以防止或推迟点燃过程，减缓火灾的蔓延；将其涂在不燃或难燃性建筑构件表面时，能够在高温作用下有效地减缓构件的温升速率，提高构件的耐火极限。,07KP2,.防火涂料的防火机理,07KP2,.饰面型防火涂料的试验方法,表5-饰面型防火涂料的理化性能指标,表5-饰面型防火涂料的防火性能分级,建筑物的结构耐火,常用建筑材料在高温下的力学性能,现在，钢筋混凝土和钢材已成为建筑物的主要结构材料。这些材料在火灾的条件下都不会发生燃烧，但其强度将随着温度的升高而降低。当温度达到某一数值时，材料将失去承载能力。,07KP2,.混凝土,07KP2,图-20混凝土弹性模量随温度的变化,07KP2,图-21混凝土抗拉强度随温度的变化,07KP2,.钢材,07KP2,图-22钢筋的弹性模量随温度的变化,07KP2,图-若干与混凝土配用软钢筋的抗拉强度随温度的变化,07KP2,图-某种预应力钢筋的抗拉,强度随温度的变化,07KP2,5.4.1.3木材,(1)梁或隔栅等受弯构件。,(2)对于受拉构件。,(3)对于柱、杆等受压构件。,07KP2,5.4.1.4玻璃,07KP2,5.4.2耐火极限的测定,图-国际标准火灾曲线,07KP2,5.4.2耐火极限定义的局限性,图-标准火灾温升曲线与实际火灾温升曲线的比较,07KP2,5.4.2提高建筑构件耐火性的途径,07KP2,5.4.2钢构件防火涂料,表5-14钢结构防火涂料的耐火与理化性能指标,建筑物的耐火等级,建筑物耐火等级的划分,不同建筑的使用性质、重要程度、规模大小、层数高低和火灾危险性均存在差异，因此所要求的耐火程度应有所不同。,07KP2,5.4.3.2建筑物耐火等级的选定,表5-建筑物耐火等级对若干建筑构件耐火极限的要求,07KP2,5.4.3.3建筑物耐火等级划分的特殊情况,(1)以木柱承重且以非燃烧材料为墙体的建筑物，其耐火等级应按四级确定。,(2)在二级耐火等级的建筑中，面积不超过100m,2,的房间的隔墙，如执行表5-的规定有困难时，可采用耐火极限不低于0.3h的非燃烧体。,(3)一、二级耐火等级民用建筑疏散走道两侧的隔墙，按表5-规定执行有困难时，可采用面积极限不低于0.7h的非燃烧体。,07KP2,5.4.3.3建筑物耐火等级划分的特殊情况,(4)承重构件为非燃烧体的工业建筑(甲、乙类库房和高层库房除外)，其非承重外墙为非燃烧体时，其耐火极限可降低到0.25h，为难燃烧体时，可降低到0.5h。,(5)二级耐火等级建筑的楼板(高层工业建筑的楼板除外)如耐火极限达到 1.0h有困难时，可降低到0.5h。,(6)二级耐火等级建筑的屋顶如采用耐火极限不低于0.5h的承重构件有困难时，可采用无保护层的金属构件。,07KP2,5.4.4防火分区与防火分隔构件,表5-16民用建筑的耐火等级、层数及占地面积规定,07KP2,5.4.4.1防火分区的划分原则,(1)作为避难通道使用的楼梯间、前室和具有避难功能的走廊，必须保证其不受火灾的侵害，并时刻保持畅通无阻。,(2)在同一个建筑物内，各危险区域之间、不同的功能区之间、办公用房和生产车间之间等应当进行防火分隔。,(3)高层建筑中的电缆井、管道井、垃圾井等应是独立的防火单元，应保证井道外部的火灾不得传入井道内部，同时井道内部的火灾也不得传到井道外部。,07KP2,5.4.4.1防火分区的划分原则,(4)有特殊防火要求的建筑，如医院等，在防火分区之内应设置更小的防火区域。,(5)高层建筑在垂直方向应以每个楼层为单元划分防火分区。,(6)所有建筑的地下室，在垂直方向应以每个楼层为单元划分防火分区。,(7)为扑救火灾而设置的消防通道，其本身应受到良好的防火保护。,(8)设有自动喷水灭火系统的防火分区，其面积可以适当扩大。,07KP2,5.4.4.2主要的防火分隔构件,火灾烟气的危害与控制,烟气的危害,火灾烟气对人的危害主要体现在遮光性、毒性和高温方面。烟气的存在使人在建筑物内的能见度降低，从而影响人员的疏散，使他们不得不在具有温度较高且含有多种有毒物质的烟气的影响下停留较长时间。,07KP2,5.5.1烟气的遮光性,(1)测量单位体积颗粒物的质量(mg/m,3,)，可通过过滤方式得到颗粒物的质量，此法适用于小尺寸试验。,(2)测量单位体积烟气中烟颗粒的数目(个/m,3,)，此法适用于烟气浓度较小的情况，如空气的净化过程。,(3)在某个空间内测量烟气的遮光性，将其表示为一定的光学密度。,07KP2,5.5.1烟气的温度,表-若干有毒气体的毒性增大序列(体积分数，1),07KP2,5.5.2光学密度的定义,图-烟气遮光性测量装置示意图,07KP2,5.5.2材料的发烟性能,图-发光标志的能见度与,减光系数的关系,07KP2,5.5.2材料的发烟性能,图-在刺激性与非刺激性,气体中人的能见度,07KP2,5.5.2材料的发烟性能,表5-18若干材料发烟量的比较(NBS烟箱法),07KP2,5.5.3加压送风挡烟,图-机械加压送风挡烟的原理,07KP2,5.5.3空气流挡烟,图-空气流速较低时烟气经过敞开的门侵入,07KP2,5.5.3空气流挡烟,图-空气流速足够大时能阻止烟气通过,07KP2,5.5.3空气流挡烟,图-通道内防止烟气逆流的临界风速,人员安全疏散,发生火灾后，保证相关人员的安全应当始终作为安全工作的主要目标。建筑物内的人员的安全疏散指的是在火灾烟气未达到危害人员生命的状态之前，将建筑物内的所有人员安全地疏散到安全区域的行动。,07KP2,5.6.1人员安全疏散的基本条件,图-火灾发展与人员疏散的时间线,07KP2,5.6.2火灾烟气的危险临界条件,(1)当烟气层界面高于人眼的特征高度时，若上部烟气层的热辐射达到了可损伤人的程度，就可以认为室内达到了危险状态。,(2)如果烟气层界面低于人眼的特征高度，对人的危害将是由直接烧伤或吸入热气体引起的。,(3)当界面低于人眼特征高度时，也可以根据指定的某个危险燃烧产物临界浓度值来判定室内是否达到了危险状态，例如CO的含量，一般认为当CO含量达到0.25%就可对人构成严重危害。,07KP2,5.6.2火灾烟气的危险临界条件,(4)通常当建筑物内的能见度低于10m时，便可认为能够严重影响人的疏散行动。,07KP2,通常当建筑物内的能见度低于10m时，便可认为能够严重影响人的疏散行动。,表5-火灾对人员的临界危险标准,07KP2,5.6.4楼梯,表5-2人员行走的速度举例(单位：m/s),07KP2,5.6.5通道宽度,表5-楼梯、门和走道的宽度指标,07KP2,5.6.6疏散指示,图-通道指示标志灯,照度测定位置,07KP2,5.6.7疏散楼梯间,图-带封闭前室或合用前室的防烟楼梯间,特殊建筑火灾的预防控制分析,前面所说的火灾过程基本上是可以较好地反映火灾及其烟气在普通建筑物内的发展状况，但对于特殊建筑来说，火灾发展与烟气流动都具有一些新特点。,07KP2,5.7.1高层建筑的火灾特点,07KP2,5.7.1高层建筑火灾防治的主要对策,07KP2,5.7.2地下建筑的火灾特点,2.燃烧不完全，发烟量大,07KP2,5.7.2控制地下建筑火灾的对策,07KP2,5.7.3大空间建筑的火灾特点,07KP2,5.7.3大空间建筑火灾的防治对策,5.建立统一、高效的安全监控系统,07KP2,5.7.4我国古建筑火灾的特点,1.以木材为主要建材，容易酿成火灾,07KP2,5.7.4古建筑的防灭火对策分析,1.建筑火灾的发展过程可分为哪些基本阶段？各个阶段有哪些基本特征？说明轰燃的概念、发生轰燃的两类判据及其适用条件。,07KP2,5.7.4古建筑的防灭火对策分析,2.火灾烟气的危害性主要有哪些？有焰燃烧与阴燃状态下产生的烟气主要有哪些差别？烟气的光学浓度是怎样定义的？说明它与能见度的关系。,3.说明阻燃的概念及主要的阻燃方法。,4.提高建筑构件的耐火性有哪些途径？为什么加强钢结构的耐火保护具有重要意义?,5.楼梯间加压送风有哪些主要形式？试分析它们的利弊。,6.某大厦高83层，426，设室内外温度分别为30和10，试计算其60层和80层的内外压力差。,07KP2,5.7.4古建筑的防灭火对策分析,7.在建筑物内控制烟气流动主要有哪些方法？利用空气流挡烟有哪些利弊？分析其应用条件。,8.设某大楼的中庭高30m，长50m，宽30m，当三层某房间起火，设火源功率分别为2MW、4MW、6MW时，求不同情况下烟气的体积生成速率及烟气层的平均温度。,
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