建筑防火基本知识.docx

目录2.1火灾基础12.1.1火灾及其特点12.1.2火灾类型12.2燃烧爆炸理论22.2.1燃烧理论基础22.2.2爆炸理论基础42.3防火及灭火原则与方法6 2.3.1火灾防控基本原理及方法62.3.2灭火基本原理及方法72.3.3各类灭火剂及其特点7 2.3.4常见灭火系统.102.1火灾基础2.1.1火灾及其特点火灾是在空间或者是在时间上失去控制的灾害性燃烧现象，它具有以下特点： (1)严重性。火灾容易造成重大的伤亡事故和经济损失，会使国家财产遭受巨大损失，严重影响生产的顺利进行，甚至迫使工矿企业停产，通常需较长时间才能恢复，有时火灾与爆炸同时发生，损失更为惨重。例如1987年5月6日，大兴安岭燃起的森林大火，足足烧了28天死伤人数达419人，直接经济损失达5亿余元；2010年11月15日14时，上海余姚路胶州路一栋高层公寓起火，起火点位于10-12层之间，整栋楼都被大火包围着，楼内还有不少居民没有撤离，大火导致58人遇难，另有70余人接受治疗。 (2)复杂性。发生火灾的原因比较复杂，主要表现在着火源多、可燃物广等方面。(3)多变性。火灾在发展过程中受较多因素影响，不易掌握。火灾的发展蔓延会受到各种外界条件的影响与制约，与可燃物的种类、数量、起火单元的布局、通风状况、初期火灾的处置措施等有关。火灾的多变性，既有人们扑救的因素，也有火场可燃物的因素，同时与天气条件有着密切的联系。(4)突发性。火灾事故往往是在人们意想不到的时候突然发生，虽然有事故的征兆，但一方面是由于目前对火灾事故的监测、报警等手段的可靠性、实用性和广泛应用尚不理想，另一方面则是因为至今为止，还有相当多的人员对火灾事故的规律及其征兆了解甚微，耽误了救援时间，致使对火灾的认识、处理、救援造成很大困难。 (5)确定性。在特定的场合下发生的火灾基本上按着确定的过程发展，火源的燃烧蔓延、火势的发展、火焰烟气的流动传播将遵循确定的流体流动、传热传质以及质量守恒等规律。2.1.2火灾类型为了便于建筑灭火器配置设计人员能正确判定灭火器配置场所的火灾种类，合理选择与配置灭火器，根据现行国际标准和国家标准火灾分类（GB/T 49682008），结合灭火器灭火的特点和灭火器配置设计工作的需求，本条对灭火器配置场所中生产、使用和储存的可燃物有可能发生的火灾种类的分类作了原则规定。将灭火器配置场所的火灾种类划分为以下五类，并作了列举，以方便有关人员的正确理解及合理应用。对于未列举到的场所，可对比各类的定义和举例，然后予以确定。1） A类火灾：指固体物质火灾。如木材、棉、毛、麻、纸张及其制品等燃烧的火灾；2） B类火灾：指液体火灾或可熔化固体物质火灾。如汽油、煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡等燃烧的火灾。3） C类火灾：指气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等燃烧而引起的火灾。4） D类火灾：指金属火灾。如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金等燃烧的火灾。5） E类火灾：指带电物体的火灾。如发电机房、变压器室、配电间、仪器仪表间和电子计算机房等在燃烧时不能及时或不宜断电的电气设备带电燃烧的火灾。6） F类火灾：指烹饪器具内的烹饪物火灾，如动植物油脂火灾。2.2燃烧爆炸理论2.2.1燃烧理论基础2.2.1.1.燃烧的定义燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光的现象。本质上，燃烧是一种氧化还原反应，但又不同于一般的氧化还原反应，燃烧过程具有两个特征： (1)有新物质产生，即燃烧是化学反应(2)伴随发光发热现象。2.2.1.2.燃烧条件 燃烧现象的发生必须具备一定条件，即燃烧三要素：（1）可燃物（还原剂）。凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧反应的物质，均称为可燃物如氢气、乙炔、酒精、汽油、木材、纸张等。（2）助燃剂（氧化剂）。凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质，都称为助燃物，如空气、氧气、氯气、氯酸钾、过氧化钠等。空气是最常见的助燃物。（3）点火源。凡是能引起物质燃烧的热源，统称为点火源。生产和生活中常用的多种热源都有可能转化为点火源。例如，化学能转化为化合热、分解热、聚合热、自燃热；电能转化为电火花热、电弧热、感应发热、静电发热、雷击发热；机械能转化为摩擦热、压缩热、撞击热；光能转化为热能以及核能转化为热能。但是，即使具备了三要素并且相互结合、相互作用，燃烧也不一定发生。要发生燃烧还必须满足其他条件，如可燃物和助燃物要有一定的数量和浓度，点火源要有一定的温度和足够的热量等。2.2.1.3. 燃烧过程的运输现象燃烧反应与反应体系内质量和能量的运输联系密切，这种运输取决于系统的宏观运动（如可燃混合气的流动）以及系统内的微观运动（如分子的热运动）所引起的热传导和扩散现象。根据输运与反应速率之间的关系，可以将燃烧过程分为三种类型。如果混合气的扩散速率比化学反应速率小得多，则这种燃烧过程称为扩散燃烧；如果化学反应运率比扩散速率小得多，则这种燃烧称为动力燃烧；而当化学反应速率与扩散速率相当时，则这种燃烧称为扩散动力燃烧。由此可知，扩散燃烧主要受扩散、流动等物理混合过程的控制；动力燃烧则主要受化学动力学因素的支配；而扩散动力燃烧则是化学动力学和物理因素同时起支配作用。明确这些燃烧过程的概念具有一定的现实意义。例如，在动力燃烧中提高混合气体的温度可使燃烧速率提高，而对于扩散燃烧如用相同的办法，则作用不明显。因而有必要研究燃烧过程中的输运现象。2.2.1.4描述燃烧过程的基本控制方程1）连续性方程（质量守恒方程）三维直角坐标系内，非常定、可压缩气体的质量方程为： 式中，（j=1,2,3）表示坐标的三个轴，该方程的物理意义是：单位时间微元体单位体积内流出与流入的质量差与单位时间微元体单位体积内质量的改变量之和等于零。表示流体的散度。2）动量守恒方程解伴有化学反应的流动问题，通常只需要混合气体动量守恒总的表达式。根据气体动力学知识，忽略质量力、无粘性理想流体的三维、非定常流的动量方程可表达为： 式中，（i=1,2,3）速度向量v在直角坐标系中三个坐标方向上的分量； P混合气体的压力。3）能量守恒方程对一维、定常无粘性的理想气体，无外力作用下的能量方程可表达为：式中，混合气体的密度，g/cm3 单位质量混合气体的总内能，J/g x方向混合气体的流速，cm/s q单位时间内流过微元体单位面积上的总热流， 单位容积混合气体的总内能，包含由于分子扩散引起的能量交换，J/（cm3）。方程的物理意义为：单位时间、微元体单位体积内净传入的热量等于净流出的能量以及对外做功所消耗的能量之和。因此，微元体内混合气的能量储备守恒。2.2.1.5燃烧反应速率方程着火条件的分析、火势发展快慢的估计、燃烧历程的研究及灭火条件的分析等，都要用到燃烧反应速度方程。此方程可以根据化学动力学理论得到。大量的实验可证明：反应温度对化学反应速率的影响很大，同时这种影响也很复杂，但是最普遍的情况是反应速率随着温度的升高而加快。此外，范德霍夫(Van t Hoff)近似规则认为：对于般反应，如果初始浓度相等，温度每升高10，反应速率大约加快24倍。温度对反应速率的影响主要反映在速度常数K上。阿累尼乌斯（Svante August Arrhenius）提出了反应速率常数K与反应温度T之间有如下关系：式中，K阿累尼乌斯反应速率常数， E反应物活化能， R普适气体常数， T温度，K 频率因子，所以，假定在燃烧反应中，可燃物的浓度为CF，反应系数为x，助燃物(主要指空气)的浓度为Cox，反应系数为y；频率因子为K0s；活化能为Es；反应温度为Ts，则可得到燃烧反应速率方程，即：2.2.2爆炸理论基础2.2.2.1爆炸的定义与分类物质从种状态经物理、化学变化突变成另外一种状态时，伴随有巨大的能量快速释放，并产生声、光、热或做机械功等，使爆炸点周围介质中的压力发生骤增的过程称为爆炸现象。按照造成爆炸的物质所具有的物理状态爆炸可分为气相爆炸与凝聚（固相与液相）相爆炸两类。而按爆炸的过程，又可以将其分为核爆炸(因原子核的分裂及聚合所放出来的强大能量所致)、物理爆炸（以物理变化为主的爆炸，如高压容器的破裂、减压时引起的槽罐破损及蒸汽的爆炸等）、化学爆炸（与化学反应有关的爆炸，如爆燃、聚合、分解及反应迅猛等引起的爆炸）以及物理及化学作用综合在一起的爆炸。在研究防火防爆技术中，通常只涉及物理性爆炸和化学性爆炸。2.2.2.2爆炸发生的条件1）物理爆炸发生条件物理爆炸是一种因体系中物理能量失控而导致物质以极快的速度释放能量，转变为光、热、机械功等能量形式的爆炸现象。从锅炉爆炸、压力容器爆炸等常见物理爆炸角度看，物理爆炸发生条件可归结为：爆炸体系内存有高压气体或在爆炸瞬间形成高温高压气体或蒸气急剧膨胀，以及爆炸体系与周围介质之间发生急剧的压力突变。2）化学爆炸发生条件 从爆炸反应特征看，化学反应要成为爆炸反应必须同时具备以下三个条件：反应过程放热性、反应过程高速度和反应过程产生大量气体产物：a：反应过程放热性。这是化学反应能否成为爆炸反应最重要的前提条件，否则爆炸反应过程就不会发生和自行传播；b: 反应过程高速度。一般化学反应也可以放出热量甚至许多化学反应的故热量远大于爆炸性物质爆炸过程释放出的热量，但这些放热化学反应却并末成为爆炸反应，根本原因在于反应过程缓慢，正是由于爆炸反应过程极短，速度极快，导致反应热来不及逸出而全部聚集在爆炸物原有体积之内，从而造成一般化学反应无法达到的极高能量密度，产生巨大的功率和强烈的破坏力。c：反应过程产生大量气体。在常温常压下，气体的密度远小于固体和液体，而体积膨胀系数却比固体和液体大得多。爆炸性物质在爆炸瞬间除释放出大量反应热外，还伴随有大量气体产物的产生。由于爆炸过程极快，这些爆炸产物气体来不及扩散膨胀而被压缩在爆炸物原有体积之内，在爆炸反应热快速加热作用下形成了高温高压气体产物，这些气体瞬间膨胀，功率巨大，破坏力极强。2.2.2.3爆炸的特点及破坏作用一、爆炸事故通常具有以下几个特点：(1)严重性。爆炸事故对所在单位的破坏往往是毁灭性的，会造成人员和财产诸方面的重大损失。例如，某亚麻厂的粉尘爆炸事故，死亡57人，伤178人，13000的建筑物被炸毁，3个车间变成了废墟。爆炸事故不仅造成巨大损失，而且往往迫使工矿企业停产，需要较长的时间才能恢复。(2)复杂性。爆炸事故发生的原因、灾害范围及后果各异，相差悬殊。例如，发生爆炸事故的条件之一的点火源，就有机械点火源、热点火源、电点火源、化学点火源之分，而每种点火源又可分为若干种情况；至于可燃物质，种类更是繁多，包括各种可燃的气体、液体和固体，特别是化工企业的原材料，化学反应的中间产物和最终产品，大多属于可燃物质。(3)突发性。爆炸事故发生的时间和地点常常难以预料，往往是在人们意想不到的时候突然发生的。虽然存在事故征兆，但一方面是由于目前对于爆炸事故的监测、报警等手段的可靠性、实用性和广泛应用等尚不太理想，另一方面又因为至今还有相当多的人员(包括操作人员和生产管理人员)对爆炸事故的规律及其征兆了解和掌握得很不够，所以事故就会突然地发生。而一旦发生往往会措手不及。二、各类爆炸的破坏作用A 凝聚相舍能材料的爆炸凝聚相含能材料的爆炸特点是高能量密度，爆炸破坏的主要形式是空气冲击波，所产生的空气冲击波初始压力为50MPa，其破坏作用范围可达50倍对比距离以上。对比距离为离爆心距离与炸药量的三次方根的比值，即：1kgTNT的破坏作用距离可达50m量级，1tTNT的破坏作用距离可达500m量级。炸药爆炸破坏的另一种形式为破片飞散破坏作用。一般有包装的炸药爆炸时，可以产生强烈的破片杀伤作用，军用战斗部爆炸就是基于这个原理，但破片的作用范围远小于空气冲击波的作用范围。破片飞散破坏效应也包括冲击波远距离作用产生的二次破片效应，例如，玻璃破碎引起的伤害效应，或者冲击波使建筑物塌陷所引起的破片破坏效应。爆炸破坏最强烈，但破坏范围最小的是爆炸直接作用区，这是由于爆炸产物的超高压破坏作用，这种作用距离大约只有装药半径的510倍。B 密闭容器中可燃气体或蒸汽、可燃粉尘与空气或氧气混合物的爆炸无论从爆炸的行为还是从爆炸破坏效应来说，可燃气体和粉尘均要超过凝聚相含能材料。在工业上，它们所引起的事故频度远远超过由凝聚相含能材料引起的事故频度。欧盟保险公司对欧盟国家近十年的工业爆炸事故进行了统计分析，结果表明整个欧盟国家平均每一个工作日发生一起气体或粉尘爆炸事故。我国正处十工业化进程加速阶段近30年来，国内发生多起爆炸事故，造成重大人员伤亡和财产损失。气体和粉尘爆炸是一种非点源爆炸，与凝聚相炸药爆炸有很大的区别，这类爆炸的强度取决于环境条件。例如，密闭容器中气体爆炸和敞开蒸汽 云爆炸可以有完全不同的爆炸形式和破坏作用。常见的碳氢化合物和空气混合后点火，敞开层流燃烧速率仅有0.5m/s，但在密闭容器中的混合物火焰速度能达到每秒几米至几十米，容器内压力最终能达到0.70.8MPa。在最危险的条件下，密闭容器中的混合物还能从燃烧转为爆轰，其爆轰速度可达23m/s，压力可达到12MPa，产生极严重的破坏作用。在有些情况下，这种非理想爆炸可以经历燃烧、爆燃到烃轰的全过程，火焰速度和爆炸压力等参数可以跨越46个数量级。C 无约束气云爆炸大量可燃气体或细小液滴与大气中的空气混合达到爆炸极限浓度范围时，遇到点火源即可发生爆炸。此时一般产生一个火球并向外扩展，但在有些情况下也可以形成破坏性的爆炸波，这取决于局部湍流和漩涡，使火焰之间相互作用，造成很高的体积燃烧速率，甚至转为爆轰。强冲击波点火能使蒸汽云的爆燃转爆轰，用高能炸药也可以直接激起气云的爆轰，军事上就是利用这种原理，制成“燃料空气炸弹”的。将液体燃料装在弹体内，先用高能抛撒炸药将燃料抛撒到空气中，形成燃料液滴空气云团，然后，再用强起爆源起爆，使分散在空气中的气云爆轰，产生比高能炸药更大面积的杀伤，其爆炸可达到58倍质量的TNT炸药爆炸效果。D 压力容器物理性爆炸装有惰性气体的压力容器爆炸是一种物理性爆炸，即将高压气体的潜能转化为动能，对周围介质起破坏作用。高压容器爆裂的主要原因是容器结构上的缺陷、机械撞击、疲劳断裂、表面腐蚀或外部火源加热等。这种爆炸产生的碎片具有相当大的危险性。锅炉内部压力上升到超过其强度极限时，就会爆裂。这种压力升高可能由锅炉内燃烧爆炸引起，也可能是由于锅炉内大直径管或管头爆裂，使大量蒸汽喷出而引起的。在后一种情况下，蒸汽以很快速度进入锅炉中，以至于正常的开阀放气也不足以排除压力的升高。这类事故尽管对锅炉的破坏很严重，但对周围的破坏较小。2.2.2.4爆炸极限理论及计算1）爆炸极限理论:可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的含量范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源才会发生爆炸，这个含量范围称为爆炸极限(或爆炸含量极限)。能够使可燃混合物发生爆炸的最低含量和最高含量，分别称为爆炸下限和爆炸上限，有时也称为着火下限和着火上限。在低于爆炸下限和高于爆炸上限含量时，既不爆炸，也不着火。可燃性混合物的爆炸极限范围越宽，其爆炸危险性越大这是因为爆炸极限越宽，则出现爆炸条件的机会就越多。2）爆炸极限计算 由多种可燃气体组成爆炸件混合气体的爆炸极限，可根据备组分的爆炸极限进行计算。其计算公式如下：式中，爆炸性混合气的爆炸极限，%、组分混合气各组分的爆炸极限，%、各组分混合气中的浓度（体积分数），%， 如果爆炸性混合物中含有惰性气体，如氮、二氧化碳等，计算爆炸极限时，可先求出混合物中由可燃气体和惰性气体分别组成的混合比，再从相应的比例图中查出它们的爆炸极限，然后将各组的爆炸极限分别代入爆炸极限公式即可。2.2.2.5爆炸极限的影响因素不同的可燃气体和可燃液体蒸汽，由于它们的理化性质的不同，因而具有不同的爆炸极限。一种可燃气体或可燃液体蒸汽的爆炸极限，也不是固定不变的，它们受温度、压力、氧含量、惰性介质、容器的直径等因素的影响。（1） 温度的影响混合气体的原始温度越高，则爆炸下限越低，上限越高，爆炸极限范围越大，爆炸危险性增加。混合物温度升高使其分子内能增加引起燃烧速度加快，而且由于分子内能的增加乃燃烧速度的加快使原来含有过量空气（低于爆炸下限）或可燃物（高于爆炸上限）而不能使火焰蔓延的混合物含量变为可以使火焰蔓延的含量，从而改变了爆炸极限范围。 （2） 氧含量的影响混合物中含氧量增加，爆炸极限范围扩大，尤其是爆炸上限提高得更多。可燃气体在空气和纯氧中的爆炸极限范围比较见下表：表2.1几种可燃气体在空气中和纯氧中的爆炸极限范围（%）物质名称在空气中的爆炸极限范围在纯氧中的爆炸极限范围甲烷4.91510.156156丙烷2.19.57.42.35552.7丁烷1.58.57.01.84947.8乙烯2.753431.2538077.0乙炔1.533479.72.89390.2氢气47571.049591.0（3） 惰性介质的影响若在爆炸混合物中掺入不燃烧的惰性气体（如氮、二氧化碳、氦等），随着惰性气体所占体积分数的增加，爆炸极限范围缩小，惰性气体的含量提尚到某一数值时，可使混合物不爆炸。一般情况下，惰性气体对混合物爆炸上限的影响较之对下限的影响更为显著。因为惰性气体含量加大，表示氧的含量相对减小，而在上限中氧的含量本来已经很小，故惰性气体含量稍为增加一点即产生根大影响，而使爆炸上限显著下降。（4） 初始压力的影响混合物的初始压力对爆炸极限有很大影响，压力增大，爆炸极限范围也扩大，尤其是爆炸上限显著提高。这可以从甲烷在不同初始压力时的爆炸极限明显地看出。表2.2甲烷在不同初始压力时的爆炸极限初始压力/MPa爆炸下限（体积分数）/%爆炸上限（体积分数）/%0.15.614.315.917.255.429.412.55.745.7 2.3防火及灭火原则与方法建筑物是人们生产生活的主要场所，也是财产权为集中的地方，因此建筑火灾对人们的生命财产的危害最大、最直接，是火灾预防控制的主要方面。建筑物的类型很多，一般将其分为民用建筑和工业建筑两类。前者如住宅搂、写字楼、宾馆、影剧院、展览馆、图书馆、候机楼等。这些场合往往有很多人出入，有的也会存有较多的可燃物；后者加工厂的车间、仓库、油库、控制室、变电所等。这些场所的人员一般不太多，但往往存放大量的可燃物品或爆炸物品，因此往往会酿成大规模的恶性火灾。2.3.1火灾防控基本原理及方法燃烧是可燃物、氧化剂和着火源这三个基本条件的相互作用才能发生，根据这个原理，采取措施，防止燃烧三个基本条件的同时存在或者避免它们的相互作用，是防火技术的基本原理。所有防火技术措施的实质，就是防止燃烧基本条件的同时存在或者是避免它们的相互作用。具体有以下几种方法：1）消除着火源防火的基本原则应建立在消除着火源的基础之上。人们不管是在自己家中或办公室里还是在生产现场，都经常处在或多或少的各种可燃物质包围之中，而这些物质又存在于人们生活所必不可少的空气中。这就是说，具备了引起火灾燃烧的三个基本条件中的两个条件（可燃物、氧化剂），因此，只有消除着火源才能预防火灾和爆炸；消除着火源的措施有很多，如禁止烟火、安装防爆灯具、接地避雷、隔离和控温等。2）控制可燃物防止燃烧三个基本条件中的任何一条，都可防止火灾的发生。若同时控制燃烧条件中的两条，就更具安全可靠性。如同时采取消除着火源和控制可燃物比单一消除着火源更具保障性。控制可燃物的措施主要有：在生活中和生产的可能条件下，以难燃和不燃材料代替可燃材料，如用水泥代替木材建筑房屋；降低可燃物质在空气中的浓度，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，从而不会超过最高允许浓度；防止可燃物质的跑、冒、滴、漏；对于那些相互作用能产生可燃气体或蒸气的物品应加以隔开，分开存放，例如电石与水接触会相互作用产生乙炔气，所以必须采取防潮措施，禁止自来水管道、热水管道通过电石库，等等。3）隔绝空气必要时可以使生产在真空条件下进行，在设备容器中充装惰性介质保护。例如水人电石式乙炔发生器在加料后，应采取惰性介质氮气吹扫；燃料容器在检修焊补前，用惰性介质置换等。此外，也可将可燃物隔绝空气贮存，如钠存于煤油中、磷存于水中、二硫化碳用水封存放，等等。4）防止形成新的燃烧条件，阻止火灾范围的扩大设置阻火装置，如在乙炔发生器上设置水封回火防止器，或水下气刻时在割炬与胶管之间设置阻火器，一旦发生回火，可阻止火焰进入乙炔罐内，或阻止火焰在管道里蔓延；在车间或仓库里筑防火墙，或在建筑物之间留防火间距，一旦发生火灾，使之不能形成新的燃烧条件，从而防止扩大火灾范围。通过上述的方法可以总结，防火技术措施包括两个方面：一是防止燃烧基本条件的产生；二是避免燃烧基本条件的相互作用。2.3.2灭火基本原理及方法灭火是着火的反问题，也是火灾预防控制最关心的方面。实际上，着火的基本原理也为分析灭火提供了理论依据，如果采取某种工程措施，去除燃烧所需条件中的任何一个，火灾就会终止，基本的灭火方法有以下几种：1）降低反应区的温度降低反应区的温度，使其温度降低到燃烧所需温度以下，从而使燃烧停止，通常将这种方法称为冷却灭火法。用水扑救火灾，其主要作用就是冷却灭火。火场上，除了用冷却法直接灭火外，还经常使用水冷却尚未燃烧的可燃物质，防止其达到燃点而着火，还可用水冷却建筑构件、生产装置和容器等，以防止其受热变形或爆炸。2）降低系统内的可燃物或氧气浓度燃烧是可燃物与氧化剂之间的化学反应，缺少其中任何一种都会导致火的熄灭。在反应区内减少与消除可燃物可以便系统灭火，当反应区的可燃气浓度降低到一定限度，燃烧过程便无法维持。将未燃物与已燃物分隔开来是中断了可燃物向燃烧区的供应，将可燃气体和液体阀门关闭，或将可燃、易燃物移走等，都是中断可燃物的方法，通常将这种方法称为隔离灭火。降低反应区的氧气浓度，限制氧气的供应也是灭火的基本手段。当反应区的氧浓度约低于15后，火灾燃烧一般就很难进行。用不燃或难燃的物质盖住燃烧物就可断绝空气向反应区的供应。通常将这种方法称为窒息灭火。3）抑制灭火法抑制灭火法，就是将化学灭火剂喷入燃烧区参与燃烧反应，中止连锁反应而使燃烧停止。如使用含氟(F)、氯(CI)、演(Br)的卤族化学灭火剂喷向火焰，让灭火剂参与燃烧反应，并在燃烧中放出Br、Cl、F分子，与活化分子(O、H、OH)碰撞，使活化分子惰化，燃烧中的连锁反应中断，直至燃烧物完全停止。卤代烷灭火剂常用于贵重设备与计算机房等的灭火。2.3.3各类灭火剂及其特点发生火灾时，灭火剂是不可或缺的一种灭火器材设施，灭火剂的工作原理是通过各种途径有效地破坏燃烧条件，使燃烧中止。按照灭火剂的物理状态，它也可分为气体灭火剂(二氧化碳等)、液体灭火剂(水、泡沫等)和固体灭火剂(干粉、烟雾等)。而按照灭火机理不同，灭火剂大体可分为物理灭火剂和化学灭火剂两种。物理灭火剂在灭火过程中起窒息、冷却和隔离火焰的作用，虽然它并不参与燃烧反应，但可以降低燃烧混合物温度，稀释氧气，隔离可燃物，从而达到灭火的效果。物理灭火剂包括水、泡沫、二氧化碳、氮气、氯气及其他惰性气体。化学灭火剂参与燃烧反应，通过在燃烧过程中抑制火焰中的自由基连锁反应达到抑制燃烧的目的。化学灭火剂主要有卤代烷灭火剂、干粉灭火剂等多种。下面介绍几种常用灭火剂。1）水或水蒸气水是最常用的天然灭火剂，因为它的来源丰富，取用方便，价格便宜，此外水不仅可以单独使用，还可以与不同的化学剂组成混合液使用。其灭火石原理主要有：冷却作用，水的比热容较大(为42kJ/(kgK)，是木炭比热的5倍，是一般金属比热的10倍，它的蒸发潜热也较大，当常温水与炽热的燃饶物接触时，在被加热和汽化过程中，会大量吸收燃烧物的热量，使燃烧物因温度降低而灭火；窒息作用，在密闭的房间或设备中，这个作用比较明显，水汽化成水蒸气，体积扩大很多(1L水能汽化成1700L水蒸气)，可稀释燃烧区中的可燃气(蒸气)与氧气，它们的浓度下降，从而使可燃物因“缺氧”而停止燃烧；隔离作用，在密集水流的机械冲击作用或水蒸气笼罩下，将可燃物与点火源分隔开来而灭火。表2.3水灭火剂的优缺点优点比热容较大，冷却作用显著；价格便宜；易于远距离输送；在化学上呈中性，无毒无害。缺点在零度下会结冰，当泵暂时停止供水时会在管道中形成冰冻堵塞；对很多物品如档案、图书、珍贵物品等，有破坏作用；许多物品经水浸湿后会膨胀变重，有可能使楼板发生危险； 用水扑救橡胶粉、煤粉等物品的火灾时，由于水不能或很难浸透燃烧介质，因而灭火效率很低，必须向水中添加润湿剂才能弥补以上不足。表2.4水灭火剂的使用范围及其禁忌使用范围水灭火剂的使用范围较为广泛，适于扑救右侧各种火灾（1） 一般可燃固体物质火灾，如木材、煤炭、橡胶、纸张、棉麻、粮草及其制品堆垛及建(构)筑物等的火灾；（2） 相对密度大于水的可燃液体火灾，如二硫化碳、溴代烷等；（3） 石油和天然气井喷火灾等。禁忌使用范围（1） 忌水性物质，如轻金属、电石等着火不能用水扑救，因为它们能与水起化学反应，生成可燃性气体及放热，扩大火势甚至导致爆炸；（2） 不溶于水且相对密度比水小的易燃液体如汽油、煤油等着火不能用水扑救；（3） 水不能扑救带电设备火灾，也不能扑救可燃性粉尘聚集处的火灾；（4） 不能用密集水流扑救储存有大量浓硫酸、浓硝酸场所的火灾，因为水流能引起酸的飞溅、流散，遇可燃物质后有引起二次燃烧的危险；（5） 高温设备着火不宜用水扑救，因为这会使金属机械强度受到影响；（6） 精密仪器设备、贵重文物档案、图书着火，不宜用水扑救。2）泡沫灭火剂能与水混溶，并且可通过化学反应或机械方法产生泡沫的灭火药剂，统称为泡沫灭火剂。按照生成泡沫的机理泡沫灭火剂可以分为化学泡沫灭火剂和空气机械泡沫灭火剂(简称“空气泡沫灭火剂”)两大类，其中空气泡沫灭火剂按泡沫的发泡倍数，又可分为低倍数泡沫（20倍）、中倍数泡沫（20200倍）和高倍数泡沫（201000倍）三类。泡沫灭火剂灭火原理：由于泡沫中充填大量气体相对密度小(0.010.5)，可漂浮广液体的表面，或附着于一般可燃固体表面，形成一个泡沫覆盖层，使燃烧物表面与空气隔绝；阻断了火焰的辐射热；阻止燃烧物本身或附近可燃物质的蒸发，起到隔离和窒息作用。此外，泡沫析出的水和其他液体有冷却作用，泡沫受热蒸发产生的水蒸气可降低燃烧物附近的氧浓度。泡沫灭火剂适用范围：（1） 泡沫灭火剂宁要用于扑救各种不溶于水的可燃、易燃液体如石油产品等的火灾也可用来扑救木材、纤维、橡胶等固体的火灾；（2） 高倍数泡沫有些特殊用途，如扑救船舶火灾、矿井水灾，消除放射性污染等；（3） 由于泡沫灭火剂中含一定量的水，所以不能用来扑救带电设备及忌水性物质引起的火灾。3）二氧化碳及隋性气体灭火剂由于二氧化碳(CO2)具有不燃烧、不助燃、稳定性高、制造方便、价格低廉、不导电、便于灌装和储存等优点，二氧化碳灭火剂在消防工作上得到较为广泛的应用。原理：二氧化碳以液态形式加压充装于灭火器钢瓶中。当它从灭火器中喷出时，突然减压，一部分液相CO2绝热膨胀汽化，吸收大量热，使另部分CO2迅速冷却成固体雪花状二氧化碳(“干冰”)。“干冰”温度直至降到-78.5，喷向着火处时，立即汽化，起到稀释氧浓度作用；由于汽化吸热又起到冷却作用，而且大量二氧化碳气笼罩在燃烧区周围，隔离了燃烧物与空气还能起窒息作用，因此，二氧化碳的灭火效率也较高，当二氧化碳占空气含量的3035时，燃烧就会停止。表2.5二氧化碳及隋性气体灭火剂优缺点优点（1） 不导电、不含水，可用于扑救电气设备和部分忌水性物质的火灾；（2） 无腐蚀性，灭火后不留痕迹，可用于扑救精密仪器、机械设备、图书、档案等火灾；缺点（1） 冷却作用较差，不能扑救阴燃火灾，且灭火后火焰有复燃可能；（2） 二氧化碳与碱金属(钠、钾)和碱土金属(镁)等在高温下会起化学反应，引起爆炸，所以二氧化碳灭火剂不能扑救钾、钠、镁、铝、钛、镕、铀等金属及其氢化物火灾；（3） 二氧化碳膨胀时，能产生静电，有可能引燃着火；（4） 二氧化碳还可能是救火人员窒息。4）干粉灭火剂（粉末灭火剂）干粉灭火剂是比较新型的灭火剂，由于它的灭火效率比较高，因而用途日益广泛。干粉灭火剂是一种干燥的、易于流动的微细固体粉末，由能灭火的基料(90以上)和防潮剂、流动促进剂、结块防止剂等添加剂组成。在救火中，干粉借助气体压力从容器中喷出，一般以粉雾形式灭火。原理：（1）化学抑制作用。当粉粒与火焰中产生的自由基接触时，自由基被瞬时吸附在粉粒表面，并发生化学反应，消耗了燃烧反应中的自由基(H和OH)使其数量急剧减少而导致燃烧反应中断，使火焰熄灭。（2）隔离作用。喷出的粉末覆盖在燃烧物表面上，能构成阻碍燃烧的隔离层。（3）冷却作用和窒息作用。粉末在高温下，将放出结晶水或发生分解，这些都属吸热反应，而分解生成的不活泼气体又可稀释燃烧区的氧气浓度，起到冷却与窒息作用。表2.6干粉灭火剂优缺点优点（1） 化学干粉的物理化学性质稳定，无毒性、不腐蚀、不导电、易于长期储存；（2） 干粉适用温度范围广，能在-5060的温度条件下储存与使用；（3） 干粉雾能防止热辐射，因而在大型火灾中，即使不穿隔热服也能进行灭火；（4） 干粉可用管道进行输送。缺点（1） 在密闭房间中，使用于粉时会形成强烈的粉雾，且灭火后留有残渣，因而不适用于扑救精密仪器设备、旋转电机等的火灾；（2） 干粉的冷却作用软弱，不能迅速降低燃烧物品表面温度，容易发生复燃，因此不宜扑救深层火或潜伏火(阴燃)。（3） 干粉灭火剂不能扑救自身含氧化合物(如硝化纤维素、过氧化物等)的火灾，不能扑救金属钾、钠、镁、铝、锆等的火灾。2.3.4常见灭火系统根据灭火剂和灭火原理的不同，建筑消防灭火系统可分为室内(外)消火栓给水系统、自动喷水灭火系统、气体灭火系统、泡沫灭火系统等。不同的灭火系统，因其不同的特性，各自在灭火过程中所发挥的作用是不同的。例如，自动喷水灭火系统，其设置的主要目的是控制和扑灭初期火灾，防止火灾蔓延扩大。一旦火灾发生蔓延扩大后，自动喷水灭火系统的灭火强度将大大减弱，将不能发挥其灭火作用。而消火栓系统则在整个灭火救援过程中，可持续发挥其作用和效能。1）自动喷水灭火系统自动喷水灭火系统由消防水泵、扬水管网、喷头、水流控制阀和若干辅助装置组成。根据水从水源到喷头的形式，系统可分为湿式系统、干式系统、预作用系统、雨淋系统和水幕系统。A、湿式系统：湿式系统的水管内任何时刻均有加压水，发生火灾时产生的热量作用在着火区的相应喷头上使其工作元件启动，水立即喷出灭火。这种系统适用于水在管道内无冰冻危险的场合，它的结构较简单，维修方便，建设和运行费用都较低，是目前常用的喷水灭火系统。B、干式系统：与湿式系统基本类似，干式系统的喷头与充有加压空气或氮气的管道连接，而管道通过报警控制阀与加压水管相连。当喷头的工作元件受火灾影响启动后充气管内压力下降，导致报警阀另一例的水压打开阀门，水再从开启的喷头喷出灭火。干式系统适用于不能正常采暖的场合，如寒冷和高温场所。但由于增加了一套充气设备，其建设投资比一般湿式系统大，日常维护也较为复杂。C、预作用系统：这种系统的喷头前的管道内也充有气体，可加压，也可不加压。发生火灾时，该区的辅助火灾探测装置先动作从而将水流控制闯打开，水进入管道内。当喷头被火灾产生的热量启动后便像湿式系统那样灭火。预作用自动喷水灭火系统由于是与火灾探测报警系统联动的，可有效地克服湿式系统容易造成水溃危害和干式系统喷水延缓的缺陷。与普通湿式系统相比，其造价和维持费用都增加不多。D、雨淋系统：雨淋系统的喷头始终处于开启状态，平时输水管内无水。当火灾报警装置被火灾信号启动后，雨淋阀打开，水进入管系内可从所有的喷头一起喷出。一般在管道上还装有手动阀门的开启装置。雨淋系统的喷水面积较大，适宜对有关场合实施整体保护，适用于火灾危险性大、可燃物集中、燃烧放热多而快的建筑物和构筑物中。E、水幕系统：水幕系统的喷头喷出的水呈水暮状，一般与防火门、防火卷帘门配合使用，可对其起冷却作用，并阻止火灾的蔓延，有时也用在某些建筑物的门窗洞口等部位。2）气体灭火系统按灭火剂种类不同，气体灭火系统可分为二氧化碳灭火系统、烟烙尽灭火系统、七氟丙烷灭火系统等。其中二氧化碳灭火系统是目前应用非常广泛的一种现代化消防设备，二氧化破灭火剂具有无毒、不污损设备、绝线性能好等优点，其主要缺点是灭火需浓度高，会使人员受到窒息毒害，若设计不合理易引起爆炸。二氧化碳灭火系统是一种固定式灭火系统，按灭火方式、系统结构特点、储存压力等级、管网布置形式，可以有几种分类：A、按防护区的特征和灭火方式分类，可分为全掩没灭火系统和局部应用系统。全淹没灭火系统是由一套储存装置在规定时间内，向防护区喷射一定浓度的灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区空间的系统，全淹没系统防护区应是一个封闭良好的空间，在此空间内能够建立有效扑灭火灾的灭火剂浓度，并将灭火剂浓度保持一段所需要的时间，如厂房、计算机房、地下室、高架停车塔、封闭机械设备、管道、炉灶等；而局部应用系统是指在灭火过程中不能封闭，或是虽然能够封闭但不符合全淹没系统要求的表面火灾所采用的灭火系统，如轧机、淬火槽、喷漆棚、注油变压器、浸油槽和蒸汽泄放口。B、按系统结构特点分类，可分为管网系统和无管网系统。管网系统又可分为组合分配系统和单元独立系统。组合分配系统由一套灭火剂储存装置保护多个防护区 ，组合分配系统总的灭火剂储存量只考虑按照需要灭火剂最多的一个防护区配置，如组合中某个防护区需要灭火，则通过选择阀、容器闽等控制，定向释放灭火剂。这种灭火系统的优点是储存容器数和灭火剂用量可以大幅度减少，有较高应用价值；单元独立系统是用一套灭火剂储存装置保护一个防护区的灭火系统。一般来说，用单元独立系统保护的防护区在位置上是单独的，离其他防护区较远，不便于组合，或是两个防护区相邻，但有同时失火的可能。如果一个防护区包括两个以上封闭空间，也可以用一个单元独立系统来保护，但设计时必须做到系统储存的灭火剂能满足这几个封闭空间同时灭火的需要并能同时供给它们各自所需的灭火剂量。当两个防护区需要灭火剂量较多时，也可采用两套或数套单元独立系统保护一个防护区，但设计时必须做到这些系统同步工作。C、按储压等级分类，可分为高压(储存)系统和低压(储存)系统。高压系统，储存压力为5.17MPa，高压储存容器中二氧化碳的温度与储存地点的环境温度有关，因此，容器必须能够承受最高预期温度时所产生的压力，储存容器中的压力还受二氧化碳灭火剂充填密度的影响，应注意控制最高储存温度下二氧化碳灭火剂的充填密度，充填密度过大，会在环境温度升高时因液体膨胀造成保护膜片破裂而自动释放灭火剂；低压系统储存压力为2.07MPa，储存容器内二氧化破灭火剂利用绝热和制冷手段被控制在-180。典型的低压储存装置是压力容器外包一个密封的金属壳，壳内有绝缘体，在储存容器一端安装一个标准的空冷制冷机装置，它的冷却蛇管装于储存容器内，该装置以电力操纵，用压力开关自动控制。D、按管网布置形式分类可分为均衡系统管网和非均衡系统管网。均衡系统管网具备以下三个条件：从储存容器到每个喷嘴的管道长度应大于最长管道长度的90、从储存容器到每个喷嘴的管道计算长度应大于实际管道长度的90(管道计算长度实际管长+管道的当量长度)、每个喷嘴的平均质量流量相等，不具备上述条件的管网系统，为非均衡系统。3）干粉灭火系统干粉灭火系统是以干粉作为灭火剂的灭火系统。干粉灭火系统是通过供应装置、管道或软带输送干粉，利用固定喷嘴、干粉喷枪、干粉炮喷放干粉的灭火系统。其主要用于扑救易燃、可燃液体、可燃气体和电气设备的火灾。干粉灭火系统对A、B、C、D四类火灾均可适用，但主要还是用于B、C类火灾的扑救。干粉灭火系统不适于以下情况：(1)扑救自身能够释放氧气或提供氧源的化合物火灾等的火灾；(2)扑救普通燃烧物质的深部位的火或阴燃火；(3)扑救精密仪器、精密电气设备、计算机等的火灾，干粉灭火剂会对这些备造成污损；(4)固定干粉灭火剂不能有效解决复燃问题，对有复燃危险的火灾危险场所，宜用干粉、泡沫联用装置。4）泡沫灭火系统泡沫灭火剂包括化学泡沫灭火剂和空气泡沫灭火剂两大类。化学泡沫是通过硫酸铝和碳酸氢钠的水溶液发生化学反应，产生二氧化碳而形成泡沫，化学泡沫灭火剂主要是充装于100L以下的小型灭火器内，用以扑救小型初期火灾；空气泡沫是由含有表面活性剂的水溶液在泡沫发生器中通过机械作用而产生的泡沫中所含的气体为空气，空气泡沫也称为机械泡沫，目前我国大型泡沫灭火系统以采用空气泡沫灭火剂为主。