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| 火場熱、煙、毒等規律的探討 |
| 2025/9/10 1:00:54 來源：遼源消防東遼大隊 瀏覽 8951 次 |
| 從我們的祖先鉆木取火時起，人類就與火結下了不解之緣。而伴隨著工業化的進程和人類居住地區的密集，火對人類的危害性越來越大。近幾年中國火災急劇增加，2002年，我國共發生25.8萬起火災，造成直接經濟損失15.4億元，死亡2393人；2003年全國發生火災數量達22.6萬起，死亡人數2091人，直接經濟損失14億元； 2004年火災總起數為252704起，死亡2558人，受傷2969人，直接財產損失16.7億元。 國內外大量火災實例的統計數字說明，火災的傷亡者中大多數是熱煙氣所導致，火災總死亡人數中，受煙害直接致死的占三分之一到三分之二之間，即使是被火燒死的人多數也是先受到熱、煙和毒而暈倒的。在火災現場，我們經常會見到既沒有燒傷又無壓傷而死亡的人員，究其原因，據火災后對尸體驗檢，發現許多人真正的死亡原因是受熱煙氣中毒窒息，而非燒死。因此，研究和掌握火災現場中熱、煙、毒方面的一些規律，對于我們今后認識火災和在火災發生后進行合理的避險是有必要的。 熱。燃燒就會放出熱，普通有機物的燃燒溫度******可達到1000°C以上。在1000°C火焰的烘烤下，鋼結構在很短的時間里就會失去承受力，從而導致建筑物部分結構坍塌。室內火災中存在著可燃物著火、火焰、羽流、熱氣層（及頂棚射流）、壁面影響和開口等多個過程。在受限空間的特定條件下，可燃物燃燒產生的火焰和高溫煙氣，使室內空間達到一定溫度，同時加熱該室的各個壁面。整個室內的熱量大致這樣分布：一部分可由房間墻壁由內向外以導熱而散失；如果有開口，有一部分熱量會被向外流出的煙氣帶走；其余的熱量積蓄在室內。其中由導熱傳遞的熱量所占的比例不大，室內空間的溫度（墻壁內表面的溫度）由于可燃物的持續燃燒而繼續升高。同時，火焰、熱氣層和壁面又以對流和輻射的方式把熱量返送給可燃物，從而加劇了可燃物的氣化（熱分解）和燃燒，使室內溫度越來越高、燃燒面積越來越大，可能將蔓延到其周圍的可燃物體或鄰近房間或鄰近建筑物上。尤其是輻射熱，強烈的輻射會對鄰近建筑造成很大的威脅。當輻射傳熱很強時，離起火物較遠的可燃物也會被引燃，火勢將進一步增強，室內溫度也將繼續升高。這種相互作用促使火災轉化為一種極為猛烈的燃燒——轟燃（Flashover）。火災進入這一階段后，在相當短的時間內，溫度會從400°C-500°C猛增到800°C-900°C，局部溫度甚至高達1100°C，這時，由斯蒂芬-玻爾茲曼定律（Eb=Cb(T/100)4）知，其相應的黑體輻射可高達200kw/min，這一輻射熱可以使好多可燃材料的釋熱速率增高。在強烈的熱輻射和猛烈的溫度變化這一環境下，人的生存必然受到極大的威脅，假若在轟燃出現時房間內還有尚未逃出的人員，則生還的可能性極低。 人體對溫度的承受能力。火場溫度達到49-50°C時，會使人的血壓迅速下降，導致循環系統衰竭。如果吸入的氣體溫度超過70°C，就會使氣管、支氣管內黏膜充血長出水泡，毛細血管破壞，以致血液不能循環，組織壞死，特別是會導致腦神經中樞破壞而死亡。據統計，在人體很快吸熱的情況下，它超過了從體內蒸發出來附在人體表面的濕氣的消耗，引起虛脫進而喪失逃生的能力。燃燒產物產生的很高的熱能，會引起熱對流或熱輻射，引起新的火點，或將許多可燃物加溫到著火點以上，分解出大量可燃性氣體，當有大量空氣補進時，會使可燃物迅速著火而形成燃爆，使火勢擴大蔓延。 煙。火災煙氣是火災發生過程中因熱解和燃燒作用形成的產物，是可燃物在燃燒時散發的含有瓦斯的液體微粒子和固體的煤煙顆粒等形成的懸浮物。煙氣對人的眼睛有很大的刺激作用，使眼睛充血流淚，嚴重的還會造成劇烈疼痛，影響人的視線。另外，煙氣積聚使能見度下降，影響人們的疏散速度。當煙在一般房間中，物質燃燒產生的煙隨熱氣流上升至頂部。煙碰到天花板后向四周水平散開在天花板下作水平運動，當遇到四壁時，即向下運動，但因其溫度仍較下部高，旋即又上浮，逐漸在天花板下面形成一層高溫煙氣層。當煙層底面低于門窗等開口部位時，煙從開口處流出室外，并沿走廊、樓道和開口處進入建筑物的其他部位。煙氣的溫度剛離開火焰時可達1000°C，從密閉起火房間流出的煙氣溫度為600--700°C，房間內著火時煙氣向上的速度為2—3m/s，當煙氣充滿房間上部時以0.5—1m/s的速度水平擴散，隨著擴散距離增大，溫度下降，煙粒子下沉。一般認為煙層下降至地面1.5米，即會造成能見度下降，威脅人身安全。 煙的密度與溫度成反比，溫度越高，煙的密度越小。熱煙密度小，就產生向上的浮力，建筑物內上部的壓力大于室外壓力，下部的壓力小于室外壓力。當外墻上有開口時，通過建筑物上部的開口，室內空氣流向室外；通過下部的開口，室外空氣流向室內，這種現象就是建筑物的煙囪效應。它是由高層建筑物內外空氣的密度差造成的，高層建筑的外部溫度低于內部溫度而形成的壓力差將空氣從低處壓入，穿過建筑物向上流動，然后從高處流出建筑物，這種現象被稱為正熱壓作用。在低處外部壓力大于內部壓力，在高處則相反，在中間某一高度，內外壓力相同，即存在一個中性壓力面。煙囪效應隨建筑物的內部溫度差以及建筑物高度的增加而增加，在火災發生于較低層時，煙囪效應對豎井和較高層的煙污染的影響尤為顯著，因此，此時煙從低層上升至高層內的潛力更大。由煙囪效應造成的壓力差和氣流分布，以及中性壓力面的位置，取決于建筑物內分隔物的開口對氣體流動的限制程度。發生火災時，由于燃燒放出大量熱量，室內溫度快速升高，建筑物的煙囪效應更加顯著，使火災的蔓延更加迅速。 毒。近年來，隨著高分子合成材料在建筑、裝修及家具等行業中的廣泛應用，火災中煙霧的毒性日趨嚴重。物質燃燒時，可能形成主要有害氣體包括：一氧化碳、二氧化碳、氯化氫、氮的氧化物、硫化氫、氰化氫、光氣等。 火場上大多數可燃物質含有碳，當供給的空氣充足時，碳燃燒并生成二氧化碳，但當空氣不足時，便形成危險的一氧化碳。而燃燒區的空氣通常是不充足的。火災初起階段，燃燒產物中不僅有水蒸氣、二氧化碳，而且還有不完全燃燒生成的一氧化碳等其他有害氣體，其中一氧化碳的含量在濃煙中可高達1%。一氧化碳吸入人體后與血紅蛋白結合成碳氧血紅蛋白，嚴重阻礙血液攜氧及解離能力，形成低氧血癥，引起組織缺氧及碳酸蓄積，形成內窒息。一氧化碳與血紅蛋白的親合力比氧大200--300倍，而碳氧血紅蛋白的離解又比氧合血紅蛋白慢3600倍。大量的一氧化碳一旦進入血液，就會干擾氧的傳遞，導致內組織中毒，所以當空氣中一氧化碳含量達到1%時，人呼吸數次后就會失去知覺，1-2分鐘內即可死亡。 空氣中正常二氧化碳濃度為0.03%，而火災現場則大大超過這一濃度。根據實驗，二氧化碳在高濃度時有顯著毒性。實驗條例為低氧（5%）狀態下，用含量為11%二氧化碳即可使實驗動物于60分鐘內全部死亡，而單純在低氧（5%）的氣體中，僅能使1/10的動物死亡。 在現代的裝飾材料中，大量使用聚氯乙烯物質。當聚氯乙烯在溫度達到200°C--300°C時即有一半會分解放出氯化氫，而氯化氫在500ppm時就有劇烈的刺激性，在短時間內便能致人于死地。這是由于氯化氫通過刺激眼、上呼吸道黏膜而使上呼吸道破壞，形成機械窒息。如果燃燒的是泡沫塑料及化纖織物的原料、中間品、自燃（催化劑）和引發劑，還會產生光氣、氯氣、氰化氫等劇毒氣體，吸入人體內會發生中毒、窒息等后果。 |
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