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火場熱、煙、毒等規(guī)律的探討

作者:于成剛  
評論: 更新日期:2011年03月03日

? 從我們的祖先鉆木取火時起,人類就與火結(jié)下了不解之緣。而伴隨著工業(yè)化的進(jìn)程和人類居住地區(qū)的密集,火對人類的危害性越來越大。近幾年中國火災(zāi)急劇增加,2002年,我國共發(fā)生25.8萬起火災(zāi),造成直接經(jīng)濟(jì)損失15.4億元,死亡2393人;2003年全國發(fā)生火災(zāi)數(shù)量達(dá)22.6萬起,死亡人數(shù)2091人,直接經(jīng)濟(jì)損失14億元; 2004年火災(zāi)總起數(shù)為252704起,死亡2558人,受傷2969人,直接財產(chǎn)損失16.7億元。

??? 國內(nèi)外大量火災(zāi)實例的統(tǒng)計數(shù)字說明,火災(zāi)的傷亡者中大多數(shù)是熱煙氣所導(dǎo)致,火災(zāi)總死亡人數(shù)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(shù)也是先受到熱、煙和毒而暈倒的。在火災(zāi)現(xiàn)場,我們經(jīng)常會見到既沒有燒傷又無壓傷而死亡的人員,究其原因,據(jù)火災(zāi)后對尸體驗檢,發(fā)現(xiàn)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(zāi)現(xiàn)場中熱、煙、毒方面的一些規(guī)律,對于我們今后認(rèn)識火災(zāi)和在火災(zāi)發(fā)生后進(jìn)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最高可達(dá)到1000°C以上。在1000°C火焰的烘烤下,鋼結(jié)構(gòu)在很短的時間里就會失去承受力,從而導(dǎo)致建筑物部分結(jié)構(gòu)坍塌。室內(nèi)火災(zāi)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(chǎn)生的火焰和高溫?zé)煔猓故覂?nèi)空間達(dá)到一定溫度,同時加熱該室的各個壁面。整個室內(nèi)的熱量大致這樣分布:一部分可由房間墻壁由內(nèi)向外以導(dǎo)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(nèi)。其中由導(dǎo)熱傳遞的熱量所占的比例不大,室內(nèi)空間的溫度(墻壁內(nèi)表面的溫度)由于可燃物的持續(xù)燃燒而繼續(xù)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(nèi)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(dāng)輻射傳熱很強時,離起火物較遠(yuǎn)的可燃物也會被引燃,火勢將進(jìn)一步增強,室內(nèi)溫度也將繼續(xù)升高。這種相互作用促使火災(zāi)轉(zhuǎn)化為一種極為猛烈的燃燒——轟燃(Flashover)。火災(zāi)進(jìn)入這一階段后,在相當(dāng)短的時間內(nèi),溫度會從400°C-500°C猛增到800°C-900°C,局部溫度甚至高達(dá)1100°C,這時,由斯蒂芬-玻爾茲曼定律(Eb=Cb(T/100)4)知,其相應(yīng)的黑體輻射可高達(dá)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(huán)境下,人的生存必然受到極大的威脅,假若在轟燃出現(xiàn)時房間內(nèi)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?;饒鰷囟冗_(dá)到49-50°C時,會使人的血壓迅速下降,導(dǎo)致循環(huán)系統(tǒng)衰竭。如果吸入的氣體溫度超過70°C,就會使氣管、支氣管內(nèi)黏膜充血長出水泡,毛細(xì)血管破壞,以致血液不能循環(huán),組織壞死,特別是會導(dǎo)致腦神經(jīng)中樞破壞而死亡。據(jù)統(tǒng)計,在人體很快吸熱的情況下,它超過了從體內(nèi)蒸發(fā)出來附在人體表面的濕氣的消耗,引起虛脫進(jìn)而喪失逃生的能力。燃燒產(chǎn)物產(chǎn)生的很高的熱能,會引起熱對流或熱輻射,引起新的火點,或?qū)⒃S多可燃物加溫到著火點以上,分解出大量可燃性氣體,當(dāng)有大量空氣補進(jìn)時,會使可燃物迅速著火而形成燃爆,使火勢擴(kuò)大蔓延。

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