二、煙氣的釋放規(guī)律

　　熱解和不完全燃燒是高分子材料在火災(zāi)中產(chǎn)生有毒氣體的兩種途徑。大量的研究表明，火災(zāi)中有毒氣體的釋放速率和總量除了取決于燃燒溫度外，還與高分子材料是否阻燃有關(guān)。下面我們以聚氨酯泡沫塑料為例，就高分子材料火災(zāi)煙氣的釋放規(guī)律進行分析：

　　聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，是由異氰酸酯與多元醇反應(yīng)制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段（－NH－CO－O－）重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。泡沫塑料是聚氨酯合成材料的主要品種之一，它的主要特征是具有多孔性，因而相對密度小、比強度高，而根據(jù)所用原料和配方的不同，又可制成軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。根據(jù)實驗結(jié)果顯示[6]，聚氨酯一般在150～300℃開始熱解，其產(chǎn)物主要是一氧化碳和氰化氫；在缺氧情況下，800℃裂解時還可產(chǎn)生二氨基甲苯、乙腈、丙烯腈、吡啶和苯腈等有毒氣體。以軟質(zhì)聚氨酯泡沫（海綿）為例，由于自身比表面積大、對氧吸附性較強、熱穩(wěn)定性差，因而當溫度高于60℃時就會發(fā)生軟化，溫度高于160℃時即分解自燃，遇明火或熾熱火焰時，就直接著火燃燒并釋放出濃煙和毒氣。而以硬質(zhì)PAPI系泡沫為例，HCN（氰化氫）發(fā)生量最高溫度約為500℃，在這溫度以上，由于HCN自身可燃將著火燃燒，就會使HCN氣體發(fā)生量降低；反之，溫度低于500℃左右時，HCN的發(fā)生量就隨溫度的上升而增加。

　　另外，實驗結(jié)果還表明[7]，經(jīng)過阻燃處理的塊狀軟質(zhì)聚氨酯泡沫一旦發(fā)生燃燒，其有毒氣體釋放的速率和總量要比未經(jīng)過阻燃處理的塊狀軟質(zhì)聚氨酯泡沫燃燒時要大得多。單位面積（1M2）未阻燃的塊狀軟質(zhì)聚氨酯泡沫在燃燒3min后，CO（一氧化碳）的釋放總量為6.7g，釋放最大速率為4.7g/min?m2,HCN（氰化氫）的釋放總量為710mg，釋放最大速率為1960mg/min?m2；而相同大小阻燃的塊狀軟質(zhì)聚氨酯泡沫在燃燒3min后，CO的釋放總量為31.8g，釋放最大速率為21.2g/min?m2,HCN的釋放總量為3750mg，釋放最大速率為6670mg/min?m2。

　　因此，在火災(zāi)初期，由于火場溫度還不是太高，高分子材料在發(fā)生分解和不完全燃燒時產(chǎn)生的CO、HCN（氰化氫）等有毒氣體（本身可燃）不能全部參與到火場燃燒中而被消耗，致使這一時期釋放出來的煙氣中有毒氣體含量最高、毒性最強，足以使身處火災(zāi)中的人員在還不知道是怎么一回事或者還沒等消防人員到場施救的情況下已經(jīng)中毒死亡了。這一點已被眾多的火災(zāi)案例證明，其現(xiàn)狀往往慘不忍睹。以昆明市官渡區(qū)小板橋2006年“8.10”特大火災(zāi)為例，起火地點為一沙發(fā)坐墊加工小作坊，消防隊員從接警到火災(zāi)撲滅，僅用了40多分鐘的時間，過火面積150平方米，整個火災(zāi)撲救可以說非常成功，但正是由于起火層1層中大量堆放的聚氨酯泡沫塑料（海綿）燃燒釋放出來的濃煙和有毒氣體，致使3層的7人、2層的1人和1層的2人在消防隊員成功救出時已經(jīng)死亡。類型的情形，在今年年底的3起重大火災(zāi)中再度上演。

　　三、防煙措施

　　首先，對建筑裝修、裝飾材料和家具制造中廣泛使用的高分子材料進行阻燃抑煙處理，是減少火災(zāi)有毒煙氣產(chǎn)生的根本方法。在室內(nèi)裝修時，須盡量采用不燃（A級）或難燃（B1級）材料，特別是頂棚應(yīng)采用不燃裝修材料，頂棚材料阻燃性能應(yīng)高于墻面，墻面應(yīng)高于地面；一般規(guī)定樓梯間的裝修材料應(yīng)采用A級；門廳和走道的頂棚應(yīng)采用A級材料，其墻面和地面的裝修材料應(yīng)采用不低于BI級材料。

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　　阻燃劑是一類能夠提高高分子材料耐燃性，延緩燃燒速度或阻止其燃燒的助劑。一般而言，阻燃劑的阻燃作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面[8]HO?、H?、?O?、HOO?等自由基，一旦自由基的連鎖反應(yīng)被切斷，就使燃燒的火焰熄滅；4.阻燃劑可將燃燒熱分散或吸收，降低了聚合物的溫度，從而減緩了分解和燃燒；4.聚合物-阻燃體系能分解產(chǎn)生H2O、HCl、HBr、CO2、NH3、N2等不燃氣體，就可將可燃氣體稀釋，達到阻燃目的。：1.阻燃劑分解產(chǎn)物的脫水作用使有機物炭化變焦，從而促進單質(zhì)碳的生成,所生成的炭黑皮膜，難以引起產(chǎn)生火焰的燃燒，從而起到阻燃的作用；2.阻燃劑分解形成不揮發(fā)性的保護皮膜覆蓋在樹脂的表面，從而把空氣遮斷，起到阻燃的目的；3.阻燃劑分解產(chǎn)物捕獲高分材料燃燒時分解的

　　根據(jù)阻燃劑的使用方法可分為添加型和反應(yīng)型兩類，添加型阻燃劑是在高分子材料的加工過程中摻入到高分子材料中，多用于熱塑性高分子材料。反應(yīng)型阻燃劑是在高分子聚合物合成過程中作為單體化學(xué)鍵合到高分子聚合物分子鏈上，多用于熱固性高分子材料，有些反應(yīng)型阻燃劑也可用作添加型阻燃劑。按照化學(xué)結(jié)構(gòu)，阻燃劑又可分為無機和有機兩類，在這些化合物中多含有鹵素和磷，有的含有銻、硼、鋁等元素。此外，硅和其化合物也可作為阻燃劑使用。

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　　由于高分子材料大量采用的阻燃技術(shù)和工藝來降低其燃燒速度，致使高分子材料在燃燒過程往往發(fā)生不完全燃燒而釋放出大量的有毒濃煙，嚴重妨礙了火場中被困人員的逃生和救援人員的搜救行動，因此，在對高分子材料進行阻燃處理的同時，還必須采用化學(xué)抑煙技術(shù)來進一步增強高分子材料本身的抑煙作用，最大程度地減少燃燒所釋放的煙氣濃度?；瘜W(xué)抑煙技術(shù)主要是采用氫氧化鋁、碳酸鈣等具有抑煙作用的化合物[9]。氫氧化鋁分解時吸熱,同時放出水蒸汽,可與煙霧中碳粒發(fā)生反應(yīng)而吸熱,從而有效地降低氣相溫度,降低燃燒速度和煙量。

　　目前，在化學(xué)建筑材料中經(jīng)常使用的阻燃消煙劑主要有[3]：1.鐵粉和氧化鉬的混合物；2.鐵粉、氧化鉬和氧化銅的混合物；3.氰亞鐵酸堿金屬鋅或氰亞銅酸鉀鋅；4鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋇、鋯、錳或鐵的氧化物、氫氧化物、鹽或鏈烷羧酸鹽與磷酸三酯并用；5.雙茂乙基鐵；6.氧化釩或乙酰甲基2一羥基異丁酸釩；Cr2S3、Cu3N,Cu2S,CuS,FeS,MoB2,SnS2,TiB2的化合物及其混合物。

　　其次，要嚴格按照規(guī)范要求，不斷完善建筑防、排煙設(shè)施，以便切斷或阻止煙氣擴散蔓延，盡開排出火災(zāi)產(chǎn)生的煙氣，確保被困人員的安全和疏散通道的暢通。

　　建筑中常見的防、排煙設(shè)施有：1.防煙分區(qū)。是指為控制煙氣的任意流動，在屋頂設(shè)置擋煙隔板、擋煙垂壁或者利用頂棚向下突出0.5米梁等構(gòu)件，在建筑物的防火分區(qū)內(nèi)劃分為多個防煙空間，再利用排煙設(shè)備通過排煙口、排煙管道等把煙氣排除。2.防煙樓梯間、封閉樓梯間。利用防火門、防火卷簾等設(shè)施，把用于疏散的樓梯間、電梯前室等做成相對封閉的安全空間，在火災(zāi)的侵襲下保證有足夠的時間供人們疏散逃生。3.對中央空調(diào)的通風(fēng)管道，在穿越樓層處、穿越防火防煙分區(qū)處設(shè)置防火閥，當管道內(nèi)氣體的溫度達到一定數(shù)值時，防火閥自動關(guān)閉從而切斷高溫流動煙氣。對豎向管道井則采取每隔2～3層用非燃燒材料進行密封分隔，防止形成煙囪效應(yīng)。4.機械送風(fēng)設(shè)施。對于疏散樓梯間、電梯前室、避難層等人員疏散和避難空間，可以通過正壓送風(fēng)的方式，提高空氣的壓力，使煙氣不能侵入這些部位。5.進行自然排煙時可開啟的外窗。在建筑物預(yù)設(shè)的可開啟外窗，火災(zāi)時自動或人工方式打開外窗，將煙氣排到室外。

　　最后，要牢固樹立防煙意識與防火意識同等重要的觀念，在做好防火宣傳教育的同時，也要讓更多的人真正了解火災(zāi)煙氣對人體巨大的危害性，使“煙氣猛于火”的思想能夠深入人心，切實提高人們在面對高溫、濃煙、有毒、混亂等復(fù)雜條件時的自救逃生能力。