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火種教育:消防工程師火災風險來源分析

在全國的火災統計中,由各種誘因引發的電氣火災,一直居于各類火災原因的首位。根據以往對電氣火災成因的分析,電氣火災原因主要有以下幾種:(1)接頭接觸不良導致電阻增大,發熱起火;(2)可燃油浸變壓器油溫過高導致起火;(3)高壓開關的油斷路器中由于油量過高或過低引起氣體爆炸起火;

2020.11.25

一、火災危險源

(一)客觀因素

1.電氣引起火災

在全國的火災統計中,由各種誘因引發的電氣火災,一直居于各類火災原因的首位。根據以往對電氣火災成因的分析,電氣火災原因主要有以下幾種:

(1)接頭接觸不良導致電阻增大,發熱起火;

(2)可燃油浸變壓器油溫過高導致起火;

(3)高壓開關的油斷路器中由于油量過高或過低引起氣體爆炸起火;

(4)熔斷器熔體熔斷時產生電火花,引燃周圍可燃物;

(5)使用電加熱裝置時,不慎放入高溫時易爆物品導致爆炸起火;

(6)機械撞擊損壞線路導致漏電起火;

(7)設備過載導致線路溫度升高,在線路散熱條件不好時,經過長時間的過熱,導致電纜起火或引燃周圍可燃物;

(8)照明燈具的內部漏電或發熱引起燃燒或引燃周圍可燃物。

2.易燃易爆物品引起火災

爆炸一般是由易燃易爆物品引起。可燃液體的燃燒實際上是可燃液體蒸氣的燃燒。柴油屬于丙類火災危險性可燃液體,其閃點為60-120℃,爆炸極限為1.5%~6.5%。柴油的電阻率較大,易于積聚靜電。柴油的爆炸可分為物理爆炸和化學爆炸。如果存放柴油的油箱過滿,沒有預留一定的空間,則在高溫環境下,柴油受熱鼓脹發生爆炸。另外,如果油箱密封不嚴,造成存放的柴油泄漏揮發,或油箱內的柴油蒸氣向外揮發,在儲油間內的柴油蒸氣達到其爆炸極限的情況下,遇到明火、靜電或金屬撞擊形成的火花時,都會產生爆炸。

3.氣象因素引起火災

火災的起數與氣象條件密切相關,影響火災的氣象因素主要有大風、降水、高溫以及雷擊。

(1)大風

大風是影響火災發生的重要因素。大風時不但可能吹倒建筑物、刮倒電線桿或者吹斷電線,引起火災,而且它還可以作為火的媒介,將某處的飛火吹落至別處,導致火場擴大,或產生新的火源,造成異地火災。此外,大風也是助長火勢蔓延的一個重要因素。風速大,火災蔓延也快,特別是風干物燥,大風天易于起火成災,而且易于擴大燃燒面積。

(2)降水

降水對火災的影響作用可以分為兩個方面。一方面,降水增加了可燃物的含水量,潮濕的可燃物遇火不易燃燒,火勢也不易蔓延,所以降水是火災發生、蔓延的抑制因素。另一方面,降水大小對自燃物質也有顯著的影響。由于降水增加了空氣濕度,使自燃物質的濕度加大,一定的水分能起到催化劑的作用,可加速自燃物質的氧化而自燃。尤其是在出現暴雨的時候,由于具有突發性、來勢猛、強度大及局地性強的特點,往往在短時間內積聚大量的雨水,如果排水不暢,可能造成局部積水,嚴重時甚至會形成局部洪澇,使電氣線路和設備短路,引起火災。

(3)高溫

在高溫環境下,生產生活用電負荷將增大,使電氣線路處于滿負載狀態,加速了電氣線路的老化。同時,對于存在自燃起火危險的物品,高溫環境將有利于其自然氧化。氣象上把更高氣溫高于35℃定義為高溫天氣;把日平均氣溫高于30℃(或日更低氣溫高于25℃)定義為高溫悶熱天氣。

(4)雷電

在雷雨天氣中,如果建筑物防雷擊設施不夠齊備,在受到雷擊時,電氣線路容易發生故障、出現燃燒,或者建筑物內部電器設備受到雷的直擊發生爆炸,引起火災。嚴重時可能直接擊中人體,造成人員傷亡。

(二)人為因素

1.用火不慎引起火災

用火不慎主要發生在居民住宅中,主要表現為:用易燃液體引火或灶前堆放柴草過多,引燃其他可燃物;用液化氣、煤氣等氣體燃料時,因各種原因造成氣體泄漏,在房內形成可燃性混合氣體,遇明火產生爆炸起火;家庭炒菜煉油,油鍋過熱起火;未完全熄滅的燃料灰隨意傾倒引燃其他可燃物;夏季驅蚊,蚊香擺放不當或點火生煙時無人看管;停電使用明火照明,不慎靠近可燃物,引起火災;煙囪積油高溫起火。

2.不安全吸煙引起火災

吸煙人員常常會出現隨便亂扔煙蒂、無意落下煙灰、忘記熄滅煙蒂等不良吸煙行為,一部分導致火災。由香煙引起的火災,以引燃固體可燃物,尤其是引燃床上用品、衣服織物、室內裝璜、家具擺設等居多。據美國加利福尼亞消防部門試驗,燒著的煙頭的溫度范圍從288℃(不吸時香煙表面的溫度)到732℃(吸煙時香煙中心的溫度)。有的資料還介紹,一支香煙停放在一個平面上可連續點燃24分鐘。熾熱的香煙溫度,從理論上講足以引起大多數可燃固體以及易燃液體、氣體的燃燒。

3.人為縱火

放火造成的人員傷亡僅次于用火不慎。放火的原因有多種,主要可分為是社會內部矛盾的激化和敵對勢力蓄意破壞。根據火災燃燒學的原理,引起火災的前提是滿足物質燃燒的三個必要條件,即點火源(能量)、可燃物和助燃劑(氧氣等)。在這幾個條件之中,可燃物和助燃物無處不在,所以要防止放火致災,關鍵是控制火種和易燃物,如果火種或易燃易爆危險物品控制不力,都有可能發生人為縱火的事件。

二、建筑防火

(一)被動防火

1.防火間距

防火間距是兩棟建(構)筑物之間,保持適應火災撲救、人員安全疏散和降低火災時熱輻射等的必要間距。為了防止建筑物間的火勢蔓延,各幢建筑物之間留出一定的案例距離是非常必要的。這樣能減少輻射熱的影響,避免相鄰建筑物被烤燃,并可提供疏散人員和滅火戰斗人員的必要場地。影響防火間距的主要因素有:1)熱輻射;2)熱對流;3)建筑物外墻開口面積;4)建筑物內可燃物的性質、數量和種類;5)風速;6)相鄰建筑物的高度;7)建筑物內消防設施的水平;8)滅火時間的影響。

2.耐火等級

為了保證建筑物的安全,必須采取必要的防火措施,使之具有一定的耐火性,即使發生了火災也不至于造成太大的損失,通常用耐火等級來表示建筑物所具有的耐火性。一座建筑物的耐火等級不是由一兩個構件的耐火性決定的,是由組成建筑物的所有構件的耐火性決定的,即是由組成建筑物的墻、柱、梁、樓板等主要構件的燃燒性能和耐火極限決定的。

3.防火分區

防火分區是指采用防火分隔措施劃分出的、能在一定時間內防止火災向同一建筑的其余部分蔓延的局部區域(空間單元),主要通過涵蓋面積來確定。通過劃分防火分區這一措施,在建筑物一旦發生火災時,可以有效地把火勢控制在一定的范圍內,減少火災損失,同時可以為人員安全疏散、消防撲救提供有利條件。防火分區主要是通過能在一定時間內阻止火勢蔓延,且能把建筑內部空間分隔成若干較小防火空間的防火分隔設施來實現的,常用防火分隔有防火墻、防火門、防火卷簾等。

4.消防撲救條件

建筑的消防撲救條件可根據消防通道和消防撲救面的實際情況進行衡量。消防通道是指包括有無穿越建筑的消防通道、環形消防車道以及消防電梯等。消防通道的暢通及完備可以保證火災時消防車能夠順利到達火場,消防人員迅速開展滅火戰斗,及時撲滅火災,更大限度地減少人員傷亡和火災損失。在實際建筑中,消防車道一般可與交通道路、橋梁等結合布置。消防撲救面是指登高消防車能靠近主體建筑,便于消防車作業和消防人員進入建筑進行搶救人員和撲滅火災的建筑立面。

5.防火分隔設施

如前所述,常用的防火分隔設施有防火墻、防火門以及防火卷簾等。在通過消防設計審核和驗收之后,防火墻就基本上就不會發生什么變化。而防火門和防火卷簾即使在消防設計審核和驗收之后,在實際運行時也有可能出現一些問題,包括常閉防火門未關閉或關閉不嚴、防火門損壞;防火卷簾下部堆放物品,或是維護保養不及時,致使滑軌滑槽銹蝕,造成防火卷簾無法達到預定位置;常開防火門由于控制系統損壞或出現故障,緊急情況下無法關閉。如果出現上述種種問題,都會使防火分區不能達到預定的消防設計要求,無法實現火災時防止火災蔓延的目的。

(二)主動防火

1.滅火器材

滅火器材在很大程度上相當于一線的衛士,擔負著撲滅或控制初期火災的重任。滅火器材的配置是否符合要求,以及是否能夠及時維護,保持其完好可用性,都將決定著潛在火勢的發展狀況。根據《建筑滅火器配置設計規范》GB50140,民用建筑滅火器配置場所的危險等級,應根據其使用性質、火災危險性、可燃物數量、火災蔓延速度以及撲救難易程度等因素,劃分為以下三級:

嚴重危險級:功能復雜、用電用火多、設備貴重、火災危險性大、可燃物多、起火后蔓延迅速或容易造成重大火災損失的場所;

中危險級:用電用火較多、火災危險性較大、可燃物較多、起火后蔓延迅速的場所;

輕危險級:用電用火較少、火災危險性較小、可燃物較少、起火后蔓延較慢的場所。

2.消防給水

消防給水系統完善與否,直接影響火災撲救的效果。據火災統計,在撲救成功的火災案例中,93%的火場消防給水條件較好,水量、水壓有保障;而在撲救失利的火災案例中,81.5%的火場消防供水不足。許多大火失去控制,造成嚴重后果,大多與消防給水系統不完善、火場缺水有密切關系。

3.火災自動報警系統

火災自動報警系統是一套不需要人工操作的智能化系統,一旦建筑物內某個部位發生火災,火災探測器就可以檢測到現場的火焰、煙霧、高溫和特有氣體等信號,并轉換成電信號,經過與正常狀態閾值比較后,給出火災的報警信號,通過自動報警控制器上的報警顯示器顯示出來,告知值班人員某個部位失火。同時通過自動報警控制器啟動報警裝置報警。

火災探測器是火災自動報警系統的重要組成部分,它分為感煙火災探測器、感溫火災探測器、氣體火災探測器、感光火災探測器等四種。在實際應用中將根據火災的特點、安裝場所環境特征、房間高度等因素選擇合適的探測器,以達到及時、準確報警的目的。

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