第1章 认识火灾(1)
时至今日,火已经成为我们日常生活中不可或缺的一分子了,我们需要它。然而,世间万物,总会物极必反,对火的利用不当,或者是不注意,就有可能造成火灾隐患,这是我们不希望看到的,想要避免火灾的发生,我们就要去认识火灾、了解火灾、进而预防火灾。
人类与火
古希腊神话故事中,有一个关于火的传说:永生不死之神普罗米修斯从众神居住的奥林匹斯山上偷来了天火装在芦苇管里送到人间,使人类掌握了火,认识了火,开始使用火。普罗米修斯却因此受到了难以想象的惩罚。宙斯把普罗米修斯拴在高加索山最高的悬崖峭壁上,派两只兀鹰来啄食他的五脏。日复一日,使普罗米修斯忍受着永无尽期的苦难。普罗米修斯毫不屈服,拒绝向宙斯妥协。他绝不后悔为人类偷盗天火送去温暖和光明的壮举。
勇敢无畏、可敬可佩的天神牺牲了自我,换来了人类世界的新生。火因而成了光明、吉祥的象征。
火是人类赖以生存和发展的自然力之一。古人除长期保存自然界雷击火、自然火外。终于在漫长的社会实践中发现了两木相互磨擦生热达到一定程度时也会产生火,这些人就是中国传说中上古时代的燧人氏。燧人氏的钻木取火,使人类彻底摆脱了茹毛饮血、寒冷黑暗的野生生活。人类对取火技巧的掌握,加强了对自然力的控制能力,成为人类征服自然的武器和手段,人类社会因此而进入了文明时代。
火是人类进化程度的重要标志之一,是“人猿揖别”的分界。人类对火的利用在人类进化史上具有划时代的意义。恩格斯在谈到其巨大的历史意义时,深刻地指出:“毫无疑问,就世界解放作用而言,摩擦生火还是超过了蒸气机,因为摩擦生火第一次使人类支配了一种自然能力,从而最终把人类和动物界分开”,“人们只是学会了摩擦取火以后,才第一次迫使一种无生命自然力替自己服务。”
中华民族用火的历史渊源流长,中国先民用火的历史相当久远,可上溯到史前。1965年在云南省元谋县上蚌村发现的猿人化石被命名为元谋人。据考证元谋人正式年龄距今已170万年。元谋人是亚洲最早的人类,并可称为世界上最早的直立成人的代表。在元谋人遗址中发现的炭屑证明,远在170万年前生活在中华大地上的原始人已经使用火了。这是迄今为止,世界上人类用火历史最久远的民族,因此西方学者甚至认为“人类起源的钥匙”
掌握在中国人手里。
正是火推动了滚滚向前的历史巨轮。现代社会里,从人们的日常生活到汽车业、化工业、航天工业乃至一切高科技技术领域都离不开火这一动力源泉。是火使人类远离愚昧步入文明,火为推动社会进步建立了不朽的功勋。在新的时代,它必将会作出更大的贡献。
在世界文化的星河中,火始终是最璀璨最耀眼的那一颗。
火把节是彝、白、傈僳、拉祜、蒙古、纳西、基诺等兄弟民族的盛大传统节日,广泛流传于云南各地和四川、贵州的部分地区,多在农历六月二十四日或二十五日前后几天举行,一般为期1~3天。关于火把节的来历,有这样一个传说:天上有个大凶神叫斯热阿比奉天王之命,来到人间勒索粮款,彝族英雄阿提拉巴和凶神苦斗了九天九夜,杀死了凶神为民除害。天王大怒,就放出大批蝗虫、螟蛾来吃庄稼。人们在阿提拉巴的带领下举起火把。把“天虫”烧了三天三夜,保护了庄稼。从此,人们就在这一天欢度火把节。火给人类带来了光明和温暖,带来了健康和智慧。火成了古人和多民族文化中的“火神”,受到了人们的尊崇。
用火、防火则是人类在认识利用自然、改造自然过程中实施生存保护智慧的卓越表现。
据司马迁《史记·五帝记》中记载,传说是中国中原地带各族共同祖先的黄帝就已主张,对山林草原不可任意放火烧荒,应按时令有节制地用火,以防浪费和发生火灾。
《周易》提出了:“水在火之上即济君子以思患而预防之”这一居安思危,预防火灾的思想。春秋初期齐国的政治家管仲认为,是否重视和善于防火救火,是关系国家贫富的一个重要问题,搞好防火救火工作是富国之道。东汉荀悦在《申鉴·杂音》中指出“防为上、救次之、戒为下”的“防患于未然”的道理。至今其“防患于未然”哲理的现实意义仍作为消防工作的指导思想之一。
《孙子兵法》中的《火攻篇》
根据火的燃烧及地形、地物、气象等条件,形象地阐述了用火攻敌致胜的战略战术思想。篇中言:“凡火攻有五:一曰火人(火烧营寨)、二曰火积(火烧粮草)、三曰火辎(火烧器械装备)、四曰火库(火烧军需库)、五曰火队(火烧军队)。
行火必有因,烟火必具素,发火有时,起火有日。凡火攻必因火之变而应之。”再现古人对用火有着十分深刻的研究和丰富的见解。
三国时期的火烧博望坡、火烧赤壁、火烧连营,战国时代齐国田单的火牛阵……无一不是惊心动魄用火故事的佳酿。
在中华民族的历史文化长廊中,从烧制陶瓷到金属冶炼,从火药到活字印刷术的发明,从民间“小心烛火”的谚语到先哲们提出的救火、防火之道都充分体现着中华民族对于火的聪明才智,都充分的博大精深。
可燃物的着火
1.气体可燃物的着火
气体可燃物的着火可以用热着火理论和链着火理论来解释,但是气体可燃物在助燃剂中燃烧时,存在着火浓度界限和最低着火温度。
气体可燃物的燃烧主要是以预混燃烧和扩散燃烧的方式进行。我们从烃类物质的燃烧进一步了解气体燃烧。烃是复杂的碳氢化合物。它的氧化反应当然比氢的氧化反应更加复杂。由于高分子烃在发火前的链反应比较多,所以在较低温度下,也能引起燃烧。大量的实验证明,烃类在内燃机中的自发着火过程,一般经历着冷焰、蓝焰和热焰三个阶段。
约在300℃以下,由于温度较低,烃被缓慢氧化生成过氧化物,同时温度逐渐上升。当过氧化物达到一定浓度就出现淡青色火焰。因为火焰的温度较低,在300~400℃范围之内,故称为冷焰。
此时烃的过氧化急速分解,生成甲醛。甲醛再被氧化,生成一氧化碳。
温度继续升高,则发生蓝色火焰,称为蓝焰。这时发生的反应是一氧化碳燃烧生成二氧化碳。
一旦越过发火温度,就产生黄色的热焰,在冷焰过程中生成和积聚的大量甲醛,在一定的温度下爆炸地分解生成醛基HCO,同时发生淡蓝色的辉光,即为“蓝焰”。蓝焰的特征谱线是HCO,蓝焰伴随自由基HCO而生存,其最终产物是一氧化碳;同时烃类裂解成各种不同深度的产物,蓝焰的化学反应深度比冷焰大,但仍不完全燃烧。蓝焰持续时间很短,过程中一氧化碳的生成量不多。温度愈高,则蓝焰过程愈短,故常把蓝焰、热焰视为一体。
2.液体可燃物的着火
液体可燃物着火特性和蒸发特性有关,闪点是表示蒸发特性的重要参数。闪点越低越容易蒸发。因此液体可燃物燃烧时,火焰并不紧贴在液面上,而是在空间的某个位置由蒸发出的蒸气形成预混火焰或扩散火焰。
液体可燃物一般储存在管道或容器中,燃烧致灾不仅会成为火灾,还会由于在有限空间内体积的膨胀,尤其是蒸发出的可燃气体导致管道、容器内压强急剧升高使得储器破裂引发更大火灾甚至会发生爆炸。如1960年10月前苏联发射SS—7洲际弹道导弹时,一级运载火箭燃料储箱泄漏,火箭提前点火,火箭发生爆炸,导弹全部炸毁,145人当场丧生,其中包括战略导弹司令M.涅杰元帅;1965年在美国阿肯色州导弹基地,由于推进剂作业人员操作不慎,用焊枪和扳手戳破推进剂管道,导致爆炸着火,致使53人死亡;1986年1月28日,美国“挑战者”
航天飞机由于液氢储箱密封失效,起飞73秒即发生爆炸,大量液氢泄漏引起爆炸,航天飞机炸毁,7名宇航员死亡。因此,必须加强对高温环境中液体可燃物的监控,以防止或减少火灾的发生。
3.固体可燃物的着火
固体可燃物可分为天然物质,如木材、草、煤炭等,人工合成物质,如橡胶、塑料、纺织品等。现代社会中,各种合成材料广泛使用,它们的燃烧特点介绍如下。
(1)合成纤维的燃烧特点
(1)涤纶其主要成分为聚对苯二甲酸乙二酯,又称聚酯,涤纶为可燃物品,燃烧速度快。当涤纶接近火焰时,边熔融边冒黑烟燃烧。有芳香气味,灰烬为黑色玻璃状物。(2)氯纶其主要成分为聚氯乙烯。
氯纶为难燃纤维,当接近火焰时,收缩熔融,不发火,有刺激性气味,离开火源后自行熄灭。
(3)锦纶其主要成分为聚酰胺,锦纶为可燃纤维,当接近火焰时,边熔融边缓慢燃烧,冒白烟,有刺激性气味,灰烬为褐色玻璃球硬块。
(4)腈纶其主要成分为聚丙烯腈,腈纶为易然纤维,当接近火焰时,边收缩熔融边燃烧,有特殊气味,灰烬为黑色而发脆的块状物。
(2)塑料的燃烧特点(1)聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等均为易燃塑料,离开火焰后都能继续燃烧,受热后表面发生软化、熔融、滴落,发烟量较大,火焰温度高。
(2)酚醛塑料、三聚氰胺塑料等为难燃塑料,离开火焰后呈不燃状态。
燃烧过程中发黄色火焰,有甲醛气味。
表面受热后发生膨胀、裂纹。
(3)橡胶的燃烧特点
(1)天然橡胶:天然橡胶无一定熔点,受热逐渐软化,在130℃~140℃时,则完全软化,呈熔融状态;发生火灾时橡胶受高温熔融后,向四周流淌,经冷却后又逐渐凝固。橡胶的相对密度<1,能浮在水面上燃烧。
(2)合成橡胶:丁苯橡胶、氯丁橡胶在400℃~800℃时能发生热分解,其分解产物分别为苯乙烯、氯丁二烯。
燃烧产物分别为一氧化碳、二氧化碳、氯气等有毒或腐蚀性气体。它会蔓延。因此,了解火灾蔓延相关的知识及其重要。
认识火灾
人类能够对火进行利用和控制,是文明进步的一个重要标志。火,给人类带来文明进步,带来光明和温暖。但是,失去控制的火,就会给人类造成灾难。火灾,是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
在各种灾害中,火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。所以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴而生的,人们在用火的同时,不断总结火灾发生的规律,尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。
对于火灾,在我国古代,人们就总结出“防为上,救次之,戒为下”
的经验。随着社会的不断发展,在社会财富日益增多的同时,导致发生火灾的危险性也在逐渐增多,火灾的危害性也越来越大。随着社会和经济的发展,消防工作应运而生。
在我国首次出现“消防”一词是1903年由日本传来的,“消防”
的含义是消弭与预防火灾、水患等灾害,所以直至辛亥革命后还称为“消防火灾水患”。20世纪20年代前后,仍称灭火与防火者为“消防火灾”。后来约定俗成,“火灾”
二字被省略,“消防”才具有目前预防和扑灭火灾的含义。
“预防和扑灭火灾”是对消防立法意义的总体概括,它包括了两层含义:一是做好预防火灾的各项工作,防止发生火灾;二是火灾绝对不发生是不可能的,而一旦发生火灾,就应当及时、有效地进行扑救,减少火灾的危害。现代的消防队就在这两点的基础上控制火灾,保障人民的生命财产安全。按照火灾的类型,火灾分为A、B、C、D四类。
A类火灾:指固体物质火灾。
这种物质往往具有有机物性质,一般在燃烧时能产生灼热的余烬。如木材、棉、毛、麻、纸张火灾等。
B类火灾:指液体火灾和可熔化的固体火灾。如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾等。
C类火灾:指气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气火灾等。
D类火灾:指金属火灾。指钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金火灾等。
按照火灾的等级,可分为特别重大火灾、重大火灾、较大火灾和一般火灾四个等级。
特别重大火灾,指造成30人以上死亡,或者100人以上重伤,或者1亿元以上直接财产损失的火灾。
一般火灾,指造成3人以下死亡,或者10人以下重伤,或者1000万元以下直接财产损失的火灾。
较大火灾,指造成3人以上10人以下死亡,或者10人以上50人以下重伤,或者1000万元以上5000万元以下直接财产损失的火灾;
重大火灾,指造成10人以上30人以下死亡,或者50人以上100人以下重伤,或者5000万元以上1亿元以下直接财产损失的火灾。
火灾的危害
随着现代化工业的发展,国民经济的增长和国民收入的增加,火灾给社会带来的威胁越来越大。古谚说:水火无情。它不仅毁灭了人类劳动创造的财富,而且无情地吞噬了许多人的生命,造成了一幕幕人间悲剧。火灾的危害有以下几种。
1.烧毁社会财富
中国有句话:“贼偷三次不穷,火烧一把精光。”这说明,如果发生火灾,往往能使人们辛苦创造的物质财富化为灰烬,造成直接和间接的经济损失。
火灾造成的直接损失虽然巨大,但是火灾造成的间接财产损失更为严重。现代社会各行各业密切联系,牵一发而动全身。一旦发生重、特大火灾,造成的间接财产损失之大,往往是直接财产损失的数十倍。
1990年7月3日,四川省梨子园铁路隧道因油罐车外溢的油气遇到电火花导致爆炸起火。这起火灾直接财产损失仅500万元,但致使铁路运输中断23天,26日全线通车,造成成千上万旅客滞留和许多单位停工待料,间接财产损失难以估算。
2.造成人员伤亡
火灾给人类的生命安全也带来了严重的威胁和损害。现代社会,物质文明高度发达,人口相对集中,火灾一旦发生,造成的人员伤亡数也会显着增加。
纵观以往的火灾案例,我们发现,发生火灾后总有死亡现象的发生,导致死亡的原因主要有以下四种:
(1)有毒气体
特别是一氧化碳,毒性最大。
我们日常使用的煤、木材等在不完全燃烧时都会产生一氧化碳,常用的建筑材料燃烧时所产生的烟气中一氧化碳含量高达2~5%。空气中一氧化碳的浓度达到1.3%时,人吸上两三口就会失去知觉,呼吸1~3分钟就会导致死亡。1995年12月8日,广州着名桑拿室——广涛阁芬兰浴池失火,18位女性因吸进大量一氧化碳及其他有毒气体而窒息死亡。
(2)缺氧
燃烧消耗了氧气,火灾中的烟气常呈低氧状态,人吸入这种低氧的烟气,会造成缺氧,进而可致人死亡。美国曾对933起建筑火灾中死亡的1464人的死亡原因进行统计分析,发现其中因缺氧窒息和中毒死亡的有1062人,占总数的72.5%。
(3)烧伤
火焰或热气会使人的皮肤大面积受伤,并引发各种并发症,从而致人死亡。
(4)吸入热气
燃烧会产生高温,人在温度超过体温的环境中,会出现过多出汗、脱水、疲劳、心跳加快等现象。如果直接受到火焰的烘烤,所吸入的高温热气会使人出现气管炎和肺水肿,进而窒息死亡。