(2)材料的形式。同样的木材制成牙签或加工成圆木,尽管燃点相同,但是当牙签的表面被加热时,由于热量没有扩散的地方,牙签很快就被点燃了。然而,圆木表面的热量可扩散到圆木内部,因而需要更高的温度或更长的时间给圆木加热,才能使其燃烧。一旦除去外部热源,圆木温度较低的内部将吸收其表面的热量,使整个圆木温度下降到燃点以下。持续的大火代表了一种连锁反应。例如,当某人在壁炉里点燃一堆木头时,最初的热量由划火柴摩擦提供的,然后是火柴头上的化学物质燃烧,接着是火柴棍燃烧。这样产生的温度并不高,但火柴的形状和材料使其能产生一连串反应。在壁炉里先将纸和木屑点燃生火,当更多的燃料燃烧起来时,温度就变得越来越高;持续一定时间,木头就会因积累的热量比扩散到空气中和木头里的热量多而发生燃烧;如果能产生足够的热量,木头就不需外界的热源自己持续燃烧。
(3)作为可燃烧的建筑物内的物品。建筑物内可燃烧的物品有许多,如纸张、生铁、酒精、石棉、硫磺等;装置和设备可以是易燃的或几乎不燃烧的、油垢的或清洁的、轻的或重的。建筑物内物品是由其所处的位置等因素决定了它在火灾中作为燃料的可能性。
每幢房屋或房屋的每一部分都代表不同的风险,必须根据其自身价值或根据其特定种类来进行风险评估。单位面积内可作为敌意之火燃料的可燃物质的预计重量较燃料负载,通常用每单位面积可燃物质的重量表示。根据建筑物的构建及建筑物内物品中的可燃物质燃烧时释放的卡路里热量可估算出一次火灾中的预期热量。由于物质的空间位置对一定时间内燃烧能产生的热量影响很大,对特定场合下燃料负载应由专家来估计。
大多数有着高燃料负载的可燃物质并不是人们所认为的特别危险的材料,因为这样的风险往往被加倍的注意而减少了危险;相反,危险通常是来自散装或大量堆放在狭小空间内的相对来说不那么危险的材料。最高的燃料荷载发生在堆放以下有大量特别危险材料的地方:高度易燃的液体,如轻油产品、酒精等;燃烧时发生爆炸或近乎爆炸状态的物质,如硫磺、硝酸盐,以及各种金属粉末或有机粉末等。
(4)作为燃料的建筑物。燃料负载包括建筑物的可燃结构。木结构建筑物当然比砖石结构、非可燃物质或防火材料建成的建筑物更容易充当燃料。建筑物材料是由可燃物质构成时,它更有可能遭受火灾并以更快的速度把火传给建筑物内外的燃料。下文讨论的建筑物结构类型是根据美国保险事务所在制定财产险费率时所下的结构定义来划分的。消防协会、各种建筑法规、估价手册及一些保险杂志使用不同的分类方法。
①木结构建筑。木结构建筑包括外墙由非可燃物质或燃烧很慢的物质构成,但墙的支撑物、地面和屋顶是可燃物质构成的建筑物。因而,凡是墙上有一层薄砖,又由可燃物质构成的地面,或屋顶是由木结构构成的建筑物都是木结构建筑。许多居民住房和小型商业用房都是木结构建筑。木头的可燃性使得木结构建筑容易遭受火灾,一旦木头着火燃烧起来,整个建筑物结构都可能受到损坏。
②托梁砖石建筑。在托梁砖石建筑中,墙是由自承重的砖石组成的,不需木材的支撑。但建筑物其他部分的支撑物由木材组成,支撑地面和屋顶的托梁和横梁的是木头,而通常屋顶和地面本身就由木头组成。一且发生大火,这类建筑将烧得只剩下一面光墙。墙的某些重要部分会被落下的屋顶撞倒或被烧毁的木横梁拉倒和推倒,甚至在大火强度和持续时间达到一定程度时,砖石自己也会被损坏。在更多情况下,火势没有这么大,火灾后外墙通常还能使用或部分能使用,它们继续支撑着屋顶,同时外墙和屋顶又能给墙内的物品提供一定程度的保护。所以,一旦发生火灾,托梁砖石结构通常也就比木结构建筑处于更有利的状况。
③不易燃烧的建筑。不易燃烧的建筑在防火和火灾保险中是一个特殊的专业术语。它并不指所有都用不易燃烧的材料建造的建筑,许多这样的建筑被归入防火建筑。当一幢建筑物的墙、地板和屋顶是由不易燃烧的材料构成时,它就属于不易燃烧的建筑。一种常见的不易
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燃烧的建筑是全金属建筑,它的墙、屋顶及支撑物都是由轻金属构成。许多轻金属建筑在火灾中并不燃烧,但容易受大火高温的影响,金属构件在大火中会发生膨胀、卷曲、破裂等,因而这样的建筑通常会在大火中倒塌,从而造成建筑物的损失,增加室内物品的损坏程度,给生命安全造成一定的威胁。所以,尽管不易燃烧的建筑在火灾中本身并不燃烧,但并不意味着它一定就比木结构或托梁砖石结构建筑更安全。
④不易燃烧的砖石建筑。不易燃烧的砖石建筑与不易燃烧的建筑相似,它的地面和屋顶由金属或其他不易燃烧的材料构成,但它的墙通常是由砖石或防火材料构成。不易燃烧的砖石建筑通常比前面几种建筑类型防火性能更好。
⑤防火建筑。防火建筑比所有其他的建筑结构具有更好的防火性能。防火建筑的建筑材料比其他的建筑材料更耐高温,但它耐高温的能力也有时间限度,并且不能阻止火灾的发生。防火建筑也会因大火而遭受严重损坏,甚至完全损毁。
3.氧气、气流和有关要素。除了热源和燃料以外,火灾的第三个要素是氧气。燃烧是物质的快速氧化过程,这一过程需要氧气。大多数燃烧中的氧气来源于日常的空气,空气中大约20%是氧气。当氧气不足时,火就会熄灭。温度很高后,燃烧能形成自身的空气供应,空气受热上升形成低压区域,新的空气又向这一低压区域流动。氧气供应越充分,燃烧就越容易发生。当大量氧气存在时,燃料在较低的温度时就能发生燃烧。因此,在氧气充足的地方,如储存氧气瓶的医院、某些工业流程,火灾发生的可能性就会增加。没有外界的氧气供应,一些物质也能燃烧,它们都是氧化剂,如亚硝酸氧化物、硝化纤维素。
(二)损前火灾控制措施
通过除去热源、燃料、氧气或者打断一连串的化学反应能够使火熄灭。各种各样的方法被用来灭火,这些在本节后将讨论。除了火灾开始后采取的灭火措施,还有许多措施能在火灾发生前用来防止火灾发生或减少实际发生的火灾造成的损失。通过控制热源和隔离燃料与热源能够防止火灾发生;通过各种建筑规划设计以控制或减缓火灾的蔓延,减少火灾中财产的损失,从而减少火灾的严重程度,并且还能控制纵火案造成的损失。
1.控制热源。通过降低热源中不必要的热能的积聚可以阻止许多火灾的发生。例如,制定适当的与吸烟、烹调以及加热设备有关的规章制度。
(1)计划热源。应该对计划热源的必要性提出疑问。所有计划用来供能的热源都是必需的吗?对于作为不需要的副产品的热源是否能通过可行的其他安排来避免受热材料的储存或者使用产热过程?此外,在必须要有能源供应的地方,是否使用了超过必要的能源?电器装置是不是过热?高炉、锻炉、窑或其他加热装置是否过量使用?火是否过大或过热?这些问题的答案有助于识别哪些计划热源能被减少。
(2)作为副产品的热能。当热量作为不需要的副产品产生时,有多种防护方案可供选择。在照明中,荧光灯灯管比白炽灯灯泡温度要低,各种机器在摩擦中产生的热量也不同。显然,对于自身产热的材料和供应品应该对其储存量加以控制。比较适合的方法是把这些材料分离,安放在不同地方。通过某些制冷措施缓慢地散热能控制热能的释放。放热过程周围的空气应该保持低温。
(3)电产生的热能。电能释放的功率和途径能由适当的保险丝、自动断路器和接地装置加以控制。接地装置既可用来保护电路,也可用来控制运转的机器、液体粉尘产生的静电,它还能用来对付最强大的意想不到的电源——闪电,通过由避雷针、下接导线、接地棒等部分组成的避雷系统可将电引导到地下。
2·隔离友善之火或热源。阻止友善之火或热源向敌意之火转变的措施取决于热源是计划内的还是计划外的,是固定的还是移动的。
(1)固定地点的计划内的热源。一旦识别出固定地点的计划内的热源,就得将易燃物质与
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热源相隔离。例如,高炉房就不能储存废料、纸张、建筑木材等。在厨房中的主要危险来自于食用油、油脂及食品中的脂肪。此外,积聚在烟道和烟囱上的油污也是造成餐馆火灾的一个要素,除去油污就是一种防火的措施。在电动设备中,首要也是最重要的隔离措施就是要将线路、电动区、电闸等进行隔离。由于大多数的电闸、发动机、电动机会产生电弧,就应该将其与皮棉、金属粉屑、润滑油等可燃物质相隔离。
(2)移动的计划内的热源。移动的计划内的热源在火灾控制中是一个重要问题。焊接或切割机是造成火灾的一个常见因素,各种轻便加热器也是重要的移动的热源。在固定的计划内的热源中,可以将建筑物、装置等与燃料相隔离,由于风险变化不大,做到有效地实施防火计划相对容易一些。在可移动的设备申,特定的风险不断地变化,哪儿需要,设备就要移到哪儿,而且不受该地方是否有燃料的限制。需要指出的是,心理因素也增加了其防火的难度:人们很难感到有必要特意为只持续几分钟或几小时的风险而采取预防措施。
(3)计划外的热源。对付计划外的热源最简单的方法是禁止和限制,例如,设置禁烟区和专门的吸烟室以防止火灾。
3·隔离敌意之火。如果没有对友善之火或热源的充分隔离措施,结果可能会造成敌意之火。有效的建筑设计可以减轻敌意之火造成损失的程度。建筑物的设计包括各种用来限制火势水平或垂直蔓延的设施,或者在同一幢建筑物内设立几个防火区。
(1)限制火势的垂直蔓延。使热上升并穿过可燃物质的垂直出口会助长火势的蔓延,常见的垂直出口有楼梯井、电梯、管道和使管道、线路从一层楼连到另一层楼的接口等,窗子也能使火从一层楼蔓延到另一层楼。另一个重要风险涉及到叠成高层的物品储放。许多仓库将装有物品的纸箱叠起来,一层堆上一层可达数十米高,从低层发生的火灾很容易向上蔓延。限制火势的垂直蔓延对于建筑物的火灾控制来说至关重要,因而保持建筑内防火间隔的完好就很重要了。尽管这一想法看来似乎简单,但在实际中经常得不到重视。例如,为了将物品从一楼传送到另一楼层安装了传送带,但这却破坏了原来的防火地板;原来安装好用来隔离不同楼层火情的防火门有可能被损坏或者因维护不当而失去其功能。空心墙的内部和楼层连接处的内部空间都是防火的薄弱处。在某一层楼的楼底和相邻下一层楼的楼顶之间有空心部分,这是木结构和普通结构建筑物的特点。以下几点可说明这个空间容易导火的原因:
①在这些空间的火要燃烧一段时间后才会被人发现; ②这些空间,通常包含一些可燃的碎片粉末; ③由于只需加热少量空气,在密封的小空间中的火产生的温度比空敞处燃烧之火产生的温度还要高。
由于上述原因,应该在这个空间当中插人阻火块。阻火块是由从墙或楼层的内部空间一端到另一端的硬材料构成。在木结构建筑物中,内墙的阻火块就是水平地搭在壁骨之间的硬木,尽管阻火块可燃,它们并不容易着火,可起到阻止热传导的作用。同样,顶楼也是危险之处,而且顶楼处在热量上升的途中。例如,有一排楼房,火可以通过顶楼越过砖墙,从一边蔓延到另一边。如果在顶楼设置防火区,可以阻止火势蔓延直到消防人员将火势控制住。有时可用通风孔减少热通过顶楼或天花板的传播,通风孔将热流冷却并导向室外,远离室内的可燃物质,从而起到防火作用。火势通过外窗一层层蔓延的现象不常见,但其造成的后果可能会很严重。通常采取的对策是安装带铁丝网的玻璃金属窗或其他不易燃烧、软化或在高温中倒塌的装置。交错安装窗户也有一定的防火作用,还有一种方法是在窗户之间安装防护墙。
(2)限制火势的水平蔓延。一场火灾发生时,向水平方向蔓延几乎和向垂直方向蔓延一样快。例如,由于保龄球球道表面有助于火势蔓延,在几分钟之内就会使整个保龄球球场着火。几乎所有的墙、隔板或门都能起到减缓火势水平蔓延的作用。由于人们不能马上发现到
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火灾的发生,有无防火屏障就成为限制火势水平蔓延的关键。就像垂直隔离一样,有效的水平隔离要求屏障没有漏孔,最理想的屏障就是从地板最低处一直延伸到屋顶的一面整墙,并且在外墙处不开窗户。有着一扇防火门的墙也是比较理想的屏障。如果门不具备像墙一样的防火性能,那么整个屏障的防火性能就受门的防火性能的限制。门应该在不被使用时就能自动关闭,或者一旦出现火灾就能自动关闭,门自动关闭时不能受到阻碍。
4.完全隔离。当一个地方和另一个地方完全隔开时,这两个地方都被称作防火隔离区——一般由防火墙把建筑物分成防火隔离区。在大多数情况下,大火不会通过或绕过防火墙。还有一种防火隔墙,它没有防火墙那么牢固,并且通常不从地基延伸到屋顶。尽管它能减缓火势的蔓延,但不能设置防火隔离区。设置防火隔离区的其他方法是在两幢建筑物之间设置室外空间。空间大小的设置有赖于火灾可能的程度、表面(屋顶和墙)的可燃性,以及两幢建筑物的窗户和其他通口的大小和性能。两幢建筑物的相对高度也是一个考虑因素。设置空间大小的通常标准是在火势蔓延之前消防人员能及时赶到。当实际情况不是如此时,空间就要求大得多。在危险的火源和相对不那么危险的经营之间的完全隔离是合理的。例如,在生产场所和办公场所之间采取完全隔离。
5.减少损坏程度。火灾控制的一个重要方法就是将易燃物置换成不易燃烧的材料。这一点在有关建筑物的结构中反映得比较明显,木结构、托梁砖石结构、不易燃烧结构、防火结构等建筑物的防火性能是各不相同的。在存放特别危险如易燃液体或气体的地方,这一点通常能被人们认识到;而对普通物品如桌、椅的可燃性人们就没有过多地加以考虑。此外,将钢材代替木材、重材料代替轻材料可减少损坏程度。当然,和由于使用更安全材料而引起的成本的增加相比较得到的火灾损失减少而带来的收益,危险程度小的场所比危险程度大的场所通常要少。建筑物及其内物品的可燃性在最近几年随着塑料制品和组合件的使用实际上是增加了。
6·控制纵火案造成的损失。从火灾控制角度来说,纵火案可分为他人对物主的犯罪和物主的犯罪两类。尽管保险人需考虑这两种纵火发生的可能性,但在这里仅讨论他人对物主的犯罪。当纵火者进入场所犯罪的难度增大,或者非法入侵者进入场所的行为能很快被察觉时,纵火的机会就会相应减少。报警器和其他设施以及门卫可被用来阻止纵火者进入场所。要保护喷水阀、火险警报控制装置和类似的防范装置,以使其对纵火者的破坏行为发出警报。尽管警报也许不能减少纵火者放火的机会,但它们能使纵火者放火的行为很快被发现。任何限制纵火者迸人场所或减少其纵火行为被发现的时间的装置都能减少纵火带来的损失。
第二节 消防
(一)消防
消防问题一般包括以下三个方面: 第一,消除火源
第二,限制火灾蔓延, 第三,灭火。
有关火源以及火灾形成和发展的情况,我们在前面已经作了介绍。如果潜在的火源已被人们知晓,那么,火灾即有可能被避免,或者至少可以减轻损失;这就是我们在前面几章详细介绍火的性质、热量和有关概念的原因。具备了这些知识,火险查勘员就能够具有识别潜在危险的能力,这样,他不但可以对火灾风险进行估计,而且还可以对防火措施的玫进提出许多有益的建议。
限制火灾蔓延的含义是防止火势向预定的范围以外扩散。其主要方法是将一座建筑物划分为若干阻火段或隔间,使火势能够局限于其初起的范围之内。这是各种建筑法规的主要内容之一,这些内容已在前文讨论过了。采用阻火结构,如阻火墙、阻火楼板或阻火屋顶,可以限制火势的蔓延;在某些情况下,人们只需把可燃物从火灾可能经过的地方移走即可以将
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火灾限制住。在露天储存大量可燃物资时,如将物资分散堆放,而且堆与堆的间距大于火焰;火星和热辐射可能传播的距离,这样,一旦某堆起火,其他堆的物资就可以不受影响,一排建筑物的一端起火后,如将其传播的路径炸断,也可以防止整排建筑物全部陷于火灾。同样,在森林和灌木丛中,如将火灾蔓延路径上的杂树,乱草和其它可燃物清除掉,只要一条足够宽的隔离带,就可以限制火灾的蔓延。在各种情况下,限制火灾蔓延的关键是确保火灾转播的预定位置上不存在可供它继续燃烧的可燃物。 在有氧气存在的条件下,受到足够强的热量或达到足够高温度的可燃物,遇火就会被点燃。但是,只有在持续供给足够量氧气的条件下,燃烧才会继续下去;实际上,这就意未着持续供给充足的空气(因为空气中约含有21%的氧气)。可燃气体,或者液体,固体受热挥发出的蒸气,与氧气结合发生放热的化学反应就是燃烧。不同气体或蒸气燃烧所需氧气的量各不相同,但随着燃烧混合物中氧气比例的下降,必然要达到某一点,此时化学反应停止放出热量,燃烧也就停止了。因此,一种实用的灭火方法就是中断或限制氧气的供给量。人们常可用砂、干粉,石棉板或其他不燃物覆盖在火上,以便使空气隔离,使火窒息,也可向着火区域喷入重质不燃蒸汽取代或稀释火周围的空气,使火缺少继续燃烧所需 的氧气而熄灭。
可燃物必须在达到一定的温度时才能被点燃,如要使火继续维持下去,那就必须始终保持这一温度。物体一旦开始燃烧,其燃烧所需的温度主要靠化学反应本身的放热来维持,部分也靠处于火中的相邻物体热量的辐射,对流和传导。—因此,移走热量也可使火媳灭,常用的方法就是洒水。当把水浇在正在燃烧的物体上时;它能吸收掉用以维持燃烧的热量。如果足够多的热量被吸收了,那么正在燃烧的物体的温度就会降低到维持燃烧所需的温度以下,这时火就熄灭了。
1. 用水作灭火剂的优点: (1)通常,水最容易得到; (2)便宜;
(3)吸热能力高;
(4)与火中的热量接触后,水即变为蒸汽、《这一转变是吸热的主要原因),蒸汽对火可起隔离空气的窒息作用;
(5)可用于熄灭水溶性可燃液体的火;这是因为足够量的的水与易燃液体混合后,易燃液体即被稀释,—从而失去可燃性。 2.用水作灭火剂的下述缺点:
(1)由于自然状态的水是电的导体,备的场合使用;因而不能在有电器设
(2)许多物资和财产容易受水损坏,因此,尽管水可将火扑灭,但继发的水的损坏作用也可能相当大;
(3)不能用水扑救比水轻且与它互不溶混的液体的火灾, 因为这些掖体会漂浮在水面上继续燃烧,使火势蔓延。但是,如水从高压水枪中喷射到比它轻且不相溶混的液体(如油类)上,那就可使其表面层形成为油水乳浊液,乳浊液是不可燃的(此点后面再详细介绍)。 (二)灭火剂
虽然多年来人们已经发现了许多种灭火方法,但是,水一直桩当作是主要的灭火剂,原因已见上述。虽然人们在扑救特殊种类的火灾时已使用多种不同的灭火剂,:但在大多数情况下,只要对上而提到的用水的缺点有所注意,:喷洒足够量的水仍然是灭火的最有效的方法。—般地说,切断氧气砹空气的供给从而使火窒息而灭的原理几乎是所有其它灭火方法的基础。
为了确定最合乎需要的最有效的灭火剂的型号,消防当局通常将火灾划分为以下几个等级:
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