室内火灾危害分析(精简版)

室内火灾危害分析

一、室内火灾发展过程

由于某种原因发生了着火，开始释放少量的热和烟气。随着着火面积的增大，释放更多的热和烟气。相对于室内空气而言，烟气温度较高，密度较小，在浮力的作用下逐渐上升，同时把周围的空气卷吸进来，烟气本身被逐渐稀释和冷却，上升过程变慢。由于室内垂直方向不太高，又没有密度差，烟气将碰到房间顶板，并沿着顶板向四周流动，形成顶板射流。在顶板射流的作用下，顶板下方将形成逐渐增厚的热烟气层。在烟气层不断增厚的同时，由于越来越多的燃料参与燃烧，火焰变得越来越大。大约在火焰到达顶板后极短的一段时间内，由于火焰热辐射、高温烟气层热辐射和墙壁热辐射的共同作用，整个室内的燃料几乎同时燃烧起来，这种现象称为轰燃。同时，排出室外的烟气将在临近空间蔓延，并逐渐将其填满。在合适的条件下，临近空间的燃料（含烟气中未完全燃烧的热分解产物）也将燃烧起来，火灾发展成熊熊大火。

二、烟气伤害机理

发生室内火灾时，火焰灼烧、高温烘烤、房屋倒塌和烟气窒息都能导致伤害。火灾事故统计资料表明：火灾死亡人员中，50％以上的人死于火灾产生的烟气。这是因为室内火灾发生时，烟气蔓延速率大大超过火焰蔓延速率，能迅速充满走廊、楼梯间，阻断和封闭疏散通道。火灾烟气屋顶较高、含多种有毒成分，并降低能见度，对室内人员的安全构成主要威胁。

火灾烟气是由下列三类物质组成的具有较高温度的云状混合物：1、热解火燃烧过程中释放出的气体和蒸气；2、被分解或凝聚形成的固体和液体颗粒；3、被火焰加热而带入上升卷流中的大量空气。

烟气的许多成分对人体有害，吸入过多的烟气能使人致死。烟气主要以三种方式危害人的健康与安全：毒理作用、降低能见度和高温烘烤。

1）毒理作用

不同的烟气组分使人中毒的机理不尽相同，可以表现为窒息作用、刺激作用和协同作用三种不同形式。

（l）窒息作用

火灾烟气中已经发现的浓度足以引起明显窒息作用的物质只有一氧化碳和氰化氢。一氧化碳比氧更容易与血液中的血红蛋白结合，降低血液输送氧的能力，人因缺氧而窒息，丧失行动能力，严重时则死亡。统计资料表明，火灾死亡人员中，40%以上人员的死因与吸入过量的一化碳有关。氰化氢的毒性比一氧化碳剧烈得多。庆幸的是，火灾烟气中氰化氢浓度比一氧化碳浓度小得多。否则的话，死于火灾的人数将大大增加。

空气中氧的体积百分比为21％，当空气中氧的含量低于17%时，人的动作协调能力下降；低于10%～14%时，人虽然清醒，但判断能力下降；低于6%～10%时，人将失去知觉，但如果只暴露几分钟，则仍有可能苏醒过来。因此，缺氧同样能产生窒息作用。在火灾烟气中，氧含量通常是不足的。这是火灾中人员死亡的另一个重要原因。

无论是一氧化碳、氰化氢，还是低氧含量，它们的窒息效果都取决于浓度、暴露时间、人的呼吸速率和身体状况。

烟气中常见窒息剂的毒性数据

二氧化碳是一种特殊气体，当烟气中浓度高于5%时，它能使呼吸速率急剧下降，对人起窒息作用；当浓度低于5%时，它起协同作用。

(2)刺激作用

火灾烟气中的许多成分，如二氧化硫、二氧化氮、固体和液体颗粒等，能刺激人的某些感官或功能系统，引起人的不适，如眼睛红肿、疼痛、流泪、流鼻涕、咳嗽等，颗粒则可能进入和堵塞呼吸道，严重时使人死亡。

(3)协同作用

空气中二氧化碳的正常浓度为0.03%。火灾烟气中二氧化碳的浓度总是大于此值，有时可高达10%。当人暴露于二氧化碳浓度低于5%的烟气中时，呼吸速率加快。例如，浓度为2%时，呼吸速率增加50%;浓度达到3%时，呼吸速率将增加100%。呼吸速率越快，吸入烟气越多，危害越严重。因此，低浓度的二氧化碳对窒息剂的效果起放大作用。

氰化氢也能使呼吸加快，不过，氰化氢的毒性数据更少。

2）降低能见度

烟气中的固体和液体颗粒不仅有刺激作用，而且能吸收和散射光，使能见度降低，影响人员逃离火区的能力。

3）高温烘烤

火灾烟气通常具有较高温度，对暴露于其中的人员产生烘烤作用，促使体温增高，对人员的安全构成威胁。人的正常体温是36. 8 ℃ ,当人所处环境的温度高于88℃时，体温将在10min 内达到临界值（43-48℃）。

三、死亡人数及财产损失的估计

1、死亡人数的估计

室内池火灾发生时，室内人员通过走道、楼梯‘安全出口进行疏散。疏散时间通过下式计算：

t p = P P f

B b A ρ

式中 t p — 疏散时间，（s ）

ρ — 室内人员密度， 人/米 2

A f — 房间面积，m 2

b P — 疏散通道通过系数，可取1.3～1.5人/(m.s)

B P — 疏散通道最窄处宽度，m 。

死亡人数D P （人）估计为：

D P = b P ×B P ×(t p －t S )

t p —允许的走道疏散时间，s

房屋面积与允许走道疏散时间的关系

当t p≤t S 时是安全的，无人员死亡；当t p>t S 时则不安全，有人员死亡。

2、财产损失的估计

假定火灾发生后，室内财产全部被烧毁，室内火灾的财产损失：

C = A f×P

式中 P —室内平均财产密度，万元/米 2

小结：不同类型危险化学品伤害模型的选取