火灾烟气
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根据Lambert-Beer定律，当一束波长为λ的光通过烟 气时，有：
I I0 exp(KL)
烟气的浓度和烟气光密度
下面引入比消光系数：
K KmMs
Km为比消光系数；即单位质量浓度的消光系数 Ms烟气质量浓度，即单位体积内烟的质量
烟气的浓度和烟气光密度
烟气浓度通常用光密度（或光学密度）D来衡量。其定义
的2—4倍。以上公式是通过防护玻璃观察到的， 没有考虑烟气对人眼刺激的影响。
计算实例
在6m见方、2.5m高的房间内，明火燃烧200g聚氨酯软
泡沫坐垫，试估算此时火场中反光疏散通道标志的能见度。
log d gn
n i 1
Ni log di N
烟尘颗粒的大小及粒径分布
同时，采用标准差来表示颗粒尺寸分布范围内的宽 度，即：
1
log g
n
i1
(lo g di
log
d
gn
)2
Ni
N
2
烟尘颗粒的大小及粒径分布
如果所有颗粒直径都相同，则 g 1
如果颗粒直径分布为对数正态分布，则占总颗粒数
火场能见度的影响因素
①烟气的散射和吸收系数； ②火场的亮度； ③所辨认物体是发光还是反光； ④逃生者的视力及其眼睛对光强的适应状态。
火场能见度与消光系数的关系
通过大量的实验和研究，建立火场能见度与消光系 数之间的经验关系为：
对于发光物体： KS N 8
对于反光物体： KS N 3
在相同情况下发光物体的能见度是反光物体能见度
为：
D log( I 0 ) I
烟气的浓度和烟气光密度
I I0 exp(KL)
K KmMs
D log( I 0 ) I
D KL KmLM S 2.3 2.3
表明烟气的光密 度与烟气质量浓 度、平均光线行 程长度和比消光 系数成正比。
烟气的浓度和烟气光密度
为了比较烟气浓度，通常将单位平均光路长度上的光密度
q f
Gi Hi A
qH 0
18.4q
4.2 烟气的特征及危害
烟气的特征：烟尘颗粒的大小及粒径分布、烟气 的浓度、烟气光密度和火场的能见度。 烟气的危害：烟气的毒害性、高温烟气对人的伤 害、烟气的减光性。
烟尘颗粒的大小及粒径分布
烟气中颗粒的大小可用颗粒平均直径表示，通常采 用几何平均直径表示颗粒的平均直径，其定义为：
DL作为描述烟气浓度的基本参数。
D KL KmLM S 2.3 2.3
DL
D L
KmMs 2.3
K 2.3
烟气的浓度和烟气光密度
在应用烟箱法研究和测试固体材料的发烟特性时，采用比
光密度Ds。所谓比光密度Ds是从单位面积的试样表面所
产生的烟气扩散在单位体积的烟箱内，单位光路长度的光
密度。比光密度Ds可用下式表示：
68.8%的颗粒，其直径处于 log d gn log g
之间的范围内。
g越大则表示颗粒直径的分布范围越大。
一些木材和塑料在不同燃烧状态下烟 气中的颗粒直径和标准差
可燃物
d 燃gn 烧状态 g
杉木
0.5～0.9 2.0 热解
杉木
0.43
2.4 明火燃烧
聚氯乙烯（PVC）
0.9～1.4 1.8热解
Ds
V AL
D
V A
DL
烟气的浓度和烟气光密度
如果同时测量了发烟试件在发烟过程中的质量损失，则可 用烟气的质量光学密度来表征烟气密度：
Dm
பைடு நூலகம்
DLV mf
m f 发烟材料的质量损失
火场能见度
要看清某以物体，则要求物体与背景之间有一定的对比度。 对于很大的、均匀的背景下的孤立物体，其对比度定义 为： C B，/ B0 1 分B别、为B0物体和背景的亮度或光线强度。 日光下黑色物体相对于白色背景的对比度为-0.02，该值 定义为能够从背景中清楚地辨别物体的临界对比度。物体 能见度定义为距对比度减少到-0.02这点的距离。 实际火 灾环境中，能见度的测量常以物体不可辩清的最小距离为 标准。并不用光度计去实际测量对比度。
聚氯乙烯（PVC）
0.4 2.2 明火燃烧
软质聚氨酯塑料（PU） 0.8～1.8 1.8 热解
硬质聚氨酯塑料（PU） 0.3～1.2 2.3 热解
硬质聚氨酯塑料（PU）
0.5
1.9 明火燃烧
绝热纤维
2～3 2.4 阴燃
烟气的浓度和烟气光密度
当一束光通过烟气时，由于烟气对光的吸收和散射作 用，使得只有一部分光能够通过烟气，从而降低了火区的 能见度，不利于火灾的扑救和火区人员疏散。烟气浓度越 大，该作用越强烈。
有机物烟气形成过程
热热
有 机
分 解
分 解 生
物
成
物
热 分 解
燃烧
二次分解生成物 燃烧生成物
二次分解 生成物
燃烧
燃烧生 成物
热分解生成物
烟气危害量级实例
以我国新建高层宾馆为例，一个客房放置两张床、写字 台、沙发、软椅茶几、木门壁橱等，还有床垫及床上用 品 、 地 毯 、 窗 帘 等 。 上 述 可 燃 物 。 约 相 当 于 30 ～ 40kg/m2的标准木材 ，即平均火灾负荷密度为30～ 40kg/m2。而一般木材在300℃时，其发烟量约为3～ 4m3/g，即3000～4000m3/kg。而较典型的客房面积 为 18m2 。 即 一 个 客 房 内 可 燃 物 按 木 材 的 发 烟 量 为 （ 35kg/m2×18m2×3500m3/kg ） 2205000m3 。 如 果发烟量不损失，可充满像北京长富宫饭店主楼（高 90m，标准层面积960m2）那样的高层建筑24座。
第四章 火灾烟气
4.1 烟气的产生 4.2 烟气特征与危害 4.3 烟气的毒性评价
4.1 烟气的产生
烟气：由燃烧或热解作用所产生的悬浮在气相中的固体 和液体微粒称为烟或烟粒子，含有烟粒子的气体称为烟 气。 烟气组成：（1）气相燃烧产物；（2）未燃烧的气态可 燃物；（3）未完全燃烧的液、固相分解物和冷凝物微 小颗粒。 烟气危害：（1）火灾烟气中含有众多的有毒、有害成 份、腐蚀性成份以及颗粒物等；（2）火灾环境高温缺 氧；（3）火场能见度较低。
火灾负荷
定义：把火灾范围内单位地板面积的等效可燃物的 数量定义为火灾负荷，单位为kg/m2。
q
Gi Hi
Qi
H0 A 18.4 A
火灾负荷密度
定义：把房间内所有可燃物完全燃烧时所产生的总 热量与房间特征参考面积之比定义为火灾负荷密度。 房间的特征参考面积可采用地板面积或室内总面积。 采用地板面积表示的火灾负荷密度表达式为： （MJ/ m2）
I I0 exp(KL)
烟气的浓度和烟气光密度
下面引入比消光系数：
K KmMs
Km为比消光系数；即单位质量浓度的消光系数 Ms烟气质量浓度，即单位体积内烟的质量
烟气的浓度和烟气光密度
烟气浓度通常用光密度（或光学密度）D来衡量。其定义
的2—4倍。以上公式是通过防护玻璃观察到的， 没有考虑烟气对人眼刺激的影响。
计算实例
在6m见方、2.5m高的房间内，明火燃烧200g聚氨酯软
泡沫坐垫，试估算此时火场中反光疏散通道标志的能见度。
log d gn
n i 1
Ni log di N
烟尘颗粒的大小及粒径分布
同时，采用标准差来表示颗粒尺寸分布范围内的宽 度，即：
1
log g
n
i1
(lo g di
log
d
gn
)2
Ni
N
2
烟尘颗粒的大小及粒径分布
如果所有颗粒直径都相同，则 g 1
如果颗粒直径分布为对数正态分布，则占总颗粒数
火场能见度的影响因素
①烟气的散射和吸收系数； ②火场的亮度； ③所辨认物体是发光还是反光； ④逃生者的视力及其眼睛对光强的适应状态。
火场能见度与消光系数的关系
通过大量的实验和研究，建立火场能见度与消光系 数之间的经验关系为：
对于发光物体： KS N 8
对于反光物体： KS N 3
在相同情况下发光物体的能见度是反光物体能见度
为：
D log( I 0 ) I
烟气的浓度和烟气光密度
I I0 exp(KL)
K KmMs
D log( I 0 ) I
D KL KmLM S 2.3 2.3
表明烟气的光密 度与烟气质量浓 度、平均光线行 程长度和比消光 系数成正比。
烟气的浓度和烟气光密度
为了比较烟气浓度，通常将单位平均光路长度上的光密度
q f
Gi Hi A
qH 0
18.4q
4.2 烟气的特征及危害
烟气的特征：烟尘颗粒的大小及粒径分布、烟气 的浓度、烟气光密度和火场的能见度。 烟气的危害：烟气的毒害性、高温烟气对人的伤 害、烟气的减光性。
烟尘颗粒的大小及粒径分布
烟气中颗粒的大小可用颗粒平均直径表示，通常采 用几何平均直径表示颗粒的平均直径，其定义为：
DL作为描述烟气浓度的基本参数。
D KL KmLM S 2.3 2.3
DL
D L
KmMs 2.3
K 2.3
烟气的浓度和烟气光密度
在应用烟箱法研究和测试固体材料的发烟特性时，采用比
光密度Ds。所谓比光密度Ds是从单位面积的试样表面所
产生的烟气扩散在单位体积的烟箱内，单位光路长度的光
密度。比光密度Ds可用下式表示：
68.8%的颗粒，其直径处于 log d gn log g
之间的范围内。
g越大则表示颗粒直径的分布范围越大。
一些木材和塑料在不同燃烧状态下烟 气中的颗粒直径和标准差
可燃物
d 燃gn 烧状态 g
杉木
0.5～0.9 2.0 热解
杉木
0.43
2.4 明火燃烧
聚氯乙烯（PVC）
0.9～1.4 1.8热解
Ds
V AL
D
V A
DL
烟气的浓度和烟气光密度
如果同时测量了发烟试件在发烟过程中的质量损失，则可 用烟气的质量光学密度来表征烟气密度：
Dm
பைடு நூலகம்
DLV mf
m f 发烟材料的质量损失
火场能见度
要看清某以物体，则要求物体与背景之间有一定的对比度。 对于很大的、均匀的背景下的孤立物体，其对比度定义 为： C B，/ B0 1 分B别、为B0物体和背景的亮度或光线强度。 日光下黑色物体相对于白色背景的对比度为-0.02，该值 定义为能够从背景中清楚地辨别物体的临界对比度。物体 能见度定义为距对比度减少到-0.02这点的距离。 实际火 灾环境中，能见度的测量常以物体不可辩清的最小距离为 标准。并不用光度计去实际测量对比度。
聚氯乙烯（PVC）
0.4 2.2 明火燃烧
软质聚氨酯塑料（PU） 0.8～1.8 1.8 热解
硬质聚氨酯塑料（PU） 0.3～1.2 2.3 热解
硬质聚氨酯塑料（PU）
0.5
1.9 明火燃烧
绝热纤维
2～3 2.4 阴燃
烟气的浓度和烟气光密度
当一束光通过烟气时，由于烟气对光的吸收和散射作 用，使得只有一部分光能够通过烟气，从而降低了火区的 能见度，不利于火灾的扑救和火区人员疏散。烟气浓度越 大，该作用越强烈。
有机物烟气形成过程
热热
有 机
分 解
分 解 生
物
成
物
热 分 解
燃烧
二次分解生成物 燃烧生成物
二次分解 生成物
燃烧
燃烧生 成物
热分解生成物
烟气危害量级实例
以我国新建高层宾馆为例，一个客房放置两张床、写字 台、沙发、软椅茶几、木门壁橱等，还有床垫及床上用 品 、 地 毯 、 窗 帘 等 。 上 述 可 燃 物 。 约 相 当 于 30 ～ 40kg/m2的标准木材 ，即平均火灾负荷密度为30～ 40kg/m2。而一般木材在300℃时，其发烟量约为3～ 4m3/g，即3000～4000m3/kg。而较典型的客房面积 为 18m2 。 即 一 个 客 房 内 可 燃 物 按 木 材 的 发 烟 量 为 （ 35kg/m2×18m2×3500m3/kg ） 2205000m3 。 如 果发烟量不损失，可充满像北京长富宫饭店主楼（高 90m，标准层面积960m2）那样的高层建筑24座。
第四章 火灾烟气
4.1 烟气的产生 4.2 烟气特征与危害 4.3 烟气的毒性评价
4.1 烟气的产生
烟气：由燃烧或热解作用所产生的悬浮在气相中的固体 和液体微粒称为烟或烟粒子，含有烟粒子的气体称为烟 气。 烟气组成：（1）气相燃烧产物；（2）未燃烧的气态可 燃物；（3）未完全燃烧的液、固相分解物和冷凝物微 小颗粒。 烟气危害：（1）火灾烟气中含有众多的有毒、有害成 份、腐蚀性成份以及颗粒物等；（2）火灾环境高温缺 氧；（3）火场能见度较低。
火灾负荷
定义：把火灾范围内单位地板面积的等效可燃物的 数量定义为火灾负荷，单位为kg/m2。
q
Gi Hi
Qi
H0 A 18.4 A
火灾负荷密度
定义：把房间内所有可燃物完全燃烧时所产生的总 热量与房间特征参考面积之比定义为火灾负荷密度。 房间的特征参考面积可采用地板面积或室内总面积。 采用地板面积表示的火灾负荷密度表达式为： （MJ/ m2）