火灾风险评估 教学课件 ppt 作者 余明高 第2章火灾危险源的危害特征、辨识及其管理

1、火灾风险评估,2.1 火灾主要危险源及危害特征 2.2 火灾危险源辨识 2.3 基于风险的火灾危险源管理,第2章火灾危险源的危害特征、辨识及其管理,2.1 火灾主要危险源及危害特征,2.1.1 可燃物 2.1.2 烟气及有毒、有害气体 2.1.3 消防对策与消防管理中的危险源,2.1.1 可燃物,1.火灾载荷 2.火灾热释放速率 3.火灾时对周围环境的热流量,1.火灾载荷,(1)材料的燃烧值 (2)火灾载荷密度及其确定方法,(1)材料的燃烧值,1)热力学第一定律。 2)恒压热、恒容热和焓变。,1)热力学第一定律。,热力学第一定律说的是一个物体体系在某一个特定的状态会具有一定的能量，如果这个状态因为外部原因而发生变化，体系中能量变化与引起这种状态变化的具体途径或者手段无关，仅与体系的始末状态有关。根据热力学第一定律，所有物质在燃烧过程中所释放的热以及体系做的功分别可用Q和W来表示： Q=u+W=u2-u1=W(2-1) 式中 u1、u2始态和终态时体系的内能； u始态和终态间的内能变化。,2)恒压热、恒容热和焓变。,表2-1 各类材料的热值(固体和液体),2)恒压热、恒容热和焓变。,表2

2、-1 各类材料的热值(固体和液体),2)恒压热、恒容热和焓变。,表2-2 部分成型家具的热值(单位：MJ),(2)火灾载荷密度及其确定方法,1)固定式火灾荷载密度。 2)活动式火灾荷载密度。,表2-3 各类建筑中火灾荷载密度,(2)火灾载荷密度及其确定方法,2.火灾热释放速率,火灾热释放速率是决定火灾发展及火灾危害的一个主要参数，也是采取消防对策的基本依据，具有重要的参考意义。火灾热释放速率与建筑内的火灾荷载密度、可燃物种类、建筑物通风情况等因素相关。由于火灾过程是一个复杂的非线性过程，火灾中热释放速率的确定是很困难的。现在一般采用通过实验研究典型物品的火灾燃烧特性，并据此估计特定火灾中的热释放速率。,3.火灾时对周围环境的热流量,热辐射是物体因其自身温度而发射的一种电磁辐射。当物体被加热，其温度上升时，一方面它通过对流损失部分热量，同时也将通过热辐射损失部分热量。火灾时可燃物起火后，起火区域有较高的温度，同时产生高温烟气，这些高温区域将通过热辐射将热量传递到周围的人或物表面，当人或物表面受到的辐射热流量达到一定值后，就会被灼烧或起火燃烧。,2.1.2 烟气及有毒、有害气体,1.火灾烟

3、气的定义与产生的原因 2.火灾烟气的危害特征,1.火灾烟气的定义与产生的原因,(1)火灾烟气的定义 (2)火灾烟气产生的原因,(1)火灾烟气的定义,美国材料和试验学会(ASTM)给烟下的定义是：某种物质在燃烧或分解时散发出的固态或液态悬浮微粒。而一般在上述定义外还加上“以及混合进去的任何空气”。可燃物质燃烧时会产生大量的烟。烟是由极小的炭黑粒子、完全燃烧或未完全燃烧的灰及可燃烧分解产物组成的。如木头燃烧时会产时灰黑色的烟；石油产品、树脂燃烧时会产生黑色的烟；纸张、草类燃烧会产生黄白色的烟；毛发、橡胶、皮革燃烧时会生成淡黄色的烟等。,(2)火灾烟气产生的原因,图2-1 烟气产生状况对比图 a)温度对比 b)烟层高度对比,2.火灾烟气的危害特征,(1)烟气的遮光性 (2)高温与热损伤 (3)缺氧 (4)毒性 (5)恐怖性 (6)减光性,(1)烟气的遮光性,光穿过烟气时，这些颗粒或液滴会降低光的强度。烟气的遮光性就是根据测量一定光束穿过烟场后的强度衰减决定的。通常将烟气的光学密度定义为：D=-lg(I0/I)(2-5) 式中 D烟气的光学密度； I0由光源射入长度给定的空间的光束的强度； I

4、该光束由该空间射出后的强度。 由于烟气的减光作用，人在有烟场合下的能见度必然有所下降，而这会对火灾中人员的安全疏散造成严重影响。能见度是指人们在一定环境下刚刚能看到某个物体的最远距离。能见度与烟气的散射和吸收系数、烟气的颜色、物体的亮度、背景的亮度、观察者的视力及观察者对光线的敏感度都有关。烟气中对人眼有刺激作用的成分也对人在烟气中的能见度有很大影响。,(2)高温与热损伤,1)烟气层高度高于人眼特征高度，烟气层温度在180以下，这可以保证人体接受的烟气辐射热通量小于0.25W/cm2(对人体造成灼伤的临界辐射热通量)。 2) 烟气层高度低于人眼特征高度，热烟气直接对人员造成烧伤，这种情况下的烟气层温度为110120。 3)烟气层高度低于人眼特征高度，烟气内有毒有害气体对人员造成伤害，可以根据某种有害燃烧产物的含量是否达到了危险临界浓度来判定危险状态。,(3)缺氧,表2-4 空气中氧浓度降低对人体的危害,(4)毒性,表2-5 部分装饰材料燃烧产物表,(4)毒性,表2-6 若干有毒气体的毒性增大序列,(4)毒性,表2-6 若干有毒气体的毒性增大序列,(5)恐怖性,人群在高温烟气情况下，也会

5、引发心理恐惧，由此也会引发各种各样的异常心理和行为，从而会造成灾害损失的进一步扩大。这些心理和行为主要表现为恐惧、从众、逆反以及绝望等。 恐惧心理表现为：惊慌害怕、言行错乱、判断和意志力下降等。 从众心理表现为：没有主见，随大流，火灾情况下别人向哪儿跑，自己也向哪儿跑。火灾中出现的门口尸体堆积如山的现象充分说明了这一点。 逆反心理表现为：不该做的事情反而去做，不该打开的门窗反而打开，不该冲向浓烟区反而冲向浓烟区。 绝望心理表现为：“破罐子破摔”、“听天由命”，甚至跳楼、躲在床下等死等。,(6)减光性,当火灾弥漫时，可见光因受到粒子的遮蔽而减弱，能见度大大降低。同时，烟气中的一些气体，如NH3、SO2等的刺激使人的眼睛睁不开，从而妨碍人员的疏散。,2.1.3 消防对策与消防管理中的危险源,图2-2 火灾发展与消防对策,2.2 火灾危险源辨识,2.2.1 火灾危险源辨识的层次与程序 2.2.2 两类火灾危险源及火灾危险源辨识的一般方法 2.2.3 基于性能化设计的火灾危险源辨识方法,2.2.1 火灾危险源辨识的层次与程序,1.火灾危险源辨识的层次 2.火灾危险源辨识的程序,1.火灾危险源辨

6、识的层次,消防监督检查规定第36条规定了六种可以确定为“火灾隐患”的情形，并规定：“重大火灾隐患按照国家有关标准认定。”这里的“按照国家有关标准认定”指的是GA6532006重大火灾隐患判定方法(以下简称判定方法)。 由判定方法可知，火灾隐患通常是指违反消防法律法规，可能导致火灾发生或火灾危害增大，并由此可能造成火灾事故后果和严重社会影响的各类潜在不安全因素。 根据火灾隐患的严重程度可分为重大火灾隐患、非重大火灾隐患两类。显然，重大火灾隐患可能造成特大火灾事故和严重社会影响，是需要特别注意的。判定方法以保护公民人身和公私财产的安全为目标，为公民、法人、其他组织和公安消防机构提供了科学判定重大火灾隐患的方法，也为消防安全评估提供了依据。,2.火灾危险源辨识的程序,(1)两类火灾危险隐患 (2)识别火灾危险隐患的存在 (3)确定火灾危险隐患特性,(1)两类火灾危险隐患,1)系统中存在的、可能发生意外释放的可引起火灾的能量或危险物质。 2)导致约束、限制可引起火灾的能量或危险物质措施失效或破坏的各种不安全因素。,(2)识别火灾危险隐患的存在,1)预先危害分析。 2)危险性和可操作性研究。 3

7、)故障类型和影响分析。 4)事件树分析。 5)事故树分析。,(3)确定火灾危险隐患特性,根据火灾隐患辨识工作中发现的火灾隐患，对其进行认真分析，确定其存在条件及引发火灾的因素，即火灾危险隐患特性。一定强度的引发火灾的能量，因存在条件不同，所显现的危险性也不同，被触发转换为事故的可能性大小也不同。因此，危险因素特性的分析是火灾危险隐患的重要环节。火灾危险隐患包括：可燃物存储条件、物理状态系数、装载设备状况、防护条件及管理条件；助燃物的种类、来源；点火源的能量、出现频率等。,2.2.2 两类火灾危险源及火灾危险源辨识的一般方法,1.两类火灾危险源 2.火灾危险源辨识一般方法,1.两类火灾危险源,(1)第一类火灾危险源 (2)第二类火灾危险源,(1)第一类火灾危险源,1)概念与分类。 2)各种燃爆物的危险特性。,1)概念与分类。,第一类火灾危险源的辨识即对燃爆危险物进行辨识。凡是能够引起火灾及爆炸危险的物质称为燃爆危险物。燃爆危险物可分为以下九种：可燃性气体(蒸气)、易燃和可燃液体、可燃固体、可燃性粉尘、自燃性物质、忌水性物质、氧化剂、爆炸品和混合危险性物质。,2)各种燃爆物的危险特性。,可

8、燃性气体的燃爆危险性主要与其爆炸极限、最小发火能量(最小点燃电流)、闪点、最大试验安全间隙、燃烧热或分解热有关。可燃性气体的爆炸极限范围越大，最小发火能量(最小点燃电流)越小，最大试验安全间隙越小，燃烧热或分解热越大，其燃爆危险性越大。实际中在判断可燃气体燃爆危险性的时候，往往只需考虑可燃气体的爆炸下限和最小发火能量(最小点燃电流)。因为在空气中，当可燃气体达到其爆炸下限的时候，只要遇到达到其最小发火能量的火源，便会发生爆炸。,常见的自燃性物质包括以下几类： 1)由氧化热引起自燃的物质，如黄磷、煤、油脂等。 2)由分解热引起自燃的物质，如硝化纤维、赛璐珞、有机过氧化物等。 3)由水解热引起自燃的物质，如烷基铝类化合物。 4)由发酵热引起自燃的物质，如稻草、木屑、籽棉等。,2)各种燃爆物的危险特性。,忌水性物质是指遇水或吸收空气中的水分时发热且有着着火危险的物质，常见的忌水性物质主要包括以下几类： 1)活泼金属及其合金，如钾、钠、铷、钾钠合金等；还有某些金属的氢化物，如氢化钠、氢化钙等。 2)金属碳化物，如碳化钙、碳化钾等。 3)硼氢化合物，如二硼氢、硼氢化钠等。 4)金属磷化物，如磷化

9、钙、磷化锌等。 5)其他，如保险粉(低亚硫酸钠)等，遇水呈炽热状态并分解出可燃气体，有燃爆危险。,2)各种燃爆物的危险特性。,属于第一类火灾危险源的混合危险性物质主要包括以下两种情况： 1)混合危险性物质中的一种或几种本身是可燃物，与氧化剂混合时发生燃烧或爆炸。 2)混合危险性物质混合后生成可燃性气体或爆炸性物质。,2)各种燃爆物的危险特性。,(2)第二类火灾危险源,1)人的因素问题主要包括人的不安全行为和人失误。 2)物的因素问题可以概括为物的不安全状态和物的故障(或失效)。 3)环境因素主要指系统运行的环境，包括温度、湿度、照明、粉尘、通风换气、噪声、振动等物理环境以及企业的软环境等。,2.火灾危险源辨识一般方法,(1)重大危险源的数量、区域的确定 (2)可燃液体、可燃气体火灾危险源辨识 (3)可燃固体火灾危险源辨识,(3)可燃固体火灾危险源辨识,1)调查建筑物、构筑物室内可燃物的名称、数量，填写火灾荷载登记表(见表2-7)。 2)根据火灾荷载登记表，确定火灾荷载密度值。 3)按照火灾荷载密度值的类比及其他情况，标注消防安全重点部位。 4)对消防安全重点部位进行火灾分析并进行排序；确定火灾危险源的位置、危险程度；确定消防安全重点部位的位置、危险程度。 5)对有异议的消防安全重点部位进行复核。,表2-7 火灾荷载登记表,(3)可燃固体火灾危险源辨识,表2-8 火灾荷载密度表,(3)可燃固体火灾危险源辨识,表2-9 火灾危险程度统计分析表,(3)可燃固体火灾危险源辨识,2.2.3 基于性能化设计的火灾危险源辨识方法,1.性能化防火设计基本步骤 2.火灾场景确定 3.火灾发展过程与危害分析,1.性能化防火设计基本步骤,图2-3 性能化设计步骤示意图,2.火灾场景确定,(1)火灾场景定义 (2)火灾场景分类 (3)设定火灾,(1)火灾场景定义,按照字面表达，所谓场景，具有布局布景的意义。广义上讲，火灾场景就是人为设定的一个火灾发展与蔓延的过程。根据真实火灾资料，完整的火灾场景应该是一个静态和动态场景的统一体，既有建筑、可燃物等的静态结构和分布，也有火焰传播、烟气流动等火灾发展与蔓延的动态特性。火灾场景既有视觉上的几何图像表达，还应该包括响应的材料的分布、燃烧特性和火灾发展蔓延过程的物理化学参数等。,(2)火灾场景分类,

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