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发 展 上一节，我们讨论了在通风受限房间内的火灾发展。这次我们将探讨火焰回燃，还介绍产生回燃的条件以及回燃发生的征兆。 在具体情况下烟气能够被快速点燃，这通常被认为是回燃。 回燃是一种非常危险的现象，过程非常迅速以至于消防员没有时间来进行反应。能够出其不意地伤害消防员。这就是为什么我们要重视了解如何判断回燃。 回燃的发生通常需要下面的条件： 1、通风控制型火灾； 2、着火房间内积累了大量未完全燃烧气体； 3、当门窗开启时，空气流入； 4、流入的空气与烟气形成了一个预混气体区域。 点火源的位置起着非常重要的作用，因为它决定了点燃发生之前的预混烟气量。 火焰回燃    消防员故意打破窗户来排出烟气。当空气流入时，烟气被点燃，从开口处射出一个火球。 此时会出现扩散火焰和预混火焰。 在预混区域（在富燃料烟气层和流入的空气之间），预混火焰传播地非常快。热解产物推动火焰向下，并与空气层混合，这就形成了扩散火焰。 正如你所见，着火房间内迅速发生燃烧和膨胀，这意味着对于着火房间内没有被点燃的烟气，被喷射到室外后被点燃了。 回燃会产生快速、强有力的烟气膨胀，这会在开口外形成一个火球。回燃能导致全面发展的室内火灾，但是有时会导致房间内缺少烟气，仅仅剩下很小的火源或者阴燃。 补充空气是引发回燃的关键因素。 回燃的定义 回燃作为一种火灾现象，至今还没有被国际标准组织定义。 但是国际上（被NFPA，FRS和IFE使用）对这一现象的定义基本相似。许多国家包括美国，英国，日本和新西兰都使用“回燃”这一术语。 火灾研究站（FRS）提出下述定义： 通风受限会导致火灾产生的烟气中含有大量未完全燃烧气体，如果这些气体不断积累，并与开口形成时流入的空气混合就会导致快速爆燃，爆燃会充满整个房间并蔓延到开口外部，这种爆燃现象被称为“回燃”。 美国国家消防协会（NFPA）给出下述定义： 回燃是当氧气被引入到氧气被耗尽的火灾环境中时，引起的未完全燃烧气体的燃烧，这种燃烧通常伴随着爆炸力。 消防工程协会（IFE）给出下述定义： 对于通风受限的着火建筑中的燃烧，不论任何来源或任何因素导致新鲜空气涌入着火建筑，进而产生的或大或小的爆炸。 这些定义是相似的，选用哪一个并不重要。一些定义中使用了词语“爆炸性”，意味着可能发生爆炸，但这并不是一定会发生；回燃常常以一种相对平稳的方式发生。 基于其他定义，在瑞典我们定义如下： 回燃是未完全燃烧烟气的燃烧，空气引入到由于火灾作用而使氧气含量显著降低的房间内时可能会发生。之后燃烧会或快或慢地发生。 回燃必须有部分可燃气体是预混的，否则情况就不能归为回燃。 回燃具有下列特征： · 未完全燃烧气体的积累 · 空气大量涌入 · 有部分可燃气体和空气充分预混 · 充分预混区域存在点火源点燃气体 · 房间内发生剧烈的爆燃 · 火球射出房间  回燃引起温度和压力的剧增 对于发生回燃的情况，火灾早期是通风控制，例如房间与外界隔绝或者开口很小。 当房间内氧含量降低时，温度也会降低。如果此时房间的门被打开，烟气就能够被点燃，并导致回燃。 当回燃发生时，整个房间会充满火焰，进而达到全面发展室内火灾。回燃会形成非常高的压力，对着火房间外部区域造成严重的损坏。 典型的回燃场景 房间内发生了火灾，燃烧可能是有焰燃烧或者阴燃。 房间只有受限的通风口，例如常见的泄漏通道。火灾会持续发展直到房间内氧含量限制了燃烧。与此同时，天花板下方会形成热烟气层并逐渐下沉。 随着烟气层的增厚，被卷吸到火羽上部的空气中含有的未燃气体的量将越来越多，含有的氧气量将越来越少。 这个过程产生了不完全燃烧，由于缺少氧气导致热释放速率降低，热烟气层中未完全燃烧气体会不断积累。 之后，火灾将继续阴燃或自动熄灭，这取决于燃料数量和通风口尺寸。 随着时间的推移，未完全燃烧气体的浓度将增加。这在房间内形成了一个富含可燃气的烟气层。 燃料类型在很大程度上影响气体的积累量，一些材料更容易释放出热解产物。 当房间的门或者窗户开启时，例如消防员进入室内或者窗户破碎，热烟气将通过开口流出，空气将通过开口下部被吸入   未完全燃烧气体不断积累 空气流入，烟气流出  冷空气的流入被称为重力流。 当空气进入房间后，将会和富燃气体混合，预混气体将会在特定区域积累。 这一湍流运动发生在空气流的顶部，或者在气流路径上的一个物体处产生湍流，如家具。 房间内理想重力流示意图 预混区域被引燃   上图揭示了气流发生湍流混合的过程，这一过程会使热解产物浓度降低并达到可燃范围。 如果烟气处于可燃范围，并且存在一个点火源，如火焰、炽热颗粒或者电火花时，混合物就会被点燃。 回燃的发生条件为：火灾在初始阶段受通风控制。 上图也显示了火焰在混合区域的传播方式。 火焰会造成烟气迅速膨胀，并推动剩余的可燃气以很高的速度通过开口排出，这样可燃气体与空气可以在开口处混合。 当火焰在预混区域蔓延时，会导致烟气的引燃和压力剧增。这会形成一个火球（回燃的典型特征）。存在的未完全燃烧气体越多，形成的火球越大。 当富燃气体被空气混合稀释时，当混合物处在燃烧范围内时，可燃物的浓度一定是偏高的（处于燃烧上限）。 回燃发生时，有些火焰是预混火焰，这意味着整个燃烧过程会非常迅速。 使烟气与空气互相混合的气流是产生回燃的至关重要的因素，因此，我们要看一下哪些因素控制着房间内的气流。 重力流 正如之前提到的，当开口开启时冷空气将流入房间。由于气流受重力控制，此时热烟气将流出。这就会形成处在可燃范围内的混合物。 空气的流动速率取决于很多因素，包括下面这些： · 房间尺寸（空气流入房间需要多长时间？） · 房间开口类型（不同的开口类型会产成不同的混合过程） · 密度差（控制气流速度） · 天花板高度（低天花板高度房间与高天花板高度房间，会形成不同的重力） · 湍流（站在门口的消防员可能会造成湍流）   开口为窗户，当气流到达后壁并原路返回时火焰中更多的是预混火焰 上图采用了计算机模拟，仅仅出于定性的目的。 第一张拍摄于气流进入房间时，另一张拍摄于气流到达后壁时。蓝色代表空气，红色代表烟气，绿色和黄色代表以任意比例混合的可燃区域。 气流流入房间时会产生湍流，这导致混合过程的发生。很明显，富燃料层和气流之间的区域是混合最充分的。 如果空气流达到后壁，混合区域将会更大。简言之，此时任何形式的耽搁都可能是非常危险的。 如果气流被后壁反弹，预混区域将大大增加。当进入房间时必须考虑这一因素。任何耽搁都可能是非常危险的。 要了解气流需要多长时间才能流入房间，熟悉一些标准值是非常有用的。气流速度约为1-2m/s，可以视为一个标准值。此速度可以通过示例计算中轰燃的单一方程来计算。 烟气温度越高，流入房间的气流流速越快。 消防员打开门，缓慢进入房间，然后关上身后的门。大多情况下，他带入的气流足以在房间内形成可燃性混合物。当打开一扇着火房间的门时，知道随后会发生什么是非常重要的。 当空气流过开口边缘时，房间内会产生气流，进而产生湍流。 当房间内有很多家具或者人员在房间内缓慢移动时，再或者当使用风机时，也会产生湍流。因此当使用风机时需要特别小心并清楚其中的风险。 下节我们将继续讨论关于气体物质的点燃问题。 |
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