理解轰燃：关于轰燃的迷思与误解「上」

·当爆炸或轰燃发生时，内攻消防员很可能会被困在内。

·当温度上升至500-600摄氏度时，轰燃发生，热量足以点燃空气中的任何气体，甚至可能出现爆炸。

·如果火场有可燃气体或者甚至是灰尘，然后突然蒸气云被点燃，这就是我们所谓的轰燃。

·当整个房间突然燃烧时，轰燃就发生了。

图1 轰燃（照片由William Cobb,

 Cornelius 提供- Lemley 消防队）

轰燃和室内火灾发展

描述轰燃的定义和方法有非常多，其中最重要的一点是，它是火灾向全面发展阶段的快速转变。

室外可燃物（如沙发或软垫椅）的燃烧，主要经过四个阶段：

初起阶段，只有一小部分参与了燃烧，随着燃烧进入发展阶段，更多的燃料参与了燃烧，燃烧速度加快。最后，所有可燃物着火，火灾进入了全面燃烧阶段。

随着可燃物耗尽，火灾进入下降阶段。

通观整个过程，火灾发展是由燃料控制的，火灾发展速度和能量释放取决于燃料特性和结构。由于燃烧在室外发生，在每个燃烧阶段，供氧都是充足的。

燃烧热是一定量的可燃物充分燃烧时释放的能量。可燃物燃烧时释放的总能量取决于燃烧的热量和可燃物的量（质量）。燃烧热的单位是焦耳（J）。然而，这只是其中一部分。

热释放速率（HRR）是单位时间内可燃物燃耗所释放的能量,单位是瓦特（W）。1瓦特等于1焦耳（单位能量）每秒（单位时间）。美国消防局习惯上使用英国热量单位（BTU）作为能量单位。

用这个单位，HRR可以表达成Btu/s.。但是，以上这些与轰燃有什么关系呢？

结果表明，热释放速率与轰燃有关。

当火灾不受限制时，可燃物燃烧产生的大量热量通过热辐射和热对流而流失。当火灾发生在室内会，情况又是怎样呢？

室内火灾发展会受到房间情况的影响，室内的其他材料，例如墙壁、天花板和地板吸收了火灾释放的一些能量。另外一些能量是没有被吸收的，而是辐射给了可燃物，继续维持和加速了燃烧过程。

热烟气和空气在火源的加热下，不断上升，接触到冷的天花板和墙壁后，热量传递给这些较冷的材料，提高它们的温度。这个热量传递过程，提高了整个房间的温度。

随着周围可燃物被加热，他们开始热分解。最终，热解速率达到可以维持燃烧的点，火势开始向其他可燃物蔓延。

然而，室内与室内外火灾，最显著的区别是室内的通风情况。通风口的大小、位置和开口形状，既影响燃烧所需的氧气，又影响室内热解气体和火灾产生的烟气是保留在室内，还是流出。

课本中对“火灾发展阶段”的描述各不相同，但火灾发展过程中的现象是一样的。我们把室内火灾发展过程分为四个阶段：初起阶段，发展阶段，猛烈阶段和下降阶段（见图2）。

虽然，我们将火灾发展划分为四个阶段，但实际过程是连续的，从一个阶段到另一个阶段。虽然在实验室中可以清楚地定义这些转变，但在实际火场中，往往很难判断哪个阶段何时结束，哪个阶段开始进行。

图1 轰燃（照片由William Cobb,

 Cornelius 提供- Lemley 消防队）

 

如果火灾能量释放的速度比从房间流失的速度更快，那么温度将升高；一旦释放了足够的能量，就会发生轰燃，火灾将从增长阶段迅速发展到猛烈阶段（见图2）。

 

这种情况发生时，火灾将蔓延到房间内所有可燃物表面，火焰将突破房间所有窗口。

 

我们以浴缸作类比（见图3），这可以很好地解释通风和轰燃在燃料控制型火场中的关系。

 

把轰燃和一个带排水口的充水浴缸相比，把水当做热能，水量当做可燃物（火灾荷载）的总热量。水龙头的大小和水压控制水流量，即热释放速率。

 

浴缸的容积类似于房间的体积及其容纳热量的能力。浴缸排水的大小和位置控制失水率，模拟了通过通风口和气体传导出去的热量损失。在这个类比中，如果浴缸充满和溢出，就会发生轰燃。(Kennedy & Kennedy, 2003, p. 7)