火三角
概述
火灾共通点
火灾的成因有很多,但所有发生火灾的地方总有一个共通点,就是那里必定有可燃物 (燃料),助燃物 (氧气),以及那里的温度一定很高 (热量)。物件必须符合以上三个条件才能燃烧,缺一不可。人们将这现象化作理论,称为“火三角燃烧理论”。[1]
燃烧理论
火三角是一个简单模型,能够让人知道一场火灾发生所需要的成份。没有足够热量,就不能产生火及继续燃烧。某几类火可以洒水浇熄,因为以水浇火,水会转化成水蒸气,带走热量。但要留意,某些火在遇水时会加剧燃烧或蔓延开去。将正在燃烧的燃料分开亦可有效降低热量。
三大要素
火灾需要三大要素:可燃物(燃料)、助燃物(氧气)和著火源(温度达到著火点)。也就是消防人员在灭火时经常谈论的“火三角”(fire triangle)。在炎热的夏天,当天气干燥和高温达到峰值时,就连火车车轮擦出的小小火花都可能引燃野火。有时,火灾是自然发生的,例如,由太阳的热能或是雷击引发。但是,大多数野火是人为疏忽导致,包括纵火、篝火、乱扔未熄灭的烟头、不正确地焚烧垃圾、以及玩火柴及燃放烟火等。
燃烧四面体
燃烧四面体:物质要发生燃烧,需要具备可燃物.氧(空气).热能及连锁反应,缺乏其中一个就无法发生燃烧,所以此四要件称为燃烧四面体。
野火难控
野火一旦被点燃就会随风、坡度或是可燃物而蔓延。英国林业委员会技术顾问扎加德对BBC解释说,如果地势有10%的上坡坡度可以将火势蔓延速度增加一倍;如果坡度是20%,火势速度则将增加4倍。因为火焰会预热上坡的可燃物。因此,如果野火顺山势而上,那火速就会非常快。树木、灌木丛、干草地以及住家一切都可以成为可燃物,燃料越多,火势越猛。再加上,如果天气非常干燥 - 就像大多数遭受火灾的国家那样 - 火势就越难控制。
断燃环境
我们无法控制天气,因此关键在于消除可燃物。使用野火预测手段,即通过观察风速、坡度、火势走向以及可燃物来决定如何灭火。需要在野火到来前数小时或数天前用推土机、树木收割机以及手动工具清除可燃物。然后,要在整个火场周围建立一个断燃环境,其实就是一条大壕沟。这样就可以真正控制火势,取胜了。[3]
灭火主方
将燃料隔开
可燃物在燃烧前会裂解为简单的分子,分子中的共价键在外界因素(如光、热)的影响下,裂解而成化学活性非常强的原子或原子团──称为游离基。有氢原子、氧原子及羟基等。火焰燃烧应增加一个必要条件──链式反应自由基,这样就形成了燃烧四面体。当燃料用尽,火便会自行熄灭。当然,亦可以人手或化学方式将燃料与火分隔,使之熄灭。将燃料隔开是灭火的主要方法,山林大火时,已经著火的树木会被隔开或移离火场,转移到没有其他可燃物的地方。
活跃金属的化学反应
火灾通过燃烧过程,其化学反应使之温度更高并能持续下去,传统的“火三角”能应用在不少火灾上,但如果火灾涉及到锂、镁等活跃金属的燃烧,清除“火四面体”中的化学反应元素便能用得著,因单向此等火源射水,会使化学反应加剧,不但不能降温,反使火源温度更高,甚至会发生爆炸,因水会使之引起放热反应,释出易燃的氢气。因此,此等火灾需以切断燃烧的连锁反应来扑灭。
链式反应
人们发现用燃烧三角形来表示“无火焰燃烧”是确切的;但对于“有火焰燃烧”,因为燃烧过程中存在未受抑制的分解物(游学的发展,离基)作为中间体,作为链式反应。
高度活泼的化学形态
大多数的有火焰燃烧都存在著链式反应。当某种可燃物受热时,它不仅会气化,而且该可燃物的分子还会发生热裂解作用,即它们在燃烧前会裂解为简单分子,活性很强的游离基。由于游离基是一种高度活泼的化学形态,能与其他的游离基及分子产生反应,而使燃烧持续下去,这就产生了燃烧的链式反应。