火灾对人的危害是由火焰的灼烧及烟气的窒息毒害产生的。可分为:
(1) 火灾辐射热
火灾时产生的热能以热射线的方式传播,而热射线在均匀介质中是以电磁波的形式向四周传播的。辐射热量的物体,其单位表面上发射出的热量与媒介质的状态无关,而是与物体的绝对温度和面积成正比,即燃烧物体的温度越高、面积越大,辐射强度及辐射热越大。而接受辐射热的物体,其受热量和两者间距离的平方成反比,即距离越近,受热量越多;距离越远,受热越少。在火灾发生时,放射物表面(火焰) 的温度通常都在1000℃以上。而一般可燃物质在空气中的自燃点始终低于800℃(如木材为200~300℃,煤油为240~290℃,石油沥青为270~300℃),由于受到火焰的灼烤可能会燃烧起来,曾经发生过距离火灾现场200m的建筑物,由于辐射热的作用而发生了火灾。
(2) 火灾烟气产生及其危害
火灾时物质燃烧所生成的可见及不可见气体、水蒸气及固体微粒等混合物通称为烟气。
火灾发生的各阶段,由于其燃烧条件不同,生成的烟气成分各异。在火灾初起期,某些材料开始受热要析出水蒸气,故此时多呈灰白色烟气;随着材料中水分的减少和碳粒析出的增多,烟逐渐变为灰黑色。在火灾的成长期中,燃烧面逐渐扩大而室温也不断升高,烟气的产生依赖于空气的供给状况,如果氧气供应受到限制,不完全燃烧产物增多,形成较多的浓黑毒烟;反之,如门窗烧损而空气流通,烟气便相应减小。火灾衰减期时,可燃物已大部分烧掉,烟也自然随之减少。
烟气的成分取决于可燃物的化学组成和燃烧条件。大部分可燃物都属于有机化合物,主要由碳、氢、氧、硫、磷、氮等组成。其中碳、氢、硫、磷燃烧时分别生成二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、二氧化硫和五氧化二磷等产物;氮在燃烧过程中则呈游离态析出,氧在燃烧过程中消耗掉了。上述产物除一氧化碳外,都不能再燃烧,称完全燃烧的产物。可燃物不完全燃烧时,不仅会生成上述完全燃烧产物,还生成一氧化碳、醇类、酮类、醛类以及其他一些复杂的有机化合物,该物质常常具有毒性。对含碳量多的物质,在氧气不足的条件下燃烧时,产生大量的碳粒子,表现为黑烟。
现代建筑中塑料越来越多使用在家具和日用品方面,还常用作建筑的装修及管道、电缆的隔热材料和缠料等,一旦发生火灾,不仅能加速火势的扩大,还会产生大量的有毒浓烟,其危害远远超过一般的可燃材料,设计时应特别注意。统计资料也表明,火灾死亡者中至少有超过一半的人是被烟气毒死的,而且随塑料及其他有机材料的使用,该比例还在快速增长。
火灾时烟气的危害包括:对人体本身的危害,在疏散及扑救过程中遮挡人的视线,浓烟造成的恐慌心理等。其中对人身的危害可归结为以下几点:
1) 一氧化碳中毒。一氧化碳吸入人体后,会和血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白失去携带氧的功能,致使身体缺氧失去知觉乃至死亡。着火场所中的空气成分,在燃烧之前几乎不变化,但当燃烧之后就有急剧的变化。火灾房间产生的一氧化碳的浓度,由于可燃物性质、数量、堆积情况和房间的开口条件的不同而有显著差别,主要取决于可燃物热分解和氧化反应的速度比。当温度升高、分解加快时,若氧气供应不足,则产生大量的一氧化碳,对人员疏散不允许超过0.2%。一般房间在开始爆燃后一氧化碳的浓度急剧增加,可达4%~5%,因此在爆燃发生前撤出人员是安全的。
2) 其他有毒气体中毒。建筑中可燃材料在燃烧时可产生大量有毒有害的气体,如甲醛、乙醛、氢氯化物、氢化氰等毒气,对人体极为有害。当烟中含有5.510-6的丙烯醛时,会对上呼吸道产生刺激症状;超过1010-6时,就能引起肺部的变化,数分钟内即可死亡。随着某些新型建筑材料及塑料的使用,烟气的毒性也越来越大。
3) 缺氧。火灾过程中产生的大量一氧化碳、二氧化碳及其他有毒气体,加上燃烧消耗的大量氧气,会使空气中的含氧量大大降低。当爆燃发生时,含氧量会降到5%以下,使人呼吸停止,数分钟后死亡。
4) 高温。爆燃发生时,室内温度可达800℃以上,火焰本身或火焰产生的高温能使人烧伤烧死。人体在火焰和高温灼烤下,使心脏跳动加速,大量出汗,很快出现疲劳和脱水现象,当热的强度超过人体能承受的限度时就会使人死亡;或由于吸入大量的热气到肺部,使血压急剧下降,毛细管破坏,从而导致血液循环系统破坏,使人致死。