5.4 第四节 典型可燃固体物质的燃烧

《消防燃烧学》教案序号1课题第五章第四节典型可燃固体物质的燃烧课时课型理论课一、教学目标及要求（一）教学目标【知识与技能】1.掌握植物自燃的原因（微生物作用、物理作用、化学作用三阶段）、条件（一定湿度、良好蓄热条件）及预防植物自燃的基本措施（控制湿度、控制堆垛、防雨防潮、加强检测）；2.掌握木材的化学组成、燃烧过程（干燥准备、有焰燃烧、无焰燃烧三阶段）及燃烧特点（燃烧过程复杂、燃烧性能比较稳定）；3.掌握高聚物的化学组成、燃烧过程（熔融、分解、着火三阶段）及燃烧特点（发热量大、燃速快、发烟量大、有熔滴、产物毒性大）；4.掌握典型高聚物（塑料、合成纤维、合成橡胶、聚氨酯保温材料）的燃烧；5.掌握金属的燃烧过程（蒸发燃烧、表面燃烧）及燃烧特点。本节是《消防燃烧学》第五章"可燃固体的燃烧"中的第四节。前三节学习了固体的分类及特性、燃烧过程和燃烧形式、燃烧速率。本节针对植物、木材、高聚物、金属等典型可燃固体，结合其化学组成和结构，分析它们的燃烧过程和燃烧特点，是固体燃烧知识的综合应用，对扑救各类固体火灾具有直接指导意义。【过程与方法】1.通过植物自燃原因三阶段（微生物、物理、化学）的讲解，结合表5-5稻草、籽棉自燃危险参数，掌握植物自燃的规律；2.通过武汉棉花仓库火灾案例的讲解，掌握植物堆垛自燃的预防和扑救要点；3.通过木材化学组成（表5-6）、燃烧过程三阶段、燃烧特点及表5-7、表5-8的讲解，掌握木材燃烧规律；4.通过高聚物燃烧过程三阶段（熔融、分解、着火）及表5-9~表5-12的讲解，掌握高聚物燃烧特点；5.通过福州拉丁酒吧火灾案例的讲解，掌握聚氨酯等装修材料火灾的危害和人员密集场所装修材料要求；6.通过金属蒸发燃烧、表面燃烧过程及表5-13、表5-14的讲解，掌握金属燃烧特点和扑救要点；7.通过思考题的归纳，巩固典型可燃固体燃烧的知识。【情感、态度、价值观】通过本节学习，使学员认识植物、木材、高聚物、金属等典型可燃固体燃烧的规律和危害。理解植物堆垛自燃（微生物发酵、蓄热不散）、高聚物燃烧产物毒性大（CO、HCN、光气等）、金属火灾扑救复杂等实际，结合武汉棉花仓库火灾、福州拉丁酒吧火灾案例，增强消防安全意识，培养消防救援人员科学扑救各类固体火灾、严格消防监督执法、预防群死群伤火灾的专业素养和社会责任感。（二）教学要求1.识记植物自燃的原因、条件和预防措施；2.掌握木材、高聚物、金属的燃烧过程和燃烧特点；3.掌握典型高聚物（塑料、合成纤维、合成橡胶、聚氨酯）的燃烧；4.能识读表5-5~表5-14数据。二、教学重点1.植物自燃的原因（三阶段）和条件；2.木材的燃烧过程和燃烧特点；3.高聚物的燃烧过程（熔融、分解、着火三阶段）和燃烧特点（发热量大、燃速快、发烟量大、有熔滴、产物毒性大）；4.金属的蒸发燃烧和表面燃烧过程。三、教学难点1.植物自燃的微生物、物理、化学三阶段作用机理；2.木材燃烧的干燥准备、有焰燃烧、无焰燃烧三阶段温度划分；3.高聚物燃烧产物毒性（CO、CO2、N2OX、HCN、COCl2光气等）及其危害；4.金属蒸发燃烧（挥发金属）与表面燃烧（非挥发金属）的区别及扑救要点。四、教学方法与手段本节教学内容以典型可燃固体的燃烧为主，数据表10个（表5-5稻草、籽棉发生自燃的危险参数、表5-6部分干木材的元素质量百分含量、表5-7某些木材的燃点和自燃点、表5-8木材、木制品和某些比较物的热值、表5-9部分高聚物的燃烧特性、表5-10高聚物材料的燃烧热及火焰温度、表5-11高聚物的燃烧速率、表5-12聚苯乙烯挤塑板、橡胶海绵、聚氨酯泡沫燃烧性能参数、表5-13挥发金属及其氧化物的性质、表5-14非挥发金属及其氧化物的性质），案例2个（武汉棉花仓库自燃火灾、福州长乐拉丁酒吧火灾）。教学应注重植物自燃三阶段、木材燃烧三阶段、高聚物燃烧三阶段、金属蒸发/表面燃烧的讲解，结合表数据分析和典型案例加深理解。授课全过程使用PPT课件，将表5-5~表5-14清晰展示；采用讲授法、比较法和案例法相结合。教学中注重理论联系实际：植物堆垛（稻草、籽棉、棉花、烟叶）自燃火灾在消防监督中需重点监测湿度、温度、堆垛大小；木材是建筑火灾中最常见的可燃物，其燃烧性能稳定（导热率小、由表及里燃烧、承重梁仍有支撑力）；高聚物（塑料、化纤、橡胶、聚氨酯泡沫）燃烧产物毒性大，人员密集场所装修材料燃烧性能必须达到A级不燃标准；金属（钠、钾、镁等）遇水产生氢气引发爆炸，需干沙覆盖或用三氟化硼、7150等特殊灭火剂扑救。教学中应设置提问、讨论环节（如"为什么植物堆垛会自燃""为什么木材燃烧性能稳定""为什么高聚物燃烧产物毒性大""金属火灾为什么不能用普通水扑救"），启发学员思考，将典型固体燃烧知识应用于消防实践。五、教学过程设计首先，从植物自燃引入，讲解植物自燃的原因（微生物、物理、化学三阶段）、条件及预防措施，结合武汉棉花仓库火灾案例；其次，讲解木材的燃烧（化学组成、燃烧过程三阶段、燃烧特点）；再次，讲解高聚物燃烧（化学组成、燃烧过程三阶段、燃烧特点、典型高聚物），结合福州拉丁酒吧火灾案例；最后，讲解金属的燃烧（蒸发燃烧、表面燃烧、燃烧特点），进行课堂小结和布置思考题。（一）引言同学们，前面我们学习了固体的分类及特性、燃烧过程和燃烧形式、燃烧速率。植物、木材、高聚物、金属是生产生活中最常遇到的典型可燃固体。本节结合它们的化学组成和结构，分析各自的燃烧过程和燃烧特点，掌握这些典型固体燃烧的规律，对于扑救各类固体火灾具有直接指导意义。（二）阐述、分析、推导【板书】第五章可燃固体的燃烧【板书】第四节典型可燃固体物质的燃烧【板书】一、植物自燃【板书】（一）能发生自燃的植物产品【讲解】实验证明，大多数植物的茎、叶，诸如稻草、麦草、麦芽、锯末、树叶、籽棉、甘蔗渣以及粮食等，由于本身表面上附着大量微生物，当大量堆积时就会发热导致自燃。【板书】（二）植物自燃的原因【讲解】植物的自燃，是微生物作用、物理作用和化学作用所致，它们是彼此相连的三个阶段。【板书】1．微生物作用【讲解】由于植物体中含营养物质和水分，并且在适宜的温度下，受微生物的作用，使植物体腐败发酵而放热（称之为发酵热）。若热量散发不出去，使温度上升到70℃左右时，微生物就会死亡，微生物死亡，至此，生物阶段告终。【板书】2．物理作用【讲解】温度到70℃时，植物中不稳定的化合物（果酸、蛋白质及其他物质）开始分解，生成黄色多孔炭，吸附灰尘、蒸气和氧气并析出热（称之为吸附热），继续升温到100~130℃，这时可引起新的化合物不断分解炭化，促使温度不断升高。【板书】3．化学作用阶段【讲解】当温度升到150~200℃，植物中的纤维素就开始分解炭化，并进入氧化过程。生成的炭能够剧烈地氧化放热，温度继续升高到250~300℃时，若积热不散，达到自燃点，植物就会着火。【板书】（三）植物自燃的条件【板书】1．一定的湿度【讲解】水分是微生物生存和繁殖的重要条件，植物发生自燃首先必须具有微生物生存的湿度。实践表明，干燥和过湿的植物产品，通常不能自燃。【板书】2．良好的蓄热条件【讲解】堆垛在一起，热量散发不掉而不断积累使温度逐渐升高达到自燃点，植物才会自燃。【板书】（四）预防植物自燃的基本措施【板书】1．控制湿度【讲解】植物在堆垛前必须认真检查含水量。如果在危险湿度（稻草20%、籽棉12%），必须晾干后才能堆垛；或先堆成小堆，经干燥后堆成标准垛。【板书】2．控制堆垛【讲解】一般应控制堆垛的大小，且在每个堆垛的垂直方向和横向都设通风孔，堆垛之间要保持一定间距，以利于散发垛内热量和平时的安全检查。【板书】3．防雨防潮【讲解】雨雪天不能进行堆垛作业，垛顶要封好。如果发现渗漏，要及时采取措施。【板书】4．加强检测【讲解】对植物堆垛，要设专人检测温度和湿度。发现冒气、塌陷、有异味及温度达到40~50℃时，应重点监视；温度在60℃以上时，必须立即倒垛散热，倒垛时要采取防护措施，防止垛内自燃或引起飞火蔓延。【讲解】根据实验，稻草、籽棉的自燃与湿度、温度和堆高的关系见表5-5。【板书】【案例】武汉银丰公司棉花仓库火灾【讲解】2019年4月17日，湖北省武汉市银丰公司E号棉花仓库发生火灾。仓库为砖混轻钢屋顶结构，建筑面积4864m2，储存棉花约6000吨，其中期货棉3741.5吨。火灾发生后，政府启动应急预案，有7个消防中队，35台车，190多人投入战斗，并调集挖掘机、铲车、渣土车、洒水车等53台工程车辆参加灭火救援行动，经过3天3夜的艰苦奋战，才将大火扑灭。火灾原因由于武汉市正处梅雨天，空气潮湿，仓库内棉花吸水反潮（回潮率达9~9.5%），加之堆垛过大，蓄热不散，使棉花堆垛自燃而引发。【讲解】在阴雨天、空气潮湿环境里的棉花、籽棉、烟叶、麦秸秆、稻草等植物材料会吸水反潮，堆垛上的微生物活动加剧，发热升温加快，若材料堆垛过大，积热不散，会自燃引发火灾。在实际消防监督、隐患排查工作中，对大型植物材料仓库堆场，特别要注意防雨防潮，植物材料的湿度、温度、堆垛大小是三个重点监测参数，必须严格按相关规范要求进行巡查监测，发现异常，要立即整改。另外，植物堆垛火灾，堆垛内部会发生阴燃，在火灾扑救过程中，需要动用挖掘机、铲车等大型工程机械设备协助搬运、翻垛灭火，因此，应急预案中要注意加强大型特种工程车辆的配备。【板书】二、木材的燃烧【讲解】森林是一种十分宝贵的生态自然资源，它对建设美丽中国十分重要；同时，木材及木质制品（如胶合板、木屑板、粗纸板、纸卡片等）是建筑装饰中最常用的一种材料，它广泛用于框架、板壁、屋顶、地板、室内装饰及家具等方面。在森林火灾及建筑火灾中都会涉及木材的燃烧，所以研究这种多用途的物质在火灾中的反应显得十分重要。【板书】（一）木材的化学组成【讲解】木材一般分为两大类，即针叶木（又称软木）和阔叶木（又称硬木）。针叶木有云杉、冷杉、铁杉、落叶松、松木、柏木等。阔叶木有杨木、枫木、桉木、榉木等。木材的种类、产地不同，木材的组成也不同，但主要由碳、氢、氧构成，还有少量氮和其他元素，且通常不含有硫元素。【讲解】木材是典型的混合物，主要由纤维素（C6H10O5）n（含量为39.97%~57.84%）、木质素（含量为18.24%~26.17%）组成，另外还含有少量的缩糖、蛋白质、脂肪、树脂、无机质（灰分）等成分。表5-6列举了部分干木材的化学成分。【板书】（二）木材的燃烧过程【讲解】木材属于高熔点类混合物，在干燥、高温、富氧条件下，木材燃烧一般包含分解燃烧和表面燃烧两种燃烧类型；在高湿、低温、贫氧条件下，木材还能发生阴燃。木材燃烧过程大体分为干燥准备、有焰燃烧和无焰燃烧三个阶段。【板书】（1）干燥准备阶段【讲解】在热作用下木材中的水分蒸发，达约105℃时，木材呈干燥状态；温度达到150~200℃时，木材开始弱分解，产生水蒸汽（分解物）、二氧化碳、甲酸、乙酸等气体，为燃烧作好准备。【板书】（2）有焰燃烧阶段【讲解】温度在200~250℃时，木材开始炭（焦）化，产生少量水蒸汽及一氧化碳、氢气、甲烷等气体，伴有闪燃现象；当温度达250~280℃时，木材开始剧烈分解，产生大量的一氧化碳、氢气、甲烷等气体，并进行稳定的有焰燃烧，直到木材的有机质组分分解完为止，有焰燃烧才结束。【板书】（3）表面燃烧阶段【讲解】当木材析出的可燃气体很少时，有焰燃烧逐渐减弱，氧气开始扩散到炭质表面进行燃烧；当两种形式燃烧同时进行一段时期，且不能再析出可燃气体后，则完全转变成炭的表面燃烧，直至熄灭。【板书】（三）木材的燃烧特点【板书】1．燃烧过程复杂【讲解】从上面的分析可看出，木材及木制品的燃烧包括有焰燃烧、表面燃烧或阴燃等燃烧类型，着火方式可以是闪燃、自燃、点燃等形式，而且燃烧过程中伴随着干燥、蒸发、分解、炭化等物质变化，因此，木材的燃烧过程是比较复杂的。【板书】2．燃烧性能比较稳定【讲解】从延烧过程来看，在燃烧过程中木材没有软化、熔融现象，同时由于木材导热率较小、传热慢，并且总是以由表及里的方式进行燃烧，所以粗大的木材（如承重梁）燃烧一段时间后，仍具有支撑能力。【讲解】从燃烧产物的成分来看，木材的完全燃烧产物主要是二氧化碳和水两种物质。【讲解】从燃烧参数来看，木材的燃点一般界于250~275℃，自燃点界于410~440℃之间。木材的平均热值约为20000。表5-7列举了部分木材的燃点或自燃点。表5-8列举了一些木材、木制品和某些比较物的热值。【板书】三、高聚物燃烧【讲解】高聚物也叫聚合物，是指由单体合成得到的高分子化合物。一般是指合成纤维、合成橡胶和塑料，即"三大合成材料"。【板书】（一）高聚物的化学组成【讲解】高聚物是以烯烃、炔烃、醇、醛、羧酸及其衍生物，以及HCl、HBr、NH3、H2S、S等无机物为基础原料进行化学反应而合成的，因此，它们主要由碳、氢、氧元素构成，同时还含有Cl、Br、N、S等元素。现代生产生活中，三大合成材料具有广泛的用途，在许多方面已成为天然材料的替代品，而且与使用天然材料不同，合成材料的制品几乎都是纯净物（有的含少量添加剂），例如聚氯乙烯、尼龙、聚丙烯腈（人造羊毛）、氯丁橡胶等。【板书】（二）高聚物的燃烧过程【讲解】大多数高聚物都具有燃烧性，但一般不发生蒸发燃烧和表面燃烧，而只会分解燃烧。在热作用下，高聚物一般经过熔融、分解和着火三个阶段进行燃烧。【板书】1．熔融阶段【讲解】高聚物具有很好的绝缘性，很高的强度、良好的耐腐蚀性。但是高聚物的耐热性差，容易受热软化、熔融，变成粘稠状熔滴。表5-9列举了部分高聚物的软化、熔化、分解温度。【板书】2．分解阶段【讲解】温度继续升高，高聚物熔滴开始变成蒸气，继而气态高聚物分子开始断键，从高分子裂解成小分子，产生烷烃、烯烃、氢气、一氧化碳等可燃气体，同时产生黑色碳粒浓烟。塑料、合成纤维的分解温度一般为200~400℃；合成橡胶的分解温度约为400~800℃。【板书】3．着火阶段【讲解】高聚物着火其实是热分解产生的可燃气体着火。火场上可能出现以下几种情况：【板书】（1）热分解产生的可燃气体数量较少，遇明火产生一闪即灭现象，即发生闪燃；【板书】（2）可燃气体和氧气浓度都达到燃烧条件，遇明火立即发生持续稳定的有焰燃烧；【板书】（3）虽然有较多的可燃气体，却因缺氧（如在封闭房间内），所以燃烧暂时不能进行，但是一旦流入新鲜空气（如开启门窗），则有可能立即发生爆燃，使火势迅速扩大。【讲解】以上分析可看出，由于高聚物一般不溶于水，且是靠高温分解进行燃烧，所以同扑救木材、棉、麻、纸张等天然物品的火灾一样，水是扑救高聚物火灾的最好灭火剂。【板书】（三）高聚物的燃烧特点【板书】1．发热量大【讲解】大多数合成高聚物材料的燃烧热都比较高，如软质聚乙烯的热值为46610kJ/kg，比煤炭、木材的热值分别高出1倍和2倍还多。发热量大，使得高聚物的燃烧温度（火焰温度）升高，可达2000℃左右，从而加剧了燃烧。部分高聚物材料的燃烧热及火焰温度见表5-10。【板书】2．燃速快【讲解】高聚物因为发热量大，使得燃烧温度高，火场热辐射强度增大，传给未燃材料的热量也增多，因而加快了材料软化、熔融、分解的速率，所以其燃烧速率也随之加快。部分高聚物的燃烧速率见表5-11。【板书】3．发烟量大【讲解】高聚物中含碳量都很高，如聚苯乙烯的C%=99.84%。因此，在燃烧时很难燃烧完全，大部分碳都以黑烟的形式释放到空气中。据对比实验分析，高聚物燃烧的发烟量通常是木材、棉、麻等天然材料的2~3倍，一般起火后在不到15s内就产生烟雾，在不到1min就会让视线模糊起来。火场上浓密的烟雾加大了受困人员逃生，以及救援人员施救的难度。【板书】4．有熔滴【讲解】在燃烧过程中许多聚合物都会软化熔融，产生高温熔滴。高温熔滴产生后会带着火焰滴落、流淌，一方面扩大了燃烧面积，另一方面对火场人员构成了巨大威胁。如聚乙烯、聚丙烯、有机玻璃、尼龙、聚氨酯泡沫等。【板书】5．产物毒性大【讲解】实际上，在所有重大火灾中，造成人员伤亡的主要原因是受害者吸入了高温有毒的气体燃烧产物所致（其毒性大小一般用半数致死量LD50或半数致死浓度LC50来确定）。实验证明，可燃物的化学组成和燃烧温度是决定燃烧产物毒性大小的两个重要因素。【讲解】一般来说，对于同一可燃物而言，燃烧温度较低的燃烧产物其毒性比燃烧温度高的燃烧产物的毒性大（如在400℃、600℃时木材燃烧产物的LD50分别为14mg/L和55mg/L）；而在同一燃烧温度下，高聚物的燃烧产物的毒性比天然材料燃烧产物的毒性大，这是因为，高聚物燃烧会迅速产生大量的CO、CO2、N2OX、HCN、COCl2（光气）等有害气体所致。例如，在燃烧温度为600℃时，木材、聚氯乙烯、腈纶毛线的LC50分别是55mg/L、21.6mg/L、3.22mg/L。可见，高聚物燃烧产物的毒性十分强烈，火场上，加强防排烟措施就显得十分重要。【板书】（四）典型高聚物燃烧【板书】1．塑料燃烧【讲解】塑料都是人工合成材料，大自然中没有。塑料有软性塑料和硬性塑料两种。常见软性塑料有聚乙烯（PE），硬性塑料有聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯树脂（PS）等。塑料透水性差、抗酸碱腐蚀性能强、具有很好的韧性，但受热时有很好的可塑性，在生产生活中用途十分广泛，主要用于包装、建材、地膜、日用品、机械制造等领域。【讲解】研究表明，塑料主要以分解形式进行燃烧，燃烧产物中主要有CO、CH4、C2H4、C2H2、CO2、H2O、HCl等气体，并伴有大量黑烟。塑料燃烧还可产生致癌物质"二噁英"，人体吸入危害性很大。相比较而言，软性塑料的燃烧性能较好，其燃点较低、燃速较快，发烟量较大，且燃烧过程中有熔滴；硬性塑料的燃烧性能较差，其燃点较高、燃速较慢，发烟量较小，燃烧过程中没有熔滴。【板书】2．合成纤维燃烧【讲解】合成纤维是一类用小分子有机化合物为原料合成制得的化学纤维。如聚丙烯腈、聚酯、聚酰胺等。与天然纤维相比，合成纤维的原料是由人工合成方法制得的，生产不受自然条件的限制。合成纤维是一类具有可溶或可熔性的线型聚合物，具有强度高、质轻、易洗快干、弹性好、不怕霉蛀等性能。经纺丝成形、加工处理后，合成纤维可用来生产衣物、地毯、被装等纺织用品。【讲解】合成纤维着火主要还是以分解形式进行燃烧。合成纤维中主要含有C、H、O、N四种元素，其燃烧产物主要有CO、CH4、CO2、H2O、HCN、NO等气体，并伴有黑烟。与天然纤维燃烧相比，合成纤维的燃点较低、燃速较快、发热量和发烟量较大，燃烧中有卷曲或有熔滴，没有动物毛发烧焦的气味产生，燃烧产物的毒性更大。【板书】3．合成橡胶燃烧【讲解】橡胶有天然橡胶和合成橡胶两种。从橡胶树生产出的橡胶叫天然橡胶；用化学方法合成制得的橡胶，叫合成橡胶。合成橡胶是人工合成的高弹性聚合物，也称合成弹性体，产量仅低于合成树脂（或塑料）、合成纤维。合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，因而广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中。【讲解】合成橡胶在20世纪初开始生产，从40年代起得到了迅速的发展。常用的合成橡胶有顺丁橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等。同样，合成橡胶着火主要还是以分解形式进行燃烧。合成橡胶中主要含有C、H、O、S、N、Cl等多种元素，其燃烧产物主要有CO、CH4、CO2、H2O、SO2、HCN、NO、HCl等气体，并伴有黑烟。与天然橡胶燃烧相比，合成橡胶的燃点较低、燃速较快、发热量和发烟量较大，燃烧有熔滴，燃烧产物的毒性更大。【板书】4．聚氨酯保温材料燃烧【讲解】聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，主要含有碳、氢、氧和氮四种元素，是一类主链含聚氨甲酸基（—NHCOO—）重复结构单元的高分子聚合物。聚氨酯材料主要由异氰酸酯（单体）与羟基化合物聚合而成，英文缩写为PU。聚氨酯是上世纪60年代从德国发展起来的新兴有机高分子材料，被誉为继聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯之后的"第五大塑料"。此材料具有橡胶、塑料的双重优点，尤其是在隔热、隔音、耐磨、耐油、弹性、挠曲性等方面有其它合成材料无法比拟的优势，所以广泛应用于化工、轻工、纺织、建筑、家电、交通运输、航天等领域。如生活中常见的人造革、人造丝、地板胶、氨纶纺织品、人造海绵、保温泡沫板等都是聚氨酯类物质。【讲解】聚氨酯物质燃烧时同样具有发热高、发烟量大、产物毒性强等一般通性。但是，实验表明不同种类的聚氨酯其燃烧性能是不一样的。如最常见的聚氨酯泡沫，有软泡、硬泡、半硬泡之分，它们的燃点、燃烧速率等性能指标都不尽相同；即使是同一类聚氨酯泡沫，根据配方不同，其燃烧性能也有很大区别。依据《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB8624-2018标准，按燃烧性能分类，聚氨酯材料（制品）可分为难燃（B1级）、可燃（B2级）、易燃（B3级）三种类型，因此并不是所有聚氨酯材料（制品）都是易燃品。另外，聚氨酯本身无毒，但其燃烧产物中因为含有大量的一氧化碳和氰化氢毒气，所以火灾中会对人员造成很大危害。【讲解】表5-12列举了聚苯乙烯挤塑板、橡胶海绵、聚氨酯泡沫三种材料的燃烧性能参数。从表中看出聚氨酯泡沫的发热量、发烟量、燃烧产物毒性都较大，氧指数较低，所以火灾危险、危害性较严重。【讲解】注：实验方法为单体燃烧实验法（SBI），试样尺寸为：1.0m×1.5m×0.04m。【讲解】随着建筑节能和环保要求的不断提高，欧洲各国外墙外保温体系在本世纪七、八十年代得到了迅速发展，其中以聚苯乙烯保温层基料，并作薄抹灰罩面处理的技术较为普遍。为了规范外墙保温技术，1988年6月，制定了《墙体外保温体系评估指南》欧洲标准，此标准侧重于聚苯乙烯保温材料抹灰施工系统的规范管理。之后经过10多年时间的实践和完善，又发布了《带抹灰层的墙体外保温复合体系指南》，此新标准涉及的范围涵盖了各种不同的保温材料，包括聚苯乙烯、聚氨酯、岩棉、玻璃棉等材料。据资料显示，目前欧美发达国家的聚氨酯在建筑保温材料的市场份额已达50%以上。【讲解】建筑业是一个耗能大户，在能源危机背景下，做好建筑节能刻不容缓。近年来，为实现"碳达峰、碳中和""双碳"目标，我国正在逐步完善建筑节能标准，大力推广使用发泡聚氨酯、石墨聚苯板等高效外墙保温材料对建筑进行保温。据资料显示，目前我国聚氨酯在建筑保温材料的市场份额约为10%，但自1998年以来，我国聚氨酯工业的发展势头十分强劲，年均增长率高达30%以上。【讲解】按照国家标准《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-2017）要求，用于公共娱乐场所顶棚装饰材料燃烧性能必须达到A级不燃材料标准；根据《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》[2009]46号规定，高度大于等于60米小于100米的非幕墙式住宅建筑，其外保温材料的燃烧性能不应低于B2级，且当采用B2级保温材料时，每层应设置水平防火隔离带。因此，在实际消防监督工作中，若遇到聚氨酯类装修保温材料时，应根据国家标准，严格进行执法监督，以消除安全隐患。【板书】【案例】福州长乐拉丁酒吧火灾【讲解】2009年1月31日，福州长乐市拉丁酒吧发生一起因在室内燃放烟花引起的重大火灾，死15人，伤22人。【讲解】从酒吧实时监控录像看到，这起火灾从发现起火到燃起大火，前后仅50秒时间，室内就充满了浓烟，火苗已窜出酒吧，封锁通道，火灾蔓延速度之快，超乎常人的想象。为什么在这个建筑面积只有198m2，火灾过火面积不超过30m2的酒吧会造成如此重大的伤亡呢？经相关部门现场调查发现，一是消费者无视室内禁止燃放烟花的禁令，以及烟花包装上不得在室内燃放的明显警示，在公共场所酒吧内多次违法燃放烟花，这是造成火灾发生的直接原因。【讲解】二是拉丁酒吧违法采用聚氨酯海绵等装修材料，燃烧后产生一氧化碳、氰化物等有毒烟气，致使人员在短时间内窒息死亡，部分疏散到门口的人员还被通道顶棚上燃烧掉落的高温泡沫熔滴灼伤，这是造成人员无法逃生的致命原因；三是业主消防安全管理混乱，消费者安全意识淡薄，场所现场管理人员对消费者在酒吧内长时间燃放烟花，没有进行有效地制止，导致火灾的发生，而在火灾发生初起阶段，场内大量人员还在娱乐观望，没有意识到火灾的危险，丧失了火灾逃生的最佳时机。【讲解】酒吧、KTV、影剧院、宾馆饭店、大型综合体商品超市等公共人员密集场所通常都是辖区消防安全重点保卫单位，这些场所一旦发生火灾，很容易造成大量人员伤亡。因此，在实际消防监督工作中，应根据国家标准，严格进行执法监督，这类场所的顶棚装饰材料燃烧性能必须达到A级不燃材料标准，严禁使用聚氨酯类泡沫、海绵等易燃材料装修，且要严格控制室内火灾荷载密度，保持疏散通道畅通，应急照明合格，以消除安全隐患。若遇这类场所的火灾，消防员要做好火情侦察，做好个人安全防护，切不可贸然开门破窗让空气流入室内，防止回燃伤人事故发生。【板书】四、金属的燃烧【板书】（一）金属的组成【讲解】在元素周期表中有85种金属元素，除汞是液体之外，常温常压下的所有金属都是固体。金属由金属键构成，金属里具有自由电子，因而表现出良好的导电性、导热性，同时金属的熔点都比较高，通常具有一定的刚韧性。现实生活中，金属一般是以单质或合金两种形式加以运用。在空气中性质稳定的金属（如铁、铜、铝等）通常被加工制造成各种形状的设备和零件，有时则被制成金属粉屑，如金粉（铜粉）、铝粉（银粉）等；而性质活泼的金属则要特殊保存，如钠、钾一般保存在煤油或石蜡油中。【板书】（二）金属的燃烧过程【讲解】由于金属及其氧化物的熔点、沸点不同，金属的燃烧类型主要有两种，即蒸发燃烧和表面燃烧。【板书】1．金属的蒸发燃烧【讲解】低熔点活泼金属如钠、钾、镁、钙等，容易受热熔化变成液体，继而蒸发成气体扩散到空气中，遇到火源即发生有焰燃烧，这种燃烧现象称为金属的蒸发燃烧。发生蒸发燃烧的金属通常被称为挥发金属。实验证明，挥发金属沸点比它的氧化物熔点要低（钾除外）。【讲解】挥发金属及其氧化物的性质见表5-13所示。所以在燃烧过程中，金属固体总是先于氧化物被蒸发成气体，扩散到空气中燃烧，而氧化物则覆盖在金属的表面上；只有当燃烧温度达到氧化物的熔点时，固体表面的氧化物也变成了蒸气扩散到气相燃烧区，在与空气的界面处因降温凝聚成固体微粒，从而形成白色烟雾。因此，生成大量氧化物白烟是金属蒸发燃烧的最明显特征。【讲解】金属的蒸发燃烧过程是：金属固体→金属液体→金属蒸气→与空气混合→均相有焰燃烧→金属氧化物白烟。【板书】2．金属的表面燃烧【讲解】像铝、铁、钛等高熔点金属通常被称为非挥发金属。非挥发金属的沸点比它的氧化物的熔点要高。非挥发金属及其氧化物的性质见表5-14。所以在燃烧过程中，金属氧化物总是先于金属固体熔化变成气体，使金属表面裸露与空气接触，发生非均相的无火焰燃烧。【讲解】由于金属氧化物的熔化消耗了一部分热量，减缓了金属的氧化燃烧速率，固体表面呈炽热发光现象，如氧焊、电焊、切割火花等。非挥发金属的粉尘悬浮在空气中可能发生爆炸，且无烟生成。金属的表面燃烧过程是：金属固体→炽热表面与空气接触→非均相无焰燃烧。【板书】（三）金属的燃烧特点【讲解】实验表明，85种金属元素几乎都会在空气中燃烧。金属的燃烧性能不尽相同，有些金属在空气或潮气中能迅速氧化，甚至自燃；有些金属只是缓慢氧化而不能自行着火；某些金属，特别是元素周期表中Ⅰ族的锂、钠、钾，Ⅱ族的镁、钙，Ⅲ族的铝，还有锌、铁、钛、锆、铀、钚在片状、粒状和熔化条件下容易着火，属于可燃金属，但大块状的这类金属点燃比较困难。低熔点金属的燃烧一般以蒸发燃烧形式进行；高熔点金属的燃烧通常则是表面燃烧。【讲解】有些金属如铝和钢，通常不认为是可燃物，但在细粉状态时可以点燃和燃烧。金属镁、