消防燃烧学 第2版 0. 绪论

《消防燃烧学》教案序号0课题第一章绪论课时2课型理论课一、教学目标及要求（一）教学目标【知识与技能】1.了解消防燃烧学的研究对象、发展历程及在消防学科中的地位和作用；2.熟悉消防燃烧学的特点；3.掌握火灾的概念及火灾的分类方法（按可燃物类型和燃烧特性、按损失严重程度、按起火原因三类）。通过绪论课的学习，引导学员进入消防专业内容的学习，理解开设本课程的价值及其在整个消防专业课程体系中的地位和作用。【过程与方法】1.播放教学组制作的《火与人类》PPT及视频，讲解燃烧学发展简史及火灾与人类发展的关系；2.分析我国2010—2020年火灾统计数据与图表（图0-1、表0-1），说明火灾形势的发展变化；3.学习国家现行《火灾分类》（GB/T4968—2008）标准及火灾等级划分。【情感、态度、价值观】通过绪论课的学习，加深学员对科学需要孜孜不倦探索精神的感悟；结合人类发展和火灾形势的变化，提升学员从事消防工作的使命感和责任感，激发其主动参与课程学习的热情。（二）教学要求1.识记火灾的定义、火灾的分类及四个火灾等级；2.掌握燃烧学发展简史（燃素说→燃烧氧学说→链锁反应理论→现代燃烧理论→计算燃烧学）；3.综合理解火灾与人类生活、社会发展的关系。二、教学重点1.燃烧学发展简史（三大重要学说的名称、提出者、主要内容）；2.火灾概念及火灾分类（按可燃物类型与燃烧特性、按损失严重程度、按起火原因）。三、教学难点1.火灾的概念及三种火灾分类方法的内涵与运用；2.火灾等级划分中人员伤亡、财产损失标准的记忆与判别。四、教学方法与手段燃烧学发展简史和火灾分类标准的教学，应结合人类发展、社会发展、自然科学发展的历史脉络，与学员一起分析探讨，让学员理解真理是需要不断探索、反复实践的。授课全过程使用PPT课件，播放《火与人类》等教学视频，穿插大量教材外的历史史料、火灾统计数据、典型火灾案例和火灾文化内容，给学员大容量的资讯。教学中设置提问、讨论环节（如"中华民族火神与火民俗""拉瓦锡如何证明空气中含有氧"、学员参加火灾扑救的行动体会等），采用启发式、互动式教学，充分调动学员参与。五、教学过程设计首先，结合大量的社会历史发展、火灾数据统计、火灾案例、火灾文化，让学员理解燃烧学的发展历程；其次，分析当前火灾形势，比较火灾划分标准的演变，要求学员掌握相关概念和火灾等级划分标准；最后，简述本门课程的教学安排、章节重点、考试方式、作业要求。（一）引言当我们进入消防队伍的那天起，就同"火"结缘。从一名新兵成长为一名学员，在座的每位同学都经历了与火魔的殊死搏斗：一场场火灾夺走了一个个无辜的生命，也使人们辛勤积累的财富瞬间化为灰烬，甚至夺去了我们亲爱的战友。如此残酷的战斗让我们不断成长、成熟，更深刻体会到掌握降服火魔知识的重要性和紧迫性。《消防燃烧学》就是这样一门引导我们进入消防专业知识领域学习的基础课程，为我们降服火魔提供最基础的专业知识。在人类发展的历史长河中，对真理的探索经历了曲折、反复的过程。火的使用是人类文明进步的重要标志，而对"火"这种现象的认识也是曲折的、反复的。火从能给予人温暖，到也能掠夺人类创造的物质财富，人类对"着火"这一现象的认识经历了由表象进入到内在研究的过程。（二）阐述、分析、推导【板书】第一章绪论【板书】一、火灾概述【讲解】消防燃烧学是一门关于火灾发生、发展和熄灭规律的科学。火灾是当今社会生活中发生频率最高、时空跨度最大的一种灾害，严重威胁公共安全，危害生命健康及财产安全。探究火灾发生机理，推动火灾风险防范向事前预防转型，通过消防安全管理和消防工程技术手段抑制火灾发生、迅速扑灭火灾，对维护社会稳定、保障生命财产和环境安全具有十分重要的意义。【板书】（一）火灾及其危害【讲解】火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧。随着社会经济高速发展，高层及超高层建筑、地下建筑及地下工程、城市综合体及大跨度厂房、大型石化装置及物流仓储场所、新能源汽车及储能电站等不断涌现，灾难性燃烧爆炸事故不断发生。仅2020年，我国就发生68万余起火灾，直接财产损失52.5亿元，死亡2088人，受伤1792人。【讲解】结合史料：据《中国火灾大典》，我国最早的火灾记录源于甲骨文，记录了商代武丁时期奴隶放火焚烧3座粮仓的事故；《左传·襄公九年》记载公元前564年春宋国火灾，乐喜指挥灭火救灾，是我国最早的消防机构及灭火措施记载。【讲解】据联合国"世界火灾统计中心"统计，全球每年发生火灾700～800万起，造成7～8万人死亡、50～80万人受伤；发达国家每年火灾经济损失及防火费用占国民生产总值1%以上，美国平均7年翻一番、日本平均16年、中国平均12年。结合图0-1、表0-1（2010—2020年全国火灾损失情况）分析我国火灾形势变化。【板书】（二）火灾的分类【讲解】火灾分类方法主要有三种：按可燃物的类型和燃烧特性、按火灾损失严重程度、按起火原因划分。【板书】1.按可燃物的类型和燃烧特性划分（GB/T4968—2008）【讲解】根据《火灾分类》（GB/T4968—2008）实施（2009年4月1日），火灾划分为A、B、C、D、E、F六类：【板书】A类——固体物质火灾（木材、棉布、纤维板、化工原料等）【板书】B类——液体或可熔化固体物质火灾（汽油、柴油、原油、酒精、动植物油等）【板书】C类——气体火灾（天然气、液化石油气、煤气、氢气、丙烷、氨气等）【板书】D类——金属火灾（锂、钠、钙、镁、锌、铝等）【板书】E类——带电火灾（电线、变压器等带电燃烧）【板书】F类——烹饪器具内的烹饪物火灾（动植物油脂）【讲解】重点说明相对旧标准增加类别的原因：为适应电器设备广泛使用、新能源新燃料普及等新形势，增设E类带电火灾和F类烹饪物火灾，使分类更科学、更贴近实际灭火救援需要。【板书】2.按火灾损失严重程度划分【讲解】根据造成的人员伤亡和直接财产损失情况，火灾分为特别重大、重大、较大和一般四个等级：【板书】特别重大火灾：死亡30人以上，或重伤100人以上，或直接财产损失1亿元以上；【板书】重大火灾：死亡10人以上30人以下，或重伤50人以上100人以下，或损失5000万元以上1亿元以下；【板书】较大火灾：死亡3人以上10人以下，或重伤10人以上50人以下，或损失1000万元以上5000万元以下；【板书】一般火灾：死亡3人以下，或重伤10人以下，或损失1000万元以下。【讲解】注意"以上"含本数、"以下"不含本数。重点辨析人员伤亡与财产损失两个维度、以及各级别的临界值。【板书】3.按起火原因划分【讲解】依据《中国消防救援年鉴》2020年卷，按起火原因分为11类：【板书】电气；生产作业；用火不慎；吸烟；玩火；自燃；雷击；静电；放火；其他；不明确原因。【讲解】结合统计强调：近十年一半以上火灾由电气和用火不慎导致，其中电气火灾约占三分之一，且电气火灾中约三分之二为电气线路故障；用火不慎火灾中约二分之一为厨房油锅起火、炉具故障及使用不当、烧荒及野外用火不慎。结合图0-2（2020年全国火灾原因统计分析）讲解。【板书】二、消防燃烧学的发展历程【讲解】火的使用是人类文明发展的重要标志，人类用火历史可追溯到距今170～180万年前的元谋人和西侯度人。伴随用火和与火灾作斗争，人类开始了对火的认识。我国有"燧人氏钻木取火"的传说，古希腊神话中火是普罗米修斯从天上偷来的。【板书】（一）燃素说（1703年，德国·斯塔尔）【讲解】燃素说认为：火是由细小活泼的火微粒构成的物质实体，即"燃素"；所有可燃物都含有燃素，燃烧时释放燃素变为灰烬；物质燃烧需要空气，因为空气能吸收富集燃素。该学说解释了部分燃烧现象，但无法解释燃素本质、燃烧后质量增加、空气体积减少等问题，最终被推翻，但其所代表的观察与理论总结的方法，为燃烧学的建立起了促进作用。【板书】（二）燃烧氧学说（1777年，法国·拉瓦锡）【讲解】1774年英国普利斯特列在空气中发现氧气，拉瓦锡据此证明燃烧中的"一部分物质"就是氧，提出"燃烧氧学说"：燃烧是可燃物与氧的化合反应，同时发光放热。该学说彻底推翻了燃素说，使燃烧研究蓬勃发展；但它只揭示了燃烧的本质，对反应如何进行、经过哪些步骤、受哪些因素影响仍未能解答。【板书】（三）链锁反应理论（20世纪初，美国·刘易斯、苏联·谢苗诺夫）【讲解】19世纪热化学和热力学方法蓬勃发展，发现着火温度、燃烧热、绝热燃烧温度及燃烧产物平衡组成等特性。20世纪初化学动力学发展，自由基（链）反应理论问世，刘易斯和谢苗诺夫将化学动力学机理引入燃烧研究，创建燃烧反应动力学的"链锁反应理论"，解决了燃烧的历程问题。【讲解】20世纪20年代后，人们发现燃烧现象（着火、熄灭、火焰传播、稳定燃烧、爆燃）都是化学反应动力学与传热、传质等物理因素的共同作用。50～60年代，冯·卡门和钱学森建议用连续介质力学研究燃烧基本过程，提出"反应流体力学"，建立着火、火焰传播、湍流燃烧等现代燃烧理论。【讲解】20世纪70年代，计算机技术飞速发展，斯波尔丁等人得到层流边界层燃烧过程控制微分方程的数值解，并将"湍流模型方法"引入燃烧学，逐步形成"计算燃烧学"；同时激光、质谱、色谱等测试手段的进步，使燃烧学研究在深度和广度上飞跃发展。【板书】三、消防燃烧学的地位和作用【讲解】消防燃烧学是消防学科的重要理论基础。应用于：确定建筑防火间距需计算辐射热通量及临界着火辐射热通量；利用热波理论估算油罐沸溢、喷溅发生时间以防范危害；根据燃烧痕迹利用火灾模拟技术复原火灾过程以查明起火点和蔓延途径；开发新的火灾探测设备需测试不同材料的燃烧响应特性；确保"性能化"消防工程安全可靠需运用火灾科学基本原理进行计算模拟。【讲解】可见，消防燃烧学基本理论已成为消防安全管理、火灾扑救、火灾原因鉴定、消防技术开发与应用、消防工程设计与评估的重要基础。【板书】四、消防燃烧学的特点【板书】（一）研究对象十分广泛【讲解】按燃烧对象状态可分为固体、液体、气体可燃物火灾；按场所可分为地上建筑、地下建筑、交通工具、化工装置火灾等。【板书】（二）研究方法实践性强【讲解】很多燃烧与爆炸规律和特性由实践总结，多数情况下需通过专门仪器在不同条件下实际测定燃烧性能参数，不能仅凭基本原理预测。【板书】（三）研究手段涉及面广【讲解】研究火灾蔓延与爆炸、热危害与毒害、环境条件影响等，须综合应用基础化学、化学动力学、化学热力学、传热学、传质学等多方面知识；近二十年来数值模拟、三维建模使研究从定性走向定量。【板书】（四）研究范畴发展性强【讲解】随科技进步，新能源、新材料、新工艺不断涌现，其引发的火灾、爆炸问题成为消防燃烧学研究的新兴领域。【板书】（五）研究内容有待进一步充实完善【讲解】材料燃烧特征参数数据库需扩充；某些特殊火灾现象（蔓延速度、烟气生成量预测、灭火剂效能等）尚无法快速准确预测，是需进一步研究的课题。【板书】五、消防燃烧学的学习方法【讲解】学习消防燃烧学，不仅要准确把握基本原理，还要善于分析思考已有观点和结论，从中发现局限与不足，不断完善；更要结合实际工作遇到的问题归纳总结，学会用消防燃烧学基本理论去研究解决实际问题。【讲解】带领学员对照教材目录，介绍课程章节设置、内在联系、重点难点章节、实验教学安排、考试方式；对学员的作业、平时成绩计算、考试提出明确要求。（三）总结通过本次绪论课，学员了解了燃烧学这门学科的发展简史，重点