火三角
概述
火災共通點
火災的成因有很多,但所有發生火災的地方總有一個共通點,就是那裏必定有可燃物 (燃料),助燃物 (氧氣),以及那裏的溫度一定很高 (熱量)。物件必須符合以上三個條件才能燃燒,缺一不可。人們將這現象化作理論,稱為「火三角燃燒理論」。[1]
燃燒理論
火三角是一個簡單模型,能夠讓人知道一場火災發生所需要的成份。沒有足夠熱量,就不能產生火及繼續燃燒。某幾類火可以灑水澆熄,因為以水澆火,水會轉化成水蒸氣,帶走熱量。但要留意,某些火在遇水時會加劇燃燒或蔓延開去。將正在燃燒的燃料分開亦可有效降低熱量。
三大要素
火災需要三大要素:可燃物(燃料)、助燃物(氧氣)和著火源(溫度達到著火點)。也就是消防人員在滅火時經常談論的「火三角」(fire triangle)。在炎熱的夏天,當天氣乾燥和高溫達到峰值時,就連火車車輪擦出的小小火花都可能引燃野火。有時,火災是自然發生的,例如,由太陽的熱能或是雷擊引發。但是,大多數野火是人為疏忽導致,包括縱火、篝火、亂扔未熄滅的煙頭、不正確地焚燒垃圾、以及玩火柴及燃放煙火等。
燃燒四面體
燃燒四面體:物質要發生燃燒,需要具備可燃物.氧(空氣).熱能及連鎖反應,缺乏其中一個就無法發生燃燒,所以此四要件稱為燃燒四面體。
野火難控
野火一旦被點燃就會隨風、坡度或是可燃物而蔓延。英國林業委員會技術顧問扎加德對BBC解釋說,如果地勢有10%的上坡坡度可以將火勢蔓延速度增加一倍;如果坡度是20%,火勢速度則將增加4倍。因為火焰會預熱上坡的可燃物。因此,如果野火順山勢而上,那火速就會非常快。樹木、灌木叢、乾草地以及住家一切都可以成為可燃物,燃料越多,火勢越猛。再加上,如果天氣非常乾燥 - 就像大多數遭受火災的國家那樣 - 火勢就越難控制。
斷燃環境
我們無法控制天氣,因此關鍵在於消除可燃物。使用野火預測手段,即通過觀察風速、坡度、火勢走向以及可燃物來決定如何滅火。需要在野火到來前數小時或數天前用推土機、樹木收割機以及手動工具清除可燃物。然後,要在整個火場周圍建立一個斷燃環境,其實就是一條大壕溝。這樣就可以真正控制火勢,取勝了。[3]
滅火主方
將燃料隔開
可燃物在燃燒前會裂解為簡單的分子,分子中的共價鍵在外界因素(如光、熱)的影響下,裂解而成化學活性非常強的原子或原子團──稱為游離基。有氫原子、氧原子及羥基等。火燄燃燒應增加一個必要條件──鏈式反應自由基,這樣就形成了燃燒四面體。當燃料用盡,火便會自行熄滅。當然,亦可以人手或化學方式將燃料與火分隔,使之熄滅。將燃料隔開是滅火的主要方法,山林大火時,已經著火的樹木會被隔開或移離火場,轉移到沒有其他可燃物的地方。
活躍金屬的化學反應
火災通過燃燒過程,其化學反應使之溫度更高並能持續下去,傳統的「火三角」能應用在不少火災上,但如果火災涉及到鋰、鎂等活躍金屬的燃燒,清除「火四面體」中的化學反應元素便能用得著,因單向此等火源射水,會使化學反應加劇,不但不能降溫,反使火源溫度更高,甚至會發生爆炸,因水會使之引起放熱反應,釋出易燃的氫氣。因此,此等火災需以切斷燃燒的連鎖反應來撲滅。
鏈式反應
人們發現用燃燒三角形來表示「無火燄燃燒」是確切的;但對於「有火燄燃燒」,因為燃燒過程中存在未受抑制的分解物(游學的發展,離基)作為中間體,作為鏈式反應。
高度活潑的化學形態
大多數的有火燄燃燒都存在著鏈式反應。當某種可燃物受熱時,它不僅會氣化,而且該可燃物的分子還會發生熱裂解作用,即它們在燃燒前會裂解為簡單分子,活性很強的游離基。由於游離基是一種高度活潑的化學形態,能與其他的游離基及分子產生反應,而使燃燒持續下去,這就產生了燃燒的鏈式反應。