本專題內容主要來自加拿大渥太華消防局開發的一個課程FKTP（From Knowledge To Practice），旨在研究火災動力學與當前滅火策略與戰術的關係，使消防員更好地識別火場的風險，從而降低火場傷亡。
上一期我們講到了燃燒的要素，也就是火三角及火四面體，本期我們就來扒一扒構成火四面體的這些要素。凡是能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒化學反應的物質稱為可燃物。
可燃物的分類都多種方式。
按照物理性質可以分為固體可燃物、液體可燃物和氣體可燃物。
多數可燃物是有機的，也就是說它們是碳基化合物，通常是碳氫化合物，主要由氫和碳原子組成。
我們日常碰到的可燃物多數是有機可燃物
日常我們碰到的大部分都是有機可燃物，例如木材、塑料、纖維、汽油等等。無機可燃物如鎂、鈉等金屬。
按照物質的燃燒特性，我們又將火災分成A、B、C、D、E、F6類。在著火前，可燃物可以是固體、液體或蒸汽。加熱後，它們會通過不同途徑變成可燃蒸汽，在此過程會經歷各種化學變化或狀態變化。
例如，液體在蒸發成氣體時，可以直接蒸發（化學成分不變），也可以分解並蒸發。而固體可燃物在被加熱過程中，還會發生熱解，熱解會產生可燃蒸汽。
燃燒熱一般用單位物質的量、單位質量或單位體積的可燃物燃燒時放出的能量計量。
火災的熱能是可燃物與助燃劑氧化反應所產生的，所以我們不僅要知道可燃物所能釋放的熱能，更重要的是了解熱能的釋放速度。於是我們引入了另一個更為重要的概念：熱釋放速率（HRR）熱釋放速率：單位時間內材料燃燒時所釋放的熱量。
熱釋放速率越大，燃燒反饋給材料表面的熱量越多，熱解速度越快，可以生成更多可燃蒸汽，從而加速火焰傳播。
熱釋放速率對火災發展起著決定性作用，它決定了燃燒時能與周圍環境交換多少能量，也決定了火災的發展速度。
了解不同燃燒物質的HRR有助於我們評估火災對於人、建築及環境的影響程度。
HRR的值受很多因素影響，最主要的因素包括有：可燃物的理化性質，形狀、容器、通風模式以及周邊是否有其他可燃物。視頻中我們可以看到，相同量的燃料在不同的容器中，雖然產生的總熱量是一樣，但是右邊容器開口更大，液體燃燒的表面積也就越大，它的HRR也就越高，燒的也就越快
通常情況下，火災中的助燃劑（氧化劑）就是空氣中的氧氣，空氣含氧量大概在21%左右。還有一些化學氧化劑，如滷素族元素，如氟（F）、氯（Cl）、溴（Br），它們的作用方式與氧基本相同。
其他化學氧化劑包括硝酸銨肥料(NH4NO3)、硝酸鉀(KNO3)、各種高氯酸鹽材料或過氧化氫(H2O2)，這些化學物質中的一些可能會爆炸分解。
如果火災耗盡了室內可用的氧氣，導致整體氧氣濃度低於這些水平，那麼火災將變得通風不良，甚至可能會熄滅。
1917年，W.M. Thornton發現在大多數有機可燃物完全燃燒時，不管可燃物是什麼，每1kg氧氣所釋放的熱量相對恆定，為13.1 MJ（誤差不超過5%）。
也就是說，反應淨釋熱量可以通過測量耗氧量確定。
如果我們假設空氣中含有大約21%的氧氣，我們可以進一步計算，每消耗1kg空氣，大約會釋放2.75MJ的能量。如果1立方米空氣的質量是1.2kg，那麼每消耗1立方米空氣，大約釋放3.3MJ的能量。
這對於我們了解火災的發展至關重要。Thornton法則指出高HRR可燃物（現代用的家具等合成材料大多都是高HRR）在燃燒時會迅速消耗大量氧氣，也就是說耗氧速度快。這就會導致在一個房間或空間內消耗氧氣的速度比替換氧氣（室外空氣流進替換）的速度還要快，此時，火場就變成了通風控制型。
通風受限後，HRR會再次降低，但現場溫度仍然可以使可燃物繼續釋放可燃蒸汽。由於熱釋放速率的快慢是由提供氧氣的快慢決定，所以如果此時，氧氣被重新引入到室內或者以更快的速度引進（例如製造新的通風口），那麼熱量就可能在短時間內迅速釋放，導致極端火災現象的發生，例如轟燃或者回燃。總之，在室內火災中，火場的HRR受限於空間內可用氧氣，因此控制空間內的氧氣至關重要。所以在撲救火災過程中，火場的通風排煙必須是有計劃的，要結合出水降溫來進行的，貿然通風引入新鮮空氣可能會導致火災迅速發展。
無論是固體還是液體可燃物，要發生有焰燃燒必須轉化成可燃蒸汽。也就是說，燃燒所需熱量必須高於產生可燃蒸汽的最低熱量。初始熱能可以通過外部來源提供，例如火焰、熱輻射、振動、摩擦、光、電、壓縮或核反應。此外，能量還必須啟動和維持化學反應。點火（點燃）啟動燃燒的過程。點火的形式、機理和所需能量隨可燃物的形態、化學性質、幾何形狀以及啟動點火過程而輸入的熱量的形式及強度的變化而變化。
不同物質所需的點火能量不盡相同，可燃氣體、低閃點的液體通常需要很小的點火能量就能引燃，而其他固體及液體所需的點火能量相對會高一些，因為它們在產生可燃蒸汽前還需要熱解或蒸發。不同材料所需的點火能量不盡相同
有三種點火方式可以引燃可燃物，分別是點燃，受熱自燃以及自熱自燃。點燃：外部的熱能（例如火焰、閃電等）直接輸入然後點燃。
圖為點燃液體的過程：局部點燃後，產生的熱能使火焰繼續生長並蔓延到可燃物表面
受熱自燃與引燃點火相比，受熱自燃的過程通常是這樣：可燃物被加熱形成可燃蒸汽，與氧氣混合，然後在高溫下（達到自燃溫度）被點燃，整個過程不需要火焰、火花或其他點火源。
木塊暴露在高溫下——開始熱解，產生可燃蒸汽——達到自燃溫度，著火
自熱自燃是一個複雜的過程，它是自熱反應的結果，通常發生在有機物質中。自熱自燃需要在自熱過程有所謂熱失控，即產生的熱量大於流失的熱量，溫度顯著提升達到自燃點，然後著火。
積蓄的熱量達到某個溫度時，煤渣、乾草、堆肥等化學物質都有可能發生自燃。
導致物質發生自燃的原因有很多，下圖為主要的四種自熱自燃類型：
無論是引燃點火還是加熱自燃，以下一些經驗法則都值得我們記住：薄的東西比厚的東西容易點燃；低密度的東西比高密度的東西容易點燃；邊緣比中心要容易點燃。
真實的火災現場中，我們要注意，可燃物從陰燃轉化成明火通常是難於預料的。如果可燃物陰燃悶燒很久，它就會熱解產生大量的可燃蒸汽，一旦條件適宜（例如引入大量空氣或者溫度升高等），它將會迅速發展。
關於熱傳播，我們下期再詳細講解：
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