木材的燃烧过程及特性

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、顶棚、地板、室内装饰及家具等方面。在火灾发生时常涉及木材，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。

（一）木材的化学组成

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。在表8-4中列举了部分干木材的化学成分。木材是典型的混合物，主要由纤维素[（C₆H₁₀O₅）_x]（质量分数为39.97%～57.84%）、木质素（质量分数为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8-4 部分干木材的元素质量分数 （%）

（二）木材的燃烧过程

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3个阶段。

（1）干燥准备阶段。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，产生水蒸气（分解物）、二氧化碳、甲酸、乙酸等气体，为燃烧做好准备。

（2）有焰燃烧阶段。温度在200～250℃时，木材开始炭（焦）化，产生少量水蒸气及一氧化碳、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。

（3）表面燃烧阶段。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，则完全转变成炭的无焰燃烧，直至熄灭。

（三）木材的燃烧特点(www.xing528.com)

1.燃烧过程复杂

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，燃烧的方式可以是闪燃、自燃、着火等形式，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。

2.燃烧性能比较稳定

从燃烧过程来看，在燃烧过程中木材没有软化、熔融现象，同时由于木材导热速率较小，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。

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。

从燃烧参数来看，木材的燃点一般介于250～275℃，自燃点界于410～440℃之间。木材的平均热值约为20000kJ/kg。表8-5列举了某些木材的燃点或自燃点。表8-6列举了木材、木制品和某些比较物的热值。

表8-5 某些木材的燃点和自燃点 （单位：℃）

表8-6 木材、木制品和某些比较物的热值 （单位：kJ/kg）