淺談火災調查理論框架建立探討

連德桂(莆田市公安消防支隊監督處火調科，福建 莆田 351100 )

1 前言

在我們的日常及生產中，火災是最常發生且危害較大的災害之一。火災不僅會造成嚴重經濟損失，很多的火災都會威脅到人們的生命安全。現階段，很多的國家都已經開始致力于分析研究火災的預防、探測、逃生以及阻燃材料等理論與應用，同時也在這些方面有了較大的發展與改革，相應的理論與技術也逐漸的走向成熟。不過，因為火災發生具有隨機性，同時也受多方面的人為因素影響，必然導致在很長一段時間我們還是沒有辦法完全的避免火災的發生，并且火災隨著社會發展的多元化也逐漸的向多元化發展。我們將火災發生以后對其進行情景再現處理、火災形成原因分析等都非常有利于國家公共安全、社會和諧發展、國家相關政策的編寫以及類似情況再發生等工作，同時也能夠為火災的防治與責任確認提供一定的條件，是我們現階段必須要解決的問題。不過，因為火災發生時，其燃燒階段是一個非常復雜的過程，它不單單包含的燃燒物質多，而且空間大且復雜，加上相異的燃燒行為能夠形成極為相近的表面現象，所以導致了相關研究的進展阻礙較大。現階段，我國依舊是采取的依靠專業工作人員的實踐經驗，再加上一些簡單儀器與理論分析，來研究火災發生的事故類別。

2 火災調查理論框架建立的可行性

2.1 火災調查理論框架建立理論可行性

火災調查分析探索的最為重要的環節就是災后所遺留的能夠體現出火災過程的信息數據和對遺留的數據信息進行正確、全面的收集分析。各種的燃燒物質經過不同條件的燃燒會出現不一樣的行為以及燃燒后的表現。例如木質的材料在燃燒的過程中能夠散發出大量的顆粒裝物體，這些微小的顆粒中包括十幾種能夠溶于水的離子組成，包括炭黑、鉀離子、氯離子以及硫酸根離子等，不同的木材材質以及不同的燃燒條件下，木材燃燒后所含有的以上成分比例是不同的。我們通過測試燃燒后剩余物質的化學構成、比例大小、結構特點等，完全有可能將火災的過程進行情景重現，且在很大程度上與原情景相符合。

2.2 火災調查理論框架建立的理論基礎研究

Sahouli的研究結果表明，采取CBP熱解處理的炭黑，其表層的碳元素沉積數量與炭黑的熱解環境有著緊密的關聯，如果在較小的熱解分壓下，提高熱解的溫度值，能夠明顯的降低炭黑表層碳元素的沉積量，保持熱解溫度的恒定，表面炭元素的沉積維與其沉積數量之間也存在著一定的數學關聯。Ruiz等學者的研究結果表明，如果纖維素中含有鉀元素的話，當它焦化以后所形成的碳結構會出現分形的現象；如果纖維素中含有鈣元素那么就會形成比較大量的微孔形態；如果纖維素中含有鐵元素，那么在其焦化以后所形成的碳結構中就會出現兩個線狀的形態組成。Seledets等人通過進行氮的吸附與解吸的實驗，針對各種碳元素含量的合成染料在燃燒過程中熱解行為，他們通過研究發現，燃料在熱解的過程中其形成的碳質在吸附的時候，其吸附對象的性質能夠很大的程度上的影響其吸附狀況。

3 火災調查理論框架建立中的關鍵問題探討

現階段，國內外已經開展了很多關于可燃物熱解以及碳黑出現與最后形態形成過程的研究與探索，也取得了一定的理論成果。不過眾多研究者對于碳黑形成及發展的理論研究主要是包括三個部分：沒有考慮壁面因素在內的空間燃燒理論探討；關于非多元氣相的燃料進行預混以及燃燒火焰的擴散分析；碳黑形成與發展過程中的不同時期的動力學機理研究。例如，Kronenburg以及Richardson等人利用多種的技術手段，探討了不同的溫度、壓力、作用時間、燃燒物組成與結構、空氣流通情況等等條件下對碳黑形成與發展過程的影響。Vander和Tomasek的研究結果表明碳黑的氧化反應狀態與其最開始的微觀結構有著緊密的聯系。我國學者蔣勇、邱榕、范維澄等人對于不同條件下的激光加熱燃燒物質對于碳黑形成的影響研究。因為在火災中通常都會涉及到大量的有機高分子復合材料，這樣的材料燃燒情況要比我們上面所講到的情況都要相對復雜的多，并且其碳化的痕跡通常都會體現在房屋的墻體以及家具的表層，通常他們是多種化學與物理作用的共同結果，所以現階段所進行的理論研究還達不到建立火災調查理論體系。我個人認為，要想建立一個健全的、完善的火災調查理論框架，還需要進行幾點關鍵問題的研究與探索。

(1)建筑與裝飾中常見的可燃材料在不同的條件與環境中進行燃燒的機理以及相應碳黑的形成機理。

(2)對可燃物燃燒過程中的熱解反應進行動力學體系的探討與建立，尤其是需要考慮熱解行為的液體以及固體可燃物的動力學體系的建立。

(3)壁面在可燃物燃燒時有著不可消除的影響，可燃物在進行燃燒時對于壁面的熱解與碳化行為也有著非常大的作用，因此，需要建立相應的模型進行分析探討。

(4)要針對高分子等復雜的材料建立與之對應的相關模型體系，分析其燃燒過程中自身特點與環境條件的影響情況，同時，在建立模型時，尤其要注意不同碳化過程中的尺度問題。

(5)要進行不同的熱-力載荷情況中材料變化狀態、非固定空間燃燒行為以及爆炸行為等的研究。

4 結語

我們對火災發生以后進行情景的再現，以尋求火災發生的原因與影響因素，非常有利于國家公共安全、社會和諧發展、國家相關政策的編寫以及類似情況再發生等工作。我國現階段關于火災預防技術以及阻燃材料等相關領域都有了長足發展，但是在火災調查方面的技術與理論研究都還處于起步階段，所以現階段我們應當重點的研究火災調查理論與實際應用技術。火災發生以后的現場表面遺留物質以及相關痕跡與火災發生過程密切相關，同時也會收到外界各種因素的影響與作用，我們對這些物質與現象進行分析與找尋其中規律時，要運用不同學科之間的理論知識，進行深入的研究分析，才能全面、科學、正確的揭示這些現象形成的根本原因以及相互作用的機理，才能有效的推進火災科學研究的長足進步。

[1] 袁勇，王建英.論火災調查中對起火部位和起火點的認定[J]. 武警學院學報. 2009(02)

[2] 田宏.NIST對一起車站夜總會火災的調查：火災的科學模擬[J]. 消防技術與產品信息. 2007(10)