熱分析技術在火災調查中的運用

高帆

摘要：近年來，隨著經濟的發展，城市化進程不斷加快，我國流動人口的不斷增加，各式各樣的建筑迅速增多。雖然，城市建筑為人類的生活提供了便利，但是也帶來了更多的安全隱患問題。尤其是，近幾年火災事故的發生概率正在逐漸上升，火災給人們的生命財產安全構成了威脅，對社會造成一定的影響。為了減少火災造成的損失，需要對火災事故原因進行調查，快速準確地明確事故原因，在火災調查中應用熱分析技術可以為火災事故原因的確定提供至關重要的技術支持。基于此，文章首先簡要分析了火災現場的特點以及火災調查的困難之處，接著對熱分析技術在火災調查中的應用進行了分析，以供借鑒。

關鍵詞：熱分析技術;火災調查;應用研究

熱分析是在程序溫度和一定氣氛下，測量試樣的某種物理性質與溫度或時間關系的一類技術。從20世紀80年代開始，我國的消防機構開始使用熱分析技術，并一直使用至今，熱分析技術能幫助消防火災調查人員快速準確地找到火災發生的原因。

一、火災調查現場的特點分析

火災具有突發性，且隨著經濟的發展，火災類型更加復雜多樣，火災調查工作也面臨著更大的挑戰。首先在火鍋店等娛樂場所發生火災，一般是由于易燃易爆物品引起的爆炸，造成突發性火災事故。這種情況現場人員一般無法對其及時地遏制，而消防人員如果沒有辦法及時趕到火災現場，火勢就會迅速蔓延、擴大，進而造成更大的損失。如果是商場大樓等人流量大、空間密閉的場所發生火災，人員難以得到快速的安全疏散，如果沒有及時開展滅火救援工作，造成的危害是難以估計的，還會大大增加火災事故原因調查人員的工作難度[1]。其次，火災發生之后，火勢的蔓延是非常迅速的，因此現場的受災情況以及過火面積遠遠超出人們想象，給現場調查工作帶來了嚴重阻礙。除火勢蔓延迅速之外，火在燃燒時現場的溫度是非常高的。在燃燒過程中，很可能會使現場金屬性物質的建筑結構出現變形，不僅會加劇火勢的燃燒，而且一旦金屬堅固物體被燃燒至融化，就會導致建筑物的坍塌等次生事故的發生。如果房間內的房門緊閉，當火焰從門縫蔓延進屋內時，此時房間內會形成較大的氣壓，就很有可能發生二次爆炸。爆炸后的現場更是一片狼藉，因為調查人員在進行常規勘探勘查時往往依靠現場收集的一些細節痕跡等物證，并通過對其進行鑒定和研究來推理和判斷事故所發生的原因，并以此為根據進一步對火勢蔓延的方向進行分析，從而確定起火點以及火災原因。

二、熱分析技術對混凝土樣品溫度的測定

調查人員在對火災比較嚴重的現場進行起火原因調查時，可以利用熱分析技術進行調查。首先采集現場中一些未被燃燒的材料，例如混凝土等。在對混凝土樣品進行采集之后，借助熱分析技術對混凝土樣品進行測定，從而對火場中火勢蔓延的方向進行判定[2]。并且根據其蔓延方向，能夠反推出起火點，再對起火點進行詳細的調查和研究，從而確定起火原因。混凝土是由水泥、碎石和水混合而成的人工材料，在對建筑物進行施工時會在混凝土中加入鋼筋，形成鋼筋混凝土，這樣就可以增大混凝土的抗拉強度，這也是混凝土不會被火燒壞的原因。調查人員在對火場上的混凝土樣品進行分析后，就能夠測出混凝土在被火燃燒之后的受熱程度。當混凝土受熱之后，調查人員要觀察其變化程度以及混凝土的吸熱性質和放熱性質。最后，將測出來的這些結果與在火場受到影響的標準樣品結果進行對比分析，這樣就能夠看出他們之間的差異所在，從而推斷混凝土樣品在火災現場的受熱程度[3]。

三、熱分析技術在火災調查分析中的應用研究

（一）用于物體自燃燃燒原因的分析和鑒定

任何一種物體只要屬于可燃物，在一般情況下，都會有發生自燃的可能性。如果可燃物處在一定溫度條件的外部環境中，并且自身所積攢的熱量也已經達到可燃程度，這時可燃物就會發生自燃。而外界溫度以及自身所積攢的熱量，都是隨機的，因此可以看作可燃物發生自燃是一種隨機性事件，屬于一種突發情況。目前，人們沒有辦法對可燃物的自燃條件以及可能性進行預估，也沒有辦法預估其燃燒時間以及燃燒程度。但是，可以通過熱分析技術對物體自然燃燒原因進行分析和鑒定，在利用熱分析技術對物體的自燃原因進行分析和鑒定時，可以從以下幾個方面入手：

第一，自然界的化學物質發生自燃。眾所周知，部分化學物質的存儲條件比較特殊，若沒有對其進行恰當保存，化學物質之間可能會發生化學反應，并且極有可能在外界環境的影響之下，出現自燃的情況。這些物質甚至是不需要外界加熱，只需要在自然環境溫度之下靠化學反應就能夠放出熱量，并且發生自燃。對化學物質發生自燃的原因進行分析和鑒定也可以利用熱分析技術來完成[4]。例如，化學物質過硫酸銨一般應用于化工業中，在過硫酸銨的生產過程中，進行水洗酸工藝流程時，如果沒有對其進行充分的水洗，將酸性物質殘留在上面，并裝入鐵桶中，當外界自然環境達到一定溫度時，鐵桶中的鐵與過硫酸中的酸性物質就會發生化學反應，這時就有可能會導致過硫酸銨發生自燃現象。通過熱分析技術對該化學物質進行原因的分析和鑒定時，就可發現當過硫酸銨在120℃時，會分解放熱，還會釋放出氧氣。對純過硫酸銨、含有酸性水溶液的過硫酸銨以及鐵中過硫酸銨三者進行差熱對比分析發現，這三者的自燃危險性是分別遞增的。因此，若外界環境中的溫度達到一定程度時，過硫酸銨的熱分解溫度就會顯著降低。如果過硫酸銨還有殘留酸性物質水溶液以及在鐵桶中浸泡過，也就是成分里含有還原鐵，在過硫酸銨分解時，溫度降至一定程度之后就會發生化學反應，過硫酸銨就很可能發生自燃。通過這種方法進行原因分析，就能更清楚的了解過硫酸銨的自燃原因。

第二，物質的熱自燃，當物質自身所積攢的熱量達到了燃燒點，在外界環境的影響之下也會發生自燃。具體來說主要是針對一些熱不穩定的物質，這些物質在一定溫度下會出現發熱現象，再加上通風性不太好的話就很容易導致熱量散發不出去，進而造成物質的熱自燃。對于物質熱自燃的原因進行分析時，也可以通過熱分析技術來確定。首先，對于物質的起始最初的發熱溫度來進行分析并記錄。在將發熱溫度分析出來之后，需要判斷該物質在引起自燃之前的環境狀況，判斷其在此環境下是否能夠達到此溫度。在不斷地進行對比分析之后，從而確定物質熱自燃的原因[5]。2F874F09-8D9F-4B57-BB15-77733A718BE0

（二）用于鑒定燃燒后的殘留物類別

在火勢被有效控制之后，火災現場會留下燃燒后的各種殘留物。由于某些殘留物受燃燒影響較大，已經被燒得面目全非。這種情況下，僅通過一般形式的調查，調查人員無法對火災原因進行鑒定和分析，因此借助熱分析技術對火災現場的燃燒殘留物進行鑒定，分析判斷其種類和類別。因為在一定自然條件之下，任何可以燃燒的物體，在受熱燃燒時，都有其受熱規律，即“熱譜圖”。雖然可燃物都極易燃燒，但其燃燒時長以及不同火勢下的燃燒程度都是不一樣的。用熱分析技術對所留下的火災殘留物的熱譜圖進行分析對比，就能夠對燃燒殘留物的類別進行確認。例如在紡織業的制造生產過程中會產生大量纖維，一旦纖維物品發生燃燒，若火勢較大，最后只會留下纖維的一些殘留物。這時就可以借助熱分析技術對纖維殘留物進行鑒定。主要是通過對沒有被燃燒的纖維熱譜圖與纖維的殘留物熱譜圖進行對比和分析，先判斷出其種類，從而判定起火的原因[6]。

四、結語

綜上所述，在發生火災之后，對火災的發生原因及時進行查明非常重要，有助于今后制定出相應的預防措施，從而防止類似火災的再次發生。熱分析技術在對火災原因進行鑒定和分析中是一項不可缺少的重要的技術，火災事故調查人員要加大對熱分析技術的應用和研究力度，進而減少各種火災事故的發生。相信在不久的將來，熱分析技術也會在科研人員不斷地鉆研和探索中越來越成熟，擁有一個更加可觀的發展前景，切實提高我國的防火水平，繼而促進我國消防事業的不斷發展。

參考文獻：

[1]王曉懷.探討火災調查中熱分析技術的實踐應用[J].低碳世界，2020，10（06）：215-216.

[2]張健，劉紀達.裂解氣相色譜-質譜分析火場殘留物中助燃劑[J].色譜，2019，37（04）：426-431.

[3]張津瑞.熱分析技術在火災調查中的應用[J].內蒙古科技與經濟，2017（18）：91.

[4]倪章文，陳景文.熱分析技術在火因鑒定中的應用[J].中國科技信息，2011（22）：49+52.

[5]楊涵，張健.用于火災物證技術鑒定的儀器聯用技術[J].化學世界，2017（11）：680-689.

[6]潘錦凱，賴思穎.火災調查中物證損壞原因及防范措施探討[J].內蒙古科技與經濟，2018（07）：28+30.

[7]蔡宇哲.火災調查中熱分析技術的實踐應用[J].經濟技術協作信息，2021（04）：112.2F874F09-8D9F-4B57-BB15-77733A718BE0