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浅析根据房屋倒塌掉落形成”交叉形”倒塌痕迹判定起火点
 
2004-07-26

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  摘要:通过阐述火灾勘查过程中,依据“交叉形”痕迹判定起火部位(起火点)的因素,例举其在特殊情况下形成的“交叉形”痕迹假象,提出正确运用“交叉形”痕迹来判定起火部位(起火点)的方法。

  关键词:建筑火灾 痕迹 判定起火点

  一、“交叉形”痕迹的形成

  根据倒塌掉落痕迹确定起火点,就是在火灾过程中某些物体和建筑构件受火灾作用后失去平衡,而向失去承重的一侧(起火部位或迎火面)倒塌掉落,从而确定起火点。倒塌掉落后形成的痕迹有“交叉形”、“一面倒形”、“斜面形”等,其中“交叉形”倒塌痕迹判定起火点,就是当木屋顶的建筑物发生火灾,火灾现场屋顶出现相向倒塌时形成“交叉形”倒塌形式,并以“交叉形” 痕迹判定起火点。笔者认为根据力学原理对屋顶倒塌痕迹和状态判定起火点的同时,还应注意建筑结构不同形成的痕迹假象。

  二、形成“交叉形”痕迹的因素分析

  建筑倒塌火灾现场,由于建筑构件不同分为几种形式,有钢屋架、钢筋混凝土、木屋架等屋架倒塌现场。在火灾事故调查过程中,木屋架倒塌形成“交叉形”塌落痕迹判定起火点,笔者认为应正确判定特殊情况下形成痕迹假象的现象。例如:一栋多排木梁组成的屋顶,假如第四排房架下部首先被烧,当空间与地面物体堆放量在相同的情况下,第四排房架截面变细,超过其承重极限时,在屋架本身自重和其上方的屋面荷载作用下,就会出现折断下坠,造成局部屋顶塌落,同时靠这排房架两侧的第三、第五排房架受到与第四排房架相连的水平拉力和上部重力作用,失去平衡向该房架方向倾斜相向倒塌,随火势发展房架将形成“交叉形”倒塌痕迹,即可初步判定第四排房架附近为起火部位,但若此房屋建筑结构不同,“交叉形”倒塌痕迹将形成判定起火点的假象。例一,当多排木梁组成房顶,第四排木梁下部先起火,并向四周发生燃烧和蔓延,但若第五排木梁相邻处有天窗、通风口或起火前有损坏的孔洞,在燃烧过程中,一般具备的三个燃烧条件是可燃物、氧化剂(空气)和温度,有孔洞处进入空气加快了对流,促使火势迅速向孔洞处蔓延扩大,同时此处氧化剂(空气)量最大,燃烧速度较快,火势发展到一定阶段时,第五排木梁燃烧后先失去承重力折断,从而形成房梁相向倒塌“交叉形”痕迹,而此处并不是起火点。例二,多排木梁组成的房顶,相邻两木梁一个为40cm,一个为20cm,20cm与40cm木梁在相同时间和温度作用后,失去承重的时间也不同,40cm木梁失去承重时间较长,20cm木梁失去承重时间较短,若40cm木梁先起火,有可能20cm木梁先折断倒塌而形成相向塌落“交叉形”痕迹。

  三、正确运用“交叉形”痕迹判定起火点的方法

  以上两种情况均形成了倒塌“交叉形”痕迹,造成判定起火部位与起火点的假象,排除假象找到真正起火点,应做以下几方面的工作:

  第一,做好调查询问。通过调查询问,首先了解房屋结构状况、耐火性能,灭火行动中影响和人为破坏的因素,查明形成“交叉形”倒塌痕迹物证的过程和原因,这样在勘查时就可以判断出形成“交叉形”倒塌痕迹的原因,是起火部位(起火点)形成的还是房屋结构造成的,从而为提取“痕迹物证”提供有力的保证。
  第二,对形成“交叉形”倒塌重合部位的木梁进行细致勘查。

  1、根据木梁烧损严重程度判定火势蔓延和迎火面,通过观察和实际测定木梁长度和截面的变化情况,确定出烧损严重的部位,然后测定这一部位各面的炭化深度,最深的一面就是迎火面,它所指的方向就是起火点所在方向或火势蔓延过来的方向。同时还应对相邻木梁形成燃烧痕迹进行对比,若相邻木梁同一部位烧毁程度基本相同,受热面方向相向,而且形成以此点为中心烧毁程度递减的特征,用比较的方法从鉴别受热面和烧损程度顺序中辨明火源或火势蔓延方向进而判定起火点。

  2、根据木梁炭化深度与燃烧时间、燃烧温度对应关系确定起火点,对重点部位及相邻木梁同一直线上(水平、垂直方向)炭化深度进行测试,运用测试的炭化深度值代入缺氧条件下或自然通风条件下炭化深度和燃烧温度对应值表中,运用公式求得燃烧时间与燃烧温度数据。

  (1)缺氧条件下根据木材炭化深度确定燃烧时间和燃烧温度:

  ①火灾温度的计算方法
  杉 木 λ=9.8×10.5хQ-1.39
  松 木 λ=9.0×10.5хQ-1.39
  楸 木 λ=9.0×10.5хQ-1.39
      λ―木材横向平均裂纹长度
      Q―加热温度
  通过现场测试出木材炭化裂纹长度,求出火灾现场温度

  ②燃烧时间的计算方法
  杉 木 X=1.00×(T100-2.5)t
  松 木 X=0.78×(T100-2.5)t
  硬杂木 X=0.6×(T100-2.5)t
  X―烧损深度(mm)
  T―燃烧温度(℃)
  t―燃烧时间(分)

  例如:某不通风仓库房顶木梁起火,松木梁阴燃,此时测得炭化深度X=8.7 mm,测定木梁平均裂纹长度λ=5.56cm,计算出燃烧温度与时间
  λ=9.0×10.5×Q-1.39
  5.56=9.0×10.5×Q-1.39
  Q≈500℃
  将此温度和炭化深度8.7 mm代入X=0.78×(T100-2.5)t
  8.7=0.78×(500100-2.5)t  t≈20分钟

  (2)自燃通风条件下根据木材炭化深度确定燃烧时间和燃烧温度
  木结构建筑燃烧时间的计算方法
  杉木 X=1.35(t-4)1.338×e-0.0446(t-4)
  杉木 X=1.24(t-4)1.152×e-0.0384(t-4)
  X―实际烧损深度(mm)
  t―燃烧时间
  求得燃烧时间后,用火灾标准曲线图,得到与之对应的燃烧温度。用以上方法可以根据燃烧时间与燃烧温度的递增(递减)顺序辨明火源或火势蔓延方向,进而判定起火点。

  3、根据木梁炭化裂纹形态判定起火点。对“交叉形”痕迹重合部位及相邻木梁同一直线上的炭化(水平、垂直方向)形态进行比较,根据温度越高,则木梁炭化裂纹就越短,裂缝越宽,裂纹数目越多的基本规律,找出裂纹长度由大到小,裂纹数目由小到多,裂纹宽度由窄变宽的变化顺序,判定出温度变化的顺序,指明火势蔓延方向,进而确定起火点。

  运用“交叉形”痕迹判定起火点,在“交叉形”痕迹与起火点之间有许多客观因素,综合调查和痕迹的勘查,结合“交叉形”痕迹特征进行比较分析,就能正确地判定起火点和起火部位。(作者:高江峰 汪 洋)

  参考文献:金河龙:《火灾原因认定手册》(吉林省科学技术出版社 吉林 1993年)


新闻来源:新疆伊宁市公安局消防科


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