浅谈火灾调查理论框架建立探讨

连德桂(莆田市公安消防支队监督处火调科，福建 莆田 351100 )

1 前言

在我们的日常及生产中，火灾是最常发生且危害较大的灾害之一。火灾不仅会造成严重经济损失，很多的火灾都会威胁到人们的生命安全。现阶段，很多的国家都已经开始致力于分析研究火灾的预防、探测、逃生以及阻燃材料等理论与应用，同时也在这些方面有了较大的发展与改革，相应的理论与技术也逐渐的走向成熟。不过，因为火灾发生具有随机性，同时也受多方面的人为因素影响，必然导致在很长一段时间我们还是没有办法完全的避免火灾的发生，并且火灾随着社会发展的多元化也逐渐的向多元化发展。我们将火灾发生以后对其进行情景再现处理、火灾形成原因分析等都非常有利于国家公共安全、社会和谐发展、国家相关政策的编写以及类似情况再发生等工作，同时也能够为火灾的防治与责任确认提供一定的条件，是我们现阶段必须要解决的问题。不过，因为火灾发生时，其燃烧阶段是一个非常复杂的过程，它不单单包含的燃烧物质多，而且空间大且复杂，加上相异的燃烧行为能够形成极为相近的表面现象，所以导致了相关研究的进展阻碍较大。现阶段，我国依旧是采取的依靠专业工作人员的实践经验，再加上一些简单仪器与理论分析，来研究火灾发生的事故类别。

2 火灾调查理论框架建立的可行性

2.1 火灾调查理论框架建立理论可行性

火灾调查分析探索的最为重要的环节就是灾后所遗留的能够体现出火灾过程的信息数据和对遗留的数据信息进行正确、全面的收集分析。各种的燃烧物质经过不同条件的燃烧会出现不一样的行为以及燃烧后的表现。例如木质的材料在燃烧的过程中能够散发出大量的颗粒装物体，这些微小的颗粒中包括十几种能够溶于水的离子组成，包括炭黑、钾离子、氯离子以及硫酸根离子等，不同的木材材质以及不同的燃烧条件下，木材燃烧后所含有的以上成分比例是不同的。我们通过测试燃烧后剩余物质的化学构成、比例大小、结构特点等，完全有可能将火灾的过程进行情景重现，且在很大程度上与原情景相符合。

2.2 火灾调查理论框架建立的理论基础研究

Sahouli的研究结果表明，采取CBP热解处理的炭黑，其表层的碳元素沉积数量与炭黑的热解环境有着紧密的关联，如果在较小的热解分压下，提高热解的温度值，能够明显的降低炭黑表层碳元素的沉积量，保持热解温度的恒定，表面炭元素的沉积维与其沉积数量之间也存在着一定的数学关联。Ruiz等学者的研究结果表明，如果纤维素中含有钾元素的话，当它焦化以后所形成的碳结构会出现分形的现象；如果纤维素中含有钙元素那么就会形成比较大量的微孔形态；如果纤维素中含有铁元素，那么在其焦化以后所形成的碳结构中就会出现两个线状的形态组成。Seledets等人通过进行氮的吸附与解吸的实验，针对各种碳元素含量的合成染料在燃烧过程中热解行为，他们通过研究发现，燃料在热解的过程中其形成的碳质在吸附的时候，其吸附对象的性质能够很大的程度上的影响其吸附状况。

3 火灾调查理论框架建立中的关键问题探讨

现阶段，国内外已经开展了很多关于可燃物热解以及碳黑出现与最后形态形成过程的研究与探索，也取得了一定的理论成果。不过众多研究者对于碳黑形成及发展的理论研究主要是包括三个部分：没有考虑壁面因素在内的空间燃烧理论探讨；关于非多元气相的燃料进行预混以及燃烧火焰的扩散分析；碳黑形成与发展过程中的不同时期的动力学机理研究。例如，Kronenburg以及Richardson等人利用多种的技术手段，探讨了不同的温度、压力、作用时间、燃烧物组成与结构、空气流通情况等等条件下对碳黑形成与发展过程的影响。Vander和Tomasek的研究结果表明碳黑的氧化反应状态与其最开始的微观结构有着紧密的联系。我国学者蒋勇、邱榕、范维澄等人对于不同条件下的激光加热燃烧物质对于碳黑形成的影响研究。因为在火灾中通常都会涉及到大量的有机高分子复合材料，这样的材料燃烧情况要比我们上面所讲到的情况都要相对复杂的多，并且其碳化的痕迹通常都会体现在房屋的墙体以及家具的表层，通常他们是多种化学与物理作用的共同结果，所以现阶段所进行的理论研究还达不到建立火灾调查理论体系。我个人认为，要想建立一个健全的、完善的火灾调查理论框架，还需要进行几点关键问题的研究与探索。

(1)建筑与装饰中常见的可燃材料在不同的条件与环境中进行燃烧的机理以及相应碳黑的形成机理。

(2)对可燃物燃烧过程中的热解反应进行动力学体系的探讨与建立，尤其是需要考虑热解行为的液体以及固体可燃物的动力学体系的建立。

(3)壁面在可燃物燃烧时有着不可消除的影响，可燃物在进行燃烧时对于壁面的热解与碳化行为也有着非常大的作用，因此，需要建立相应的模型进行分析探讨。

(4)要针对高分子等复杂的材料建立与之对应的相关模型体系，分析其燃烧过程中自身特点与环境条件的影响情况，同时，在建立模型时，尤其要注意不同碳化过程中的尺度问题。

(5)要进行不同的热-力载荷情况中材料变化状态、非固定空间燃烧行为以及爆炸行为等的研究。

4 结语

我们对火灾发生以后进行情景的再现，以寻求火灾发生的原因与影响因素，非常有利于国家公共安全、社会和谐发展、国家相关政策的编写以及类似情况再发生等工作。我国现阶段关于火灾预防技术以及阻燃材料等相关领域都有了长足发展，但是在火灾调查方面的技术与理论研究都还处于起步阶段，所以现阶段我们应当重点的研究火灾调查理论与实际应用技术。火灾发生以后的现场表面遗留物质以及相关痕迹与火灾发生过程密切相关，同时也会收到外界各种因素的影响与作用，我们对这些物质与现象进行分析与找寻其中规律时，要运用不同学科之间的理论知识，进行深入的研究分析，才能全面、科学、正确的揭示这些现象形成的根本原因以及相互作用的机理，才能有效的推进火灾科学研究的长足进步。

[1] 袁勇，王建英.论火灾调查中对起火部位和起火点的认定[J]. 武警学院学报. 2009(02)

[2] 田宏.NIST对一起车站夜总会火灾的调查：火灾的科学模拟[J]. 消防技术与产品信息. 2007(10)