消防射水对火灾痕迹物证证明作用的影响

2015-03-26吕显超张金专

湖北警官学院学报 2015年7期

吕显超，张金专

（人民武装警察部队学院，河北廊坊065000）

火灾痕迹，是指火灾发生和发展的过程中，由于火灾或人为的作用等，在物体上所留下的印迹。它是调查认定火灾原因的重要证据。在火灾现场勘验时，发现和提取火灾痕迹物证，正确运用火灾痕迹证明火灾事实，是分析认定火灾原因的必要条件。然而，在扑救火灾过程中，灭火战斗行为往往会对火灾现场痕迹物证造成一些不可避免的破坏，水渍破坏就是其中常见的一方面。由于水是最普通最普遍的灭火剂之一，火灾痕迹物证普遍会遭受消防射水的破坏。消防射水会通过改变痕迹物证的冷却条件、参与反应过程等方式，来影响痕迹物证的形成过程及最终形态，从而影响火灾调查人员对火场情况的判断。

一、消防射水对常见火灾痕迹物证的影响机理

（一）消防射水对木材炭化痕迹证明作用的影响

木材是常见的建筑、装修和家具材料，其炭化痕迹，是指木材在火灾的热作用下，发生形状及形态变化所留下的痕迹。火灾调查人员常利用木材炭化痕迹的炭化深度、裂纹形态、导电性等，证明火势蔓延速度、蔓延方向，甚至是起火部位、起火点，从而为确定火灾原因指明方向。

然而，在火灾现场中，几乎所有的木炭都是喷水灭火后残留下来的。消防射水对木材炭化痕迹的影响主要体现两方面：

其一，对炭化裂纹形态判断产生影响。木材炭化裂纹特征，主要体现在裂纹长度、裂纹宽度和单位面积裂纹数目上，这些特征可反映火灾中木材受温情况。实验结果表明，这些特征的变化均与加热温度有密切联系：随着加热温度上升，横向裂纹长度变短、宽度变宽，裂纹数量也有所增加。然而在消防射水冷却条件下，由于冷却速率较常温冷却速率大，使木材表面迅速降温、急剧收缩，也会产生许多长度短、数量多的微小裂纹，影响对木材燃烧状况的判断。

其二，对木材炭化痕迹的导电性产生影响。通常情况下，干燥的木材电阻率较大，属于不良导体。当木材逐渐燃烧形成木炭过程中，其中的碳原子在空间上发生了重新排列，形成了过渡态的无定形炭。但是，这类炭质材料，并不像非金属那样形成完全杂乱无序的原子凝聚体，而是已经有了石墨一样的晶体结构，只是在晶粒间的排列上杂乱无序，故其导电性已经有了一定的增强。若火场温度越高且持续时间越长，则木炭石墨化晶体的程度越高，导电性也随之增强。因此，同等条件下炭化层的电阻越低，说明该部位受热温度越高。当消防射水喷覆到燃烧的木材表面时，迅速降低的温度将抑制木炭形成石墨化晶体，导致导电性降低。除此之外，之前所提到的消防射水使木炭表面微小裂纹增多，也对导电性有阻碍作用。

（二）消防射水影响混凝土受热痕迹的证明作用

混凝土，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。其与水按一定比例配合后，广泛用于土木工程中，是一种常见的建筑材料。它具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单等特点。它抗高温能力差，当周围环境温度较高时（发生火灾情况下），会发生一系列化学反应，内部化学成分也将发生变化，导致机械性能改变。因此，绝大多数建筑物火灾现场，都会或多或少留有混凝土受热痕迹。火灾调查人员可根据混凝土颜色变化、外观破坏程度及强度高低，来判断不同部位混凝土受热温度高低、受热时间长短，进而判断起火部位起火点。

在利用科学方法对混凝土受热痕迹进行勘验、分析时，发现消防射水会对多种方法的精确性带来影响。首先是中性化测量，该方法的原理是利用1%的无水乙醇酚酞溶液遇碱性变红色这一特性，来检验受热痕迹中Ca(OH)2（碱性，其分解产物为CaO，中性）的分解程度，从而比较不同部位受热时间及温度，若混凝土在灭火时遇水，将会使分解得到的CaO与水反应重新生成Ca(OH)2，破坏正常冷却条件下Ca(OH)2与CaO的比例，影响火灾调查人员对该部位混凝土分解程度的判断；其次，在烧失量测量这一方法中，是通过对未过火混凝土烧失量的测量，找到预处理温度与烧失量的关系，再将过火样品的烧失量带入回归关系公式后算得受热温度，如果过火样品遇水，带入的烧失量就不准确，得出的受热温度将会有非常大的误差；再次，在利用超声波检测来判断混凝土在火灾中损伤情况时，水的存在会加速超声波的传递，同时对内部损伤进行一定的修复，也将造成对其损伤情况评估不准确。

（三）消防射水对导线熔痕金相组织的影响

发生火灾时，尤其是电气故障引起的火灾，处于通电状态下的电气线路，会在外界火焰或短路电弧高温作用下形成圆状、凹坑状、瘤状、尖状，以及其他不规则的微熔及全熔痕迹。在调查此类电气火灾原因时，铜、铝导线上的火烧熔珠和短路熔珠有不同的金相组织变化特征，可用于鉴别其熔化原因及与火灾起因的关系。然而，消防射水将会通过改变导线熔痕的冷却方式改变熔痕的金相组织特征。

如使用的铜导线，是用纯铜在一定的温度下拉制加工而成。其初始状态的金相组织为纤维状，沿变形方向拉伸，具有一定的方向性。在此状态下的金相组织，因外力使其宏观形态发生变化，机械能转化为铜导线的内能，从能量上将处在高能量状态，也就是处于一种不稳定的状态，在室温下原子扩散能力很弱，使这种不稳定状态能长期保持。当变形金属受热时，其原子扩散能力得到提高，变形组织在再结晶退火驱动力作用下，就会以多种方式来释放多余的内能。随着加热温度提高，变形的金相组织将相继发生回复、再结晶和晶粒长大等转变过程。

火灾中形成的导线熔痕，主要有火烧熔痕、1次短路熔痕及2次短路熔痕3类。与短路熔珠瞬间电弧高温熔化形成过程不同，火烧熔痕是在火灾热作用下形成。由于在这个过程中升温、冷却速率均较慢，熔珠形成时间较长，金相组织在高温下有充足的时间发生回复、再结晶和晶粒长大3个阶段，再结晶过程中熔珠内部温度趋于均匀，各个方向散热速率基本一致，晶核向各个方向长大，形成粗大的等轴晶区，且在这期间溶解于液态金属中的气体有足够时间排放到外界环境中，熔珠内部无气孔。此时，若消防射水参与了火烧熔珠的冷却过程，将会大大加快冷却速度，导致过冷度增加，散热更具有方向性，熔珠在散热慢的方向上生长得更快些，对熔珠金相组织的再结晶及晶粒长大这2个过程产生影响，最终形成类似于短路熔痕金相组织特征的柱状晶，且因凝固时间缩短，使熔珠内部气体无法及时排出而形成气孔。这些都将影响火灾调查人员对熔痕形成原因的判断。

（四）消防射水对玻璃破坏痕迹的影响

玻璃在常温下是无晶体结构的固体物质,属于非晶体,无固定熔点。玻璃具有较高的硬度和抗压强度,但抗拉强度较差,是脆性材料,在不很大的拉抻力作用下即遭破坏。普通玻璃主要由二氧化硅及少量的氧化钙、氧化钠、氧化铝等物质组成。因玻璃绝缘性强、耐腐蚀性好等特性，使玻璃能在火灾现场被保留下来，能客观地反映出火场温度的变化、火灾蔓延方向、玻璃物件在火灾发生前后的受力方向和受力方式等，常被火灾调查人员作为判断火灾发展过程和火灾原因认定的有力物证。

玻璃的破坏痕迹，主要有机械破坏、热破坏及熔融变形3种痕迹。其中热破坏主要是其导热性差，受热时各部分的受热温度不均匀，以及玻璃本身不均匀膨胀，产生了一部分热应力，加之窗框对玻璃的限制作用，也会产生一部分热应力，当玻璃内外表面温差过大、热应力足够大时，就使玻璃发生破裂。发生热炸裂的玻璃，其周围通常是温度上升较快且温度较高的部位，可借此来推断燃烧猛烈的区域。而当玻璃尚未发生热炸裂，如果有消防射水喷洒到玻璃上，会导致玻璃的冷却方式发生改变，玻璃外表面的温度迅速降低，与内表面形成较大温差，热应力增大，加上消防射水的冲击力，也易导致热炸裂的发生。但是，这种情形下玻璃的热炸裂痕迹，却无法证明附近区域具有高温与较大升温速率的特点。

（五）消防射水对其他痕迹物证证明作用的影响

除上述几类外，消防射水对其他痕迹物证的证明作用或多或少也有一定影响。如在使用高压水枪灭火时，消防射水的冲击力可能使桌面、地面上物品的空间位置发生位移，破坏了火灾发生前的位置关系。在墙壁上、吊顶上留下的烟熏痕迹，也有可能被消防射水毁掉而失去其原有的证明作用。

二、减小消防射水影响作用的措施与建议

从上述看到，消防射水对火灾痕迹物证的证明作用有较大影响，若过量使用水源灭火，会造成现场破坏及物证灭失，给现场勘验、查明火灾原因带来极大的困难。为了减少甚至避免消防射水对火灾调查造成的影响，应从以下几方面采取措施：

（一）正确提取火灾痕迹物证

火灾痕迹物证的提取，是决定痕迹物证能否作为证据证明火灾事实的最重要环节，因此，在火灾现场，应采用科学的方法提取有证明价值的痕迹物证。首先要提高对水渍破坏作用的认识，切不可忽视其对痕迹物证证明作用的影响，要及时查看物证是否有水渍、其证明价值是否还存在，一定在当时做好选择与判断。若选择余地较大，则要尽量挑选保护完好、未被水渍污染的痕迹物证。一旦提取的痕迹物证不合要求，鉴于勘验过程可能对痕迹物证造成破坏的客观现实，很可能没有机会对物证再次提取。

（二）掌握消防射水的破坏机理，对误差结果进行修正

大量的实验结果表明，消防射水对部分痕迹物证的影响，并非毫无规律可言。如果仅提取到了一定程度上受消防射水破坏的痕迹物证，可通过对其受破坏机理的研究，探索消防射水在火灾痕迹物证形成中所起到的作用，从本源上下手，归纳总结出对某一类痕迹物证的破坏规律，从而对通常情况下的推测结果进行修正。例如喷水冷却后的木材炭化痕迹的导电性，与在同等温度、同等加热时间的相同样品在空气中冷却情况下相比要低，在对相同导电率的木材炭化痕迹的温度进行判断时，就可将湿润样品的预测温度在干燥样品的基础上再向上修正一些，以减小消防射水带来的误差。

（三）合理选择灭火方法，减少用水量

在火灾扑救过程中，战斗员应树立保护现场的意识，尽量减少灭火战斗对现场的破坏，其中很重要的一点，就是要采取科学合理的灭火方法，严禁盲目射水、过量射水。例如在内部进攻时做到不见明火不射水，控制水流压力，灵活应用变换水枪的射流，尽量使用喷雾水；遭遇明火时，水枪手应准确地射击火点，尽量避免使用高压射流，防止对某些碳化物品造成二次破坏。除此之外，还可考虑采用灭火剂灭火，既提升了灭火效果，又减少了水的用量。总之，战斗员作为第一到场力量，其对现场保护情况好差，很大程度上决定了后续火灾调查能否顺利进行。