过火坍塌建筑火灾调查中起火部位的认定研究

2020-03-12潘堃

工程技术研究 2020年23期

关键词：过火火灾现场吊顶

潘堃

（内蒙古鄂尔多斯消防救援支队，内蒙古鄂尔多斯 017010）

近年来，随着建筑火灾的频繁发生，起火部位的认定工作逐渐引起了人们的关注。相比一般建筑火灾而言，伴建筑坍塌问题的过火坍塌建筑火灾，其起火部位的认定难度较高。因此，探讨过火坍塌建筑火灾的起火部位认定方法具有一定必要性。

1 建筑火灾的蔓延特征

1.1 顶层房间蔓延特征

以顶层房间为起火部位的建筑火灾蔓延特征为火灾形成后，起火点处火焰可迅速引燃顶层房间周围可燃物，生成大量烟气。随着火灾的持续发展，起火点处的火焰可逐渐蔓延至闷顶内，并由闷顶返回顶层，形成一个循环。在这种火灾中，顶层起火蔓延至闷顶的作用机制包含以下内容：第一，空心墙途径。顶层房间中的起火点逐步向四周蔓延，沿空心墙表面蔓延至建筑闷顶区域，引发闷顶燃烧。第二，吊顶途径。火灾形成后，最初起火点的火焰逐渐向上蔓延，烧穿顶层房间的吊顶，并造成闷顶燃烧。第三，外窗口途径。随着顶层房间火灾的逐渐发展，来自外窗口的火焰可造成屋檐燃烧，最终诱发闷顶燃烧。相对于其他起火部位，由顶层房间引发的火灾通常无法蔓延至下层建筑。

1.2 底层房间蔓延特征

底层房间火灾的蔓延特征如下：火灾形成后，起火点处火焰的蔓延导致底层房间内烟气量逐渐增加[1]。底层房间吊顶在大量热烟气、下部火焰热辐射作用下迅速受热，引发吊顶燃烧，并导致吊顶烧穿，最终造成上层房间起火。同时，底层房间中的火焰、热烟气经窗、门等通道沿水平方向蔓延，并导致底层其他房间出现火灾。与顶层房间起火相比，底层房间起火的差异性主要体现为由这种起火部位引发的建筑火灾通常可导致大范围的火灾蔓延，引发严重经济损失、人员伤亡。

1.3 楼梯间、走廊蔓延特征

以楼梯间为起火部位的火灾蔓延特征为楼梯间局部着火后，火灾迅速沿垂直方向水平蔓延。建筑中性层以下部分，主要为火焰的蔓延；而中性层以上部位，则同时涉及大量热烟气、火焰的扩散蔓延。以走廊为起火部位的建筑火灾蔓延特征为火灾形成后，走廊火势可参照建筑水平方向的可燃物分布特征，逐渐向四周蔓延。走廊火灾带来的大量热烟气、火焰，可导致走廊周围房间燃烧。

1.4 闷顶部位蔓延特征

闷顶部位火灾的蔓延特征较为特殊。闷顶着火后，由于该区域通风状况较差，氧浓度较低，导致火灾初期呈缓慢蔓延状态。此时，闷顶火灾主要产生大量烟气，而火焰较少。而待吊顶或建筑望板被烧穿后，闷顶火灾可在良好通风条件的支持下迅速蔓延至建筑其他区域。同时，闷顶区域聚集的大量烟气则可经位于天窗、山墙等部位的孔隙窜出，进一步刺激火灾蔓延。

2 过火坍塌建筑火灾起火部位的认定策略

在过火坍塌建筑火灾中，可运用以下策略，精准认定这类建筑火灾的起火部位。

2.1 确认建筑坍塌原因

在建筑火灾中，可造成建筑坍塌的因素较多[2]。为确保火灾起火部位认定的准确性，需在火灾调查中全面收集火灾现场可燃物数量、种类、建筑材料、建筑结构、建筑基础耐火性能、火势蔓延速度等相关信息。根据上述信息，初步确定造成建筑坍塌的原因。

2.2 判定坍塌顺序、特征

不同起火部位所引发的建筑坍塌顺序、特征各异。因此，在调查过火坍塌建筑火灾时，可将建筑坍塌顺序、坍塌特征的分析作为重点。在建筑坍塌顺序方面，常见坍塌顺序表现为建筑屋面先坍塌而承重结构后坍塌、建筑承重结构先坍塌而屋面后坍塌、建筑整体同时坍塌、建筑逐区域依次坍塌。而建筑坍塌的主要特征则包含整体性坍塌、局部性坍塌、覆盖式坍塌以及开放式坍塌等。根据既往过火坍塌建筑火灾调查经验，除了起火部位引发的影响，建筑火灾的初始起火物、建筑结构特征等因素也可能影响建筑物的坍塌顺序及坍塌特征。因此，调查人员在依据建筑坍塌顺序、特征评估火灾起火部位时，还需充分考虑上述因素的干扰作用，进而尽量避免认定错误的形成。

2.3 评估坍塌引发影响

与一般建筑火灾相比，过火坍塌建筑火灾起火部位认定工作的特殊性在于这类火灾现场的痕迹信息易受坍塌建筑的干扰。如未能精准识别火灾现场的干扰性因素，最终认定结果的可靠性可能会受到一定影响。为此，在开展火灾调查期间，需根据现场勘查结果、火灾周围视频监控等信息，准确评估建筑坍塌对现场火势、火灾蔓延方向等因素的影响，并参照上述信息，推理现场可能的起火部位。

2.4 收集关键信息

在过火坍塌建筑火灾现场的起火部位认定工作中，精准判定起火部位的前提为调查人员可通过事后勘查、调查分析，全面了解火灾蔓延过程，并通过逆推分析，确定火灾的真实起火部位[3]。在过火坍塌建筑火灾中，火灾蔓延发展过程主要体现在现场烟痕、烟气流动特征等方面。鉴于上述信息的重要作用，可按照如下流程，完成上述关键信息的收集工作。

（1）根据火灾蔓延特征确定烟痕的可能存在位置。与一般建筑火灾相比，过火坍塌建筑火灾现场的烟痕信息收集难度较高。原因在于建筑坍塌后，现场残留的烟痕信息数量明显减少。另外，坍塌建筑的出现也会影响现场火势及蔓延特征，并破坏烟痕在火灾起火部位认定中的价值。为确保过火坍塌建筑火灾现场起火部位的精准认定，调查人员可依据既往经验、现场火灾蔓延特征判断烟痕的可能存在位置。通常情况下，位于建筑玻璃、其他相关坍落物体表面的烟痕可保留至火灾扑灭后。另外，还可将过火坍塌建筑火灾的常见起火部位残留部位作为收集烟痕信息的重点。如起火部位为吊顶，现场残留烟痕应符合如下特征：室内残留物表面的烟痕残留较少，吊顶下部（即建筑室内墙壁）表面也基本无烟痕残留，而吊顶残留物（山墙）表面则可见浓密烟痕。相反，如现场室内残留物、吊顶下部残留墙壁处可见较多烟痕残留，而吊顶山墙上的烟痕较少，则其起火部位可能为室内。当发现现场残留的烟痕信息后，需根据烟痕特征、存在位置等，判断其所对应的起火部位。在这一环节中，如发现典型烟痕，可直接参照烟痕形态初步判定火灾现场的起火部位。例如，经调查发现坍塌建筑残留墙壁上出现V形烟痕，可初步认为该烟痕对应下部位置即起火部位。

（2）依据现场信息合理判定烟气流动特性。在过火坍塌建筑火灾中，现场烟气流动特性也是认定火灾起火部位的重要依据。通常情况下，建筑室内起火后，烟气流动流程为室内可燃物的燃烧产生低密度烟气，烟气受浮力作用影响逐渐上升至建筑顶棚区域，并于该区域聚集。当顶棚聚集的烟气层高度（厚度）超出建筑门、窗上沿时，可经上沿孔隙渗入室外，并于建筑其他区域逐渐蔓延。烟气流动特性对过火坍塌建筑火灾起火部位认定的支持作用体现为火灾形成后，物体面向烟气流流动一侧最先形成烟痕，而物体面背侧则随着火灾的持续发展而逐渐产生烟痕[4]。但与另外一侧相比，背侧烟痕程度较轻。在火灾现场调查中，调查人员可根据烟气流动特性（体现为烟痕）确定火灾蔓延流程，并根据上述信息逆推可能的起火部位。根据既往经验，建筑局部起火点起火后，该部位及大量聚集烟气、烟气流动频繁区（以建筑顶部为主）最先形成浓密烟痕。而随着现场火灾的不断蔓延，建筑其他区域、通道各处，逐渐形成较轻烟痕。基于上述规律，调查人员可按照先轻后重的顺序，逐渐逆推烟气流动顺序，并确定起火部位。

3 过火坍塌建筑火灾调查中起火部位认定实例

3.1 案例概况

2019年，某北方城市一生产型企业仓库突发火灾。火灾共蔓延至4栋建筑，其中，位于南侧的2栋建筑受火灾影响而坍塌。火灾现场的4栋建筑结构完全一致，均为普通砖木结构，使用年限为29年。建筑以人字形木梁承重。火灾现场总过火面积约为3517m2。火灾发生时，发生坍塌的2栋筑甲、乙分别仓储布料、半加工布料，另外2栋被烧但未坍塌建筑则储有少量成品衣物，各建筑间未堆放可燃物。

3.2 调查流程及认定结果

此次过火坍塌建筑火灾中，调查人员分别从现场勘查、调取该生产企业周围监控视频、走访周围居民区人群三方面开展系统化调查。通过为期15d的调查，共获取如下信息：（1）建筑坍塌特征。火灾现场2栋坍塌建筑均为整体坍塌，火灾时2栋建筑均呈开放式燃烧。其中，建筑甲（位于最南侧）先着火，随着该建筑的逐渐燃烧，大量喷射状浓烟自建筑甲中溢出，并导致建筑乙外墙燃烧，待乙建筑的火势达到一定程度后，蔓延至位于北侧的另外2建筑。（2）建筑坍塌原因。此次火灾事故中，建筑甲的坍塌原因为内部可燃物（布料）燃烧，造成建筑吊顶、屋梁燃烧，并引发外墙着火，最终造成建筑坍塌。而建筑乙的坍塌原因则为建筑外墙受建筑甲喷射热烟气影响迅速燃烧，并向建筑内部蔓延，乙建筑内部大量可燃物的助燃作用，加剧了外墙火势，最终导致建筑乙坍塌。（3）建筑坍塌形成影响。火灾现场建筑甲、乙分别坍塌后，导致现场火势加剧，并迅速向另外2栋未坍塌建筑区域蔓延。但由于这2栋建筑中的可燃物较少，故该火灾最终限制于4栋建筑范围内，且未能造成其他建筑烧毁坍塌。

基于上述信息，得出如下判定结果：该过火坍塌建筑火灾的起火部位位于建筑甲的东大门处（处于建筑第四组承重柱区域）。根据该生产企业员工所提供信息，判断该区域具备起火条件：该区域主要储存企业于3d前购置的布料。该区域的电气线路较为密集，且配有电源闸刀。经勘查发现，该范围内线路存在明显故障痕迹。