基于FDS的一起亡人火灾调查及场景重构

摘要：火灾场景重构对火灾事故调查人员认识火灾的发生、发展、蔓延过程具有重要意义，FDS软件是火灾场景重构最常用的软件。本文结合一起亡人火灾事故的调查勘验过程，选取相关参数对该火场进行数值模拟，并对模拟结果进行分析，从而进一步验证了前期火灾事故调查认定的准确性。

关键词：汽车;电气火灾;危险性;实验

1 火灾基本情况及调查认定

1.1火灾基本情况

安徽省某市发生一起自建房火灾，火灾造成母女2人死亡。该自建房共三层，其中一层为家具店门面及展厅，建筑面积400平方米;二层为三间卧室，建筑面积70平方米;三层为阁楼，建筑面积70平方米。起火时间为凌晨，建筑内共有4人，均分布在二层卧室，其中2人通过一层门面卷闸门逃生，2人未逃出在二层死亡。

1.2起火时间的认定

（1）根据当事人自述，在夜里12点多在二层卧室闻到焦糊味，随后下楼查看，发现一层西侧开间内着火，自行扑救无法扑灭后报警。

（2）根据大队接警记录，大队的接警时间为0时26分。

（3）根据调取该起火建筑公路对面的监控录像，夜间0时9分05秒，该建筑一层卷帘门上方空隙处出现火光并逐渐变亮，0时16分火势变大并从卷帘门向外突破。

（4）根据调取电信部门的网络记录，位于该建筑一层的网络和电话的断线时间为0时16分42秒。

通过以上证据，结合火灾的发生发展蔓延规律，综合认定起火时间为夜间0时许。

1.3起火部位的认定

（1）根据当事人自述，最先开始只在一层西侧开间发现火苗，其余部位尚未着火。

（2）建筑一层物品均已烧毁，二、三层部分物品受高温熔融。建筑一层店面自西向东分为三个开间，中间开间堆放有大量家具板材，东侧开间堆放有床垫，西侧开间与中间开间用木板分隔。

（3）对比东侧开间与中间开间南侧立柱附近的铝合金门框，其中西侧烧损程度重于东侧，残留的门框东高西低。

（4）西侧开间与中间开间隔墙完全烧毁，仅靠近地面处有少量残留，隔墙表面的石膏板向西侧地面倒塌。

（5）对比中间及东侧开间卷帘门滑轨，中间开间的变形程度重于东侧。

通过以上证据，综合认定起火部位位于一层西侧开间。

1.4起火点的认定

（1）根据当事人自述，下楼灭火时，火势主要集中在西侧开间东隔墙的中部位置，地面无火，火焰根部位于1米高左右的位置，火焰范围约1平方米。但是在灭火的几分钟内，火势蔓延扩大至整个东侧隔墙，火势扩大后2名当事人从一层卷帘门处撤出火场，剩余2人被困在二层卧室。

（2）勘验木质隔墙的残留痕迹，发现木质隔墙中部烧损最终，向南北两侧残留逐渐增多。

（3）勘验隔墙中部地面的残留物，一壁挂电视机全部烧毁，仅剩金属部件，一木质电脑桌桌面和抽屉全部烧毁，仅剩部分桌腿。其余部位的家具烧损程度轻于中部。

（4）对比底部残留隔墙的烟熏痕迹，西侧重于东侧，西侧中部重于南部和北部。

通过以上证据，综合判定起火点位于西侧开间东侧隔墙中部位置。

1.5起火原因的认定

（1）排除放火的可能性。该建筑出仅有的入口位于一层卷帘门处，根据对面监控录像，该建筑于晚上8时关闭卷帘门再无人员进入。现场也未发现助燃剂及助燃剂低位燃烧的痕迹。

（2）排除遗留火种引发火灾的可能性。建筑内的人员在晚上8时关闭店门后，均返回二层休息，未在一层活动。且起火部位和监控路线均呈现明火燃烧特征。

（3）排除雷击引发火灾的可能性。依据当地气象局的气象材料证明，起火当日该地天气晴好，无雷击现象。

（4）认定起火原因为一层西侧开间靠东侧隔墙中间部位插线板与插片接触不良导致局部过热，引燃插线板及附近可燃物。根据当事人证言，起火点位置有一插线板，插线板上接有电视、电脑、路由器等插座，且插线板处于通电状态。在现场提取的插线板金属残骸和插片发现有局部熔融缺失，送应急管理部消防救援局天津火灾物证鉴定中心鉴定，认定该熔痕为局部高温作用形成的熔痕。

综上所述，认定起火原因为一层西侧开间靠东侧隔墙中间部位插线板与插片接触不良导致局部过热，引燃插线板及附近可燃物。

2 FDS数值模型建立及参数选择

该起火灾从发现到发展蔓延十分迅速，二层2人在消防队赶至火场前已失去行动能力，导致火灾当事人对此起火灾有诸多质疑，我们通过FDS数值模拟技术对火灾现场进行重构，将模拟数据与现实调查情况进行对比参照，进一步验证该起火灾事故认定的准确性。

2.1模型建立

根据该起火建筑情况，建立计算模型，其中，一层计算区域为：X=10.5m，Y=40m，Z=4m;二层计算区域为：X=10.5m，Y=11m，Z=3.5m;三层计算区域为X=10.5m，=11m，Z=2.5m，网格大小为0.5m*0.5m*0.5m。考虑前期过火区域基本位于一层西侧开间，所以在一层西侧开间按货场实际设置了办公桌椅等家具，其余部位未再进行设置。

2.2通风设置

结合现场勘验和询问情况，火灾前期一层卷帘门处于关闭状态，二层与一层仅通过一楼梯间连通，楼梯间的门处于开启状态，门洞尺寸为0.9m*2m。死者所在二层卧室一外窗也处于关闭状态。

2.3火源设定

因为该起火灾起火原因认定为插线板与插片接触不良导致局部过热，引燃插线板及附近可燃物，所以将火源设置为点火源，初始温度按照铜熔珠设为1000℃，热释放速率设置为1000kW/m2。

3 模拟结果分析

3.1烟气流动情况

由图2可以看出，根据模拟，起火之后100s后，烟气已蔓延至一层的大半部分及一层通往的楼梯间内，与起火初期当事人在二层已闻到楼下有焦糊味并下楼查看的事实吻合。由图3可以看出，在起火50s后，二层卧室的CO浓度处于急剧上升的状态，这也是导致了二层卧室人员在起火后很快CO窒息死亡的原因，与法医的尸检结果一致。

3.2火场温度情况

通过一层顶棚温度曲线图可以看出，火灾在发生50秒后，顶棚温度就已接近600℃，加之一层墙面为木质三合板材料，导致火灾迅速蔓延扩大，初期难以扑灭。图4为200s时一层温度切面，可以看出，由于隔墙的阻挡，一层其余两个房间温度尚不高，但一层通往二层的楼梯口出温度已超过80摄氏度，此时已对人员从楼梯疏散产生严重影响。

4 结语

在现场勘验和询问调查的基础上，我们利用FDS对火灾现场进行了重构和数值模拟，通过模拟分析证明了为什么火灾发展如此迅速，为什么二层人员会迅速CO中毒窒息死亡，对该建筑的火灾发生、发展、蔓延过程进行了可视化的再现。虽然FDS模拟结果不能作为火灾调查的直接证据，但能够侧面印证火灾事故原因认定的准确性，并科学解释了火灾蔓延、人员逃生的一系列问题。

参考文献：

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[2] 张智勇.基于FDS对一起封闭空间亡人火灾案例的模拟辅助调查[J].消防技術与产品信息，2017，04：43-4.

[3] 金潮，张菁.基于FDS的后处理厂有机溶剂火灾事故后果研究[J].消防科学与技术，2019，03：450-451.

作者简介：

杨帆（1982-），男，工程师，主要从事消防监督检查和火灾事故调查工作。