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淺談三、四級耐火等級建筑起火點的確定

作者：建筑鋼結構網    
時間：2009-12-22 20:46:58 [收藏]
隨著改革開放的不斷深入、人們物質生活水平得到大幅度提高，居住建筑向高層化、舒適化方向發展，但在一些中小城市和城鎮棚戶區，特別是農村和城市近郊，磚木結構、竹木結構建筑還普遍存在，由于這些建筑部分構件為竹
    隨著改革開放的不斷深入、人們物質生活水平得到大幅度提高，居住建筑向高層化、舒適化方向發展，但在一些中小城市和城鎮棚戶區，特別是農村和城市近郊，磚木結構、竹木結構建筑還普遍存在，由于這些建筑部分構件為竹木制品，如頂、柱、梁、墻、門、窗及家俱，耐火等級低，火災荷載大，容易發生火災。一旦發生火災，極易蔓延至周邊建筑，造成火燒連營的局面。火災發生后，往往只剩幾堵殘墻斷壁和一堆瓦礫，火場勘查經驗欠缺者往往覺得無從著手，起火點、起火原因很難查出，往往以火災原因不明為結論，草草了事。筆者認為，要查清三、四級耐火等級建筑的起火點和起火原因，必須先掌握此類建筑的火災過程和起火點的特征。
    1、火災過程及特點
    在三、四級耐火等級建筑火災中，雖然每場火災因起火物的性質、數量以及環境條件不同，而引起燃燒的快慢和火勢大小有別，在火災過程中，隨著時間的改變，燃燒的環境和條件也隨之變化。但是火災從起火到熄滅，都是按照一定的規律進行燃燒的，時段不同，燃燒的特點也不相同，根據燃燒的時間，可將火災過程分為：起火、蔓延、穿頂、全面燃燒、熄滅五個階段。在燃燒過程中，殘留的痕跡特征分別代表相關時段的特點，它們構成了起火點，非起火點、起火部位和火源方向的一些特征。
    1.1起火。起火就是指起火點燃燒的開始。這一階段燃燒的情況和發展至下一階段的時間長短，要看正在燃燒的物質種類，數量多少，以及這些物質所處的環境和條件而定。長的有達數天、幾個小時（如煤的自燃、浸有油脂的抹布自燃、棉麻自燃以及電熱器具烘烤可燃物等），短的約1分鐘就能發展至下一階段。通常火勢是由小逐漸擴大，使燃燒產生的熱氣流急劇上升，當受天花板或屋頂的阻擋，煙塵不能外流時，便積蓄了熱能，促使室內的上層空間的溫度急劇上升，最后把屋頂的可燃物加熱至燃點，從而引起屋頂開始著火燃燒。
    1.2蔓延。由于起火點的物質繼續燃燒，發展至屋頂可燃物的燃燒，這時燃燒面積迅速擴大，很快波及整個屋頂。隨著房屋上部燃燒面積擴大，火勢增大，燃燒產生的調溫氣體、煙塵彌漫在整個房屋的上部空間。由于那里的溫度高、空氣稀薄，而造成不完全燃燒現象，使室內產生濃煙與暗紅色的火焰，逐漸由上往下發展，并在房內的門、窗上方“尋隙”向外蔓延。此時室內壓力高于室外大氣壓、會出現門窗打不開的現象。這階段室內地面的可燃物，若距離起火點較遠，又無易燃物相連在一起，這時一般不會著火。
    1.3穿頂。屋頂著火燃燒后，經一段時間烘烤，起火點相應部位的上部屋頂往往最先燒穿。一旦屋頂穿孔時，燃燒條件和環境迅速改變，燃燒產生的濃煙和火勢從穿孔處向上沖出，變成烈火，隨著屋頂燃燒塌垮面積的擴大，室內濃煙趨于消失，帶火斷落的可燃物引起下面可燃物的燃燒，其燃燒面積一般隨著上層塌垮面積的擴大而擴大。
    1.4全面燃燒。房屋頂部全部被燒塌燒垮，地面可燃物被引燃。這時上有棟梁檀條，下有木器家俱之類可燃物燃燒，火勢達到最高潮，中層可燃性物質全部都燒毀。
    1.5熄滅。全面燃燒后，經一段時間，可燃物逐漸被燒完，火勢隨著減弱，最后因無可燃物而熄滅。
    在整個火災過程中，各個階段都可能有撲救活動對火災的發展施加影響。但是，無論撲救行為對火災的影響如何，火場最后遺留下的殘灰剩瓦中，有不少痕跡物證反映了起火點、非起火點、起火部位和火源方向的特征，現場勘查，發現尋找這些痕跡物證，便能認定起火部位、起火點所在位置。
    2．起火點的特征
    火場中有很多痙攣物證能夠反映起火點、非起火點、起火部位和火源方向的特征。其中主要有：
    2.1層次。所謂層次，一是指火場內建筑物及室內物品燒前所在的空間位置。另一層次是指火災過后遺留下來的殘灰剩瓦的層次。前者根據不同的空間位置，把它分為上、中、下三層，上層是指天花板以上的部分，中層指天花板以下而離地面又有一定空間和高度的可燃物，如柜子、桌子等木器家俱之類。下層指緊貼地面與地面之間沒有任何空隙的物品。這兩者之間的層次關系，在通常情況下，形成了起火點與非起火點的特征。因為在火災發展過程中，對未燒前的層次產生了破壞，而這種破壞的先后因層次不同而異。如起火點是最先受燃燒的破壞，中層可燃物逐漸變成灰燼，然后是其上面的可燃物。當上層受到燃燒破壞時，瓦片或天花板泥塊、檀條就塌落地面，有的因跌落的沖力，彈射飛入中層物與地面之間的空隙里，但大部分瓦片、磚塊壓在中層可燃物灰燼之上。這時除起火點燃燒了一段時間外，其余不是起火的地方，包括下層可燃物有的可能還未燃燒或者正在燃燒，但未受到破壞--可燃物的空間位置還未改變。如上層屋頂的瓦片被燒至塌落地面，但地面的椅子板凳等還未著火燃燒，甚至地面的椅子板凳等物會被上層塌落下來的東西打翻。當火災進一步發展，全面燃燒階段的火勢趨向減弱直至最后熄滅時，許多中層可燃物被燒毀，原來的形狀和位置改變，剩下的是灰炭，壓在先塌落下來的瓦片或天花板泥塊之類上層物的上面。因此當火災熄滅后，在火場殘留物中，可以發現起火點與非起火點兩者之間殘留的層次不同。它們的特征和區別是：
    起火點：地面-灰炭-瓦片。
    非起火點：地面-瓦片-灰炭。
    由于火場殘留物中的這種層次關系含有相對時間方面的信息，因此可以利用其作為認定起火點與非起火點的一個根據。
    2.2灰化。灰化與炭化是兩個不同的概念。灰化是某些有機可燃物充分燃燒的結果；炭化則是某些有機可燃物在高溫下缺氧的產物，屬不完全燃燒產物。可燃物的灰化與它的性質、燃燒條件有關，也與時間長短有關。火場中，從燃燒條件和環境看，先起火的地方，燃燒時間較長，供氧條件較好。當火災發展至上層物質塌落階段時，起火點燃燒條件改變，受到上層塌落物的埋壓覆蓋。而非起火點的下層可燃物，在上層物塌落前往往還沒有燃燒，塌落后雖開始引起中、下層可燃物的燃燒，但同時又塌落了一些不能燃燒的如瓦片或天花板泥塊之類的上層物質，把下層某些較小、較薄的可燃物覆蓋起來，因而起了隔熱斷氧的保護作用，使下層可燃物不能充分燃燒。即使在火場的高溫條件下，最多也只能使這些可燃物炭化而已。況且在大多數情況下，往往還受到撲救活動的影響，下層緊貼地面較小、較薄的可燃物，還受到滅火過程中水的浸濕而不能燃燒或炭化。因此，火場下層非起火點的可燃物受到保護，而較完整地殘留下來。所以根據下層可燃物的灰化情況作為起火點與非起火點的一個特征。在通常情況下，上層物下壓著較厚灰化層的是起火點，沒有灰化層的則不是起火點。
    2.3煙熏痕跡。煙塵是物質燃燒的產物，濃密程度除與可燃物的性質、數量有關外，還與燃燒環境條件有關。在火災過程的各個階段中，尤其是沒有穿頂前的蔓延階段，有產生濃煙的最佳條件，所以這時的煙塵最濃密。這階段因供氧不足，可燃物不完全燃燒，一氧化碳增加；當煙塵溫度上升至攝氏四百多度時，一氧化碳有的分解析出炭粒彌漫在房屋的上部空間，同時在周圍“尋找”與外相通的點竄出。這樣煙塵停留或經過的地方，便會留下煙熏痕跡。但是，當火災發展至穿頂后，產生濃煙的條件發生變化。這時供氧充分，燃燒較完全，產生的煙塵直接排入天空，煙熏痕跡不明顯。即使有一些煙熏痕跡，往往也是限于直接被熏痕跡，面積大、濃厚均勻。兩者不難加以區別。
    煙熏的這些的特點，對于在火場中尋找起火點火有幫助。若火災是在天花板與屋頂之間的悶頂（暗樓）先燒起來，然后蔓延至中、下層，則這種火場在地面上是找不到起火點的，但在悶頂范圍內的墻體上，可以找到明顯的如“V”形痕跡等煙熏痕跡。而天花板以下的墻體和門窗上部的外墻（注意風向的影響），則無明顯的煙熏痕跡。
    2.4溫度。通常在火場中被燒的物質是不盡相同的，它們對溫度的高低和作用時間長短的不同，引起的變化也不同。因此在火災過程中，遺留下記錄溫度高低和時間長短的各種痕跡物證。例如磚或水泥抹灰之類的墻體，這些墻體是熱的不良導體，溫度很高但在作用時間較短的情況下，熱不易傳入磚墻體里面，遇到水驟然冷卻，通常不會炸裂，即使炸裂，一般也是很表淺的，而且在同一環境里，往往是較均勻一致的。但是當起火點靠近墻體，陰燃時間較長，然后引起明火燃燒。這時墻體因受長時間高溫加熱，墻體內溫度高，當遇到撲救的水冷卻時，由于冷縮熱脹，就會炸裂剝離，而留下與周圍墻體迥然不同的痕跡。如剝離掉的墻體呈V型或U型。當火場因故變動或遭到破壞，已無法運用其它特征去認定起火點時，如在現場能發現這種痕跡，這對認定起火點是很有幫助的。
    2.5方向。火場殘留物中，它們燃燒的嚴重程度，往往都具有明顯的方向性。這種方向性與火源或起火點有關。例如桌子、椅子、柜子等在不靠墻時，被燒后其傾倒方向往往指向火源或起火點。在地面的木箱、盛物的容器（不可燃的容器可看其里面的物質），靠近火源或起火點一面被燒得較嚴重。殘留物產生的這種方向性的原因，是因為火災一般都是由點逐漸蔓延波及至面的。同時火源或起火點燃燒的熱輻射，使對著火源或起火點的一面，在未著火前受到加熱，溫度較高，當上層可燃物跌落時，對著火源或起火點的一面因溫度較高，就將先著火。燃燒的速度也較快，因而被燒的嚴重程度和傾倒都有方向性。但這種方向性有時因撲救活動、倒塌的撞擊和不燃物的遮擋而造成例外。這種情況下，可采用還原法，將這些物件放回原處，再加以觀察比較研究，同樣可找出起火點。
    許多火場，有的從外部觀察就能確定火是哪個范圍先燒起來的。有的火場，從外表上就不易判斷火是從那個地方先燒起來的，這時就要從火場某些殘留物中，按所顯示的方向去尋找起火點。如家俱、墻壁傾倒方向即火源方向，等等。
    3、結論
    雖然三、四級耐火等級建筑發生火災后，往往只剩下殘壁斷瓦，但只要我們掌握了此類火災過程和起火點特征，仔細勘查，不放過蛛絲馬跡，再加以認真地綜合分析，殘壁斷瓦將給我們提供有力物證。起火點就不難找出，火災原因就不難查明，就不會出現束手無策的局面。(建筑鋼結構整理)
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