煙熏痕跡在火災(zāi)調(diào)查中的運(yùn)用分析

張學(xué)利

摘要：火災(zāi)調(diào)查中常見(jiàn)的痕跡類(lèi)型較多，煙熏、木材燃燒、玻璃破壞等為常見(jiàn)痕跡，而煙熏則屬于所有火場(chǎng)均具備的痕跡，具有研究的通用性。以提高火災(zāi)調(diào)查中痕跡運(yùn)用的有效性、提升火災(zāi)調(diào)查效率與準(zhǔn)確性為目的，重點(diǎn)針對(duì)火災(zāi)調(diào)查過(guò)程中煙熏痕跡的運(yùn)用進(jìn)行了分析。本著提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思路，以羽流理論為基礎(chǔ)針對(duì)煙熏痕跡產(chǎn)生機(jī)理與原因進(jìn)行了總結(jié)，分析了煙熏痕跡在火災(zāi)調(diào)查中的重要意義，從發(fā)現(xiàn)煙熏痕跡、固定和采集煙熏痕跡、分析煙熏痕跡三方面出發(fā)，提出了煙熏痕跡在火災(zāi)調(diào)查中的運(yùn)用方法，希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：火災(zāi)調(diào)查；煙熏痕跡；物證

中圖分類(lèi)號(hào)：D631.6? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：2096-1227（2022）11-0121-03

火災(zāi)的發(fā)生均可留下痕跡，煙熏、電熔、木材燃燒以及玻璃破碎等痕跡均可展示火災(zāi)發(fā)生的信息，其中煙熏痕跡極為關(guān)鍵。煙熏痕跡的出現(xiàn)不僅與通風(fēng)量的大小、通風(fēng)口的位置等因素有關(guān)，而且與煙氣的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)有關(guān)，對(duì)此進(jìn)行研究有利于獲取大量可用信息。

1 煙熏痕跡產(chǎn)生機(jī)理與原因

1.1? 煙熏痕跡產(chǎn)生機(jī)理

火災(zāi)發(fā)生后，火焰溫度呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，當(dāng)火災(zāi)規(guī)模達(dá)到最大后溫度保持平穩(wěn)，可燃物減少或消失后火災(zāi)進(jìn)入衰減階段，此時(shí)火焰溫度逐漸下降。隨著火焰燃燒，煙氣被逐漸釋放并蔓延到物體表面便產(chǎn)生了煙熏痕跡。煙氣并非完全氣體，其中同樣含有固體以及液體物質(zhì)[1]。通常情況下，煙氣的產(chǎn)生與火焰溫度的變化規(guī)律存在差異，在火災(zāi)衰減階段如缺少通風(fēng)，煙氣同樣會(huì)大面積存在。

1.2? 煙熏痕跡產(chǎn)生原因

煙熏痕跡的影響因素較多，具體如圖1所示：

通過(guò)圖1可以看出，煙熏痕跡的影響因素主要包括火源因素、環(huán)境因素、壁面因素以及其他因素。上述四種因素不僅決定著火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)是否會(huì)產(chǎn)生煙熏痕跡，同時(shí)也決定著煙熏痕跡的特征。以火源因素為例，這一因素中，煙氣的密度直接影響著煙熏痕跡的形成，密度越大，煙熏痕跡形成越明顯。另外，燃燒時(shí)間也會(huì)影響煙熏痕跡，燃燒時(shí)間越長(zhǎng)，煙熏痕跡形成越明顯。無(wú)論由以上何種因素導(dǎo)致的煙熏痕跡，其最終形成的原因都與羽流有關(guān)，因此，羽流理論成為現(xiàn)階段針對(duì)火災(zāi)煙熏痕跡進(jìn)行調(diào)查所運(yùn)用的主要理論。羽流，指的是火源上方的煙氣，屬于火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)中煙氣的常見(jiàn)流動(dòng)形態(tài)。理想的羽流不受氣流以及墻壁的影響，呈軸對(duì)稱(chēng)倒圓錐形。但在實(shí)際火災(zāi)發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)，墻壁等其他物體必然影響羽流形態(tài)。一般而言，在建筑物火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)中，受到羽流影響所產(chǎn)生的煙熏痕跡通常會(huì)向著通風(fēng)口的反方向傾斜，因此，通過(guò)羽流的形態(tài)可以判斷出通風(fēng)口。煙氣中含有大量游離碳，跟隨羽流蔓延到墻壁上，則形成了黑色的煙熏痕跡。通過(guò)對(duì)顏色深度的觀察，有利于掌握火災(zāi)發(fā)生的部位[2]。通過(guò)上述分析可以看出，了解煙氣羽流與壁面位置的關(guān)系，同時(shí)掌握火場(chǎng)通風(fēng)與煙熏痕跡的關(guān)系，是針對(duì)煙熏痕跡進(jìn)行火災(zāi)調(diào)查的關(guān)鍵?；谕L(fēng)情況的羽流卷吸空氣速率計(jì)算公式如下：

m = πρub²（1）

在上述公式中，m代表卷吸速率，π取值3.14，ρ代表空氣密度，u代表羽流速度，b代表羽流半徑。

2 煙熏痕跡在火災(zāi)調(diào)查中運(yùn)用的重要意義

在火災(zāi)調(diào)查中，為了提高調(diào)查的效率以及準(zhǔn)確性，通常需要大量物證。以煙熏痕跡為例，其屬于主要物證之一，可以通過(guò)明顯并且直觀的方式為調(diào)查人員提供證據(jù)?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，根據(jù)地點(diǎn)的不同，可燃物也存在一定的不同，而通過(guò)分析煙氣羽流與壁面位置的關(guān)系，便能夠明確火災(zāi)發(fā)生的原因以及過(guò)程。如果在室內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，能夠觀察到可燃物燃燒逐漸形成的羽流并蔓延到墻壁上的特征。借助上述情況，調(diào)查人員就能夠掌握羽流與墻壁表面的位置關(guān)系，從而為火災(zāi)調(diào)查收集物證。在火災(zāi)發(fā)生的過(guò)程中，如果燃燒過(guò)程沒(méi)有出現(xiàn)中斷，在燃燒后形成的羽流體現(xiàn)在墻壁表面的特征會(huì)較為明顯，觀察羽流與壁面位置的關(guān)系便能夠幫助調(diào)查人員了解火源、掌握起火的時(shí)間段，從而為火災(zāi)判斷提供依據(jù)。

在火災(zāi)調(diào)查中，煙熏痕跡有利于幫助尋找其他痕跡，如火災(zāi)的蔓延痕跡以及物品掉落的痕跡等。以火災(zāi)的蔓延痕跡為例，火災(zāi)的發(fā)生區(qū)域，通常在通風(fēng)口處有風(fēng)流動(dòng)，室內(nèi)火災(zāi)風(fēng)一般以排煙機(jī)作為主要來(lái)源，自然風(fēng)與機(jī)械風(fēng)兩種情況下均會(huì)對(duì)火災(zāi)的發(fā)生產(chǎn)生促進(jìn)作用，而火場(chǎng)通風(fēng)與煙熏痕跡存在一定關(guān)系。通過(guò)煙熏痕跡，能夠了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的通風(fēng)情況，也能夠了解通風(fēng)情況與煙熏痕跡之間的關(guān)系，并掌握火災(zāi)的蔓延痕跡，從而幫助調(diào)查人員實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)發(fā)生原因以及蔓延趨勢(shì)等因素的準(zhǔn)確調(diào)查。為了明確火場(chǎng)通風(fēng)與煙熏痕跡之間的關(guān)系，從而為火災(zāi)調(diào)查提供便利，需要找到火場(chǎng)的通風(fēng)口，此為火災(zāi)調(diào)查中極其重要的步驟。

3 煙熏痕跡在火災(zāi)調(diào)查中的運(yùn)用

3.1? 發(fā)現(xiàn)煙熏痕跡

煙熏痕跡能夠發(fā)生在室內(nèi)的各個(gè)區(qū)域，以下主要將室內(nèi)分為中心部位、墻面部位以及墻角部位三個(gè)區(qū)域，進(jìn)而探討如何發(fā)現(xiàn)煙熏痕跡。

當(dāng)起火部位位于室內(nèi)中心部位時(shí)，與自然排風(fēng)的情況相比，機(jī)械排風(fēng)的情況下，汽油可燃燒時(shí)間較短，火焰最高溫度相對(duì)較低，火焰溫度達(dá)到最高點(diǎn)的速度較快。通過(guò)對(duì)煙熏痕跡的觀察發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于自然排風(fēng)而言，機(jī)械排風(fēng)的情況下，煙熏痕跡的厚度減小，痕跡相對(duì)顏色更淺。自然排風(fēng)時(shí)，煙熏痕跡呈軸對(duì)稱(chēng)分布，未見(jiàn)移動(dòng)現(xiàn)象。而在機(jī)械排風(fēng)的情況下，煙熏痕跡則傾向于排煙口部位。之所以出現(xiàn)上述現(xiàn)象，可能與中心部位起火時(shí)，煙氣受到周?chē)矬w的影響小存在一定聯(lián)系，其所蔓延的空間較大。

當(dāng)起火部位位于墻面部位時(shí)，與自然排風(fēng)的情況相比，機(jī)械排風(fēng)的情況下，汽油可燃燒時(shí)間短，火焰最高溫度更高，火焰溫度達(dá)到最高點(diǎn)的速度快。觀察煙熏痕跡可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)械排風(fēng)的情況下，煙熏痕跡厚度低，痕跡淺，但是V形羽流依然清晰可見(jiàn)。之所以出現(xiàn)上述特征，判斷與墻面距離起火點(diǎn)近有關(guān)，故即使煙熏痕跡淺，但依然較為清晰。

當(dāng)起火部位位于墻角時(shí)，自然排風(fēng)與機(jī)械排風(fēng)兩種情況下，汽油可燃燒時(shí)間基本類(lèi)似，火焰最高溫度更高點(diǎn)，以及溫度達(dá)到最高點(diǎn)的速度基本類(lèi)似。觀察煙熏痕跡可以發(fā)現(xiàn)，與自然排風(fēng)相比，機(jī)械排風(fēng)狀況下，V形羽流面積小，輪廓窄，煙氣厚度極低，判斷與機(jī)械排風(fēng)下?lián)Q氣量大導(dǎo)致羽流向墻角部位擠壓有關(guān)[3]。

3.2? 固定和采集煙熏痕跡

在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，一般對(duì)煙熏采集使用拍照固定的方式，在必要的情況下，需要使用火場(chǎng)制圖以及相關(guān)的筆錄進(jìn)行輔助。如果需要通過(guò)對(duì)煙塵的成分進(jìn)行分析來(lái)判斷可燃物時(shí)，則需要對(duì)煙塵進(jìn)行收集，煙熏痕跡與其他的殘留物不同，它一般是在空氣的作用下附著在物體表面，因此在采集的過(guò)程中也存在著一定的難度。獲得圖片后，可通過(guò)CAD軟件對(duì)其進(jìn)行處理，在導(dǎo)入圖片后對(duì)痕跡的周邊進(jìn)行勾勒，并利用系統(tǒng)功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，生成輪廓分布圖。通過(guò)分析，可以得到痕跡的曲線(xiàn)，從而為有關(guān)人員判斷羽流規(guī)律提供信息。比較容易采集的煙熏痕跡，一般可以通過(guò)竹片或者是瓷片等進(jìn)行刮取，而對(duì)于不太容易采集的煙熏痕跡，則可以使用脫脂棉進(jìn)行擦拭。如果煙熏痕跡已經(jīng)侵入到物體內(nèi)部，則需要將該物品連同煙塵等一并采取，并且密封存放。

3.3? 分析煙熏痕跡

3.3.1? 基于羽流分析煙熏痕跡

煙氣羽流與壁面位置之間存在明顯聯(lián)系，隨著起火點(diǎn)與壁面之間距離的延長(zhǎng)，羽流形狀逐漸模糊、與起火點(diǎn)之間垂直距離逐漸加大、形狀逐漸難以觀察到。導(dǎo)致上述現(xiàn)象存在的原因，與羽流在產(chǎn)生過(guò)程中所發(fā)生的變化有關(guān)。當(dāng)羽流產(chǎn)生后，可隨著空氣上升，而隨著上升高度的增加，其所卷吸的空氣逐漸增多，此時(shí)，游離碳濃度則會(huì)下降。故通常情況下，在火災(zāi)調(diào)查過(guò)程中，起火點(diǎn)的部位墻面黑色最重，而距離起火點(diǎn)越遠(yuǎn)，則墻壁顏色改變?cè)叫　?/p>

羽流的清晰程度：當(dāng)起火部位與墻壁位置距離較短時(shí)，墻壁表面的羽流痕跡明顯，白色的石膏上肉眼可見(jiàn)黑色煙熏痕跡。而通過(guò)對(duì)痕跡形狀的觀察，則可發(fā)現(xiàn)為V形或類(lèi)似V形開(kāi)口向上的拋物線(xiàn)。通過(guò)對(duì)痕跡與起火部位之間垂直位置關(guān)系的觀察可以發(fā)現(xiàn)，一般情況下，V形的最低點(diǎn)均處于起火部位水平線(xiàn)之上。在火災(zāi)調(diào)查過(guò)程中，羽流清晰程度越高，則表明與起火點(diǎn)之間的距離越近。調(diào)查人員可以借助上述特征，對(duì)起火點(diǎn)的大致位置進(jìn)行判斷。

羽流的高度：當(dāng)將起火部位與墻壁位置距離拉長(zhǎng)時(shí)，墻壁表面的羽流痕跡會(huì)逐漸減弱，但是白色的石膏上依然可見(jiàn)黑色煙熏痕跡。觀察痕跡形狀可發(fā)現(xiàn)其同樣以?huà)佄锞€(xiàn)為主，但是痕跡周邊模糊不清晰。觀察痕跡與起火部位之間垂直位置關(guān)系可發(fā)現(xiàn)，拋物線(xiàn)的最低位置與起火部位垂直距離進(jìn)一步拉大?；馂?zāi)調(diào)查的過(guò)程中，羽流的高度越高，則表明與起火點(diǎn)之間的距離越遠(yuǎn)。羽流的高度，指的是距離地面的相對(duì)高度。

羽流的形狀：進(jìn)一步拉長(zhǎng)起火部位與墻壁位置距離，當(dāng)距離足夠大時(shí)，可發(fā)現(xiàn)墻壁表面的羽流痕跡減弱，甚至消失，石膏表面的煙熏痕跡無(wú)法通過(guò)肉眼觀察到，羽流拋物線(xiàn)不明顯。羽流的形狀一般為V形或開(kāi)口向上的拋物線(xiàn)，如為較為清晰的V形，則表明與起火點(diǎn)之間距離近，可以在羽流的附近尋找起火點(diǎn)。反之，如V形輪廓不清，則表明距離起火點(diǎn)遠(yuǎn)。

3.3.2? 基于煙熏痕跡分析起火情況

判斷起火部位：通過(guò)煙熏痕跡能夠判斷出起火的部位，通常情況下，距離起火點(diǎn)部位越遠(yuǎn)，則煙熏痕跡顏色越淡，痕跡厚度越小。另外，不同的起火點(diǎn)位置，也會(huì)呈現(xiàn)出不同的煙熏痕跡。室內(nèi)中心部位起火，墻壁煙熏痕跡均較淡。墻壁部位起火，煙熏痕跡嚴(yán)重，厚度大。墻角部位起火，煙熏痕跡擠壓嚴(yán)重。

判斷通風(fēng)方向：通過(guò)對(duì)煙熏痕跡形狀的觀察，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)通風(fēng)方向的判斷?；馂?zāi)發(fā)生后，如無(wú)通風(fēng)，或自然通風(fēng)，則煙熏痕跡方向無(wú)變化。如為機(jī)械通風(fēng)，則煙熏痕跡形狀向排風(fēng)口部位傾斜。

判斷通風(fēng)方式：不同的通風(fēng)方式下，煙熏痕跡不同。自然通風(fēng)情況下，煙熏痕跡厚度大，形狀呈軸對(duì)稱(chēng)分布。機(jī)械通風(fēng)情況下，痕跡厚度小。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，火災(zāi)調(diào)查中，通過(guò)煙熏痕跡可判斷出起火點(diǎn)以及火災(zāi)發(fā)生后的通風(fēng)情況，從而為調(diào)查過(guò)程提供信息。在未來(lái)的火災(zāi)調(diào)查過(guò)程中，調(diào)查人員可以對(duì)羽流的形狀、傾向、清晰程度、高度等進(jìn)行觀察，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)起火點(diǎn)與墻壁之間距離的判斷。另外，還可以根據(jù)煙熏痕跡實(shí)現(xiàn)對(duì)火場(chǎng)通風(fēng)情況、通風(fēng)方式的判定，掌握火災(zāi)發(fā)生后室內(nèi)的通風(fēng)條件以及起火點(diǎn)的大致位置。借助上述信息，便可有效提高火災(zāi)調(diào)查的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]史景華.現(xiàn)代信息技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用研究[J].今日消防，2021，6（8）：121-123.

[2]劉斌.試析火災(zāi)痕跡在火災(zāi)事故調(diào)查中的應(yīng)用[J].今日消防，2021，6（7）：113-115.

[3]王薪宇，王蕓，張金專(zhuān).單室墻角火壁面煙熏痕跡特征研究[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2020，39（5）：727-730.

Application analysis of

smoke trace in fire investigation

Zhang Xueli

（Lingyuan City Fire and Rescue Section， Liaoning Lingyuan 122500）

Abstract：There are many types of common traces in fire investigation. Smoke， wood burning， glass damage， etc. are common traces， while smoke is a trace that all fire sites have， and it has the universality of research. With the aim of improving the effectiveness of the use of traces in fire investigation and enhancing the efficiency and accuracy of fire investigation， the application of smoke traces in the process of fire investigation was analyzed. In line with the idea of asking questions， analyzing problems and solving problems， based on plume theory， the mechanism and causes of smoke traces are summarized， and the significance of smoke traces in fire investigation is analyzed. From the three aspects of finding smoke traces， fixing and collecting smoke traces， and analyzing smoke traces， the application method of smoke traces in fire investigation has been proposed， hoping to provide references for relevant personnel.

Keywords：fire investigation; smoke trace; physical evidence