CN111751406A - 一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法 - Google Patents

一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，属于公共安全技术领域。本发明在询问法或者痕迹法的基础之上，提供一种量化的鉴定方法，采用微型量热仪测量样品的热释放能力数值，以火焰从热释放能力低的采样点向热释放能力高的采样点蔓延为原则，判断火焰的蔓延方向，从而找到起火点。不受预设立场等其他因素的干扰，不受火灾调查人员经验水平的限制，适用范围广，特别适用于火灾燃烧严重，物品残骸剩余较少的情况。

Description

一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法
技术领域
本发明涉及公共安全技术领域，尤其涉及一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法。
背景技术
在刑侦、消防、安监等涉火案件中起火点的认定是最终确认案件原因，理清事故责任的关键，而通过火灾蔓延情况对起火点进行勘验则是起火点认定的主要技术方法。目前对火灾蔓延情况进行判断的方法主要有视频法、询问法和痕迹法。
视频法是通过火灾现场环境中视频摄像头拍摄的视频证据来确认火灾蔓延方向的，其优势在于可以直观地确定火灾发生蔓延的过程。然而相当一大部分涉火案件现场没有安装视频摄像头，或视频硬盘被烧毁难以复原；也有很多涉火案件现场摄像头因角度、光线或起火点受遮挡等问题，难以拍摄火灾发生的全貌，有时这样的视频证据还可能对调查方向起到误导作用。因此，视频法在涉火案件的应用过程中受到限制。
询问法是调查人员通过询问现场目击证人获取证人证词来确定火灾蔓延方向的方法。对证人证词的收集是案件调查的必要环节，然而由于目击证人通常对案件调查技术不了解、素质不一加之目击时间和角度受限，因此提供的证人证词往往并不准确，尤其是案件直接利益方的证词，更需谨慎采用。
痕迹法是根据火灾现场残骸的形貌特征来推导火灾蔓延情况的，也称为火灾蔓延痕迹法。根据火场残留物的外观烧损轻重程度、倒塌掉落痕迹、变形、变色、熔化痕迹等宏观特征来判断火灾蔓延方向。痕迹法具有一定的规律性，也无需设备，在现场使用灵活方便。然而痕迹法强烈依赖于个人经验，火灾现场材质多样，燃烧后残骸形貌特征千差万别，且在灭火救援时受水喷淋破坏严重，因此不同专家间有时会得出完全相反的意见，也不利于对基层案件调查人员的普及应用。
随着时代的进步，主观性的分析判断以难以满足现代司法体系要求，对案件的分析鉴定越来越趋向于微量化与数据化，因此亟需发展一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，作为视频法、询问法和痕迹法的有力补充，实现对火灾蔓延方向的科学、准确、快速认定，从而为刑侦、消防、安监等涉火案件的最终侦破提供技术支撑。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，可对刑侦、消防、安监等涉火案件中火灾蔓延方向做出量化鉴定，为起火点认定和案件调查提供科学准确的依据。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：初步判断起火部位，在起火部位附近选取燃烧残骸并进行取样；
所述燃烧残骸的材质为可燃或可热解材料。
所述取样的方法如下：
S1：在环境热负荷一致的同一物品上的同一平面或者同一物品上同一位置的内外两侧选取两个采样点；
所述两个采样点位置上的样品为相同材质。
S2：清理掉采样点表面非该物品的燃烧残骸或烟尘；
S3：若在同一平面取样，则提取未烧损层向上相同厚度的样品；若该物品完全烧损，则提取最下层向上相同厚度的的样品，其示意图如图2所示；
图2左侧为俯视图，图2右侧为剖面图。从提取位置A，B两点下探至未烧损层，以各自点位未烧损层位置为原点，提取向烧损面方向L厚度的样品进行测试。该提取办法可有效避免因A，B点位表层碳化一致，导致的结果误判。其中A、B点位的未烧损层可不在同一平面。
S4：若在同一位置的内外两侧取样，则以厚度的1/2为界，分别向外或向内提取相同厚度的样品，其示意图如图3所示，L为以厚度1/2为起点至烧损面的任意长度，满足取样量即可。
所述样品的重量为5-10mg。
步骤2：采用微型量热仪测量样品的热释放能力数值，其过程如下：
步骤2.1：将样品置于坩埚内，并将坩埚送至微型量热仪样品台上；
步骤2.2：待设备平衡后，开始测试；
步骤2.3：测试结束后，读取热释放能力数值。
所述热释放能力还可以由热释放速率来代替，同样能实现本发明对火灾蔓延方向的量化鉴定。是由于热释放能力和热释放速率都是微型量热仪直接给出的测试结果。根据美国材料实验协会标准《ASTM D7309》，热释放能力是热释放速率峰值除以升温速率得到的，也就是说，热释放能力和热释放速率是密切相关的量。该标准进一步指出：热释放能力独立于测试参数，因为它是一种材料特性，而不是材料对特定条件的响应。
步骤3：以火焰从热释放能力低的采样点向热释放能力高的采样点蔓延为原则，判断火焰的蔓延方向，其过程如下：
步骤3.1：计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值；
步骤3.2：判断比值是否大于2.0％，若是则判断火焰从热释放能力弱的采样点向热释放能力高的采样点蔓延；否则认为两个采样点受热烧损程度一致，执行步骤3.3；
步骤3.3：在不同的部位再次提取样品进行测试，直到得到一条蔓延方向。
步骤4：对火焰蔓延方向指向起火部位方向的下一个物品进行取样，并重复步骤2和步骤3，直至选取到起火部位内的物品，并进行取样；
步骤5：重复步骤2和步骤3，得出另一火焰蔓延方向；
步骤6：起火部位内，两条火焰蔓延方向的交汇位置，为起火点。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提供的方法在传统的视频法无法取证或起火点受到遮挡、干扰等情况无法准确认定的条件下依然适用；本发明在询问法或者痕迹法的基础之上，提供一种量化的鉴定方法，不受预设立场等其他因素的干扰，不受火灾调查人员经验水平的限制；取样量为毫克级别，属于微量物证鉴定范畴，取样适用范围广，特别适用于火灾燃烧严重，物品残骸剩余较少的情况；结论为量化数据，客观精准可靠；实验方便，物证的形貌如块状、颗粒、粉末均不影响测试结果，无需进行均匀化处理；测试迅速，升温程序15分钟内即可得出测试数据。
附图说明
图1为本发明一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法的流程图；
图2为本发明在同一平面取样的示意图；
图3为本发明在同一位置的内外两侧取样的示意图；
图4为本发明实施例一中某住宅火灾现场图；
图5为本发明实施例一中台面采样点示意图；
图6为本发明实施例一中门框采样点示意图；
图7为本发明实施例一中床板采样点示意图；
图8为本发明实施例一中起火点位置示意图；
图9为本发明实施例二中草原火灾蔓延方向示意图；
图10为本发明实施例三中刀闸处首次取样示意图；
图11为本发明实施例三中刀闸盖板取样示意图；
图12为本发明实施例三中刀闸起火点位置示意图；
图13为本发明实施例四中发动机舱左右两侧采样示意图；
图14为本发明实施例四中图13中A、B两处对应到驾驶舱两侧的采样示意图；
图15为本发明实施例五中铜导线绝缘层采样实物图；
图16为本发明实施例五中铜导线绝缘层采样示意图；
图17为本发明实施例六中电热按摩椅残骸竹片两侧取样实物图。
图18为本发明实施例六中电热按摩椅残骸竹片两侧取样示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：
如图4所示，本实施例为某住宅火灾，其火灾蔓延方向的量化鉴定方法如下所述。
步骤1：经勘验初步判断起火部位在铁床范围内，在起火部位附近选取燃烧残骸并进行取样；采用同一平面取样的方法，提取台板A、B两处样品，如图5所示，提取门框C、D两处样品，如图6所示，分别进行测试。
步骤2：采用微型量热仪测量样品的热释放能力数值；
经测试，A处样品的热释放能力为63.597J/gK，B处样品热释放能力为51.283J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为19.36％，所以A、B两点可用于判断火焰蔓延方向；
经测试，D处样品的热释放能力为152.2331J/gK，C处样品热释放能力为179.5633J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为15.22％，所以C、D两点可用于判断火焰蔓延方向；
步骤3：以火焰从热释放能力低的采样点向热释放能力高的采样点蔓延为原则，判断火焰的蔓延方向为从台面的B处向A处蔓延，从门框的D处向C处蔓延；综上判断，A、B和C、D火灾蔓延方向指向铁床下铺。
步骤4：对火焰蔓延方向指向起火部位方向的下一个物品进行取样，并重复步骤2和步骤3，直至选取到起火部位内的物品，并进行取样；
提取铁床一层床板G、H两处样品，如图7所示，经测试，G处样品的热释放能力为212.3117J/gK，H处样品热释放能力为236.1576J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为10.10％，所以G、H两点可用于判断火焰蔓延方向为由G向H处蔓延；
步骤5：重复步骤2和步骤3，得出另一火焰蔓延方向；
本实施例中提取铁床一层床板E、F两处样品，经测试，E处样品的热释放能力为119.9566J/gK，F处样品热释放能力为108.7352J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为9.35％，所以E、F两点可用于判断火焰蔓延方向为由F向E处蔓延；
步骤6：起火部位内，两条火焰蔓延方向的交汇位置，为起火点。
结合铁床一层床板火灾蔓延方向为指向铁床一层靠墙方向床头，即铁床下铺右前角，如图8中的画圈处，初步标记该处为起火点。经专家现场勘验，在该位置提取到短路熔融的插线板残骸，确认该处位置为起火点，与本发明鉴定方法结论一致。
实施例2：
如图9所示，本实施例为某地草原发生火灾，烧毁天然林及草场百余亩，其火灾蔓延方向的量化鉴定方法如下所述。
步骤1：经勘验初步判断起火部位在坡上变压器及电线杆一带，在起火部位附近选取燃烧残骸并进行取样；
选取变压器及电线杆的七点钟方向上的一棵树木，选取其面向变压器和电线杆一侧，设为A；背向变压器和电线杆一侧，设为B；对A、B两处进行取样。
步骤2：采用微型量热仪测量样品的热释放能力数值；
经测试，A处样品的热释放能力为231.1961J/gK，B处样品热释放能力为277.5521J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为16.70％，所以A、B两点可用于判断火焰蔓延方向；
步骤3：以火焰从热释放能力低的采样点向热释放能力高的采样点蔓延为原则，判断火焰的蔓延方向为从A向B方向蔓延；
步骤4：对火焰蔓延方向指向起火部位方向的下一个物品进行取样，并重复步骤2和步骤3，直至选取到起火部位内的物品，并进行取样；
步骤5：重复步骤2和步骤3，得出另一火焰蔓延方向；
本实施例中，选取变压器及电线杆的十二点钟方向上的一棵树木，选取其面向变压器和电线杆一侧，设为C；背向变压器和电线杆一侧，设为D；经测试，C处样品的热释放能力为227.3816J/gK，D处样品热释放能力为263.7592J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为13.79％，所以C、D两点可用于判断火焰蔓延方向；以火焰从热释放能力低的采样点向热释放能力高的采样点蔓延为原则，判断火焰的蔓延方向为从C向D方向蔓延；
本实施例为了更能体现本方法的正确性，又在变压器及电线杆的十二点钟方向并位于土坡中间位置选取了一棵树木，选取位于土坡上侧的一面设为E，选取位于土坡下侧的一面设为F；在变压器及电线杆的十一点钟方向并位于土坡脚下位置选取了一棵树木，选取面向土坡的一侧设为G，选取背向土坡的一侧设为H。
分别对E、F、G、H进行测试。
经测试，E处样品的热释放能力为193.2367J/gK，F处样品热释放能力为239.6715J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为19.37％，所以判断E、F两处火焰蔓延方向为从E向F方向蔓延；
经测试，G处样品的热释放能力为136.8136J/gK，H处样品热释放能力为152.9673J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为10.56％，所以判断G、H两处火焰蔓延方向为从G向H方向蔓延；
步骤6：CD、EF和GH的火灾蔓延方向从坡下指向坡上，从坡上指向变压器方向，而AB的火灾蔓延方向指向变压器方向，与CD、EF和GH的火灾蔓延指向汇集于变压器下方草地，如图9中画圈处，初步标记该处为起火点。
经专家现场勘验，在该位置提取到电压器保险片熔融残骸残骸，确认为变压器过负荷导致保险熔断，掉落，引发下方枯草火灾，该处位置为起火点，与本发明鉴定方法结论一致。
实施例3：
本实施例为某民房火灾，其火灾蔓延方向的量化鉴定方法如下所述。
步骤1：经勘验，刀闸处有火烧痕迹，需确定该痕迹系电气故障导致还是外部热量传导所致，提取刀闸塑料底座熔融痕迹两侧样品，设为A，B，提取刀闸熔融痕迹侧出线绝缘层样品，设为C，D，如图10所示。
步骤2：采用微型量热仪测量样品的热释放能力数值；
经测试，A处样品的热释放能力为283.7968J/gK，B处样品热释放能力为353.3161J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为19.67％，所以A、B两点可用于判断火焰蔓延方向；
经测试，C处样品的热释放能力为92.3867J/gK，D处样品热释放能力为91.8226J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为0.61％，小于2％，所以C、D处受热情况一致，不可用于判断火焰蔓延方向；
步骤3：以火焰从热释放能力低的采样点向热释放能力高的采样点蔓延为原则，判断火焰的蔓延方向为从B向A方向蔓延；
步骤4：对火焰蔓延方向指向起火部位方向的下一个物品进行取样，并重复步骤2和步骤3，直至选取到起火部位内的物品，并进行取样；
步骤5：重复步骤2和步骤3，得出另一火焰蔓延方向；
本实施例提取刀闸盖板熔融痕迹方向样品，设为E、F，如图11所示。经测试，E处样品的热释放能力为303.9561J/gK，F处样品热释放能力为396.8529J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为23.41％，所以可判断E、F两处火焰蔓延方向为从E向F方向蔓延；
步骤6：上述数据说明，盖板受热方向为由刀闸向外方向，刀闸底座火灾方向为右侧向左蔓延，而出线绝缘层受热方向一致，因此可排除外部火烧的热量传导导致该刀闸故障。
经专家现场勘验，确认故障点为刀闸右下方，如图12所示，与本发明鉴定方法结论一致。
实施例4：
本实施例为某停车场内车辆发生火灾，需确认火最先起于发动机舱还是驾驶舱，及其方位，其火灾蔓延方向的量化鉴定方法如下所述。
步骤1：提取发动机舱与驾驶舱隔板残骸两侧样品，其中面向发动机舱左右两侧样品分别设为A，B，如图13所示；面向驾驶舱对应位置样品分别设为C，D，如图14所示。
步骤2：采用微型量热仪测量样品的热释放能力数值；
经测试，A处样品的热释放能力为179.8790J/gK，B处样品热释放能力为125.7881J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为30.07％，所以A、B两点可用于判断火焰蔓延方向；
经测试，C处样品的热释放能力为233.5512J/gK，D处样品热释放能力为201.9693J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为13.52％，所以C、D两点可用于判断火焰蔓延方向；
同时比较AC和BD数据，计算比值分别为22.98％和37.72％，故A、C的结合与B、D的结合，也都可以用于判断火焰蔓延方向。
步骤3：以火焰从热释放能力低的采样点向热释放能力高的采样点蔓延为原则，判断火焰的蔓延方向为从B向A方向蔓延，从D向C方向蔓延，从A向C方向蔓延，从B向D方向蔓延；
步骤4：得出结论，火灾从发动机舱右侧向左侧蔓延，从发动机舱向驾驶舱蔓延。
经专家现场勘验，确认起火点为发动机舱右侧，与本发明鉴定方法结论一致。
实施例5：
本实施例为某消防救援支队送检火灾现场中电线一根，需确认该电线是否发生热故障，其火灾蔓延方向的量化鉴定方法如下所述。
步骤1：提取紧贴铜导线的红色绝缘层两侧样品进行测试，其中面向铜导线一侧的样品设为A，面向外保护层一侧的样品设为B，其在实物上的采样点如图15所示，采样示意图如图16所示。
步骤2：采用微型量热仪测量样品的热释放能力数值；
经测试，A处样品的热释放能力为119.8965J/gK，B处样品热释能力为106.1351J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为11.48％，所以A、B两点可用于判断火焰蔓延方向；
步骤3：以火焰从热释放能力低的采样点向热释放能力高的采样点蔓延为原则，判断火焰的蔓延方向为从B向A方向蔓延；
步骤4：得出结论，该导线残骸形貌系外火作用形成，非自身热故障导致。
经专家鉴定，铜导线上无故障痕迹，导线系受外火烧灼导致，与本发明鉴定方法结论一致。
实施例6：
本实施例为某消防救援支队送检火灾现场中电动按摩椅残骸，需确认该起火灾是否为电动按摩椅导致，其火灾蔓延方向的量化鉴定方法如下所述。
步骤1：提取电热按摩椅残骸竹片两侧样品进行测试，其中面向内侧的样品设为A，面向外侧的样品设为B，其在实物上的采样点如图17所示，采样示意图如图18所示。
步骤2：采用微型量热仪测量样品的热释放能力数值；
经测试，A处样品的热释放能力为177.5967J/gK，B处样品热释能力为192.7253J/gK，计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值为7.85％，所以A、B两点可用于判断火焰蔓延方向；
步骤3：以火焰从热释放能力低的采样点向热释放能力高的采样点蔓延为原则，判断火焰的蔓延方向为从A向B方向蔓延；
步骤4：得出结论，火灾系从电动按摩椅内部向外发展蔓延的。
经专家鉴定，该起火灾由电动座椅引发，与本发明鉴定方法结论一致。

Claims (8)

1.一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：初步判断起火部位，在起火部位附近选取燃烧残骸并进行取样；
步骤2：采用微型量热仪测量样品的热释放能力数值；
步骤3：以火焰从热释放能力低的采样点向热释放能力高的采样点蔓延为原则，判断火焰的蔓延方向；
步骤4：对火焰蔓延方向指向起火部位方向的下一个物品进行取样，并重复步骤2和步骤3，直至选取到起火部位内的物品，并进行取样；
步骤5：重复步骤2和步骤3，得出另一火焰蔓延方向；
步骤6：起火部位内，两条火焰蔓延方向的交汇位置，为起火点。
2.根据权利要求1所述的一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，其特征在于，所述步骤1中燃烧残骸的材质为可燃或可热解材料。
3.根据权利要求1所述的一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，其特征在于，所述取样的方法如下：
S1：在环境热负荷一致的同一物品上的同一平面或者同一物品上同一位置的内外两侧选取两个采样点；
S2：清理掉采样点表面非该物品的燃烧残骸或烟尘；
S3：若在同一平面取样，则提取未烧损层向上相同厚度的样品；若该物品完全烧损，则提取最下层向上相同厚度的的样品；
S4：若在同一位置的内外两侧取样，则以厚度的1/2为界，分别向外或向内提取相同厚度的样品。
4.根据权利要求3所述的一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，其特征在于，所述两个采样点位置上的样品为相同材质。
5.根据权利要求3或4所述的一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，其特征在于，所述样品的重量为5-10mg。
6.根据权利要求1所述的一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，其特征在于，所述步骤2的过程如下：
步骤2.1：将样品置于坩埚内，并将坩埚送至微型量热仪样品台上；
步骤2.2：待设备平衡后，开始测试；
步骤2.3：测试结束后，读取热释放能力数值。
7.根据权利要求1所述的一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，其特征在于，所述步骤3的过程如下：
步骤3.1：计算两个采样点样品的热释放能力之差的绝对值与热释放能力高的数值的比值；
步骤3.2：判断比值是否大于2.0％，若是则判断火焰从热释放能力弱的采样点向热释放能力高的采样点蔓延；否则认为两个采样点受热烧损程度一致，执行步骤3.3；
步骤3.3：在不同的部位再次提取样品进行测试，直到得到一条蔓延方向。
8.根据权利要求1所述的一种火灾蔓延方向的量化鉴定方法，其特征在于，所述热释放能力由热释放速率来代替。
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