基于FDS的一起亡人火災(zāi)調(diào)查及場(chǎng)景重構(gòu)

摘要：火災(zāi)場(chǎng)景重構(gòu)對(duì)火災(zāi)事故調(diào)查人員認(rèn)識(shí)火災(zāi)的發(fā)生、發(fā)展、蔓延過(guò)程具有重要意義，F(xiàn)DS軟件是火災(zāi)場(chǎng)景重構(gòu)最常用的軟件。本文結(jié)合一起亡人火災(zāi)事故的調(diào)查勘驗(yàn)過(guò)程，選取相關(guān)參數(shù)對(duì)該火場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行分析，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了前期火災(zāi)事故調(diào)查認(rèn)定的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：汽車;電氣火災(zāi);危險(xiǎn)性;實(shí)驗(yàn)

1 火災(zāi)基本情況及調(diào)查認(rèn)定

1.1火災(zāi)基本情況

安徽省某市發(fā)生一起自建房火災(zāi)，火災(zāi)造成母女2人死亡。該自建房共三層，其中一層為家具店門面及展廳，建筑面積400平方米;二層為三間臥室，建筑面積70平方米;三層為閣樓，建筑面積70平方米。起火時(shí)間為凌晨，建筑內(nèi)共有4人，均分布在二層臥室，其中2人通過(guò)一層門面卷閘門逃生，2人未逃出在二層死亡。

1.2起火時(shí)間的認(rèn)定

（1）根據(jù)當(dāng)事人自述，在夜里12點(diǎn)多在二層臥室聞到焦糊味，隨后下樓查看，發(fā)現(xiàn)一層西側(cè)開(kāi)間內(nèi)著火，自行撲救無(wú)法撲滅后報(bào)警。

（2）根據(jù)大隊(duì)接警記錄，大隊(duì)的接警時(shí)間為0時(shí)26分。

（3）根據(jù)調(diào)取該起火建筑公路對(duì)面的監(jiān)控錄像，夜間0時(shí)9分05秒，該建筑一層卷簾門上方空隙處出現(xiàn)火光并逐漸變亮，0時(shí)16分火勢(shì)變大并從卷簾門向外突破。

（4）根據(jù)調(diào)取電信部門的網(wǎng)絡(luò)記錄，位于該建筑一層的網(wǎng)絡(luò)和電話的斷線時(shí)間為0時(shí)16分42秒。

通過(guò)以上證據(jù)，結(jié)合火災(zāi)的發(fā)生發(fā)展蔓延規(guī)律，綜合認(rèn)定起火時(shí)間為夜間0時(shí)許。

1.3起火部位的認(rèn)定

（1）根據(jù)當(dāng)事人自述，最先開(kāi)始只在一層西側(cè)開(kāi)間發(fā)現(xiàn)火苗，其余部位尚未著火。

（2）建筑一層物品均已燒毀，二、三層部分物品受高溫熔融。建筑一層店面自西向東分為三個(gè)開(kāi)間，中間開(kāi)間堆放有大量家具板材，東側(cè)開(kāi)間堆放有床墊，西側(cè)開(kāi)間與中間開(kāi)間用木板分隔。

（3）對(duì)比東側(cè)開(kāi)間與中間開(kāi)間南側(cè)立柱附近的鋁合金門框，其中西側(cè)燒損程度重于東側(cè)，殘留的門框東高西低。

（4）西側(cè)開(kāi)間與中間開(kāi)間隔墻完全燒毀，僅靠近地面處有少量殘留，隔墻表面的石膏板向西側(cè)地面倒塌。

（5）對(duì)比中間及東側(cè)開(kāi)間卷簾門滑軌，中間開(kāi)間的變形程度重于東側(cè)。

通過(guò)以上證據(jù)，綜合認(rèn)定起火部位位于一層西側(cè)開(kāi)間。

1.4起火點(diǎn)的認(rèn)定

（1）根據(jù)當(dāng)事人自述，下樓滅火時(shí)，火勢(shì)主要集中在西側(cè)開(kāi)間東隔墻的中部位置，地面無(wú)火，火焰根部位于1米高左右的位置，火焰范圍約1平方米。但是在滅火的幾分鐘內(nèi)，火勢(shì)蔓延擴(kuò)大至整個(gè)東側(cè)隔墻，火勢(shì)擴(kuò)大后2名當(dāng)事人從一層卷簾門處撤出火場(chǎng)，剩余2人被困在二層臥室。

（2）勘驗(yàn)?zāi)举|(zhì)隔墻的殘留痕跡，發(fā)現(xiàn)木質(zhì)隔墻中部燒損最終，向南北兩側(cè)殘留逐漸增多。

（3）勘驗(yàn)隔墻中部地面的殘留物，一壁掛電視機(jī)全部燒毀，僅剩金屬部件，一木質(zhì)電腦桌桌面和抽屜全部燒毀，僅剩部分桌腿。其余部位的家具燒損程度輕于中部。

（4）對(duì)比底部殘留隔墻的煙熏痕跡，西側(cè)重于東側(cè)，西側(cè)中部重于南部和北部。

通過(guò)以上證據(jù)，綜合判定起火點(diǎn)位于西側(cè)開(kāi)間東側(cè)隔墻中部位置。

1.5起火原因的認(rèn)定

（1）排除放火的可能性。該建筑出僅有的入口位于一層卷簾門處，根據(jù)對(duì)面監(jiān)控錄像，該建筑于晚上8時(shí)關(guān)閉卷簾門再無(wú)人員進(jìn)入?，F(xiàn)場(chǎng)也未發(fā)現(xiàn)助燃劑及助燃劑低位燃燒的痕跡。

（2）排除遺留火種引發(fā)火災(zāi)的可能性。建筑內(nèi)的人員在晚上8時(shí)關(guān)閉店門后，均返回二層休息，未在一層活動(dòng)。且起火部位和監(jiān)控路線均呈現(xiàn)明火燃燒特征。

（3）排除雷擊引發(fā)火災(zāi)的可能性。依據(jù)當(dāng)?shù)貧庀缶值臍庀蟛牧献C明，起火當(dāng)日該地天氣晴好，無(wú)雷擊現(xiàn)象。

（4）認(rèn)定起火原因?yàn)橐粚游鱾?cè)開(kāi)間靠東側(cè)隔墻中間部位插線板與插片接觸不良導(dǎo)致局部過(guò)熱，引燃插線板及附近可燃物。根據(jù)當(dāng)事人證言，起火點(diǎn)位置有一插線板，插線板上接有電視、電腦、路由器等插座，且插線板處于通電狀態(tài)。在現(xiàn)場(chǎng)提取的插線板金屬殘骸和插片發(fā)現(xiàn)有局部熔融缺失，送應(yīng)急管理部消防救援局天津火災(zāi)物證鑒定中心鑒定，認(rèn)定該熔痕為局部高溫作用形成的熔痕。

綜上所述，認(rèn)定起火原因?yàn)橐粚游鱾?cè)開(kāi)間靠東側(cè)隔墻中間部位插線板與插片接觸不良導(dǎo)致局部過(guò)熱，引燃插線板及附近可燃物。

2 FDS數(shù)值模型建立及參數(shù)選擇

該起火災(zāi)從發(fā)現(xiàn)到發(fā)展蔓延十分迅速，二層2人在消防隊(duì)趕至火場(chǎng)前已失去行動(dòng)能力，導(dǎo)致火災(zāi)當(dāng)事人對(duì)此起火災(zāi)有諸多質(zhì)疑，我們通過(guò)FDS數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行重構(gòu)，將模擬數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)調(diào)查情況進(jìn)行對(duì)比參照，進(jìn)一步驗(yàn)證該起火災(zāi)事故認(rèn)定的準(zhǔn)確性。

2.1模型建立

根據(jù)該起火建筑情況，建立計(jì)算模型，其中，一層計(jì)算區(qū)域?yàn)椋篨=10.5m，Y=40m，Z=4m;二層計(jì)算區(qū)域?yàn)椋篨=10.5m，Y=11m，Z=3.5m;三層計(jì)算區(qū)域?yàn)閄=10.5m，=11m，Z=2.5m，網(wǎng)格大小為0.5m*0.5m*0.5m。考慮前期過(guò)火區(qū)域基本位于一層西側(cè)開(kāi)間，所以在一層西側(cè)開(kāi)間按貨場(chǎng)實(shí)際設(shè)置了辦公桌椅等家具，其余部位未再進(jìn)行設(shè)置。

2.2通風(fēng)設(shè)置

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)和詢問(wèn)情況，火災(zāi)前期一層卷簾門處于關(guān)閉狀態(tài)，二層與一層僅通過(guò)一樓梯間連通，樓梯間的門處于開(kāi)啟狀態(tài)，門洞尺寸為0.9m*2m。死者所在二層臥室一外窗也處于關(guān)閉狀態(tài)。

2.3火源設(shè)定

因?yàn)樵撈鸹馂?zāi)起火原因認(rèn)定為插線板與插片接觸不良導(dǎo)致局部過(guò)熱，引燃插線板及附近可燃物，所以將火源設(shè)置為點(diǎn)火源，初始溫度按照銅熔珠設(shè)為1000℃，熱釋放速率設(shè)置為1000kW/m2。

3 模擬結(jié)果分析

3.1煙氣流動(dòng)情況

由圖2可以看出，根據(jù)模擬，起火之后100s后，煙氣已蔓延至一層的大半部分及一層通往的樓梯間內(nèi)，與起火初期當(dāng)事人在二層已聞到樓下有焦糊味并下樓查看的事實(shí)吻合。由圖3可以看出，在起火50s后，二層臥室的CO濃度處于急劇上升的狀態(tài)，這也是導(dǎo)致了二層臥室人員在起火后很快CO窒息死亡的原因，與法醫(yī)的尸檢結(jié)果一致。

3.2火場(chǎng)溫度情況

通過(guò)一層頂棚溫度曲線圖可以看出，火災(zāi)在發(fā)生50秒后，頂棚溫度就已接近600℃，加之一層墻面為木質(zhì)三合板材料，導(dǎo)致火災(zāi)迅速蔓延擴(kuò)大，初期難以撲滅。圖4為200s時(shí)一層溫度切面，可以看出，由于隔墻的阻擋，一層其余兩個(gè)房間溫度尚不高，但一層通往二層的樓梯口出溫度已超過(guò)80攝氏度，此時(shí)已對(duì)人員從樓梯疏散產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

4 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)和詢問(wèn)調(diào)查的基礎(chǔ)上，我們利用FDS對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了重構(gòu)和數(shù)值模擬，通過(guò)模擬分析證明了為什么火災(zāi)發(fā)展如此迅速，為什么二層人員會(huì)迅速CO中毒窒息死亡，對(duì)該建筑的火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展、蔓延過(guò)程進(jìn)行了可視化的再現(xiàn)。雖然FDS模擬結(jié)果不能作為火災(zāi)調(diào)查的直接證據(jù)，但能夠側(cè)面印證火災(zāi)事故原因認(rèn)定的準(zhǔn)確性，并科學(xué)解釋了火災(zāi)蔓延、人員逃生的一系列問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：

楊帆（1982-），男，工程師，主要從事消防監(jiān)督檢查和火災(zāi)事故調(diào)查工作。