弱火源引燃性能實(shí)驗(yàn)研究

張小芹，路莊

（寧波市消防救援支隊(duì)，浙江 寧波 315016）

0 引言

弱火源在日常生產(chǎn)、生活中普遍存在，因弱火源引發(fā)的火災(zāi)也時(shí)有發(fā)生。如2021年4月17日，江西景德鎮(zhèn)某商鋪較大火災(zāi)事故，起火原因系蚊香引燃馬桶包裝紙板箱引發(fā)；2021年4月22日，上海某公司較大火災(zāi)事故，起火原因系吸煙不慎引發(fā)；2021年6月25日，河南商丘某武館重大火災(zāi)事故，起火原因系使用蚊香不慎引發(fā)。這類原因在歷史上還曾造成特大火災(zāi)事故，如2004年2月15日，吉林中百商廈死亡51人特大火災(zāi)，起火原因也系煙頭引燃紙板箱等可燃物引發(fā)。

弱火源通常具有僅能點(diǎn)燃某些物質(zhì)、點(diǎn)燃可燃物時(shí)受現(xiàn)場(chǎng)條件影響大、點(diǎn)燃可燃物的偶然性大、直接痕跡物證難獲取等特點(diǎn)。弱火源火災(zāi)的發(fā)生是各種因素組合所致，一般不會(huì)留下可辨別的證據(jù)，重現(xiàn)性相對(duì)較差。因此，弱火源火災(zāi)的直接認(rèn)定相對(duì)困難，間接或不排除認(rèn)定占大多數(shù)，真正查實(shí)弱火源引起火災(zāi)需要調(diào)查人員展開一系列的研究調(diào)查工作，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)是非常必要的手段之一[2]。

1 實(shí)驗(yàn)方案

本文選用蚊香作為弱火源，瓦楞紙箱作為典型可燃物，開展不同條件下（如不同的紙板箱密度、含水率、通風(fēng)條件、箱內(nèi)物品內(nèi)包裝材質(zhì)等），弱火源引燃紙板（瓦楞紙）箱能力的實(shí)驗(yàn)研究，為火調(diào)人員掌握此類火災(zāi)調(diào)查的要點(diǎn)、方法以及注意事項(xiàng)提供技術(shù)數(shù)據(jù)支持。

1.1 實(shí)驗(yàn)器材和材料

測(cè)量?jī)x器：紅外測(cè)溫儀、天平、直尺。

實(shí)驗(yàn)材料：蚊香10盒、紙板箱（要求瓦楞紙型，家具、家電紙板箱各3只，快遞包裝紙板箱8只，方便面外包裝紙板箱10只、帶外包裝紙板箱方便面5箱、報(bào)紙、瓷磚、木地板、酒精、汽油若干。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：攝像機(jī)、照相機(jī)、計(jì)時(shí)器、噴霧壺、溫濕度計(jì)、打火機(jī)等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法和步驟

（1）基礎(chǔ)測(cè)量。全面測(cè)量不同包裝用途紙板箱的密度，實(shí)驗(yàn)用紙板箱的濕度，點(diǎn)燃的蚊香不同區(qū)域的溫度，各種不同工況下蚊香的燃燒時(shí)間等基礎(chǔ)參數(shù)。

近年來(lái)的大面積實(shí)踐證明了，統(tǒng)防統(tǒng)治具有減少用藥量、提高防治效果和省工的優(yōu)勢(shì)，大面積病蟲害防控要積極發(fā)揮專業(yè)化服務(wù)組織的優(yōu)勢(shì)，利用高效施藥機(jī)械開展社會(huì)化統(tǒng)防統(tǒng)治。

（2）不同類型紙板箱被引燃能力。取家具、家電、快遞包裝紙板箱各一，內(nèi)空，不同位置（兩邊交界處和三角交界處）各放置一盤蚊香，再取快遞包裝紙板箱一只，用蚊香支架支撐一盤蚊香于中間位置。觀察引燃能力，測(cè)量炭化（燃燒）速度。

（3）不同濕度紙板箱被引燃能力。取3只同一類型快遞包裝紙板箱，通過(guò)噴霧等方式，使其濕度不一樣（一只不噴水霧、一只噴5下水霧、一只噴10下水霧，確保相對(duì)均勻），里面均裝滿相同數(shù)量的報(bào)紙團(tuán)，相同位置（三角交界處）放置蚊香，對(duì)比和測(cè)量炭化（燃燒）速度。

（4）紙板箱內(nèi)裝有不同物品被引燃能力。取3只同一類型方便面紙板箱，一只中空、一只裝滿報(bào)紙團(tuán)、一只裝滿袋裝方便面，用蚊香支架各支撐一盤蚊香在紙板箱附近，使得蚊香燃燒過(guò)程中高溫前鋒會(huì)接觸紙板箱，觀察引燃能力，測(cè)量炭化（燃燒）速度。

（5）蚊香高溫鋒面接觸紙板箱不同棱邊被引燃能力。取2只同一類型方便面紙板箱，均裝滿報(bào)紙團(tuán)，用蚊香支架各支撐一盤蚊香在紙板箱附近，使得蚊香燃燒過(guò)程中高溫前鋒會(huì)接觸紙板箱不一樣的棱邊，觀察引燃能力，測(cè)量炭化（燃燒）速度。

（6）不同通風(fēng)環(huán)境下紙板箱被引燃能力。取2只方便面紙板箱，里面均裝滿相同數(shù)量的報(bào)紙團(tuán)，相同位置（三角交界處）放置蚊香，通過(guò)人工扇風(fēng)的方式改善其中一只紙箱的通風(fēng)條件（一分鐘80下左右微風(fēng)），對(duì)比和測(cè)量炭化（燃燒）蔓延速度。

（7）蚊香引燃酒精和汽油的能力。在瓷磚和木地板上分別潑灑汽油和酒精，每次100ml，用點(diǎn)燃的蚊香點(diǎn)燃，觀察是否能點(diǎn)燃，反復(fù)多次。

以上實(shí)驗(yàn)全程錄音錄像，并觀察各種工況下引燃過(guò)程中和引燃后的痕跡特征。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度27～30℃，濕度73～78%。

（2）相同條件下，密度最小的家電外包裝箱最先被引燃。分析其原因，瓦楞紙箱系三層結(jié)構(gòu)，層間有疏松孔隙，密度小，相同體積情況下質(zhì)量輕，孔隙大，更利于陰燃熱分解和蓄熱，較易被引燃。

（3）相同條件下，燃燒速度：三角邊界處＞兩邊交界處＞中心處。分析其原因，三角邊界處蓄熱條件最好，熱量更易疊加。

（4）相同條件下，含水率越小，被引燃能力越強(qiáng)。分析其原因，含水率高，水分蒸發(fā)需要大量的熱，延緩紙箱材質(zhì)熱解速度。

（5）蚊香不能引燃潑灑在瓷磚和木地板上的汽油和酒精。

（6）兩只相同條件下的紙箱，一只在初期時(shí)通過(guò)人工扇風(fēng)的方式改善通風(fēng)條件，發(fā)現(xiàn)其炭化陰燃速度非?？?，并在253分鐘時(shí)轉(zhuǎn)明火，而另一只紙箱則炭化不明顯。

（7）同樣的兩只方便面箱，內(nèi)裝報(bào)紙團(tuán)的，62分鐘時(shí)突然倒塌，陰燃轉(zhuǎn)明火，內(nèi)裝方便面的300分鐘仍在陰燃，直至最后完全熄滅。

3 分析與思考

（1）蚊香的燃燒時(shí)間長(zhǎng)。從實(shí)驗(yàn)情況看，將蚊香在支架上點(diǎn)燃，正常環(huán)境下，持續(xù)燃燒至少6小時(shí)。若放在紙板箱上，有可能一直沒燒起來(lái)，一直炭化陰燃，持續(xù)時(shí)間也會(huì)延長(zhǎng)，8小時(shí)以上也是完全可能的。

（2）通風(fēng)條件對(duì)蚊香引燃能力影響大。實(shí)際火災(zāi)中，人員走動(dòng)、門窗開啟、風(fēng)扇擾動(dòng)等都可能助力陰燃炭化速度，并加速陰燃轉(zhuǎn)明火。但是通風(fēng)也不是越大越好，當(dāng)通風(fēng)的供氧量正好滿足燃燒需求量，產(chǎn)生的熱量又不至于快速散失，能夠持續(xù)積聚，陰燃轉(zhuǎn)明火即是必然結(jié)果。

（3）蚊香的引燃能力不容小覷。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)實(shí)驗(yàn)人員快要絕望的時(shí)候，會(huì)時(shí)不時(shí)地、不經(jīng)意間給你驚喜，一直陰燃的瓦楞紙箱突然就燒起來(lái)，呈現(xiàn)出明亮的火焰。從我們實(shí)驗(yàn)來(lái)看，引燃時(shí)間最少1小時(shí)，最長(zhǎng)的可以6小時(shí)后。

（4）多因一果的“因”千變?nèi)f化。方便面箱直到300分鐘后徹底熄滅，紙箱本體基本燒盡，但假如在如此漫長(zhǎng)時(shí)間里，附近有可燃物恐怕早就起明火了。同一個(gè)紙箱不同部位，兩條邊和三角帶炭化速度不一樣。蚊香高溫鋒面接觸到紙箱的部位不一樣，棱角構(gòu)造不一樣（圖1），導(dǎo)致的結(jié)果截然不同，一體化棱邊很難積聚熱量引起炭化，有裁邊的棱邊易積累熱量快速引發(fā)炭化。前面有介紹通風(fēng)的問(wèn)題、內(nèi)部是否有可燃物及可燃物材質(zhì)的問(wèn)題，還有含水率、紙板箱本身材質(zhì)的問(wèn)題，我們實(shí)驗(yàn)中也遇到陰燃時(shí)，突然塌落，明火瞬起的情況?？傊?，多因一果的“因”千變?nèi)f化，有可能幾毫克的水就可能導(dǎo)致不能著火，或在著火前被人及時(shí)發(fā)現(xiàn)，以及蚊香跟紙箱表面貼合是否緊密都有關(guān)系。能不能最終引燃、引燃需要時(shí)間的長(zhǎng)短具有一定的不確定性。

圖1 高溫鋒面接觸紙箱棱角不同

（5）一些痕跡特征值得研究。蚊香引燃紙箱后在起火點(diǎn)處殘留明顯，分析原因是起火的紙箱慢慢轟塌，蚊香殘留于表面，被引燃的紙箱由于快速燃燒，蚊香被埋在內(nèi)層，假如救火時(shí)對(duì)起火點(diǎn)進(jìn)行有效保護(hù)，或起火后物品塌落對(duì)起火點(diǎn)有所保護(hù)，就有找到蚊香殘留物的可能，因?yàn)槲孟闳紵^(guò)程中引起火災(zāi)，未燃盡的部分因?yàn)樵诨馂?zāi)中快速燃燒或因?yàn)榉N種原因熄滅，蚊香殘留就可能被保留[3-5]。我們可以提取疑似的殘留物送檢、鑒定成分，這樣可有效找到弱火源的證據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文采取的均是單個(gè)獨(dú)立的紙板箱，實(shí)際火災(zāi)場(chǎng)景往往非常復(fù)雜，如附近有其他可燃物、而不是只有冷冰冰的地面，紙箱也可能是零碎的、成摞的，而不是成形的箱子，引燃方式也會(huì)是多樣的，如不小心傾倒等，真正的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)應(yīng)最大限度再現(xiàn)火災(zāi)實(shí)況。另外，關(guān)于弱火源的種類，靜電火花是高溫?zé)嵩?，但因持續(xù)時(shí)間短，所以能量低，煙頭、蚊香屬于低溫持續(xù)熱源，放熱功率小，但持續(xù)時(shí)間可以很長(zhǎng)，能量其實(shí)不小，個(gè)人認(rèn)為這是兩類完全不一樣的引火源，不能同時(shí)劃為一類。