弱火源引燃性能实验研究

张小芹，路庄

（宁波市消防救援支队，浙江 宁波 315016）

0 引言

弱火源在日常生产、生活中普遍存在，因弱火源引发的火灾也时有发生。如2021年4月17日，江西景德镇某商铺较大火灾事故，起火原因系蚊香引燃马桶包装纸板箱引发；2021年4月22日，上海某公司较大火灾事故，起火原因系吸烟不慎引发；2021年6月25日，河南商丘某武馆重大火灾事故，起火原因系使用蚊香不慎引发。这类原因在历史上还曾造成特大火灾事故，如2004年2月15日，吉林中百商厦死亡51人特大火灾，起火原因也系烟头引燃纸板箱等可燃物引发。

弱火源通常具有仅能点燃某些物质、点燃可燃物时受现场条件影响大、点燃可燃物的偶然性大、直接痕迹物证难获取等特点。弱火源火灾的发生是各种因素组合所致，一般不会留下可辨别的证据，重现性相对较差。因此，弱火源火灾的直接认定相对困难，间接或不排除认定占大多数，真正查实弱火源引起火灾需要调查人员展开一系列的研究调查工作，而现场实验是非常必要的手段之一[2]。

1 实验方案

本文选用蚊香作为弱火源，瓦楞纸箱作为典型可燃物，开展不同条件下（如不同的纸板箱密度、含水率、通风条件、箱内物品内包装材质等），弱火源引燃纸板（瓦楞纸）箱能力的实验研究，为火调人员掌握此类火灾调查的要点、方法以及注意事项提供技术数据支持。

1.1 实验器材和材料

测量仪器：红外测温仪、天平、直尺。

实验材料：蚊香10盒、纸板箱（要求瓦楞纸型，家具、家电纸板箱各3只，快递包装纸板箱8只，方便面外包装纸板箱10只、带外包装纸板箱方便面5箱、报纸、瓷砖、木地板、酒精、汽油若干。

实验设备：摄像机、照相机、计时器、喷雾壶、温湿度计、打火机等。

1.2 实验方法和步骤

（1）基础测量。全面测量不同包装用途纸板箱的密度，实验用纸板箱的湿度，点燃的蚊香不同区域的温度，各种不同工况下蚊香的燃烧时间等基础参数。

近年来的大面积实践证明了，统防统治具有减少用药量、提高防治效果和省工的优势，大面积病虫害防控要积极发挥专业化服务组织的优势，利用高效施药机械开展社会化统防统治。

（2）不同类型纸板箱被引燃能力。取家具、家电、快递包装纸板箱各一，内空，不同位置（两边交界处和三角交界处）各放置一盘蚊香，再取快递包装纸板箱一只，用蚊香支架支撑一盘蚊香于中间位置。观察引燃能力，测量炭化（燃烧）速度。

（3）不同湿度纸板箱被引燃能力。取3只同一类型快递包装纸板箱，通过喷雾等方式，使其湿度不一样（一只不喷水雾、一只喷5下水雾、一只喷10下水雾，确保相对均匀），里面均装满相同数量的报纸团，相同位置（三角交界处）放置蚊香，对比和测量炭化（燃烧）速度。

（4）纸板箱内装有不同物品被引燃能力。取3只同一类型方便面纸板箱，一只中空、一只装满报纸团、一只装满袋装方便面，用蚊香支架各支撑一盘蚊香在纸板箱附近，使得蚊香燃烧过程中高温前锋会接触纸板箱，观察引燃能力，测量炭化（燃烧）速度。

（5）蚊香高温锋面接触纸板箱不同棱边被引燃能力。取2只同一类型方便面纸板箱，均装满报纸团，用蚊香支架各支撑一盘蚊香在纸板箱附近，使得蚊香燃烧过程中高温前锋会接触纸板箱不一样的棱边，观察引燃能力，测量炭化（燃烧）速度。

（6）不同通风环境下纸板箱被引燃能力。取2只方便面纸板箱，里面均装满相同数量的报纸团，相同位置（三角交界处）放置蚊香，通过人工扇风的方式改善其中一只纸箱的通风条件（一分钟80下左右微风），对比和测量炭化（燃烧）蔓延速度。

（7）蚊香引燃酒精和汽油的能力。在瓷砖和木地板上分别泼洒汽油和酒精，每次100ml，用点燃的蚊香点燃，观察是否能点燃，反复多次。

以上实验全程录音录像，并观察各种工况下引燃过程中和引燃后的痕迹特征。

2 实验结果

（1）实验环境温度27～30℃，湿度73～78%。

（2）相同条件下，密度最小的家电外包装箱最先被引燃。分析其原因，瓦楞纸箱系三层结构，层间有疏松孔隙，密度小，相同体积情况下质量轻，孔隙大，更利于阴燃热分解和蓄热，较易被引燃。

（3）相同条件下，燃烧速度：三角边界处＞两边交界处＞中心处。分析其原因，三角边界处蓄热条件最好，热量更易叠加。

（4）相同条件下，含水率越小，被引燃能力越强。分析其原因，含水率高，水分蒸发需要大量的热，延缓纸箱材质热解速度。

（5）蚊香不能引燃泼洒在瓷砖和木地板上的汽油和酒精。

（6）两只相同条件下的纸箱，一只在初期时通过人工扇风的方式改善通风条件，发现其炭化阴燃速度非常快，并在253分钟时转明火，而另一只纸箱则炭化不明显。

（7）同样的两只方便面箱，内装报纸团的，62分钟时突然倒塌，阴燃转明火，内装方便面的300分钟仍在阴燃，直至最后完全熄灭。

3 分析与思考

（1）蚊香的燃烧时间长。从实验情况看，将蚊香在支架上点燃，正常环境下，持续燃烧至少6小时。若放在纸板箱上，有可能一直没烧起来，一直炭化阴燃，持续时间也会延长，8小时以上也是完全可能的。

（2）通风条件对蚊香引燃能力影响大。实际火灾中，人员走动、门窗开启、风扇扰动等都可能助力阴燃炭化速度，并加速阴燃转明火。但是通风也不是越大越好，当通风的供氧量正好满足燃烧需求量，产生的热量又不至于快速散失，能够持续积聚，阴燃转明火即是必然结果。

（3）蚊香的引燃能力不容小觑。实验中，当实验人员快要绝望的时候，会时不时地、不经意间给你惊喜，一直阴燃的瓦楞纸箱突然就烧起来，呈现出明亮的火焰。从我们实验来看，引燃时间最少1小时，最长的可以6小时后。

（4）多因一果的“因”千变万化。方便面箱直到300分钟后彻底熄灭，纸箱本体基本烧尽，但假如在如此漫长时间里，附近有可燃物恐怕早就起明火了。同一个纸箱不同部位，两条边和三角带炭化速度不一样。蚊香高温锋面接触到纸箱的部位不一样，棱角构造不一样（图1），导致的结果截然不同，一体化棱边很难积聚热量引起炭化，有裁边的棱边易积累热量快速引发炭化。前面有介绍通风的问题、内部是否有可燃物及可燃物材质的问题，还有含水率、纸板箱本身材质的问题，我们实验中也遇到阴燃时，突然塌落，明火瞬起的情况。总之，多因一果的“因”千变万化，有可能几毫克的水就可能导致不能着火，或在着火前被人及时发现，以及蚊香跟纸箱表面贴合是否紧密都有关系。能不能最终引燃、引燃需要时间的长短具有一定的不确定性。

图1 高温锋面接触纸箱棱角不同

（5）一些痕迹特征值得研究。蚊香引燃纸箱后在起火点处残留明显，分析原因是起火的纸箱慢慢轰塌，蚊香残留于表面，被引燃的纸箱由于快速燃烧，蚊香被埋在内层，假如救火时对起火点进行有效保护，或起火后物品塌落对起火点有所保护，就有找到蚊香残留物的可能，因为蚊香燃烧过程中引起火灾，未燃尽的部分因为在火灾中快速燃烧或因为种种原因熄灭，蚊香残留就可能被保留[3-5]。我们可以提取疑似的残留物送检、鉴定成分，这样可有效找到弱火源的证据。

4 结语

本文采取的均是单个独立的纸板箱，实际火灾场景往往非常复杂，如附近有其他可燃物、而不是只有冷冰冰的地面，纸箱也可能是零碎的、成摞的，而不是成形的箱子，引燃方式也会是多样的，如不小心倾倒等，真正的现场实验应最大限度再现火灾实况。另外，关于弱火源的种类，静电火花是高温热源，但因持续时间短，所以能量低，烟头、蚊香属于低温持续热源，放热功率小，但持续时间可以很长，能量其实不小，个人认为这是两类完全不一样的引火源，不能同时划为一类。