弱火源引燃性能实验研究

2022-01-07 06:59张小芹路庄
新型工业化 2021年9期
关键词:蚊香炭化火源

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。

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