基于FDS的一起亡人火災調查及場景重構

摘要：火災場景重構對火災事故調查人員認識火災的發生、發展、蔓延過程具有重要意義，FDS軟件是火災場景重構最常用的軟件。本文結合一起亡人火災事故的調查勘驗過程，選取相關參數對該火場進行數值模擬，并對模擬結果進行分析，從而進一步驗證了前期火災事故調查認定的準確性。

關鍵詞：汽車;電氣火災;危險性;實驗

1 火災基本情況及調查認定

1.1火災基本情況

安徽省某市發生一起自建房火災，火災造成母女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。起火時間為凌晨，建筑內共有4人，均分布在二層臥室，其中2人通過一層門面卷閘門逃生，2人未逃出在二層死亡。

1.2起火時間的認定

（1）根據當事人自述，在夜里12點多在二層臥室聞到焦糊味，隨后下樓查看，發現一層西側開間內著火，自行撲救無法撲滅后報警。

（2）根據大隊接警記錄，大隊的接警時間為0時26分。

（3）根據調取該起火建筑公路對面的監控錄像，夜間0時9分05秒，該建筑一層卷簾門上方空隙處出現火光并逐漸變亮，0時16分火勢變大并從卷簾門向外突破。

（4）根據調取電信部門的網絡記錄，位于該建筑一層的網絡和電話的斷線時間為0時16分42秒。

通過以上證據，結合火災的發生發展蔓延規律，綜合認定起火時間為夜間0時許。

1.3起火部位的認定

（1）根據當事人自述，最先開始只在一層西側開間發現火苗，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開間，中間開間堆放有大量家具板材，東側開間堆放有床墊，西側開間與中間開間用木板分隔。

（3）對比東側開間與中間開間南側立柱附近的鋁合金門框，其中西側燒損程度重于東側，殘留的門框東高西低。

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

（5）對比中間及東側開間卷簾門滑軌，中間開間的變形程度重于東側。

通過以上證據，綜合認定起火部位位于一層西側開間。

1.4起火點的認定

（1）根據當事人自述，下樓滅火時，火勢主要集中在西側開間東隔墻的中部位置，地面無火，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，火勢蔓延擴大至整個東側隔墻，火勢擴大后2名當事人從一層卷簾門處撤出火場，剩余2人被困在二層臥室。

（2）勘驗木質隔墻的殘留痕跡，發現木質隔墻中部燒損最終，向南北兩側殘留逐漸增多。

（3）勘驗隔墻中部地面的殘留物，一壁掛電視機全部燒毀，僅剩金屬部件，一木質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）對比底部殘留隔墻的煙熏痕跡，西側重于東側，西側中部重于南部和北部。

通過以上證據，綜合判定起火點位于西側開間東側隔墻中部位置。

1.5起火原因的認定

（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，根據對面監控錄像，該建筑于晚上8時關閉卷簾門再無人員進入。現場也未發現助燃劑及助燃劑低位燃燒的痕跡。

（2）排除遺留火種引發火災的可能性。建筑內的人員在晚上8時關閉店門后，均返回二層休息，未在一層活動。且起火部位和監控路線均呈現明火燃燒特征。

（3）排除雷擊引發火災的可能性。依據當地氣象局的氣象材料證明，起火當日該地天氣晴好，無雷擊現象。

（4）認定起火原因為一層西側開間靠東側隔墻中間部位插線板與插片接觸不良導致局部過熱，引燃插線板及附近可燃物。根據當事人證言，起火點位置有一插線板，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。在現場提取的插線板金屬殘骸和插片發現有局部熔融缺失，送應急管理部消防救援局天津火災物證鑒定中心鑒定，認定該熔痕為局部高溫作用形成的熔痕。

綜上所述，認定起火原因為一層西側開間靠東側隔墻中間部位插線板與插片接觸不良導致局部過熱，引燃插線板及附近可燃物。

2 FDS數值模型建立及參數選擇

該起火災從發現到發展蔓延十分迅速，二層2人在消防隊趕至火場前已失去行動能力，導致火災當事人對此起火災有諸多質疑，我們通過FDS數值模擬技術對火災現場進行重構，將模擬數據與現實調查情況進行對比參照，進一步驗證該起火災事故認定的準確性。

2.1模型建立

根據該起火建筑情況，建立計算模型，其中，一層計算區域為：X=10.5m，Y=40m，Z=4m;二層計算區域為：X=10.5m，Y=11m，Z=3.5m;三層計算區域為X=10.5m，=11m，Z=2.5m，網格大小為0.5m*0.5m*0.5m。考慮前期過火區域基本位于一層西側開間，所以在一層西側開間按貨場實際設置了辦公桌椅等家具，其余部位未再進行設置。

2.2通風設置

結合現場勘驗和詢問情況，火災前期一層卷簾門處于關閉狀態，二層與一層僅通過一樓梯間連通，樓梯間的門處于開啟狀態，門洞尺寸為0.9m*2m。死者所在二層臥室一外窗也處于關閉狀態。

2.3火源設定

因為該起火災起火原因認定為插線板與插片接觸不良導致局部過熱，引燃插線板及附近可燃物，所以將火源設置為點火源，初始溫度按照銅熔珠設為1000℃，熱釋放速率設置為1000kW/m2。

3 模擬結果分析

3.1煙氣流動情況

由圖2可以看出，根據模擬，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，與起火初期當事人在二層已聞到樓下有焦糊味并下樓查看的事實吻合。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，這也是導致了二層臥室人員在起火后很快CO窒息死亡的原因，與法醫的尸檢結果一致。

3.2火場溫度情況

通過一層頂棚溫度曲線圖可以看出，火災在發生50秒后，頂棚溫度就已接近600℃，加之一層墻面為木質三合板材料，導致火災迅速蔓延擴大，初期難以撲滅。圖4為200s時一層溫度切面，可以看出，由于隔墻的阻擋，一層其余兩個房間溫度尚不高，但一層通往二層的樓梯口出溫度已超過80攝氏度，此時已對人員從樓梯疏散產生嚴重影響。

4 結語

在現場勘驗和詢問調查的基礎上，我們利用FDS對火災現場進行了重構和數值模擬，通過模擬分析證明了為什么火災發展如此迅速，為什么二層人員會迅速CO中毒窒息死亡，對該建筑的火災發生、發展、蔓延過程進行了可視化的再現。雖然FDS模擬結果不能作為火災調查的直接證據，但能夠側面印證火災事故原因認定的準確性，并科學解釋了火災蔓延、人員逃生的一系列問題。

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作者簡介：

楊帆（1982-），男，工程師，主要從事消防監督檢查和火災事故調查工作。