弱火源引燃性能實驗研究

張小芹，路莊

（寧波市消防救援支隊，浙江 寧波 315016）

0 引言

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

弱火源通常具有僅能點燃某些物質、點燃可燃物時受現場條件影響大、點燃可燃物的偶然性大、直接痕跡物證難獲取等特點。弱火源火災的發生是各種因素組合所致，一般不會留下可辨別的證據，重現性相對較差。因此，弱火源火災的直接認定相對困難，間接或不排除認定占大多數，真正查實弱火源引起火災需要調查人員展開一系列的研究調查工作，而現場實驗是非常必要的手段之一[2]。

1 實驗方案

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、通風條件、箱內物品內包裝材質等），弱火源引燃紙板（瓦楞紙）箱能力的實驗研究，為火調人員掌握此類火災調查的要點、方法以及注意事項提供技術數據支持。

1.1 實驗器材和材料

測量儀器：紅外測溫儀、天平、直尺。

實驗材料：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、報紙、瓷磚、木地板、酒精、汽油若干。

實驗設備：攝像機、照相機、計時器、噴霧壺、溫濕度計、打火機等。

1.2 實驗方法和步驟

（1）基礎測量。全面測量不同包裝用途紙板箱的密度，實驗用紙板箱的濕度，點燃的蚊香不同區域的溫度，各種不同工況下蚊香的燃燒時間等基礎參數。

近年來的大面積實踐證明了，統防統治具有減少用藥量、提高防治效果和省工的優勢，大面積病蟲害防控要積極發揮專業化服務組織的優勢，利用高效施藥機械開展社會化統防統治。

（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，確保相對均勻），里面均裝滿相同數量的報紙團，相同位置（三角交界處）放置蚊香，對比和測量炭化（燃燒）速度。

（4）紙板箱內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、一只裝滿報紙團、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，使得蚊香燃燒過程中高溫前鋒會接觸紙板箱，觀察引燃能力，測量炭化（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，均裝滿報紙團，用蚊香支架各支撐一盤蚊香在紙板箱附近，使得蚊香燃燒過程中高溫前鋒會接觸紙板箱不一樣的棱邊，觀察引燃能力，測量炭化（燃燒）速度。

（6）不同通風環境下紙板箱被引燃能力。取2只方便面紙板箱，里面均裝滿相同數量的報紙團，相同位置（三角交界處）放置蚊香，通過人工扇風的方式改善其中一只紙箱的通風條件（一分鐘80下左右微風），對比和測量炭化（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，用點燃的蚊香點燃，觀察是否能點燃，反復多次。

以上實驗全程錄音錄像，并觀察各種工況下引燃過程中和引燃后的痕跡特征。

2 實驗結果

（1）實驗環境溫度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，瓦楞紙箱系三層結構，層間有疏松孔隙，密度小，相同體積情況下質量輕，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。分析其原因，含水率高，水分蒸發需要大量的熱，延緩紙箱材質熱解速度。

（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，一只在初期時通過人工扇風的方式改善通風條件，發現其炭化陰燃速度非常快，并在253分鐘時轉明火，而另一只紙箱則炭化不明顯。

（7）同樣的兩只方便面箱，內裝報紙團的，62分鐘時突然倒塌，陰燃轉明火，內裝方便面的300分鐘仍在陰燃，直至最后完全熄滅。

3 分析與思考

（1）蚊香的燃燒時間長。從實驗情況看，將蚊香在支架上點燃，正常環境下，持續燃燒至少6小時。若放在紙板箱上，有可能一直沒燒起來，一直炭化陰燃，持續時間也會延長，8小時以上也是完全可能的。

（2）通風條件對蚊香引燃能力影響大。實際火災中，人員走動、門窗開啟、風扇擾動等都可能助力陰燃炭化速度，并加速陰燃轉明火。但是通風也不是越大越好，當通風的供氧量正好滿足燃燒需求量，產生的熱量又不至于快速散失，能夠持續積聚，陰燃轉明火即是必然結果。

（3）蚊香的引燃能力不容小覷。實驗中，當實驗人員快要絕望的時候，會時不時地、不經意間給你驚喜，一直陰燃的瓦楞紙箱突然就燒起來，呈現出明亮的火焰。從我們實驗來看，引燃時間最少1小時，最長的可以6小時后。

（4）多因一果的“因”千變萬化。方便面箱直到300分鐘后徹底熄滅，紙箱本體基本燒盡，但假如在如此漫長時間里，附近有可燃物恐怕早就起明火了。同一個紙箱不同部位，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，棱角構造不一樣（圖1），導致的結果截然不同，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炭化。前面有介紹通風的問題、內部是否有可燃物及可燃物材質的問題，還有含水率、紙板箱本身材質的問題，我們實驗中也遇到陰燃時，突然塌落，明火瞬起的情況。總之，多因一果的“因”千變萬化，有可能幾毫克的水就可能導致不能著火，或在著火前被人及時發現，以及蚊香跟紙箱表面貼合是否緊密都有關系。能不能最終引燃、引燃需要時間的長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，蚊香被埋在內層，假如救火時對起火點進行有效保護，或起火后物品塌落對起火點有所保護，就有找到蚊香殘留物的可能，因為蚊香燃燒過程中引起火災，未燃盡的部分因為在火災中快速燃燒或因為種種原因熄滅，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。

4 結語

本文采取的均是單個獨立的紙板箱，實際火災場景往往非常復雜，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，引燃方式也會是多樣的，如不小心傾倒等，真正的現場實驗應最大限度再現火災實況。另外，關于弱火源的種類，靜電火花是高溫熱源，但因持續時間短，所以能量低，煙頭、蚊香屬于低溫持續熱源，放熱功率小，但持續時間可以很長，能量其實不小，個人認為這是兩類完全不一樣的引火源，不能同時劃為一類。