呂顯超，張金專

（人民武裝警察部隊(duì)學(xué)院，河北 廊坊065000）

火災(zāi)痕跡，是指火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的過程中，由于火災(zāi)或人為的作用等，在物體上所留下的印跡。它是調(diào)查認(rèn)定火災(zāi)原因的重要證據(jù)。在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)和提取火災(zāi)痕跡物證，正確運(yùn)用火災(zāi)痕跡證明火災(zāi)事實(shí)，是分析認(rèn)定火災(zāi)原因的必要條件。然而，在撲救火災(zāi)過程中，滅火戰(zhàn)斗行為往往會(huì)對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)痕跡物證造成一些不可避免的破壞，水漬破壞就是其中常見的一方面。由于水是最普通最普遍的滅火劑之一，火災(zāi)痕跡物證普遍會(huì)遭受消防射水的破壞。消防射水會(huì)通過改變痕跡物證的冷卻條件、參與反應(yīng)過程等方式，來影響痕跡物證的形成過程及最終形態(tài)，從而影響火災(zāi)調(diào)查人員對(duì)火場(chǎng)情況的判斷。

一、消防射水對(duì)常見火災(zāi)痕跡物證的影響機(jī)理

（一）消防射水對(duì)木材炭化痕跡證明作用的影響

木材是常見的建筑、裝修和家具材料，其炭化痕跡，是指木材在火災(zāi)的熱作用下，發(fā)生形狀及形態(tài)變化所留下的痕跡?；馂?zāi)調(diào)查人員常利用木材炭化痕跡的炭化深度、裂紋形態(tài)、導(dǎo)電性等，證明火勢(shì)蔓延速度、蔓延方向，甚至是起火部位、起火點(diǎn)，從而為確定火災(zāi)原因指明方向。

然而，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)中，幾乎所有的木炭都是噴水滅火后殘留下來的。消防射水對(duì)木材炭化痕跡的影響主要體現(xiàn)兩方面：

其一，對(duì)炭化裂紋形態(tài)判斷產(chǎn)生影響。木材炭化裂紋特征，主要體現(xiàn)在裂紋長(zhǎng)度、裂紋寬度和單位面積裂紋數(shù)目上，這些特征可反映火災(zāi)中木材受溫情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這些特征的變化均與加熱溫度有密切聯(lián)系：隨著加熱溫度上升，橫向裂紋長(zhǎng)度變短、寬度變寬，裂紋數(shù)量也有所增加。然而在消防射水冷卻條件下，由于冷卻速率較常溫冷卻速率大，使木材表面迅速降溫、急劇收縮，也會(huì)產(chǎn)生許多長(zhǎng)度短、數(shù)量多的微小裂紋，影響對(duì)木材燃燒狀況的判斷。

其二，對(duì)木材炭化痕跡的導(dǎo)電性產(chǎn)生影響。通常情況下，干燥的木材電阻率較大，屬于不良導(dǎo)體。當(dāng)木材逐漸燃燒形成木炭過程中，其中的碳原子在空間上發(fā)生了重新排列，形成了過渡態(tài)的無定形炭。但是，這類炭質(zhì)材料，并不像非金屬那樣形成完全雜亂無序的原子凝聚體，而是已經(jīng)有了石墨一樣的晶體結(jié)構(gòu)，只是在晶粒間的排列上雜亂無序，故其導(dǎo)電性已經(jīng)有了一定的增強(qiáng)。若火場(chǎng)溫度越高且持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，則木炭石墨化晶體的程度越高，導(dǎo)電性也隨之增強(qiáng)。因此，同等條件下炭化層的電阻越低，說明該部位受熱溫度越高。當(dāng)消防射水噴覆到燃燒的木材表面時(shí)，迅速降低的溫度將抑制木炭形成石墨化晶體，導(dǎo)致導(dǎo)電性降低。除此之外，之前所提到的消防射水使木炭表面微小裂紋增多，也對(duì)導(dǎo)電性有阻礙作用。

（二）消防射水影響混凝土受熱痕跡的證明作用

混凝土，是指由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。其與水按一定比例配合后，廣泛用于土木工程中，是一種常見的建筑材料。它具有原料豐富，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。它抗高溫能力差，當(dāng)周圍環(huán)境溫度較高時(shí)（發(fā)生火災(zāi)情況下），會(huì)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，內(nèi)部化學(xué)成分也將發(fā)生變化，導(dǎo)致機(jī)械性能改變。因此，絕大多數(shù)建筑物火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，都會(huì)或多或少留有混凝土受熱痕跡?；馂?zāi)調(diào)查人員可根據(jù)混凝土顏色變化、外觀破壞程度及強(qiáng)度高低，來判斷不同部位混凝土受熱溫度高低、受熱時(shí)間長(zhǎng)短，進(jìn)而判斷起火部位起火點(diǎn)。

在利用科學(xué)方法對(duì)混凝土受熱痕跡進(jìn)行勘驗(yàn)、分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)消防射水會(huì)對(duì)多種方法的精確性帶來影響。首先是中性化測(cè)量，該方法的原理是利用1%的無水乙醇酚酞溶液遇堿性變紅色這一特性，來檢驗(yàn)受熱痕跡中Ca(OH)2（堿性，其分解產(chǎn)物為CaO，中性）的分解程度，從而比較不同部位受熱時(shí)間及溫度，若混凝土在滅火時(shí)遇水，將會(huì)使分解得到的CaO與水反應(yīng)重新生成Ca(OH)2，破壞正常冷卻條件下Ca(OH)2與CaO的比例，影響火災(zāi)調(diào)查人員對(duì)該部位混凝土分解程度的判斷；其次，在燒失量測(cè)量這一方法中，是通過對(duì)未過火混凝土燒失量的測(cè)量，找到預(yù)處理溫度與燒失量的關(guān)系，再將過火樣品的燒失量帶入回歸關(guān)系公式后算得受熱溫度，如果過火樣品遇水，帶入的燒失量就不準(zhǔn)確，得出的受熱溫度將會(huì)有非常大的誤差；再次，在利用超聲波檢測(cè)來判斷混凝土在火災(zāi)中損傷情況時(shí)，水的存在會(huì)加速超聲波的傳遞，同時(shí)對(duì)內(nèi)部損傷進(jìn)行一定的修復(fù)，也將造成對(duì)其損傷情況評(píng)估不準(zhǔn)確。

（三）消防射水對(duì)導(dǎo)線熔痕金相組織的影響

發(fā)生火災(zāi)時(shí)，尤其是電氣故障引起的火災(zāi)，處于通電狀態(tài)下的電氣線路，會(huì)在外界火焰或短路電弧高溫作用下形成圓狀、凹坑狀、瘤狀、尖狀，以及其他不規(guī)則的微熔及全熔痕跡。在調(diào)查此類電氣火災(zāi)原因時(shí)，銅、鋁導(dǎo)線上的火燒熔珠和短路熔珠有不同的金相組織變化特征，可用于鑒別其熔化原因及與火災(zāi)起因的關(guān)系。然而，消防射水將會(huì)通過改變導(dǎo)線熔痕的冷卻方式改變?nèi)酆鄣慕鹣嘟M織特征。

如使用的銅導(dǎo)線，是用純銅在一定的溫度下拉制加工而成。其初始狀態(tài)的金相組織為纖維狀，沿變形方向拉伸，具有一定的方向性。在此狀態(tài)下的金相組織，因外力使其宏觀形態(tài)發(fā)生變化，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為銅導(dǎo)線的內(nèi)能，從能量上將處在高能量狀態(tài)，也就是處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，在室溫下原子擴(kuò)散能力很弱，使這種不穩(wěn)定狀態(tài)能長(zhǎng)期保持。當(dāng)變形金屬受熱時(shí)，其原子擴(kuò)散能力得到提高，變形組織在再結(jié)晶退火驅(qū)動(dòng)力作用下，就會(huì)以多種方式來釋放多余的內(nèi)能。隨著加熱溫度提高，變形的金相組織將相繼發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大等轉(zhuǎn)變過程。

火災(zāi)中形成的導(dǎo)線熔痕，主要有火燒熔痕、1次短路熔痕及2次短路熔痕3類。與短路熔珠瞬間電弧高溫熔化形成過程不同，火燒熔痕是在火災(zāi)熱作用下形成。由于在這個(gè)過程中升溫、冷卻速率均較慢，熔珠形成時(shí)間較長(zhǎng)，金相組織在高溫下有充足的時(shí)間發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大3個(gè)階段，再結(jié)晶過程中熔珠內(nèi)部溫度趨于均勻，各個(gè)方向散熱速率基本一致，晶核向各個(gè)方向長(zhǎng)大，形成粗大的等軸晶區(qū)，且在這期間溶解于液態(tài)金屬中的氣體有足夠時(shí)間排放到外界環(huán)境中，熔珠內(nèi)部無氣孔。此時(shí)，若消防射水參與了火燒熔珠的冷卻過程，將會(huì)大大加快冷卻速度，導(dǎo)致過冷度增加，散熱更具有方向性，熔珠在散熱慢的方向上生長(zhǎng)得更快些，對(duì)熔珠金相組織的再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大這2個(gè)過程產(chǎn)生影響，最終形成類似于短路熔痕金相組織特征的柱狀晶，且因凝固時(shí)間縮短，使熔珠內(nèi)部氣體無法及時(shí)排出而形成氣孔。這些都將影響火災(zāi)調(diào)查人員對(duì)熔痕形成原因的判斷。

（四）消防射水對(duì)玻璃破壞痕跡的影響

玻璃在常溫下是無晶體結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì),屬于非晶體,無固定熔點(diǎn)。玻璃具有較高的硬度和抗壓強(qiáng)度,但抗拉強(qiáng)度較差,是脆性材料,在不很大的拉抻力作用下即遭破壞。普通玻璃主要由二氧化硅及少量的氧化鈣、氧化鈉、氧化鋁等物質(zhì)組成。因玻璃絕緣性強(qiáng)、耐腐蝕性好等特性，使玻璃能在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)被保留下來，能客觀地反映出火場(chǎng)溫度的變化、火災(zāi)蔓延方向、玻璃物件在火災(zāi)發(fā)生前后的受力方向和受力方式等，常被火災(zāi)調(diào)查人員作為判斷火災(zāi)發(fā)展過程和火災(zāi)原因認(rèn)定的有力物證。

玻璃的破壞痕跡，主要有機(jī)械破壞、熱破壞及熔融變形3種痕跡。其中熱破壞主要是其導(dǎo)熱性差，受熱時(shí)各部分的受熱溫度不均勻，以及玻璃本身不均勻膨脹，產(chǎn)生了一部分熱應(yīng)力，加之窗框?qū)ΣＡУ南拗谱饔?，也?huì)產(chǎn)生一部分熱應(yīng)力，當(dāng)玻璃內(nèi)外表面溫差過大、熱應(yīng)力足夠大時(shí)，就使玻璃發(fā)生破裂。發(fā)生熱炸裂的玻璃，其周圍通常是溫度上升較快且溫度較高的部位，可借此來推斷燃燒猛烈的區(qū)域。而當(dāng)玻璃尚未發(fā)生熱炸裂，如果有消防射水噴灑到玻璃上，會(huì)導(dǎo)致玻璃的冷卻方式發(fā)生改變，玻璃外表面的溫度迅速降低，與內(nèi)表面形成較大溫差，熱應(yīng)力增大，加上消防射水的沖擊力，也易導(dǎo)致熱炸裂的發(fā)生。但是，這種情形下玻璃的熱炸裂痕跡，卻無法證明附近區(qū)域具有高溫與較大升溫速率的特點(diǎn)。

（五）消防射水對(duì)其他痕跡物證證明作用的影響

除上述幾類外，消防射水對(duì)其他痕跡物證的證明作用或多或少也有一定影響。如在使用高壓水槍滅火時(shí)，消防射水的沖擊力可能使桌面、地面上物品的空間位置發(fā)生位移，破壞了火災(zāi)發(fā)生前的位置關(guān)系。在墻壁上、吊頂上留下的煙熏痕跡，也有可能被消防射水毀掉而失去其原有的證明作用。

二、減小消防射水影響作用的措施與建議

從上述看到，消防射水對(duì)火災(zāi)痕跡物證的證明作用有較大影響，若過量使用水源滅火，會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)破壞及物證滅失，給現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)、查明火災(zāi)原因帶來極大的困難。為了減少甚至避免消防射水對(duì)火災(zāi)調(diào)查造成的影響，應(yīng)從以下幾方面采取措施：

（一）正確提取火災(zāi)痕跡物證

火災(zāi)痕跡物證的提取，是決定痕跡物證能否作為證據(jù)證明火災(zāi)事實(shí)的最重要環(huán)節(jié)，因此，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)采用科學(xué)的方法提取有證明價(jià)值的痕跡物證。首先要提高對(duì)水漬破壞作用的認(rèn)識(shí)，切不可忽視其對(duì)痕跡物證證明作用的影響，要及時(shí)查看物證是否有水漬、其證明價(jià)值是否還存在，一定在當(dāng)時(shí)做好選擇與判斷。若選擇余地較大，則要盡量挑選保護(hù)完好、未被水漬污染的痕跡物證。一旦提取的痕跡物證不合要求，鑒于勘驗(yàn)過程可能對(duì)痕跡物證造成破壞的客觀現(xiàn)實(shí)，很可能沒有機(jī)會(huì)對(duì)物證再次提取。

（二）掌握消防射水的破壞機(jī)理，對(duì)誤差結(jié)果進(jìn)行修正

大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，消防射水對(duì)部分痕跡物證的影響，并非毫無規(guī)律可言。如果僅提取到了一定程度上受消防射水破壞的痕跡物證，可通過對(duì)其受破壞機(jī)理的研究，探索消防射水在火災(zāi)痕跡物證形成中所起到的作用，從本源上下手，歸納總結(jié)出對(duì)某一類痕跡物證的破壞規(guī)律，從而對(duì)通常情況下的推測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正。例如噴水冷卻后的木材炭化痕跡的導(dǎo)電性，與在同等溫度、同等加熱時(shí)間的相同樣品在空氣中冷卻情況下相比要低，在對(duì)相同導(dǎo)電率的木材炭化痕跡的溫度進(jìn)行判斷時(shí)，就可將濕潤(rùn)樣品的預(yù)測(cè)溫度在干燥樣品的基礎(chǔ)上再向上修正一些，以減小消防射水帶來的誤差。

（三）合理選擇滅火方法，減少用水量

在火災(zāi)撲救過程中，戰(zhàn)斗員應(yīng)樹立保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的意識(shí)，盡量減少滅火戰(zhàn)斗對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的破壞，其中很重要的一點(diǎn)，就是要采取科學(xué)合理的滅火方法，嚴(yán)禁盲目射水、過量射水。例如在內(nèi)部進(jìn)攻時(shí)做到不見明火不射水，控制水流壓力，靈活應(yīng)用變換水槍的射流，盡量使用噴霧水；遭遇明火時(shí)，水槍手應(yīng)準(zhǔn)確地射擊火點(diǎn)，盡量避免使用高壓射流，防止對(duì)某些碳化物品造成二次破壞。除此之外，還可考慮采用滅火劑滅火，既提升了滅火效果，又減少了水的用量?？傊?，戰(zhàn)斗員作為第一到場(chǎng)力量，其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)情況好差，很大程度上決定了后續(xù)火災(zāi)調(diào)查能否順利進(jìn)行。

三、結(jié)束語

火災(zāi)痕跡的形成與火場(chǎng)中的客觀條件密切相關(guān)，上述所討論的消防射水的影響，只是其中的一方面。在通過火災(zāi)痕跡物證推斷火災(zāi)事實(shí)時(shí)，既要考慮到其共性，也應(yīng)考慮到由于現(xiàn)場(chǎng)特殊條件所造成的個(gè)性，全面衡量，才能準(zhǔn)確分析判斷出火災(zāi)痕跡形成的過程與原因。

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