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摘要:随着科学技术的发展,火灾事故调查也开始改变以往主观断定的调查方法,开始将现代科学技术运用到火灾事故调查之中,提高整个事故调查的准确性。火灾事故调查中经常使用火灾模化理论,因此对火灾模化理论进行深入探讨和研究,提出新的定量和定性分析原因,为火灾调查提供有利证据。
关键词:火灾事故调查 ; 模化理论 ;应用探究
中图分类号:X928.7 文献标识码:A 文章编号:
随着社会快速发展,我国居民整体的法律意识开始得到了不断的提高。而作为社会各个领域的都普遍关心的消防工作,更需要跟上现代科技的步伐,不仅在火灾防控和扑救上,武装现代消防,还要在火灾事故的调查中,广泛应用现代技术,彻底改变以前依靠经验、主观断定来进行火灾调查的情况。将现代科学侦查技术运用到灾后的调查中,提高整个火灾事故调查的准确性、客观性和科学性。
火灾模化理论概况
消防技术作为一门科学大约只有100年的历史,本世纪50年代以前,消防技术基本上是实验科学。有时,为了弄清某种重大火灾的原因,得到有关的数据,就需要完全依样盖起一幢房子,装入与原来室内相同的物品,再点火燃烧试验,并据此以制订或修订规范和法令来防止发生类似火灾。直到今天,尽管测试手段有了很大发展和进步,这种实体模拟燃烧试验仍是推动消防科学发展最主要、最可靠的手段。
以实验为基础作为判定手段,这是消防科学还处于其幼年时期所必然具有的基本特征。目前,我们主要还是靠实际火灾暴露出来的问题和这种盖起来再烧掉的实体模拟实验研究的结果来制定各种建筑防火规范、消防法规,并且依靠这些法规和规范来管理消防工作。但是,随着生产发展和社会进步,每起火灾所涉及的财富越来越多,实体模拟燃烧试验的代价也越来越高,有些试验(例如原子反应堆的爆炸燃烧)几乎是不可能进行的。所以,从70年代初,国外开始以燃烧学和流体力学为基础,以实验数据作为初始及边界条件,用数学分析方法和计算机技术来研究火灾及其发展过程。
模化是现代科学研究的一种重要手段,即用建立某种模型的方法来进行科学研究,力求用较小的代价取得较大的成果。而火灾模化,是指为了预测火灾发展过程而建立的一组数理方程式,通过对这组方程式的解算即可定量地描述火灾发展过程的各主要参数。由于这组数理方程是在人们对火灾发生、发展和熄灭过程长期研究的基础上,根据对火灾机理的理性认识总结出来的规律,所以它比根据—两次实验得到的结论更具有代表性,更少偶然性,能更真实地反映客观事实的实质和规律。
火灾模化不仅能客观定量地预测火灾发展过程,从而对减少人员伤亡、降低财产损失、改进灭火方法和灭火战术有很大帮助,而且对改进建筑防火设计和对建筑物进行火灾危险性评价也具有重大作用。它可用于对任何建筑物中的建筑结构或构件遭受实际火灾时的承载能力,完整性及隔热性能按预测的实际火灾时的受热情况加以分析计算,准确地确定其耐火能力,从而把建筑防火规范从选择耐火等级的原始状态提高到选择适当的火灾模型和结构热响应模型进行概率设计的更高水平,使建筑防火设计更合理、更经济、更精确。
由此可见,火灾模化是消防科学从实验科学过渡到更高级的理论一实验科学的桥梁,是现代科学和经典实验技术的结合。
火灾事故调查中火灾模化理论的应用
在火灾事故的调查中,调查人员通过对现场的勘验,一般能够比较准确地判断起火大致的区域,但要准确无误地判断起火点、火灾原因,就比较困难,通常要借助相关的技术手段才能完成。一般情况下,调查人员往往要通过对火灾发生的各个阶段进行模拟,从而得出能够被受灾群众所能够接受的结论。
下面我们就通过一个案例来具体说明。
2013年2月2日,位于兰州市先建街50号的布匹供应公司新建的仓库发生火灾,直接损失达37万元。
现场调查:
周边环境勘察:兰州市布匹供应公司新建的库房,向东靠近先建街主道,西邻火锅城,南北是一个内院。
初步调查:发生火灾的建筑群主要是砖木结构,仓库主要是有三合板搭建而成,库房内主要堆有布料和其他易燃物品,在整个火灾中烧损比较严重,所有的物品基本上不能够再使用,整体损失惨重。
专项调查:库房的西面外墙的外侧紧靠着火锅城的厨台,该厨台东西长为1.25米,南北宽为0.56米,共有两个添材口,整个口直径大约有0.6米,炉膛深度约有0.8米,在调查过程中没有发现什么可疑之处。
事故的原因分析和模拟计算
经过调查认定这次起火的主要原因是:火锅城的整个后厨的火炉在长时间燃烧时,产生了大量的热量,而整个热量在传导过程中,引起靠在墙边的纱布自燃,從而导致了这次火灾的发生。为了证实后厨的热能否使得纱布达到自燃点,为了证实这一点,兰州市消防支队将这项工作委托给兰州大学热传导实验室进行计算。
根据当时的实际情况,简化了某些不必要的程序,仅仅取靠近火炉的布料作为研究对象,对布料进行模拟,见下图:
建立相应的传导方程:Ut=a2Uxx
其中:a2=k/cp;k为热导系数,cp为容重的整体比热。
根据计算得出炉膛的整体的面积为0.49平方米,在正常工作情况下,整个炉膛的中性温度可以达到1100——1600摄氏度,而炉壁的平均温度为1000度,根据热导方程计算,得出结果,结果见下表1和表2。
表1 布料所在的区域热传导至墙壁的表面的升温变化
表二布料所在的区域温度变化
当时的天气的温度是12度,当23分钟过去后整个布料所在的墙壁的温度可以达到458℃,再加上当时的气温为12℃,所以整个布料所能够接触到的温度可达到:
458℃+12℃=470℃
根据调查当时布料的自燃点为265℃,因此在当时情况下,整个布料完全能够达到自燃。所以最后完全可以认定这次火灾的主要起因是火锅城。
通过这样的火灾模化模拟实验和具体的计算,使得整个火灾的调查工作得以顺利完成,同时还解决了由火灾引起的民事纠纷。
火灾模化理论的应用展望
火灾模化技术在应用过程中通常还可以利用火灾现场的残留物所呈现出的化学成分、物理状态、具体形貌等来证明整个火灾在发生过程中所出现的具体的原因。在火灾现场调查过程中,往往可以进行现场取样,通过对多种火灾现场的残留物进行物理和化学成分的具体分析,同时还要考虑其他多种外部因素相互间的影响,这样就能够得出一个“多变量”的火灾现场研究数据。当然收集到的数据没有进行具体的分类,当中包含了大量的有效数据以及无用数据,这些无用的数据就会增加分析人员获取有效信息的发生的难度。这时候就要求我们进行化学模式来进行分析,通过对现场取样的物品进行化学分析,建立物品本身的化学变化前和变化后之间的关系,分析这种联系之间存在的具体的联系,以及发生了什么使得这种变化产生。通常情况下我们会采取Fisher判别与分析的方法、Bayes判别法、SICMA分析法、KNN分析法,等等。等过使用这些分析方法,将整个火灾发生前与火灾发生后之间建立良好的联系,分析是什么导致了他们发生了如此之大的变化,以及这种变化一般会引起何种后果。通过将化学分析模式运用到火灾的灾后识别残留物的分析和处理之中,大大减少了在具体的数据提取和数据处理,大大排除了不必要的干扰,确定分析目标,进行相关数据的挖掘和解释,还可以通过其他方法的联合应用数学变换,这样就能够得出更多的数据结构分析关系网。在低维空间进行重新描述;应用其它类别的识别技术进行样本分类研究;利用已知的样本作为标本,对其他收集到的材料进行对比分析和研究,就能够找出相关间的联系;建立以确定模型和有效的数据挖掘为基础的数据库,将模型应用于未知样品的分类和验证工作中。
在现代火灾事故调查中,我们要不断学习新技术,不断把新技术运用到火灾事故调查中,提高火灾事故调查的科学认定水平,为构建和谐社会创造安定环境。
参考文献:
[1]范伟澄,刘乃安.火灾科学——一个新型交叉的工程科学领越[J].中国工程科学,2001.3(1):6——14.
[2]薛伟,张光俊.火灾模拟与应用[J].吉林林业与科技,2006.35(6):18——20.
[3]秦文岸.浅谈火灾烟气流动规律的模化研究方法[J].消防科学与技术,1999.18(3):7.
[4]李宝利,赵力珍.无侧限屋顶下闭式喷头启动临界状态的计算方法[J].消防科学与技术,2003.22(1):185.
[5]伍作鹏.火灾模化与相似理论[J].消防科学与技术,1997.16(3):7——9.
关键词:火灾事故调查 ; 模化理论 ;应用探究
中图分类号:X928.7 文献标识码:A 文章编号:
随着社会快速发展,我国居民整体的法律意识开始得到了不断的提高。而作为社会各个领域的都普遍关心的消防工作,更需要跟上现代科技的步伐,不仅在火灾防控和扑救上,武装现代消防,还要在火灾事故的调查中,广泛应用现代技术,彻底改变以前依靠经验、主观断定来进行火灾调查的情况。将现代科学侦查技术运用到灾后的调查中,提高整个火灾事故调查的准确性、客观性和科学性。
火灾模化理论概况
消防技术作为一门科学大约只有100年的历史,本世纪50年代以前,消防技术基本上是实验科学。有时,为了弄清某种重大火灾的原因,得到有关的数据,就需要完全依样盖起一幢房子,装入与原来室内相同的物品,再点火燃烧试验,并据此以制订或修订规范和法令来防止发生类似火灾。直到今天,尽管测试手段有了很大发展和进步,这种实体模拟燃烧试验仍是推动消防科学发展最主要、最可靠的手段。
以实验为基础作为判定手段,这是消防科学还处于其幼年时期所必然具有的基本特征。目前,我们主要还是靠实际火灾暴露出来的问题和这种盖起来再烧掉的实体模拟实验研究的结果来制定各种建筑防火规范、消防法规,并且依靠这些法规和规范来管理消防工作。但是,随着生产发展和社会进步,每起火灾所涉及的财富越来越多,实体模拟燃烧试验的代价也越来越高,有些试验(例如原子反应堆的爆炸燃烧)几乎是不可能进行的。所以,从70年代初,国外开始以燃烧学和流体力学为基础,以实验数据作为初始及边界条件,用数学分析方法和计算机技术来研究火灾及其发展过程。
模化是现代科学研究的一种重要手段,即用建立某种模型的方法来进行科学研究,力求用较小的代价取得较大的成果。而火灾模化,是指为了预测火灾发展过程而建立的一组数理方程式,通过对这组方程式的解算即可定量地描述火灾发展过程的各主要参数。由于这组数理方程是在人们对火灾发生、发展和熄灭过程长期研究的基础上,根据对火灾机理的理性认识总结出来的规律,所以它比根据—两次实验得到的结论更具有代表性,更少偶然性,能更真实地反映客观事实的实质和规律。
火灾模化不仅能客观定量地预测火灾发展过程,从而对减少人员伤亡、降低财产损失、改进灭火方法和灭火战术有很大帮助,而且对改进建筑防火设计和对建筑物进行火灾危险性评价也具有重大作用。它可用于对任何建筑物中的建筑结构或构件遭受实际火灾时的承载能力,完整性及隔热性能按预测的实际火灾时的受热情况加以分析计算,准确地确定其耐火能力,从而把建筑防火规范从选择耐火等级的原始状态提高到选择适当的火灾模型和结构热响应模型进行概率设计的更高水平,使建筑防火设计更合理、更经济、更精确。
由此可见,火灾模化是消防科学从实验科学过渡到更高级的理论一实验科学的桥梁,是现代科学和经典实验技术的结合。
火灾事故调查中火灾模化理论的应用
在火灾事故的调查中,调查人员通过对现场的勘验,一般能够比较准确地判断起火大致的区域,但要准确无误地判断起火点、火灾原因,就比较困难,通常要借助相关的技术手段才能完成。一般情况下,调查人员往往要通过对火灾发生的各个阶段进行模拟,从而得出能够被受灾群众所能够接受的结论。
下面我们就通过一个案例来具体说明。
2013年2月2日,位于兰州市先建街50号的布匹供应公司新建的仓库发生火灾,直接损失达37万元。
现场调查:
周边环境勘察:兰州市布匹供应公司新建的库房,向东靠近先建街主道,西邻火锅城,南北是一个内院。
初步调查:发生火灾的建筑群主要是砖木结构,仓库主要是有三合板搭建而成,库房内主要堆有布料和其他易燃物品,在整个火灾中烧损比较严重,所有的物品基本上不能够再使用,整体损失惨重。
专项调查:库房的西面外墙的外侧紧靠着火锅城的厨台,该厨台东西长为1.25米,南北宽为0.56米,共有两个添材口,整个口直径大约有0.6米,炉膛深度约有0.8米,在调查过程中没有发现什么可疑之处。
事故的原因分析和模拟计算
经过调查认定这次起火的主要原因是:火锅城的整个后厨的火炉在长时间燃烧时,产生了大量的热量,而整个热量在传导过程中,引起靠在墙边的纱布自燃,從而导致了这次火灾的发生。为了证实后厨的热能否使得纱布达到自燃点,为了证实这一点,兰州市消防支队将这项工作委托给兰州大学热传导实验室进行计算。
根据当时的实际情况,简化了某些不必要的程序,仅仅取靠近火炉的布料作为研究对象,对布料进行模拟,见下图:
建立相应的传导方程:Ut=a2Uxx
其中:a2=k/cp;k为热导系数,cp为容重的整体比热。
根据计算得出炉膛的整体的面积为0.49平方米,在正常工作情况下,整个炉膛的中性温度可以达到1100——1600摄氏度,而炉壁的平均温度为1000度,根据热导方程计算,得出结果,结果见下表1和表2。
表1 布料所在的区域热传导至墙壁的表面的升温变化
表二布料所在的区域温度变化
当时的天气的温度是12度,当23分钟过去后整个布料所在的墙壁的温度可以达到458℃,再加上当时的气温为12℃,所以整个布料所能够接触到的温度可达到:
458℃+12℃=470℃
根据调查当时布料的自燃点为265℃,因此在当时情况下,整个布料完全能够达到自燃。所以最后完全可以认定这次火灾的主要起因是火锅城。
通过这样的火灾模化模拟实验和具体的计算,使得整个火灾的调查工作得以顺利完成,同时还解决了由火灾引起的民事纠纷。
火灾模化理论的应用展望
火灾模化技术在应用过程中通常还可以利用火灾现场的残留物所呈现出的化学成分、物理状态、具体形貌等来证明整个火灾在发生过程中所出现的具体的原因。在火灾现场调查过程中,往往可以进行现场取样,通过对多种火灾现场的残留物进行物理和化学成分的具体分析,同时还要考虑其他多种外部因素相互间的影响,这样就能够得出一个“多变量”的火灾现场研究数据。当然收集到的数据没有进行具体的分类,当中包含了大量的有效数据以及无用数据,这些无用的数据就会增加分析人员获取有效信息的发生的难度。这时候就要求我们进行化学模式来进行分析,通过对现场取样的物品进行化学分析,建立物品本身的化学变化前和变化后之间的关系,分析这种联系之间存在的具体的联系,以及发生了什么使得这种变化产生。通常情况下我们会采取Fisher判别与分析的方法、Bayes判别法、SICMA分析法、KNN分析法,等等。等过使用这些分析方法,将整个火灾发生前与火灾发生后之间建立良好的联系,分析是什么导致了他们发生了如此之大的变化,以及这种变化一般会引起何种后果。通过将化学分析模式运用到火灾的灾后识别残留物的分析和处理之中,大大减少了在具体的数据提取和数据处理,大大排除了不必要的干扰,确定分析目标,进行相关数据的挖掘和解释,还可以通过其他方法的联合应用数学变换,这样就能够得出更多的数据结构分析关系网。在低维空间进行重新描述;应用其它类别的识别技术进行样本分类研究;利用已知的样本作为标本,对其他收集到的材料进行对比分析和研究,就能够找出相关间的联系;建立以确定模型和有效的数据挖掘为基础的数据库,将模型应用于未知样品的分类和验证工作中。
在现代火灾事故调查中,我们要不断学习新技术,不断把新技术运用到火灾事故调查中,提高火灾事故调查的科学认定水平,为构建和谐社会创造安定环境。
参考文献:
[1]范伟澄,刘乃安.火灾科学——一个新型交叉的工程科学领越[J].中国工程科学,2001.3(1):6——14.
[2]薛伟,张光俊.火灾模拟与应用[J].吉林林业与科技,2006.35(6):18——20.
[3]秦文岸.浅谈火灾烟气流动规律的模化研究方法[J].消防科学与技术,1999.18(3):7.
[4]李宝利,赵力珍.无侧限屋顶下闭式喷头启动临界状态的计算方法[J].消防科学与技术,2003.22(1):185.
[5]伍作鹏.火灾模化与相似理论[J].消防科学与技术,1997.16(3):7——9.