我希望能够运用人类智慧掌握火的规律，降服失控的火灾猛兽｜宗若雯

巴黎圣母院突发大火，全世界为之感伤；前不久，京都一家著名的动画制作公司惨遭纵火，许多珍贵手稿丢失，而且造成人员伤亡的新闻也很令人痛心。火的运用推进了人类文明的发展，但失控的火会造成巨大的灾难。科学家们如何研究火，从而试图降服这头可能失控的猛兽？中国科技大学火灾科学国家重点实验室副教授宗若雯将和我们分享：《火焰很美，失控则为猛兽——我们做的就是为了降服这头猛兽》

宗若雯演讲视频：

以下为宗若雯演讲实录：

我是宗若雯，是来自中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室的一名老师。

火灾实验室是做什么的？简单来说，为了预防火灾的发生、减小火灾的损失，我们在实验室里面放了一把火。

自从有了火，漆黑的夜空才被照亮，人类文明的火花才开始被点燃。火的燃烧有各种各样的形态，异常美丽；但是如果失去了控制，就会变为一头猛兽。

有一种比较特殊的火行为叫做火旋风，它常见于在森林火灾与城市火灾中。与一般火灾相比，火旋风会使燃烧速率、火场温度以及火焰高度（可以达到几十米）变得异常凶猛，是一种灾难性的事故。

我们在实验室进行了小型的火旋风实验。可以看到，装置里面的气体被加热后，会形成内外压力差。同时，由于钢化玻璃的阻挡作用，外界的空气会从四周的气流通道卷吸进去，形成剪切力。如此，空气在火源周围，以火源为中心形成了一个旋涡状流动，最后导致了火旋风的发生。

其实，无论是火旋风还是其它形式的火灾，都是一种失控的燃烧——在时间和空间上都失去了控制。

燃烧有三个基本要素：可燃物、助燃物和点火源（能量），缺一不可。

燃烧三要素

1	可燃物，包括纸张、木屑、汽油等。
2	助燃物，多数情况下是氧气。但也有特例：镁可以在氮气中间燃烧，此时氮气也成为助燃物。
3	点火源，如明火、日光聚焦、雷电等。

我们在火灾防治的时候，只要把任何一个元素去掉，就可以达到目的。

改变可燃物。包括移走可燃物、给材料加上一层防火涂料或者阻燃的成分。家里的燃气着火要关掉气阀，就是改变可燃物的例子。

隔绝氧气。用湿棉被铺在着火的地方，或者用二氧化碳作灭火剂，都能起到隔绝氧气、窒息火焰的作用。

消除点火源。最简单的方法就是用水冷却。

火灾科学是一门多学科交叉的科学。材料的点燃-发生-发展-衰败，整个过程都有自身的动力学演化规律。

大家一提到火灾，可能会想到消防或者灭火；而我做的一些工作有关火灾调查，会和司法机构或者一些刑侦案件有关系，可能跟大家想的有点不太一样。

我们做的事情，其实就是利用火灾动力学，对整场火灾事故进行一些逆向推演：火灾到底是怎么发生的？它是什么时候发生的？当时的火场最高温度大概是多少？燃烧时间是多久？……这些都是我们要追溯的关键参数。通过现场残余痕迹，采用化学仪器进行分析，实验及计算机模拟等方法可以重现火灾过程。

下面我想给大家分享一些比较有趣的事情。

01

烟头扔到地面汽油中，会导致熊熊大火？

电影里经常会出现这样的场景：把一个烟头扔到地面的汽油中，会引起熊熊大火。但大家有没有想过，做实验验证一下这个我们信以为真的常识呢？

我在美国ATF（酒精、烟草与火器管理局）工作过一段时间，也参加过他们的培训。他们做了4000多次实验，不断地把烟头扔到汽油液池里进行点燃实验，但是从来没有一次着火。

可燃液体为什么能够发生燃烧？原理很简单：可燃液体可以变为可燃蒸气，而可燃蒸气只有浓度达到一定程度以后才能够被引燃。事实上，只有在有明火的情况下，可燃蒸气的浓度才能达到可燃程度，显然烟头是没办法的（烟头的温度一般为200~300度，但是火柴可以达到1400度）。

02

烟头会点燃沾有汽油的衣服吗？

我们再来看一个简单的刑事案例，同样发生在美国。一名男子供述，他正在自家院子里给除草机加油，他女朋友突然从后面抱住了他，所以汽油就撒在她身上了；他当时正好叼着个烟，然后烟头也掉到女朋友身上了，导致这名女子被烧死。

调查人员不断地进行各种实验，把烟头一遍一遍地往假人身上扔，没有一次着火；直接贴到衣服上，也没有着火；直接拿火柴或者打火机点火靠近衣服，才发生了火灾。所以证明了此人说的是谎言，而这个事件是一个故意的谋杀，而不是一个这种意外的伤害。

这就告诉我们，很多大家包括罪犯都信以为真的事情，其实需要批判性思维来验证。

03

洗衣篮失火，会引起洗衣店火灾？

大家也许听说过，有的投保人为了索取保险金，会把自己的房子点着。下面这个案例，同样发生在国外。一家洗衣店发生了一场火灾，看上去是塑料洗衣篮（里面堆了很多衣物）起火引起的。

尽管洗衣篮被烧掉了，但调查人员发现，热水器和炉子之间有一根热水管，上面焊接的铜管熔化了。铜管的熔化温度大概是250~300度，而顶棚的高度大概是2.44米。如果只是塑料和棉质衣物起火的话，热释放速率大概也就200千瓦，此时火焰高度只有1.2米——不可能达到2.44米。但如果存在助燃剂（比如汽油），热释放速率就会达到900多千瓦，火焰高度就会是2.8米，远超2.44米。

通过这个案例，我们可以认识到，火焰的高度是判定有无助燃剂的一个重要指征；起码可以提供一个角度，让我们产生怀疑。

04

火灾证人目击的位置，真的能站人吗？

靠近火源，虽然没有接触，但是我们会感到热。热辐射通量（单位面积接收到的热量）也是火灾动力学里一个常见的参数，可以验证证词真伪。

曾经有这样一个案例：有一个证人描述火场的现象，非常详细。但是调查人员在调查中发现，他所站的位置在火灾发生时接收到的热辐射通量，已经超过人体耐受值，产生了怀疑——最后果然调查出这个人其实是纵火犯。

所以，火灾科学对于现实生活和司法过程，都很必要。

05

惨烈的爆炸事故，到底是什么原因？

再比如，我们都知道的天津港爆炸事故，造成了很惨烈的后果。

事故的原因，其实是集装箱里硝化棉的湿润剂散失，然后在高温（天气）等因素的作用下，导致硝化棉的热分解加速；但同时积热难以散去，发生了自燃，就引起相邻集装箱内的硝化棉和其他危险化学品长时间大面积燃烧，最后导致堆放于运抵区的硝酸铵等危险化学品爆炸。

事故发生后，调查人员对现场残渣进行采集，通过各种正向、逆向实验，最后得出来这样的结论。

我们在实验室，会做各种各样的火灾实验：从小火到大火，从发生到全面燃烧。一间普通的室内住房，纸质篓、窗帘、沙发……从引燃到轰燃（火灾发展过程的突变现象，从局部燃烧跃升为全面燃烧）过程非常快，也就两分半钟。所以火灾无情，最好的办法就是进行预防。

前不久（7月18日），日本京都的京都动画第一工作室燃起大火，现场真的非常惨烈，共造成33人遇难。很多人在往屋顶逃生的路上，就叠加着，死在那里了。整个火灾其实现在已经非常明白了，就是人为纵火。纵火犯当时泼洒了很多汽油，瞬间火焰就升到几米高的高度，而且蔓延速度极快，火灾报警器和一些其它的防火设备都没有时间运作。

对于这样惨烈的火灾，我们可以说，明天和意外谁先到来，永远不知道。我们只能做好最好的预防，防范于未然。

火灾发生过程中，如何安全求生也是需要大量宣传的知识。请注意，我们讲的是“火场求生”而不是“火场逃生”。大家遇到火以后，可能第一反应就是逃，但是如果火势很大，烟气充满了整个楼道，这时候“逃生”就变成了“丧生”。

一般情况下，楼道遇到火灾，不要逃——退回自己的房间把房门关紧，等待救援。这是一个很好也很理智的方法，因为烟气扩散的速度要比人快得多。不过如果室内着火，一定要赶紧出去，还要把房门关住——如果把房门敞开，烟气和火就随着人一块跑到楼道去了。所以，发生火灾时我们一定要有科学的求生意识。

超高层的火灾现在也非常多，一定要注意的一点是，千万不能坐电梯。此外，每15层会有避难层，可就近前往避难层躲避。

小区里的电瓶车，它的材料有很多易燃物质和可燃物质。对于电瓶车在楼道里充电引起的火灾，一分钟之内，火灾温度就能达到600度；三分钟之内，就能达到1200度。这时候如果沿着楼道往外或者往楼顶逃，火和烟气很快就会充满；所以还是要退回到房间里头去，“关门大吉，等待援救”。

我们一般讲火灾“猛于虎”，但具有潜在火灾隐患的电瓶车是“猛虎中的猛虎”。所以，我们一定要做好相应的安全防范措施，同时也要记住，楼道里面不能放电瓶车充电。

很多火灾事故其实会循环再现，历史总会有惊人的、相似的一面。2003年，美国罗德里岛夜总会发生了一场火灾：现场燃放的烟花不小心点燃了舞台后面的隔音材料，在短短三分钟内，大火就充满了整个房间。虽然夜总会有另外三个紧急出口，但人们都只知道检票入场的那一个，就都涌向了那里。现场的浓烟和整个断电的系统阻挡了人们的视线，混乱中形成了踩踏事故，造成了100人死亡，200多人受伤。

而同样的悲剧在2008年深圳舞王俱乐部再次发生，也是在歌舞厅里燃放烟花爆竹导致火灾。人们沿着一个狭窄的10米通道往外跑，最后也是拥挤踩踏，造成43人死亡，80多人受伤。所以，如果不从历史中间吸取教训的话，很多悲剧会重蹈覆辙。

作为安全工作者，安全意识和科学求生是我们一再强调的，要把它培养成一种本能习惯。因为当你遇到各种灾害，生死就是一念之间。

这里可以套用一句话，来自美国探索频道推出的一个灾害教学片《浩劫求生》，我觉得讲得非常深刻：希望你永远不必经历这些灾难，但万一遇到了，你将会有所准备。你要成为幸存者，还是统计数据中一员，选择权在你！

这是我们实验室的Logo火凤凰：凤凰在火焰中间，或者重生，或者毁灭。我们希望能用人类的智慧掌握火灾发展的规律，把灾难控制在最小的损失范围内，最终降服这头猛兽。

谢谢大家，这就是我的分享。

演讲嘉宾宗若雯：《火焰很美，失控则为猛兽——我们做的就是为了降服这头猛兽》

作者：宗若雯

编辑：麦芽杨、凝音

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