Экспертиза пожаров. Пожарно-техническая экспертиза. Основы трасологические экспертиз

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ МЧС РОССИИ М.А. Галишев, Ю.Н. Бельшина, Ф.А. Дементьев КУРС ЛЕКЦИЙ по учебной дисциплине «ЭКСПЕРТИЗА ПОЖАРОВ» Направление подготовки 20.05.01 ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ квалификация (степень) «специалист» Санкт-Петербург 2012 Рецензенты: кандидат юридических наук, доцент С.А. Кондратьев (СПб филиал ФГБУ ВНИИПО МЧС России); доктор юридических наук, профессор М.В. Рыбкина (Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России). М.А. Галишев, Ю.Н. Бельшина, Ф.А. Дементьев Экспертиза пожаров: Курс лекций по направлению подготовки 20.05.01 Пожарная безопасность. / Под общей ред. В. С. Артамонова. — СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012. — 87с. Курс лекций по дисциплине «Экспертиза пожаров» рекомендован для самостоятельного изучения обучающимися высших учебных заведений МЧС России основных процессуальных и криминалистических положений для практического применения при работе сотрудников надзорной деятельности МЧС России по делам о пожарах. Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часа. По очной форме обучения предусматривается 36 ч. самостоятельной работы, для заочной формы обучения 64 ч. © Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012 СОДЕРЖАНИЕ Тема. 1. Использование специальных знаний в гражданском, уголовном и арбитражном процессах 5 1.1. Системно-структурная характеристика специальных знаний. 5 1.2. Субъекты судебно-экспертной деятельности, их права и обязанности. 11 1.3. Профилактическая деятельность судебного эксперта. 12 Тема 2. Понятие и классификация судебных экспертиз. Экспертизы, назначаемые по делам о пожарах 15 2.1.Формы использования специальных знаний в уголовном процессе. Участие специалиста в судопроизводстве 15 2.2.Классификация судебных экспертиз. 20 2.3. Специальные знания пожарно-технического эксперта. Пожарно-техническая экспертиза 22 Тема 3. Основы трасологические экспертиз. Криминалистическое исследование следов на месте пожара. 22 3.1. Группы следов, выявляемых на местах пожаров. Классификация криминалистических следов. 23 3.2. Фиксация антропогенных следов на месте происшествия. 26 3.3. Криминалистические приемы исследования техногенных следов различного происхождения. 31 Тема 4. Физико-химические процессы формирования очаговых признаков пожара. 34 4.1. Понятие очага пожара. Классификация очаговых признаков пожара. 35 4.2. Конвекция, лучистый теплообмен, кондукция, их вклад в формирование очаговых признаков. 35 4.3. Формирование признаков направленности тепловых потоков и распространения горения. 38 4.4. Возникновение ситуаций, осложняющих формирование очаговых признаков. 43 4.5. Формирование вторичных очагов (очагов горения.) 44 4.6. Возникновение множественных первичных очагов пожара. 46 Тема 5. Характер поведения на пожаре и криминалистическая экспертиза конструкций и изделий из неорганических материалов. 50 5.1. Классификация неорганических строительных материалов для целей пожарно-технической экспертизы. 50 5.2. Визуальные признаки термических поражений искусственных каменных строительных материалов. 53 5.3. Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара искусственных каменных строительных материалов. 55 5.4. Классификация металлических изделий для целей пожарно-технической экспертизы. Физико-химические изменения, возникающие с металлическими изделиями на пожаре 59 5.5. Визуальные признаки термических поражений на конструкциях из металлов и сплавов. 60 5.6. Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара металлических изделий. 66 Тема 6. Характер поведения на пожаре и криминалистическая экспертиза веществ, материалов, изделий органической природы, 71 6.1. Состав основных компонентов древесины и их поведение при термическом воздействии. 71 6.2. Визуальные признаки термических поражений на конструкциях из древесины. 72 6.3. Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара древесных изделий. 74 6.4. Классификация полимерных материалов и ЛКП для целей пожарно-технической экспертизы. 80 6.5. Визуальные признаки термических поражений на конструкциях из полимерных материалов и ЛКП. 83 6.6. Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара полимерных материалов. 84 Литература по дисциплине «Экспертиза пожаров» 87 Тема. 1. Использование специальных знаний в гражданском, уголовном и арбитражном процессах Учебные вопросы 1.1. Системно-структурная характеристика специальных знаний. 1.2. Субъекты судебно-экспертной деятельности, их права и обязанности. 1.3. Профилактическая деятельность судебного эксперта ВВЕДЕНИЕ Принятие нового процессуального законодательства дало мощный импульс в научных дискуссиях. Одним из предметов таких дискуссий стали специальные знания. Заметим, что многие новации усиливают реальную состязательность сторон и направлены на повышение эффективности доказывания. Стало уже общим местом указывать на необходимость использования специальных знаний по уголовным и гражданским делам, делам об административных правонарушениях в условиях интеграции и дифференциации научного знания, отмечать, что успешность правовой реформы неразрывно связана с объективизацией судопроизводства, невозможной без учета бурно развивающихся науки и техники, новых областей знания, новых технологий. 1.1. Системно-структурная характеристика специальных знаний. Уголовное и гражданское судопроизводство, производство по делам об административных правонарушениях невозможно без использования современных достижений естественных, технических, экономических и других наук, которые принято называть специальными знаниями. Закон не дает определения понятия «специальные знания». Традиционно в юридической литературе под этим термином понимают систему теоретических знаний и практических навыков в области конкретной науки либо техники, искусства или ремесла, приобретаемых путем специальной подготовки или профессионального опыта и необходимых для решения вопросов, возникающих в процессе уголовного или гражданского судопроизводства. Причем к специальным обычно не относят общеизвестные, а также юридические знания. Специальные знания могут использоваться как в: - процессуальной форме, когда результаты их применения имеют доказательственное значение; - непроцессуальной форме. Существует несколько видов процессуального использования специальных знаний, основным из которых является судебная экспертиза. Сущность судебной экспертизы состоит в анализе по заданию следователя, дознавателя, суда, лица или органа, осуществляющего производство по делу об административном правонарушении, сведущим лицом (экспертом) предоставляемых в его распоряжение материальных объектов экспертизы (вещественных доказательств), а также различных документов в целях установления фактических данных, имеющих значение для правильного разрешения дела. По результатам исследования эксперт составляет заключение, которое является одним из предусмотренных законом источников доказательств, а фактические данные, содержащиеся в нем, — доказательствами. Основным носителем специальных знаний, согласно действующим Уголовно-процессуальному, Гражданскому процессуальному, Арбитражному процессуальному кодексам РФ и Кодексу РФ об административных правонарушениях (далее соответственно — УПК, ГПК, АПК, КоАП), является эксперт, использующий свои специальные знания в процессуальной форме при производстве судебной экспертизы. Законодателем предусмотрен и другой вид процессуального применения специальных знаний — привлечение специалиста к производству следственных и судебных действий (ст. 58, 168 УПК, ст. 188 ГПК и ст. 25.8 КоАП), где он использует эти знания и навыки для содействия в обнаружении, закреплении и изъятии предметов и документов, применении технических средств, а также оказывает помощь в постановке вопросов эксперту и дает разъяснения сторонам и суду по вопросам, входящим в его профессиональную компетенцию. Сведения о фактах, установленных специалистом, и его разъяснения фиксируются в протоколе следственного или судебного действия, протоколе об административном правонарушении. Поэтому участие специалиста в следственных и судебных действиях является процессуальной формой применения специальных знаний. Следователь, дознаватель, лицо, рассматривающее дело об административном правонарушении, судья, обладая специальными знаниями и соответствующими научно-техническими средствами, могут обойтись без помощи специалиста. Случаи обязательного его участия прямо указаны в законе: 1) участие педагога в допросе (опросе в КоАП) потерпевшего или свидетеля в возрасте до 14 лет (ст. 179 ГПК; ч. 1 ст. 191 УПК; ч. 4 ст. 25.6 КоАП), а по усмотрению следователя и при допросе потерпевших или свидетелей в возрасте от 14 до 18 лет (ч. 1 ст. 191 УПК); 1) участие судебного медика, а при невозможности его участия — иного специалиста, в наружном осмотре трупа (ст. 178 УПК); 2) участие врача в освидетельствовании в необходимых случаях (ч. 4 ст. 179, ч..2 ст. 290 УПК). Хотя АПК не содержит статей, прямо описывающих участие специалиста в рассмотрении дел, но думается, что косвенные указания на возможность такого участия в них имеются. Речь, прежде всего, может идти о применении технических средств и специальных знаний при производстве осмотров и исследования письменных и вещественных доказательств по месту их нахождения (ст. 78. 79 АПК), представлении доказательств (ст. 64, 65 АПК). В то же время судебная экспертиза назначается независимо от того, обладают ли следователь, дознаватель, судья, лицо, рассматривающее дело об административном правонарушении, специальными знаниями, поскольку фактические данные, полученные путем экспертного исследования, не могут быть отражены ни в каком процессуальном документе, кроме заключения эксперта. Специалисты в ряде случаев (например, при проверке до возбуждения уголовного дела) также проводят исследования, но эти исследования называются предварительными и полученные результаты не имеют доказательственного значения. Такая форма использования специальных знаний не является процессуальной. Справочно-консультационная деятельность специалиста также может осуществляться в непроцессуальной форме, например, до начала производства по делу. В этой форме специалист может оказывать помощь следователю, лицу, рассматривающему делу об административном правонарушении, и суду в подготовке следственных действий и материалов для экспертизы. В непроцессуальной форме возможна дача специалистами консультаций адвокатам, поскольку, согласно п. 4 ч. 3 ст. 6 Федерального закона от 31 мая 2002 г. № 63-ФЗ «Об адвокатской деятельности и адвокатуре в Российской Федерации», адвокат вправе привлекать на договорной основе специалистов для разъяснения вопросов, связанных с оказанием юридической помощи. Рассмотрению вопросов использования специальных знаний в судопроизводстве посвящена обширная литература. Однако в современных социально-экономических условиях, когда успешность правовой реформы неразрывно связана с объективизацией судопроизводства, их роль существенно возрастает и не только в раскрытии и предупреждении преступлений, в доказывании по уголовным делам, но и в гражданском судопроизводстве, производстве по делам об административных правонарушениях. Кроме того, в сферу судопроизводства интегрируются все новые и новые достижения бурно развивающихся науки и техники, новых областей знания, новых технологий. Как нам представляется, эти обстоятельства не могут не вызвать трансформацию представлений о специальных знаниях. Пределы компетенции эксперта и специалиста и сама необходимость их участия в деле напрямую зависят от того, какой смысл вкладывается в термин «специальные знания», поэтому этот вопрос отнюдь не является чисто академическим, но имеет самое серьезное прикладное значение. Выше уже упоминалось, что многие юристы не относят к специальным общеизвестные знания. Рассмотрим этот тезис подробнее с точки зрения возможности более строгого отграничения общеизвестных и специальных знаний в различных отраслях процессуального права. Некоторые ученые полагает, что специальными являются знания, выходящие за рамки общеобразовательной подготовки и житейского опыта. Ими обладает более или менее узкий круг лиц. Проблема разграничения обыденного и специального знания применительно к гражданскому и арбитражному процессу (а мы добавим — уголовному процессу и производству по делам об административных правонарушениях) есть проблема определения критериев потребности в специальных знаниях. За исключением случаев, специально предусмотренных в законе, решение этого вопроса отдано на усмотрение следователя, суда, органа, рассматривающего административное правонарушение. Объективные предпосылки использования специальных знаний, на которых строится это усмотрение: * норма права, материального или процессуального, содержащая специальные элементы в определенной форме;, * уровень развития научных знаний, позволяющий использовать их для практических целей; * наличие объективной связи между способом применения научных знаний и юридической целью их использования. Однако разработка вышеуказанных критериев определяет именно критерии использования тех или иных знаний, но не дефиницию «общеизвестные знания», которая носит, по нашему мнению, субъективный оценочный характер, так же как и термин «общеобразовательная подготовка». Соотношение специальных и общеизвестных знаний по своей природе изменчиво, зависит от уровня развития социума и интегрированности научных знаний в повседневную жизнь человека. Расширение и углубление знаний о каком-то явлении, процессе, предмете приводит к тому, что знания становятся более дифференцированными, системными, доступными все более широкому кругу лиц. В конечном итоге сфера обыденных знаний обогащается. Одновременно идет и обратный процесс. За счет более глубокого научного познания явлений, процессов, предметов вроде бы очевидные обыденные представления о них отвергаются, возникают новые научные обоснования, которые приобретают характер специальных знаний. Так, например, нередко следователи, судьи, должностные лица, рассматривающие дела об административных правонарушениях, для установления субъективной стороны состава преступления или правонарушения анализируют поведение лица в аварийной ситуации, целиком полагаясь на житейский опыт и здравый смысл и игнорируя возможности использования специальных знаний в области психологии. Аналогичные примеры находим и в гражданском судопроизводстве. Специальные знания — это «знания не общеизвестные, не общедоступные, не имеющие массового распространения, это знания, которыми располагает ограниченный круг специалистов». Глобальная информатизация, которую сейчас переживают многие страны, в том числе и Россия, безусловно, сильно влияет на критерии, определяющие общедоступность, обыденность знаний. В самом деле, являются ли специальными или общеизвестными сведения, изложенные в предназначенных для широкого круга читателей энциклопедиях, справочниках, словарях, представленные в электронных средствах массовой информации, глобальной компьютерной сети Интернет? Отнесение знаний к общеизвестным, обыденным, общедоступным существенным образом зависит от образовательного и интеллектуального уровня данного субъекта, его жизненного и профессионального опыта. Таким образом, очевидно, что в каждом конкретном случае необходимо проанализировать характер требуемых знаний и решить вопрос, являются ли они специальными. Здесь лучше не опираться только на житейский опыт и здравый смысл, ибо то, что кажется простым и обыденным, на самом деле является сложным и требует внимания специалиста. Обращение за консультацией к специалисту, по нашему мнению, никоим образом не может отрицательно повлиять на возможность установления истины по делу. Анализ литературы показывает, что до недавнего времени существовало практически единодушное мнение: юридические знания не являются специальными. Однако нигде в законе прямо не указывается, что юридические знания не могут быть специальными. Подобные трактовки обычно даются в комментариях к соответствующим статьям на основании известной много веков презумпции, действовавшей и в советском процессуальном праве: jura novit curia (суду известно право; судьи знают право). Еще в 1971 г. Пленум Верховного Суда СССР разъяснял, что «суды не должны допускать постановку перед экспертом правовых вопросов как не входящих в его компетенцию (например, имело ли место хищение либо недостача, убийство или самоубийство и т. п.)». Этот подход сейчас представляется нам устаревшим. Двести лет назад физик или химик могли с уверенностью заявить, что в полном объеме владеют физическими или химическими знаниями. На рубеже XX—XXI вв. такое утверждение уже невозможно, поскольку в силу дифференциации научного знания эти науки превратились в физические и химические отрасли знания, дав начало множеству специальных наук. Процессы дифференциации научного знания, сопровождающие развитие науки вообще, не обошли стороной и юридические науки. Как совершенно справедливо отмечает Ю. А. Тихомиров, «право — не застывший формализованный свод правил. Оно изменяется и развивается по мере развития общества и государства». Заметим, что с момента .вынесения вышеуказанного постановления Пленума Верховного Суда СССР прошло 30 лет и выносилось оно совершенно в других условиях и в другой, по сути, стране. В настоящее время судья, следователь, дознаватель, лицо, рассматривающее дело об административном правонарушении, как правило, владеют знаниями только из определенных отраслей права и не в состоянии в необходимой степени ориентироваться во всех тонкостях современного обширного законодательства, которое к тому же постоянно изменяется и развивается. Такое быстрое развитие неизбежно сопровождается принятием порой противоречащих друг другу законов, постановлений и иных нормативных актов. Для разрешения противоречий между правовыми взглядами, правовыми актами и нормами, между действиями государственных и иных структур предлагается новая концепция коллизионного права. В этих сложных условиях в каждой из отраслей права можно условно очертить круг общеизвестных для практикующих юристов, наиболее часто востребуемых ими знаний и специальных знаний. В то же время знание тонкостей современного законодательства во многих случаях крайне необходимо для полного, объективного и всестороннего установления истины по гражданскому делу (особенно в арбитражном процессе), делу об административном правонарушении, а иногда и по уголовному делу. Впервые юридические знания были отнесены к специальным в практике рассмотрения дел в Конституционном Суде. Статья 63 Федерального конституционного закона от 21 июля 1994 г. № 1-ФКЗ «О Конституционном Суде Российской Федерации» гласит, что в заседание Конституционного Суда РФ может быть вызвано в качестве эксперта лицо, обладающее специальными знаниями по вопросам, касающимся рассматриваемого дела. Казалось бы, здесь нет противоречия с приведенным выше подходом большинства процессуалистов, однако анализ практики рассмотрения дел в Конституционном Суде РФ показывает, что во многих случаях в качестве экспертов вызываются высококвалифицированные юристы (доктора и кандидаты юридических наук) и на их разрешение ставятся вопросы чисто правового характера, касающиеся трактовки и использования отдельных норм материального и процессуального права. Сведущих в отдельных отраслях права лиц давно уже привлекают для дачи консультаций по уголовным и гражданским делам, делам об административных правонарушениях, т. е. фактически используют их специальные знания как в процессуальной (ст. 58, ч. 4 ст. 271 УПК; ст. 188 ГПК), так и в непроцессуальной форме. Более того, в п. З1 ч. 2 ст. 74 УПК прямо указывается, что в качестве доказательств допускаются заключение и показания специалиста. В ГПК законодатель не был до конца последователен и, с одной стороны, не включил консультации и пояснения специалистов (даваемые в процессуальной форме, поскольку они приобщаются к делу ч. 3 ст. 188 ГПК) в число источников доказательств (ч. 1 ст. 55 ГПК), но с другой — причислил их к доказательствам. В ч. 1 ст. 157 ГПК указывается: «Суд при рассмотрении дела обязан непосредственно исследовать доказательства по делу: заслушать объяснения сторон и третьих лиц, показания свидетелей, заключения экспертов, консультации и пояснения специалистов...» Таким образом, консультации специалиста, часто даваемые письменно и оформленные в виде заключения по различным вопросам права, приобретают статус доказательств. Подчеркнем, что в отличие от эксперта специалист не проводит исследований материальных объектов. Заключение специалиста представляет собой письменную консультацию по вопросам, входящим в его компетенцию, представленное в письменном виде суждение по вопросам, поставленным перед специалистом сторонами (ч. 3 ст. 80 УПК). Мы категорически не согласны с учеными, которые видят в заключении специалиста способ придать доказательственное значение предварительным исследованиям. Так, С. И. Зернов указывает, что «через вновь введенное в число доказательств «заключение специалиста» могут быть легализованы, получить законное признание так называемые «предварительные исследования», справки о которых получили столь широкое распространение в практике проверки заявлений и сообщений о преступлениях». В этом случае нивелируется различие между судебной экспертизой и заключением специалиста. Полагаем, что никакие экспресс-исследования не могут заменить полноценной судебной экспертизы, назначаемой, если этого требует практика (например, по делу о пожаре), до возбуждения уголовного дела. В КоАП РФ по сравнению с КоАП РСФСР существенно расширены возможности использования специальных знаний как в отношении производства судебной экспертизы по делу об административном правонарушении, так и за счет введения нового участвующего в производстве по делу лица — специалиста. Однако если характер экспертной деятельности и статус эксперта в производстве по делу об административном правонарушении имеет много общих черт с аналогичной деятельностью в гражданском и уголовном судопроизводстве, то с участием специалиста в производстве по делу об административном правонарушении ситуация иная. Судья, следователь, прокурор, дознаватель привлекают специалиста для участия в следственных и судебных действиях, поскольку, будучи юристами, обычно не обладают специальными знаниями. По большинству же составов административных правонарушений лица, уполномоченные составлять протокол, осуществлять меры обеспечения производства, а также рассматривать такие дела, должны обладать специальными' знаниями и владеть соответствующими научно-техническими средствами, т. е. являться специалистами в данной области науки, техники, ремесла. В самом деле, если, например, сотрудники Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, рассматривающие дела о нарушениях требований государственных стандартов (технических регламентов), правил сертификации, требований нормативных документов по обеспечению единства измерений, не обладают специальными знаниями, то они не в состоянии выявить все обстоятельства правонарушения, грамотно составить протокол, квалифицированно осуществить меры обеспечения производства по делу и полно, объективно и всесторонне рассмотреть дело. То же самое относится к сотрудникам других федеральных служб, осуществляющих надзор в той или иной области, таможенных органов и др. Представляется, что ст. 25.8 КоАП об участии специалиста в производстве по делу об административном правонарушении должна быть откорректирована и предусматривать возможность привлечения его только субъектами, не обязанными обладать специальными знаниями (судьями, административными комиссиями и другими коллегиальными органами)1. Возвращаясь к вопросу отнесения или не отнесения юридических знаний к специальным, еще раз отметим, что законодатель, давая процессуальную регламентацию заключению и показаниям специалиста, нигде не упоминает, что юридические знания не являются специальными. Однако во многих случаях просто консультации с использованием юридических знаний бывает недостаточно. Необходимы именно исследования по определенным вопросам права, результаты которых даются письменно и оформляются в виде заключения (мнения) сведущего лица. Данный документ не имеет процессуального статуса и на практике используется двояко: либо содержащиеся в нем сведения переносятся адвокатом, реже следователем или судьей в соответствующие процессуальные документы уже от собственного имени (автор тогда вообще не указывается), либо документ приобщается к материалам дела в качестве иных документов или письменных доказательств. Проведенный нами анализ ряда сложных уголовных и гражданских дел показывает, что такие исследования, осуществленные учеными-юристами, приобщались к материалам дела как по инициативе защиты, так и обвинения (или сторон). Чем сложнее дело, тем чаще нужны специальные юридические знания, чтобы успешно довести его до вынесения приговора или решения суда. Практика показывает, что незнание следователями и судьями тонкостей современного законодательства зачастую приводит к «развалу» уголовного дела. И причина здесь не в их некомпетентности, не в том, что они не воспользовались какой-то справочной литературой, а в том, что для ответов на возникающие вопросы недостаточно найти нужный нормативный акт и изучить его, но во многих случаях необходимо провести исследование, основанное на специальных знаниях. Эти исследования уже обладают двумя необходимыми чертами судебной экспертизы: * исследование основано на использовании специальных знаний; * дано заключение, имеющее статус источника доказательств. Остается только оговорить возможность назначения таких экспертиз, но, как было показано выше, в законе нет запрета на их производство. Представляется, что назрела необходимость узаконить производство правовых (или юридических) экспертиз в тех случаях, когда для установления истины по уголовному или гражданскому делу, делу об административном правонарушении необходимы исследования с применением специальных юридических знаний, которыми не обладают следователь, суд или лицо, рассматривающее административное правонарушение. Безусловно, это не означает, что такие экспертизы должны назначаться по любому поводу и знать право следователям или судьям теперь вообще не обязательно. Как и другие роды и виды судебных экспертиз, эти экспертизы должны иметь свои задачи, предмет и объекты, методы и методики исследования, которые еще предстоит разработать. Более того, предвидим, что и становление таких экспертиз будет идти трудно, как это происходило ранее с другими родами судебных экспертиз, но необходимость их производства объективно назрела. К сожалению, в государственных экспертных учреждениях доля высококвалифицированных юристов, специализирующихся в различных отраслях материального и процессуального права, ничтожно мала. Представляется, что назрела необходимость развития в этих учреждениях наряду с традиционными родами и видами также нового направления — юридических экспертиз. В заключение, несколько слов о специальных знаниях следователей, дознавателей и судей. Как уже говорилось, эти лица, обладая специальными знаниями и соответствующими научно-техническими средствами, могут в ряде случаев обойтись без помощи специалиста. Но не так важно для этих субъектов обладать самим специальными знаниями, как представлять себе современные возможности их применения, знать, каких именно специалистов необходимо привлечь для разрешения возникающих в процессе судопроизводства вопросов. Этому может способствовать расширение кругозора в области общедоступных, общеизвестных знаний, прежде всего научной и технической природы. Несколько иначе обстоит дело со специальными знаниями лиц, уполномоченных составлять протокол, осуществлять меры обеспечения производства, а также рассматривать дела об административных правонарушениях. Специфика большинства административных правонарушений состоит в том, что признаки этих правонарушений могут быть выявлены только обладающим специальными знаниями должностным лицом в ходе выполнения им своих функциональных обязанностей. В самом деле, если, например, сотрудники таможенных органов, федеральных служб по надзору в сферах связи, транспорта, природопользования, здравоохранения и социального развития, по экологическому, технологическому и атомному надзору и проч. не обладают специальными знаниями, то они не в состоянии выявить все обстоятельства правонарушения, грамотно составить протокол, квалифицированно осуществить меры обеспечения производства по делу и полно, объективно и всесторонне рассмотреть дело. Другой группой субъектов административной юрисдикции являются административные комиссии, комиссии по делам несовершеннолетних, местные администрации (главы местных администраций), районные (городские) суды (судьи). При рассмотрении дел об административных правонарушениях эти субъекты также нередко нуждаются в использовании специальных знаний, однако не всегда ими обладают. 1.2. Субъекты судебно-экспертной деятельности, их права и обязанности. Субъектами судебно-экспертной деятельности являются органы и лица, назначающие экспертизу, судебно-экспертные учреждения в лице их руководителей, организующих производство судебной экспертизы, и судебные эксперты, производящие ее. Субъектом судебно-экспертной деятельности выступает государственное экспертное учреждение. Государственными судебно-экспертными учреждениями являются специализированные учреждения федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, созданные для обеспечения исполнения полномочий судов, судей, органов дознания, лиц, производящих дознание, следователей посредством организации и производства судебной экспертизы. Организация и производство судебной экспертизы могут осуществляться также экспертными подразделениями, созданными федеральными органами исполнительной власти или органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации. В случаях, если производство судебной экспертизы поручается указанным экспертным подразделениям, они осуществляют функции, исполняют обязанности, имеют права и несут ответственность как государственные судебно-экспертные учреждения. Государственные судебно-экспертные учреждения создаются и ликвидируются в порядке, определяемом законодательством Российской Федерации. Деятельность государственных судебно-экспертных учреждений по организации и производству судебной экспертизы регулируется Федеральным законом «О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации», процессуальным законодательством Российской Федерации и осуществляется в соответствии с нормативными правовыми актами соответствующих федеральных органов исполнительной власти. Организация и производство судебной экспертизы в медицинских учреждениях или их подразделениях, не относящихся к ведению федерального органа исполнительной власти в области здравоохранения, осуществляются на основании нормативных правовых актов соответствующих федеральных органов исполнительной власти, принимаемых совместно с федеральным органом исполнительной власти в области здравоохранения. В указанных учреждениях и подразделениях не может организовываться и производиться судебно-психиатрическая экспертиза. Государственные судебно-экспертные учреждения одного и того же профиля осуществляют деятельность по организации и производству судебной экспертизы на основе единого научно-методического подхода к экспертной практике, профессиональной подготовке и специализации экспертов. Государственные судебно-экспертные учреждения производят судебную экспертизу в соответствии с профилем, определенным для них соответствующими федеральными органами исполнительной власти. Государственные судебно-экспертные учреждения в обязательном порядке производят судебную экспертизу для органов дознания, органов предварительного следствия и судов, расположенных на территории, которая определяется соответствующими федеральными органами исполнительной власти. В случае невозможности производства судебной экспертизы в государственном судебно-экспертном учреждении, обслуживающем указанную территорию, в связи с отсутствием эксперта конкретной специальности, необходимой Материально-технической базы либо специальных условий для проведения исследований судебная экспертиза для органов дознания, органов предварительного следствия и судов может быть произведена государственными судебно-экспертными учреждениями, обслуживающими другие территории. Деятельность государственных судебно-экспертных учреждений по организации и производству судебной экспертизы для других государств осуществляется в соответствии с международными договорами Российской Федерации. Следующим субъектом судебно-экспертной деятельности выступает руководитель государственной судебно-экспертного учреждения, который осуществляет общее руководство деятельностью экспертов. Последним субъектом судебно-экспертной деятельности выступает эксперт. В соответствии с УПК РФ эксперт – это лицо, обладающее специальными знаниями и назначенное в порядке, установленном УПК РФ, для производства судебной экспертизы и дачи заключения. 1.3. Профилактическая деятельность судебного эксперта. Экспертная профилактика — это деятельность, направленная на выявление обстоятельств, способствовавших совершению преступления (правонарушения), и разработку мер по их устранению. Она осуществляется: • при производстве экспертизы по конкретному уголовному (гражданскому) делу, делу об административном правонарушении; • на основе обобщения экспертной, следственной и судебной практики. Проблемы судебно-экспертной профилактики начали рассматриваться в научной литературе в начале 60-х гг. XX в. Исследованиями в этой сфере занимались такие ученые, как В. П. Колмаков, И. Я. Фридман, Ю. Г. Корухов, В. Ф. Зудин, И. А. Алиев и др. Теория экспертной профилактики возникла на базе дискуссии о криминалистической профилактике, развернувшейся на страницах печати. Первым затронул эту проблему В. П. Колмаков в 1961 г., высказав мысль о необходимости выделения криминалистической профилактики в самостоятельную теорию. Дальнейшее развитие данное учение получило в работах И. Я. Фридмана и других ученых. Необходимость формирования теории экспертной профилактики впервые обосновал И. А. Алиев, который определил ее принципы и функции, содержание и структуру, закономерности построения частной теории экспертной профилактики, сформулировал понятие ее предмета, самой экспертной профилактики и экспертно-профилактической деятельности, показал организацию экспертной профилактики по структурно-функциональному принципу, ее взаимодействие с иными видами профилактической деятельности. Р. С. Белкин так высказывался по данной проблеме: «Если применительно к криминалистике не следует вести речь о некоей теории криминалистической профилактики, то в контексте общей теории судебной экспертизы, объектом которой служит практическая экспертная деятельность, такая частная теория имеет, на наш взгляд, право на существование, поскольку отражает самостоятельное и к тому же весьма существенное направление экспертной практики, которое с полным правом можно назвать экспертной профилактикой». Следует различать профилактическую деятельность эксперта и экспертного учреждения. Кроме того, принято выделять процессуальную и непроцессуальную формы экспертно-профилактической деятельности. В процессуальной форме эксперт выполняет свою профилактическую функцию в двух направлениях: • во-первых, участвуя в следственных действиях в качестве специалиста; • во-вторых, при производстве экспертиз. В первом направлении эта функция реализуется в ходе таких следственных действий, как осмотр места происшествия и следственный эксперимент. Например, в ходе осмотра специалист может установить, что способствовало проникновению преступника в помещение с целью кражи (конструкция замка, запирающих устройств и др.), иные обстоятельства, способствовавшие совершению преступления. Эксперт, используя свои специальные знания, действует на основе полномочий, которые определяются процессуальным законодательством. Установив обстоятельства, способствовавшие совершению правонарушения, эксперт указывает на них в своем заключении. При производстве экспертиз он может выявить такие обстоятельства как по заданию следователя, так и по собственной инициативе. В последнем случае эксперт информирует об этом следователя, который может ему предоставить дополнительные материалы или внести в постановление новые вопросы. Возможности эксперта в разработке профилактических предложений ограничены пределами специальных знаний и материалами, предоставляемыми на экспертизу по конкретному делу. Следователи и суды располагают более широкими возможностями и полномочиями, чем эксперт. Выявленные в ходе экспертного исследования причины и условия, способствовавшие совершению преступления, эксперт должен изложить в своем заключении. Роль профилактической деятельности можно проиллюстрировать совершенствованием средств защиты ценных бумаг, а также бланков документов. Эксперты, исследуя фальсифицированные денежные билеты, ценные бумаги, удостоверения на право вождения автомобилей, трудовые книжки, выявляли способы подделки и информировали о них соответствующие полиграфические предприятия, которые в свою очередь предпринимали меры по совершенствованию средств защиты этих объектов. Для непроцессуальной формы экспертной профилактики характерны: - справочно-консультационная деятельность; - профилактическая деятельность в ходе налогового или таможенного контроля; - обобщение и анализ экспертной практики; - изучение и обобщение практики применения криминалистических средств и методов; - проведение теоретических и экспериментальных исследований; - проведение занятий с должностными лицами соответствующих министерств, ведомств с целью обучения способам распознавания противоправных фактов; - участие в профилактических мероприятиях. Более подробно профилактическая деятельность экспертов — работников государственных экспертных учреждений регламентируется ведомственными нормативными правовыми актами. Так, Инструкцией по организации производства судебных экспертиз в экспертно-криминалистических подразделениях органов внутренних дел РФ регламентируется профилактическая деятельность сотрудников ЭКП органов внутренних дел (п. 44). В частности, в случае выявления при производстве экспертиз условий, способствующих совершению преступлений и административных правонарушений, руководитель организует подготовку предложений, направленных на их устранение, которые оформляются отдельным документом и направляются лицу (органу), назначившему экспертизу. Основные принципы профилактической судебно-экспертной деятельности: - плановость; - обеспечение контроля за осуществлением профилактических мероприятий; - налаживание взаимодействия ЭКП со следственными и оперативными службами при осуществлении профилактической деятельности; - целесообразность и приемлемость (прежде всего с экономической точки зрения) профилактических рекомендаций и предложений. Сегодня в рамках экспертной деятельности могут решаться следующие задачи предупреждения правонарушений: • разработка приемов и методов выявления причин и условий, способствующих совершению преступлений и административных правонарушений; • выявление объектов профилактического воздействия в рамках экспертной деятельности; • определение комплекса наиболее оптимальных мер профилактического воздействия. Технические средства и приемы, а также организационные мероприятия профилактического характера разрабатываются экспертами на основе накопленного практического опыта и специальных знаний. Основными направлениями развития частной теории экспертной профилактики являются: разработка методов экспертного прогнозирования; определение актуальных направлений экспертного прогнозирования; разработка научных основ методик прогнозирования различных областей судебно-экспертного знания. Тема 2. Понятие и классификация судебных экспертиз. Экспертизы, назначаемые по делам о пожарах Учебные вопросы 2.1. Судебная экспертиза. Участие эксперта в судопроизводстве 2.2. Классификация судебных экспертиз. 2.3.Специальные знания пожарно-технического эксперта. Пожарно-техническая экспертиза ВВЕДЕНИЕ В процессе раскрытия и расследования преступлении и при судебном разбирательстве постоянно возникает необходимость решения вопросов, требующих профессиональных знаний в различных отраслях науки, техники, искусства и ремесла. В таких случаях следователи, судьи обращаются к лицам, располагающим такими знаниями, именуемыми специальными. Специальными являются знания, выходящие за рамки общеобразовательной подготовки и простого житейского опыта, приобретаемые в процессе профессиональной деятельности в той или иной области науки, техники, искусства, ремесел, основанные на теоретических, базовых положениях соответствующих областей знаний и подкрепленные полученными в ходе специального обучения или первичной деятельности навыками. 2.1.Формы использования специальных знаний в уголовном процессе. Участие специалиста в судопроизводстве Специальные знания могут использоваться в процессуальной и не процессуальной формах. К процессуальным формам использования специальных знаний в деятельности органов следствия и дознания относятся: 1) использование следователем или дознавателем собственных специальных знаний; 2) участие специалиста в следственных действиях; 3) участие специалиста в постановке вопросов эксперту; 4) участие специалиста в судебном заседании (ст. 271 УПК РФ); 5) производство экспертизы (ст. 195 УПК РФ). Участие специалиста регламентировано ст. 58 УПК России, определяющей права и обязанности специалиста. В соответствии с данной статьей уголовно-процессуального закона следователь вправе вызвать для участия в производстве следственного действия специалиста, не заинтересованного в исходе дела. Знания специалиста не должны относиться к области права. Специалист привлекается к участию в процессуальных действиях для содействия в обнаружении, закреплении и изъятии предметов и документов, применении технических средств в исследовании материалов уголовного дела, для постановки вопросов эксперту, а также для разъяснения сторонам и суду вопросов, входящих в его профессиональную компетенцию. Специалист вправе отказаться от участия в производстве по уголовному делу, если он не обладает соответствующими специальными знаниями. Кроме того, специалист не может принимать участие в производстве по уголовному делу если он является потерпевшим, гражданским истцом, гражданским ответчиком или свидетелем по данному уголовному делу, является родственником любого из участников производства по уголовному делу или если имеются обстоятельства, дающие основание полагать, что он лично, прямо или косвенно, заинтересован в исходе данного уголовного дела. Предыдущее участие в уголовном деле в качестве специалиста не является основанием для его отвода. Специалист не вправе уклоняться от явки по вызовам дознавателя, следователя, прокурора или в суд. За разглашение данных предварительного расследования специалист всеет ответственность в соответствии со статьей 310 Уголовного кодекса Российской Федерации. Работа специалиста может начаться до возбуждения уголовного дела, на стадии проверки по факту пожара, когда признаки состава преступления еще не выявлены, и уголовное судопроизводство еще не началось. Согласно действующему законодательству, по пожару в 3-дневный (в исключительных случаях - в 10-дневный) срок должна быть проведена проверка и принято решение о возбуждении уголовного дела или об отказе в возбуждении уголовного дела. Одним из оснований для решения дознанием вопроса о возбуждении уголовного дела в сложных случаях является заключение технического специалиста о причине пожара («Мнение специалиста»). Заключение в письменном виде дает специалист ИПЛ или другой сотрудник пожарной охраны, обладающий специальными знаниями. Обычно заключение готовится по следующей форме: 1. Название документа. («Заключение по причине пожара, произошедшего ... дата, … место») 2. Основание для заключения. Указывается документ, на основании которого выдается заключение, орган, должностное лицо, регистрационный номер документа, дата. 3. Представленные материалы. Указываются материалы по пожару, которые были представлены специалисту для подготовки заключения (акт о пожаре, протокол осмотра места пожара, объяснительные, схемы, техническая документация и др.) 4. Обстоятельства пожара Кратко излагаются необходимые исходные данные, полученные из представленных материалов - техническая характеристика объекта, где возник пожар; характеристика технологического процесса, размещение и состояние оборудования, характер и размещение горючих материалов; обстоятельства, предшествующие пожару, обстановка на момент возникновения и обнаружения, обстоятельства обнаружения и извещения; развитие, тушение, последствия пожара. 5. Исследовательская часть (Исследование) Содержит аргументированный анализ результатов осмотра места пожара и представленных материалов; аргументированное суждение об очаге и причине пожара с указанием признаков, по которым специалист делает именно такое, а не иное заключение об очаге и причине. Полно и ясно должен быть отражен ход мыслей и результаты исследований специалиста. Исследовательская часть должна быть изложена языком, понятным для лиц, не имеющих специальных знаний. Специальные термины должны быть разъяснены. Если на исследование представлены какие-либо вещественные доказательства, то обычно начинают с изложения результатов их исследования. При этом описывается методика исследования и дается ссылка на литературу, в которой она изложена. Затем приводятся результаты исследования и вывод по ним. При визуальном исследовании, например, остатков электроприбора, описывают его состояние, термические поражения и констатируют наличие признаков работы в аварийном режиме или отсутствие таковых. После описания результатов исследования вещественных доказательств переходят к обоснованию: - места возникновения пожара - причины пожара (с выдвижением версий). 6. Выводы Выводы даются в кратком виде и обычно состоят из двух пунктов: - очаг пожара расположен….. - причиной пожара является …. Если вывод невозможно кратко сформулировать, то в ответе допускаются ссылки на исследовательскую часть. После выводов в заключении должен быть приведен список использованной литературы. 7. Должность, Ф.И.О., подпись специалиста, подготовившего заключение. Участие специалиста не исключает, а в ряде случаев предполагает последующее производство экспертизы. Специалист не заменяет эксперта, хотя участие в уголовном процессе специалиста и эксперта имеет много общих черт. Всякий эксперт – специалист, но не всякий специалист привлекается к исполнению обязанностей эксперта. Различие - в целях использования их специальных знаний. Специалист содействует обнаружению и изъятию доказательств, эксперт имеет дело уже с собранными доказательствами, в результате изучения которых и их объяснения с помощью специальных знании получает новые фактические данные, ранее неизвестные следователю. Когда говорят об экспертизе в широком смысле слова, имеют в виду любое исследование, проводимое сведущим лицом для ответа на вопросы, требующие специальных (научных, профессиональных, опытных) знаний. Судебные же экспертизы проводятся в связи с расследованием и рассмотрением уголовных и гражданских дел, и в этом их коренное отличие. Судебная экспертиза – это, в первую очередь, процессуальное действие. Оно состоит из проведения исследований и дачи заключения экспертом по вопросам, разрешение которых требует специальных знаний и которые поставлены перед экспертом судом, органом дознания, лицом, производящим дознание, следователем или прокурором в целях установления обстоятельств, подлежащих доказыванию по конкретному делу. Таким образом, особенности судебной экспертизы состоят в том, что ее подготовка, назначение и проведение осуществляется с соблюдением специального правового регламента. При этом дается заключение, имеющее статус источника доказательств (ст. 74 УПК РФ). Судебная экспертиза является опосредованным средством доказывания, проводится специальным субъектом с целью получения фактов, которые могут быть установлены только с помощью экспертного исследования. Ее результаты оформляются специальным документом - заключением эксперта (ст. 80 УПК России). Права и обязанности судебного эксперта регламентируются ст. 57 УПК РФ. Порядок производства судебной экспертизы регламентирован главой 27 УПК РФ, а также законом «О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации» (31.05.2001 г. № 73-ФЗ). В постановлении о назначении судебной экспертизы указывается: 1) основания назначения судебной экспертизы; 2) фамилия, имя и отчество эксперта или наименование экспертного учреждения, в котором должна быть произведена судебная экспертиза; 3) вопросы, поставленные перед экспертом; 4) материалы, предоставляемые в распоряжение эксперта. Судебная экспертиза производится государственными судебными экспертами и иными экспертами из числа лиц, обладающих специальными знаниями. Эксперт - лицо, обладающее специальными знаниями и назначенное в порядке, установленном Уголовно-Процессуальным Кодексом, для производства судебной экспертизы и дачи заключения. Эксперт вправе давать заключение в пределах своей компетенции, в том числе по вопросам, хотя и не поставленным в постановлении о назначении судебной экспертизы, но имеющим отношение к предмету экспертного исследования. Если при производстве судебной экспертизы эксперт установит обстоятельства, имеющие значение для уголовного дела, по поводу которых ему не были поставлены вопросы, то он вправе указать на них в своем заключении. При отсутствии у него специальных знаний, а также в случаях, если представленные ему материалы недостаточны эксперт вправе отказаться от дачи заключения. Отказ от дачи заключения должен быть заявлен экспертом в письменном виде с изложением мотивов отказа. Эксперт не вправе без ведома следователя и суда вести переговоры с участниками уголовного процесса по вопросам, связанным с проведением судебной экспертизы и самостоятельно собирать материалы для экспертного исследования. При необходимости проведения исследования, могущего повлечь полное или частичное уничтожение объектов либо изменение их внешнего вида или основных свойств эксперт должен получить на это разрешение дознавателя, следователя, суда. Эксперт не вправе уклоняться от явки по вызовам дознавателя, следователя, прокурора или в суд. Основаниями для отвода эксперта служат те же обстоятельства, что и при отводе специалиста, а кроме того если он находился или находится в служебной или иной зависимости от сторон или их представителей, в случае, когда обнаружится его некомпетентность. Предыдущее его участие в уголовном деле в качестве эксперта или специалиста не является основанием для отвода. За дачу заведомо ложного заключения эксперт несет ответственность в соответствии со статьей 307 Уголовного кодекса Российской Федерации. За разглашение данных предварительного расследования эксперт несет ответственность в соответствии со статьей 310 Уголовного кодекса Российской Федерации. Видами предъявления специальных знаний являются заключения и показания эксперта и специалиста. Заключение эксперта – это представленные в письменном виде содержание исследования и выводы по вопросам, поставленным перед экспертом лицом, ведущим производство по уголовному делу, или сторонами. Показания эксперта – сведения, сообщенные им на допросе, проведенном после получения его заключения, в целях разъяснения или уточнения данного заключения следователем или в суде. Читая уголовное дело - страница за страницей, том за томом, они делают специальные выписки, которые затем используют при подготовке заключения. Выписки могут иметь, например, такую форму: Код Содержание Том, лист дела Очаг Время обнаружения Показания Петровой Л.И.: Возвращаясь с обеда на работу, я обратила внимание на дым из открытой форточки третьего справа окна на втором этаже дома. Это было около 13-30 дня. Т. II, л.д. 48 Причина. Протокол осмотра места пожара: В ходе динамического осмотра в правом дальнем углу комнаты в зоне прогара внутри конструкции перекрытия между лагами, на уровне пола обнаружены остатки электроутюга. Корпус утюга деформирован, подошва расплавлена, провод отсутствует. Утюг изъят в качестве вещественного доказательства. Т. II, л.д.24 И так далее. В левой колонке таблицы содержится код (ключевое слово), которое указывает, при ответе на какой вопрос, поставленный на разрешение экс­перта, целесообразно использовать данную информацию. Сама информация и ее источник приводятся в центральной колонке. В правой колонке указывается том и лист дела, на которых данная информация содержится ( в тексте заключения, цитируя те или иные материалы уголовного дела, обя­зательно необходимо эти данные указывать). После того, как сделаны подобные выписки, эксперту значительно легче писать заключение - уже не нужно рыться в томах уголовного дела; при подготовке соответствующего ответа на вопрос достаточно выбрать куски текста с соответствующей кодировкой и использовать их в тексте заключения. В настоящее время подобная работа может выполняться и с помощью компьютера по специальным программам. В заключении эксперта указываются: 1) время и место производства судебной экспертизы; 2) основания производства судебной экспертизы; 3) должностное лицо, назначившее судебную экспертизу; 4) сведения об экспертном учреждении, а также фамилия, имя и отчество эксперта, его образование, специальность, стаж работы, ученая степень и ученое звание, занимаемая должность; 5) сведения о предупреждении эксперта об ответственности за дачу заведомо ложного заключения (так называемая «подписка» эксперта); 6) вопросы, поставленные перед экспертом; 7) объекты исследований и материалы, представленные для производства судебной экспертизы; 8) данные о лицах, присутствовавших при производстве судебной экспертизы; 9) содержание и результаты исследований с указанием примененных методик; 10) выводы по поставленным перед экспертом вопросам и их обоснование. Материалы, иллюстрирующие заключение эксперта (фотографии, схемы, графики), прилагаются к заключению и являются его составной частью. В практике судебно-экспертных учреждений наибольшее число занимают так называемые первичные экспертизы, впервые проводимые по делу. Однако закон предусматривает повторное проведение экспертного исследования (ст. 207 УПК) и ст. 20 Федерального закона № 73 от 31.05.2001 г. «О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации (далее Ф3, № 73). Она назначается, как это указано в ч. 2 ст. 207 УПК, в случаях необоснованности заключения эксперта или сомнений в его правильности. На эту экспертизу представляются те же объекты, и ставятся те же вопросы. В соответствии со ст. 207 УПК и ст. 20 ФЗ № 73 дополнительная экспертиза может быть назначена в случае недостаточной ясности или полноты ранее данного заключения. Например, исследованы не все объекты, или не на все вопросы даны полные ответы. Дополнительные вопросы эксперту могут быть поставлены и в тех случаях, когда описание проведенного исследования не дает возможности осуществить всестороннюю оценку этих выводов. Дополнительная экспертиза может поручаться тому же эксперту. Комплексная экспертиза - это экспертное исследование, проводимое для решения пограничных вопросов, смежных для различных родов (видов) экспертиз, которые не могут быть разрешены на основе одной отрасли знаний (рода, вида экспертизы). Такая экспертиза обычно проводится в отношении одних и тех же вещественных доказательств несколькими специалистами, представляющими разные отрасли знания. В отличие от комплексной экспертизы, по которой работают эксперты разных специальностей, в случае решения вопросов повышенной сложности, назначаются комиссионные экспертизы, проводимые несколькими сведущими лицами одной специальности, совместно исследующими материалы, представленные на экспертизу, и решающими поставленный перед ними вопрос. В Российской Федерации функционирует система экспертных учреждений. Экспертиза может проводиться либо экспертами этих учреждений, либо иными специалистами, назначенными лицом, производящим дознание, следователем, прокурором и судом. В качестве эксперта может быть вызвано любое лицо, обладающее необходимыми знаниями для дачи заключения. Деятельность экспертов государственных экспертных учреждений регламентируется Федеральным Законом № 73 от 31 мая 2001 года «О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации». Особое место занимают судебные эксперты негосударственных судебно-экспертных учреждений или частные эксперты. Их деятельность осуществляется на основе соответствующих лицензий, получаемых в установленном законом порядке. В последнее десятилетие образовано ряд ассоциаций и лабораторий независимых экспертиз. Наряду с такими объединениями могут привлекаться для производства экспертиз и частные эксперты. Для реализации функции судебно-экспертных учреждений в системе органов внутренних дел созданы экспертно-криминалистические подразделения. Они организованы во всех республиканских, краевых, областных центрах, городах областного значения, в городах, населенных пунктах районного значения, а также в управлениях (отделах) внутренних дел на железнодорожном, водном, воздушном транспорте, в закрытых административно-территориальных образованиях. В экспертно-криминалистических подразделениях выполняются судебные экспертизы по уголовным делам и делам об административных правонарушениях, подследственных органам внутренних дел: дактилоскопические, трасологические, почерковедческие, технические исследования документов, фоно- и видеофонографические, баллистические, портретные, холодного оружия, материалов, веществ и изделий, биологические, пищевых продуктов, почвенно-ботаническнх объектов, автотранспортные, пожаро- и взрывотехнические. Экспертные учреждения существуют также в МЧС. Они созданы на базе ИПЛ. Эти структуры проводят экспертизы по делам, подследственным пожарной охране. Помимо этого экспертные подразделения имеются в Министерстве юстиции РФ, Министерстве здравоохранения (проводят судебно-медицинские и судебно-психиатрические экспертизы), Министерстве обороны РФ (проводят судебно-медицинские и некоторые виды криминалистических экспертиз), таможенном комитете, налоговой полиции. В негосударственных экспертных учреждениях проводятся экспертные исследования, не имеющие статуса экспертиз, соответствующего процессуальному праву, за исключением тех случаев, когда сотрудник такого учреждения выполняет экспертизу по постановлению следователя, определению суда. 2.2.Классификация судебных экспертиз. Судебные экспертизы по отраслям используемых в них специальных знаний принято подразделять на классы, роды, виды, разновидности (подвиды). Каждому классу отвечают свои предметы, объекты и методы исследования. Классы экспертиз составляют экспертные исследования, объединяемые общностью знаний, служащих источником формирования теоретических и методических основ судебных экспертиз, и объектов, исследуемых на базе этих знаний. Таковыми, например, являются класс криминалистических экспертиз, класс судебно-медицинских экспертиз и т.д. Всего принято выделять двенадцать классов судебных экспертиз: 1) криминалистические; 2) медицинские и психофизиологические; 3) инженерно-технические; 4) инженерно-транспортные; 5) инженерно-технологические; 6) экономические; 7) биологические; 8) почвоведческие; 9) сельскохозяйственные; 10) пищевых продуктов; 11) экологические; 12) искусствоведческие. Роды экспертиз различаются по предмету и объектам и соответственно методикам экспертного исследования. Например, в криминалистической экспертизе на уровне рода выделяют почерковедческие, автороведческие, технические экспертизы документов, трасологические, баллистические, портретные и другие экспертизы. Вид экспертизы составляют элементы рода, отличающиеся специфичностью предмета в отношении общих для рода объектов и методик. Например, в судебно-технической экспертизе документов различают: экспертизы реквизитов документов; экспертизы материалов документов (красителей, бумаги и т.п.), используемых для их изготовления. Подвид экспертизы - составные части вида, отличающиеся своеобразной группой задач, характерных для предмета данного вида экспертизы, и комплексами метода исследования отдельных объектов или их групп. Например, в рамках криминалистической экспертизы реквизитов документов можно выделить экспертизы оттисков печатей (штампов) для их отождествления и решения диагностических задач; документов, полученных с применением копировальной техники; машинописных текстов и т.д. В классе криминалистических экспертиз выделяется род криминалистических экспертиз материалов, веществ, изделий (КЭМВИ), также именуемый материаловедческим. В него входят следующие виды: 1) экспертиза объектов волокнистой природы; 2) экспертиза лакокрасочных материалов и покрытий; 3) экспертиза нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов; 4) экспертиза стекла; 5) экспертиза металлов, сплавов и изделий из них (металловедческая); 6) экспертиза полимерных материалов, пластмасс, резин и изделий из них; 7) экспертиза наркотических средств и психотропных веществ; 8) экспертиза спиртосодержащих жидкостей; 9) экспертиза парфюмерных и косметических средств. В классе судебных инженерно-технических экспертиз выделяют: 1) пожарно-техническую экспертизу; 2) экспертизу по технике безопасности; 3) строительно-техническую экспертизу; 4) электротехническую экспертизу; 5) компьютерно-техническую экспертизу. Большинство из экспертиз материалов, веществ и изделий, а также практически любые инженерно-технические экспертизы могут назначаться при расследовании дел о пожарах. Помимо них по делам о пожарах могут назначаться судебно-медицинская, инженерно-транспортная, инженерно-технологическая экспертизы и т.д. 2.3. Специальные знания пожарно-технического эксперта. Пожарно-техническая экспертиза Как видим, экспертные исследования, проводимые в рамках расследования дел о пожарах, отличаются комплексным подходом, который обусловлен большой сложностью места пожара, как объекта изучения. Все же основным, наиболее часто назначаемым родом экспертиз при этом остаются пожарно-технические экспертизы. Специальные знания судебного пожарно-технического эксперта – это профессиональные знания в области физики и химии горения, основ пожарной безопасности, термодинамики и теплопередачи, материаловедения, особенностей возникновения, развития и тушения пожаров, методик пожарно-технической экспертизы. При назначении пожарно-технических экспертиз эксперту очень часто ставятся вопросы, формально относящиеся к иным классам, родам, видам судебных экспертиз. Например, при возникновении версии о поджоге эксперту задают вопрос об обнаружении на месте пожара легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, а также об определении их типа, марки, конкретной принадлежности. Этот вопрос более присущ отрасли экспертиз нефтепродуктов и ГСМ или иных горючих жидкостей (пищевых спиртосодержащих и парфюмерно-косметических), которые могут быть использованы в качестве инициаторов горения при поджогах. При отработке версий о возникновении пожара от аварийных режимов работы электросетей и электроустановок пожарно-техническому эксперту задают вопросы, касающиеся выявления следов коротких замыканий, перегрузки и т.д. и относящиеся к предмету электротехнической экспертизы. Основной же круг вопросов, которые могут быть поставлены на разрешение пожарно-технического эксперта (или специалиста) сводятся к следующему: 1) установление очага пожара; 2) установление непосредственной технической причины пожара; 3) установление динамики и путей развития горения из очага; 4) вопросы о нарушении правил пожарной безопасности и о причинно-следственных связях между возможными выявленными нарушениями и возникновением пожара. Эксперт не вправе отвечать на вопросы, касающиеся юридической или морально-психологической оценки действий конкретных лиц и об их причастности к возникновению пожара. Тема 3. Основы трасологические экспертиз. Криминалистическое исследование следов на месте пожара. Учебные вопросы 3.1. Группы следов, выявляемых на местах пожаров. Классификация криминалистических следов. 3.2. Фиксация антропогенных следов на месте происшествия. 3.3. Криминалистические приемы исследования техногенных следов различного происхождения. ВВЕДЕНИЕ Традиционные криминалистические следы, выявляемые на местах пожаров, бывают антропогенного и техногенного происхождения. Первые принадлежат человеку, вторые - машине, механизму, инструменту или их отдельной части. Эти следы не менее важны для расследования пожара, нежели следы горения или инициирования горения, т.к. могут позволить установить (в дополнение к причине пожара), личность, причастную к его возникновению. Следы такого рода на месте любого преступления, в том числе и на месте пожара, изучает раздел криминалистической науки, называемый трасологией. Термин «трасология» происходит от двух слов: французского «la trace» (след) и греческого «logos» (учение). То есть «трасология» в переводе означает учение о следах. Это одна из наиболее разработанных в криминалистике отраслей криминалистической техники. В практике именно следы как всевозможные последствия, результаты действий или бездействия преступника нередко оказываются тем единственным доказательственным материалом, использование которого позволяет установить истину по делу. 3.1. Группы следов, выявляемых на местах пожаров. Классификация криминалистических следов. В криминалистике принято различать следы в широком и узком смысле слова. Под следами в широком их значении понимаются любые материальные изменения, происшедшие в обстановке места происшествия и других материальных объектах, явившиеся результатом подготовки, совершения иди сокрытия преступления. Таковыми являются, например, брошенные, оставленные или утерянные преступником на пути следования вещи, предметы. Следы в узком смысле слова включают в себя только те изменения материальной обстановки, в которых отображается внешнее строение объектов (форма, размеры, микрорельеф поверхности и др.), взаимодействовавших с данной обстановкой. Эти следы и являются объектами трасологического исследования, главная задача которого состоит в идентификации предмета, вещи, человека, оставившего след. Однако этим, разумеется, не исчерпывается круг вопросов, решаемых с помощью такого рода следов. Их познавательная ценность определяется возможностью уже на первоначальном этапе расследования выяснить характер и особенности объекта, оставившего след, что в значительной степени позволяет сузить круг искомых объектов и определить направления его поиска. Классификация следов В процессе взаимодействия, результатом которого является возникновение следов-отображений, участвуют два объекта: следообразующий, т.е. тот, признаки внешнего строения которого отображаются в следах, и следовоспринимающий - носитель следов. Особенности сдедообразугощего, характер изменений следовоспринимающего объектов и особенности их взаимодействия между собой определяют основания для классификации следов в криминалистике. По характеру следообразующих объектов следы в трасологии принято делить на следы рук, ног, следы орудий и инструментов, следы транспортных средств и т. д. Большую ценность представляет собой классификация следов по механизму их образования, впервые предложенная 3.И. Шевченко. Механизм следообразовання, представляя собой процесс взаимодействия по меньшей мере двух объектов — следообразующего и следовосприниающего, протекает в различных условиях с участием различных по своей природе, энергетическим характеристикам объектов. По характеру воздействия следообразующего объекта на следовос- принимающий, которое является одним из основных элементов механизма следообразования, принято различать следы как результат: 1) механического; 2) химического (в том числе фотохимического); 3) термического воздействия. Наиболее часто встречаются следы, возникающие в результате механического воздействия. В зависимости от механического состояния, в котором находились относительно друг друга следообразующий и следовоспринимающий объекты в момент следообразования, различают следы статические и динамические. Статическими называют такие следы, при образовании которых каждая точка следообразующего объекта оставляет свое адекватное (соразмерное) отображение на воспринимающем объекте. Они возникают при условии, если в момент контакта следообразующий и следовоспринимающий объекты находятся в состоянии относительного покоя. Таковыми являются следы рук с отображением папиллярных узоров, следы обуви, возникающие при ходьбе и отображающие структуру поверхности подошвы, следы отображающие рисунок протектора колес. Динамические следы образуются при условии, если контактное взаимодействие следообразующего и следовоспринимающего объектов сопровождается перемещением одного взаимодействующего объекта относительно другого. Такие следы возникают в результате разреза, разруба, распила, при торможении транспортного средства, когда блокируются колеса. Поэтому в динамических следах рельефные точки поверхности следообразующего объекта отображаются на поверхности следовоспринимающего не в виде точек, как это имеет место в статических следах, а в виде линий, трасс. В зависимости от характера изменений следовоспринимающего объекта следы классифицируются на объемные и поверхностные. Объемные углубленные, возникают при вдавливании следообразующего объекта в более мягкую следовоспринимающую поверхность, которая при этом деформируется. Следы дают представление об оставившем их объекте в трех измерениях: длина, ширина, высота (глубина). Для этого вида следов характерна также зеркальность отображения особенностей следообразующего объекта. То есть любая выступающая его деталь в следах будет представлена в виде углублений, и наоборот. Поверхностные следы возникают, когда оба объекта (образующий след и его воспринимающий) приблизительно равны по твердости, или твердость воспринимающего больше. В результате образуются не объемные, а плоскостные следы. Следы возникают в результате поверхностных изменений следовоспринимающего объекта и дают двумерное представление о нем. Чаще других в практике встречаются поверхностные следы-наслоения или отслоения. Первые образуются за счет переноса частиц какого-либо вещества со следообразующего на следовоспринимающий объект при контакте, например, потожировые отпечатки пальцев на стекле, бумаге и других поверхностях. Вторые образуются в результате удаления частиц вещества со следовоспринимающей поверхности в момент следообразования. Следы-отслоения возникают, например, при прикосновении рукой к пыльной поверхности, при ходьбе по свежевыкрашенному полу и т. д. В зависимости от того, где произошли изменения — в пределах контактной поверхности или за ее пределами — различают следы локальные и периферические. Локальные следы образованы самой контактирующей поверхностью. Например, след обуви (поверхностный или объемный) образован за счет изменения поверхности грунта в границах воздействия на него подошвы. Вокруг следа поверхность осталась неизменной. Большинство используемых в криминалистике следов являются следами локального происхождения. Они же имеют и большую идентификационную ценность, поскольку несут в себе больше информации об оставившем их объекте. Таковы следы папиллярных узоров пальцев рук, следы обуви, в которых отобразилась особенность рельефа подошвы, каблука и т. д. практически все объемные следы являются результатом локального воздействия. Периферические следы возникают за счет изменений за границами контактирующих поверхностей. Например, верх обуви преступника испачкан строительной пылью. Во время ходьбы по чистому полу с ботинок (вокруг подошвы) осыпается пыль, повторяя конфигурацию подошвы. Контур картины, длительное время висевшей на стене. В данном случае след образуется за счет выгорания краски на стене вокруг картины под действием света. Периферические следы встречаются в следственной и экспертной практике значительно реже, и их идентификационное значение невелико, поскольку в таких следах отображается лишь контур оставившего их объекта, позволяющий установить только групповую принадлежность. По степени восприятия различают следы: видимые, слабовидимые (плохо различимые) и невидимые. Видимые следы обнаруживают без каких-либо специальных приемов, они хорошо различимы невооруженным глазом. Слабовидимые и невидимые следы удается обнаружить, применяя специальные приемы освещения, либо путем механического или химического воздействия различными веществами на поверхность, где предполагается наличие следа. От того, к какой категории относятся следы, являются ли они объемными или поверхностными, видимыми или невидимыми, зависят приемы их обнаружения, закрепления и изъятия. Обнаружение слабовидимых следов осуществляется за счет направленного освещения узким пучком света, падающего на объект под острым углом (менее 90°) или на просвет. Однако мало обнаружить следы, их еще необходимо зафиксировать и сохранить в неизменном виде, чтобы можно было в дальнейшем использовать в доказывании. Основным способом фиксации следов является описание их в протоколе следственного действия, в ходе которого они обнаружены (предмет, участок местности или помещения). Затем излагают свойства и состояние поверхности, непосредственно воспринимавшей следы, так как эти обстоятельства способны влиять на отображение объекта, обнаружение следов и их сохранность. Затем в протоколе отмечают положение следов на объекте и их взаимное расположение (если следов несколько). После этого указывают признаки следа; форма, размеры, детали. Особое внимание уделяют наиболее характерным признакам. В протоколе излагают приемы и средства, применявшиеся для обнаружения, выявления, изъятия следа. Так как протокол обычно составляется в конце осмотра, то в его заключительной части отмечают, какие были изъяты следы, как упакованы и куда направлены. Также необходимо проводить: фотографирование, зарисовку, составление планов и схем, копирование с помощью материалов, обладающих копировальными свойствам» (например, с помощью дактилоскопической пленки), и изготовление слепков с объемных следов. Фотографирование следов может быть в силу закона обязательным средством их фиксации, если эти следы по тем или иным причинам не могут быть изъяты с места обнаружения или храниться при уголовном деле. При невозможности изъять объект со следом целиком (громоздкий, особо ценный объект) со следа может быть получен слепок, отпечаток. Следы рук (босых ног) предварительно обрабатывают порошками или химическими реактивами, чтобы сделать следы видимыми. Затем откопировывают на дактилоскопическую пленку или ее заменители. С объемных следов обуви, орудий, транспортных средств изготавливают слепки: гипсовые, полимерные, пластилиновые. Для изготовления копий с объемных следов применяют различные материалы. Наиболее распространенными являются: гипс. Если след оставлен в сыпучем материале (песок, мел, цемент, мука), его предварительно закрепляют с помощью какого-либо раствора. Это может быть сладкая вода, керосин, раствор целлулоида в ацетоне или перхлорвинила в ацетоне, специальные лаки или лак для волос в аэрозольной упаковке. Раствор наносят пульверизатором или аэрозольным распылителем так, чтобы струя была направлена на некоторой высоте параллельно поверхности следа, и капельки раствора свободно осаждались в следе. Затем приготовляют гипсовый раствор. Если предстоит получить слепок со следа на снегу, то предварительно охлаждают воду до нулевой температуры, пока в ней не перестанет таять брошенный в емкость снег. Гипс растворяют в воде в соотношении 1:1 или 1,25:1 в зависимости от влажности грунта, в котором расположен след. Предварительно след очищают от посторонних предметов, попавших в него после его образования (ветки, окурки и др.). Вокруг следа устанавливают маленький барьер из щепок, картонок или специальной металлической ленты. Заранее готовят куски проволоки (щепки, лучинки) для каркаса, кусочек шпагата и картонную бирку. Изъятые объекты со следами или копии (слепки) упаковывают таким образом, чтобы стенки упаковки не касались следа. Упакованные объекты опечатываются и снабжаются пояснительными надписями, где указывается: кто, когда, по какому делу изъял данный след. Процессуальная фиксация следов, обнаруженных на месте происшествия или при производстве иного следственного действия заключается в подробном их описании в протоколе и приобщении к материалам уголовного дела в качестве вещественных доказательств. 3.2. Фиксация антропогенных следов на месте происшествия. Применительно к следам человека, имеющим трасологическое значение, различают: следы рук, перчаток, следы ног, обуви, следы зубов, иных участков головы (лица), не имеющих папиллярных узоров (губ, носа, лба), следы одежды, следы крови. Следы рук. В криминалистике под следами рук чаще всего понимают отпечатки ладонных поверхностей концевых отделов (ногтевых фаланг) пальцев. Криминалистическое значение этих следов определяется тем, что по ним можно судить о числе людей, оставивших следы, иногда о поле, возрасте и профессии этих лиц, и, самое главное, идентифицировать человека, оставившего следы. Возможность отождествления личности по следам пальцев рук и явилась основанием первоначального их использования для уголовной регистрации преступников, Следы рук по сравнению с другими следами наиболее часто и успешно используют при раскрытии и расследовании преступлений. Это предопределяется функциональным значением рук и наличием на них потожирового вещества. Кроме того, ладонная поверхность рук (а также подошвы стоп) покрыты папиллярными линиями - линейными возвышениями незначительной высоты и ширины, разделяемыми небольшими бороздками. На коротких участках папиллярные липни прямолинейные, на значительном протяжении изгибаются, образуя сложные узоры. Папиллярные линии никогда не пересекаются, но могут сливаться, разъединяться, создавать узоры различных типов (видов). Криминалистическое изучение папиллярных узоров ногтевых фаланг пальцев рук традиционно составляло раздел, называвшийся дактилоскопией. К настоящему времени для криминалистических целей изучаются и используются папиллярные узоры и других отделов: средних и основных фаланг пальцев, ладоней, подошвенных поверхностей стоп и пальцев ног. Наряду с рассмотренными выше естественными признаками рельефа ладонной поверхности могут быть и искусственные признаки. К ним относят следы различных повреждений: шрамы, ожоги и т. п. Широкое использование папиллярных узоров пальцев рук для идентификации личности определяется следующими их особенностями (свойствами): 1) папиллярный узор любого пальца руки каждого человека по совокупности своих особенностей является сугубо индивидуальным, присущим только этому пальцу и этому человеку; 2) папиллярные узоры формируются в окончательном виде до рождения человека (после 3-4 месяцев внутриутробного развития) и с этого времени до разрушения кожных покровов после смерти человека не изменяются в своей основе; 3) папиллярный узор на месте повреждения после заживления восстанавливается в прежнем виде; 4) папиллярные узоры способны оставлять следы-отпечатки, отображающие совокупность особенностей каждого узора. Папиллярные узоры в криминалистике изучаются преимущественно на их отпечатках. В зависимости от расположения папиллярных линий различают три основных вида узоров: дуговые, петлевые и завитковые (рисунок 1). Три основных типа узоров и их разновидности позволяют осуществлять первичное разграничение следов пальцев рук по их общим признакам. При экспертном отождествлении по папиллярным узорам в расчет принимается совпадение как по общим признакам (тип узора, направление потоков линий), так и совпадение частных признаков (деталей) узора: начало и окончание линий, их слияние и расхождение; обрывки линий; «крючки», «мостики», «глазки», точки, изгибы, перерывы линий, тонкие линии. Индивидуальная совокупность формируется за счет наличия (отсутствия) тех или иных признаков и их взаимного расположения. а)-дуговой; б) — петлевой: 1 — головка петли, 2 — ножка петли, 3 — дельта; в) — завитковый (круговой): 1 — левая дельта, 2 — правая дельта, 3 — центральная часть. Рисунок 1. Типы папиллярных узоров Для целей розыска важно не только определение типа и вида узора, но и установление, какой рукой и какими пальцами оставлены следы, каков механизм образования следов (захват, касание). Об оставлении следов теми или иными пальцами судят прежде всего по их взаиморасположению и размерам. След большого пальца располагается отдельно от следов других пальцев и при захвате находится с другой стороны предмета. Следы остальных четырех пальцев располагаются, как правило, на различном уровне относительно друг друга в соответствии с разной длиной самих пальцев. В соответствие с общими принципами трасологии следы пальцев рук делятся на статические и динамические, объемные и поверхностные и т. д. Для идентификации личности используются статические следы, так как в динамических пальцев рук признаки папиллярного узора смазываются за счет скольжения. Поверхностные следы — отпечатки пальцев рук могут быть видимыми, маловидимыми или невидимыми (скрытыми, латентными). По своему происхождению это поверхностные следы-наслоения, образованные потожировым веществом, которое тонким слоем покрывает кожу и представляет собой смесь выделений потовых и жировых желез кожи человека. Обнаружение объемных или видимых поверхностных следов пальцев рук не представляет сложности и требует лишь тщательного осмотра соответствующих объектов. Для их выявления могут применяться физические, химические и биологические способы. Наиболее простой физический способ основан на выявлении следов пальцев за счет разной отражательной (или пропускающей) способности потожировых наслоений следов и остальных участков объекта, на котором он расположен. Для этого при осмотре применяют освещение объекта под разными углами (косопадающее, скользящее, проходящий свет, освещение ультрафиолетовыми лучами и проч.). Иные физические способы основываются на свойстве потожировых следов удерживать порошкообразные частицы других веществ. Применяемое порошкообразное вещество должно иметь достаточно мелкие частицы, надежно связываться с потожировыми следами и не прилипать к поверхности объекта, не быть ядовитым. К настоящему времени в криминалистических работах упоминается большое количество разных порошков и различные способы их нанесения на поверхность объектов (с помощью обычной и магнитной кистей, пульверизатора, напылением в вакууме и др.). Химические способы выявления следов пальцев основаны на применении реактивов, взаимодействующих с теми или иными веществами, входящими в состав потожировых наложений. К таким веществам относятся хлористый натрий, белковые соединения, жир. Применение соответствующих реактивов вызывает образование окрашенных химических соединений, что делает следы пальцев видимыми. Основа биологического способа выявления следов пальцев состоит в возможности развития на веществе потожировых следов определенных видов микроорганизмов. Размножаясь, микроорганизмы образуют скопления (колонии), которые смыкаются друг с другом, занимают все пространство отпечатка, изменяя его оптические и (или) цветовые свойства. Широкого применения такой способ не получил. Изъятие следов пальцев предпочтительнее всегда вместе с объектом или его частью, на которой располагается след. При невозможности этого после обработки порошком след копируют с помощью специальной следокопировальной пленки или же применяя ее заменители: лейкопластырь, фотопленку и др. Следы рук на пожаре. Следы рук на пожаре сохраняются не всегда и не везде, но искать их имеет смысл. По экспериментальным данным, отпечаток пальца на стекле на просвет отчетливо виден при нагреве до температуры 400-450 оС. (длительность нагрева 1 час). Специальными реактивами отпечатки выявляются и при более жестких условиях нагрева. Отпечатки на бумаге при нагреве до 100 оС даже проявляются и остаются до момента сгорания бумаги. Отпечаток виден на обугленной бумаге, пока она полностью не разрушится. Естественно, более типична для пожара ситуация, когда предмет, где имелся отпечаток пальца, закопчен. В литературе указывается, что в этой ситуации следы пальцев рук хорошо сохраняются на поверхности оконных стекол, стеклянной и керамической посуды и на гладких металлических поверхностях. Они могут быть пригодными для идентификации под наслоением легко снимаемой копоти на эмали при нагревании до 400 оС, на стекле до 600 оС, на других поверхностях до 850 оС. В одной из работ описана методика выявления следов рук под слоем сажи на предметах из жаростойких материалов (фарфора, металлокерамики, нержавеющей стали и др.) путем обработки их парами металлоорганических соединений, например хроморганической жидкости. Предварительно копоть удаляют отжигом в муфельной печи при температуре 700 оС. Следы ног человека. Следы ног представляют собой результат контакта подошвы босых или обутых ног человека с поверхностью грунта, пола или иного следовоспринимающего объекта. Они образуются как при передвижении, так и при остановках. Множественные следы, образующиеся при движении, принято называть «дорожкой следов». Следы ног, как и другие следы, могут быть объемными или поверхностными. В зависимости от механизма следообразования следы могут быть статические, образовавшиеся во время ходьбы имеющие четкие несмазанные отпечатки подошвы, и динамические, появившиеся в результате скольжения. Для обнаружения следов на месте происшествия важно знать, что они могут быть видимыми, маловидимыми и невидимыми. Здесь прослеживается деление по аналогии со следами рук. Еще больше общего можно выделить в следах босых ног. Имеющиеся на них кожные узоры и потожировой субстрат в качестве вещества следа похожи на следы рук, а значит, и способы их обнаружения похожи. В следах босых ног отображаются: размер ступни (длина ступни в целом, ширина плюсны, пятки, мостовой части); длина и ширина каждого пальца; общая форма ступни (форма следа зависит от подъема ступни, которая бывает высокой, средней, плоской); общее строение папиллярных узоров; наличие флексорных (сгибательных) складок. К частным признакам следов босых ног относят: соотношение размеров пальцев, форму, расположение относительно переднего края плюсны, выгибание кверху отдельных пальцев, наличие, форму и месторасположение различных повреждений и деформаций (рубцов, мозолей); частные признаки папиллярных узоров. Информация о механизме следообразования следов ног устанавливается доэкспертным и экспертным исследованием их. Она может раскрыть на уровне версий ряд обстоятельств расследуемого события: последовательность и целенаправленность действий лица, оставившего след, направление и скорость его передвижений, время, в течение которого он там находился, и прочее. Судить об обуви, которая была на ногах преступника, можно по отдельным следам, достаточно четко отобразившим общее строение подошвы и ее частей: 1) конструкция подошвы (сплошная без каблука, подошва с отдельным каблуком, подошва с отдельным каблуком и отдельной подметкой); размер подошвы и ее частей (длина всей подошвы, длина подметки, длина каблука, ширина подметочной части в самом широком месте; ширина промежуточной форма подошвы и отдельных ее частей (носка, внутреннего и внешнего срезовподошвы, заднего среза подметки, переднего и заднего среза каблука); общая характеристика поверхности подошвы и ее частей (плоская, выпуклая, гладкая, с рельефным рисунком, вид, форма, размеры рисунка); 5) способ крепления подошвы и ее частей (винтовой, деревянно -шпилечный, гвоздяной, прошивной, клеевой); количество рядов шпилек, гвоздей, винтов; наличие на подошве подковок, шипов противоскольжения, фабричных клейм и обозначений. Рост человека можно определить по совокупности результатов, полученных из всех обнаруженных источников, дающих возможность получить такую информацию. К ним относятся: длина следа; длина шага. По следу ноги возможно приближенное определение роста человека и размера обуви, которую он носит. Антропометрическими исследованиями установлено, что размер стопы равняется 15,8 % роста мужчин и 15,5 % роста женщин. Если обнаружен след обуви, то из длины следа необходимо сначала вычесть 1—1,5 см. Для определения пола человека могут быть использованы такие источники информации, как длина и ширина следа, расположение пальцев в следе босой ноги, форма, размеры и взаиморасположение частей подошвы обуви, длина шага и угол разворота стопы. У мужчин зачастую стопа более крупная, чем у женщин, однако в некоторых фасонах длина подошвы женской обуви превышает длину низа мужской обуви одного и того же размера. У женщин нередко из-за ношения очень узких туфель на высоком каблуке большой палец стопы бывает значительно отклонен в сторону мизинца, при этом второй палец оказывается приподнятым (вытесненным) настолько, что в поверхностном следе босой ноги не оставляет отпечатка (остается вне контакта со следоносителем), а в объемном хорошо просматривается его неодинаковое с остальными расположение. Значительно реже, но подобное может встречаться и у мужчин. Различать следы, оставленные женской или мужской oбувью можно по следующим признакам: форма носочной части подметки, промежуточной части подошвы, форма и размер отпечатка каблука, его расположение. О поле можно судить также и по длине шага. При пропорциональном телосложении и нормальном темпе ходьбы длина шага мужчины среднего роста составляет 70-90 см, а женщины 50-70 см. Некоторая среднестатистическая закономерность прослеживается и в угле разворота стопы. Так, у мужчин чаще он бывает в пределах 18-25 о, а у женщин — 12-18 о. О физических особенностях и состоянии лица, оставившего следы, можно судить по ряду признаков. Большая утомленность или болезненное состояние находят свое отражение в значительном различии между длиной правого и левого шагов, разворотом правой и левой стоп. При чрезмерной тучности наблюдается значительное укорочение длины шага, уменьшение разворота стопы и увеличение расстановки ног при ходьбе, по сравнению со среднепринятыми величинами. При хромоте наблюдается большая углубленность следов, оставляемых поврежденной ногой, в ряде случаев проявляется как устойчивый признак неполный или неравномерный, необычный по вдавленности отпечаток одной из частей подошвы. Иногда наблюдается след волочения поврежденной ноги. При хромоте длина шага здоровой ноги меньше, чем поврежденной. В этом случае целесообразно производить поиск соответствующих следов, оставляемых костылем или палкой. На состояние опьянения могут указывать неодинаковые длина, ширина шага и разворот стопы, оставленные одной ногой в разных участках дорожки следов на прямом отрезке пути следования. В зависимости от степени опьянения линия направления движения вместо прямой выглядит неравномерно извилистой. Для беременной женщины характерно увеличение ширины расстановки ног при ходьбе и разворота стоп по сравнению со среднепринятыми величинами. Об особенностях походки или навыков ходьбы и бега можно судить по состоянию размеров дорожки следов и отображающейся в отдельных следах специфике распределения нагрузки на подошву. Особо следует отметить способы фиксации «дорожки следов», в которой различают: направление движения, линию ходьбы, длину шага, длину расстановки ног при ходьбе, ширину расстановки ног, угол шага и разворота стопы. При обнаружении следов ног на месте происшествия их фотографируют по правилам масштабной фотосъемки. Рекомендуется сделать схематические зарисовки, как отдельных следов, так и дорожки следов. Для фиксации и изъятия следов (их копий) существуют раличные способы в зависимости от вида следов. Следы босых ног на бумаге, фанере проявляют так же, как и следы рук. Следы ног (обуви) на кафельном полу, линолеуме могут быть откопированы на лист предварительно зачищенной резины. Поверхностные следы ног (обуви) копируют также на крупноформатные липкие пленки или соответствующего размера увлажненную фотобумагу (фотопленку). 3.3. Криминалистические приемы исследования техногенных следов различного происхождения. Орудия, применяемые преступниками для взлома, могут быть классифицированы на три вида: 1) специально предназначенные для целей взлома (проникновения в закрытое хранилище): «фомка», «балерина», «гусиная лапа»; 2) имеющие общетехническое применение: инструменты, приспособления для резки металла; 3) случайно оказавшиеся на месте взлома: полоса железа, металлический прут, отрезок газовой трубы и т. п. По способу воздействия все орудия и инструменты можно подразделить на механические и термические. К первым (механическая группа) относятся следующие орудия и механизмы: 1) режущие - нож, ножницы, стеклорезы, кусачки и т. п.; 2) рубящие и долбежные - топор, зубило, долото, лом и т. д.; 3) пилящие - напильники, пилы; 4) сверлильные — сверла, буравы. Ко вторым (термическая группа) относятся газо- и электроаппараты для резки металлов и их сварки. Следы механической группы подразделяют на: следы давления, следы скольжения (трения), следы резания. Следы давления образуются от удара (нажима) орудия взлома на поверхность взламываемой преграды. Если воспринимающая поверхность (преграда) достаточно твердая, остается поверхностный след. Если она обладает остаточной деформацией, образуется вдавленный след - вмятина. Глубина вмятины зависит от силы удара (нажима). Форма вмятины повторяет конфигурацию контактной части орудия взлома и передает ее размеры. Изучив такой след при осмотре, следователь может получить представление о форме и размере орудия, оставившего след. Следы скольжения (трения) образуются, когда орудия взлома (лом, полоса железа) действуют под углом к поверхности преграды. При этом могут образовываться как царапины (соскобы), так и уплотнение (сжатие) материала преграды. Следы трения тем отчетливее, чем тверже орудие по сравнению с преградой. По следам трения можно судить о виде примененного орудия и о механизме взлома. Большое значение при наличии, как следов давления, так и следов трения имеют частицы вещества преграды (краски, материала), обнаруживаемые на орудии преступления (следы-вещества). Следы резания чаще всего встречаются на деревянных и металлических преградах (следы топора, ножа, долота, ножниц и других инструментов). Одной из разновидностей следов резания являются следы распила. Близки по своему механизму следы сверления и строгания. В следах резания отображается режущий (рубящий) край инструмента. Это следы, как правило, динамические (линейные), где каждая точка рабочей грани оставляет линию. Чередование образующихся при этом бороздок и валиков (трассы) является отражением микрорельефа образующей поверхности. По следам разруба, разреза возможно отождествление орудия, инструмента, которым эти следы были оставлены. По следам распила определяют вид пилы, иногда количество зубьев, приходящихся на определенный отрезок. Эти данные используют для поиска инструмента и отыскания лица, пользовавшегося этой пилой. По следам сверления определяют вид и диаметр использованного сверла. Следы термического воздействия образуются главным образом при взломе металлических преград (сейфов, стальных дверей, защитных решеток). О применении газо-электрорезки свидетельствует оплавление краевых участков, наличие капель оплавившегося металла. При применении орудий взлома или инструментов в следах проявляются особенности, характеризующие данного человека, его навыки, (почерк), манеру пользоваться определенным орудием или инструментом и т. п., в связи, с чем изучение следов может дать определенную информацию об этом человеке. О профессиональных навыках человека, оставившего следы орудий и инструментов, можно судить по особенностям расположения следов, направленности и результативности воздействия орудия или инструмента. Лицами определенных профессий применяются различные приемы использования орудий и инструментов, определяемые специфическими условиями их труда. Следы орудий и инструментов фиксируются путем описания в протоколе, фотографирования, изготовления чертежей, слепков и копирования поверхностных следов. Во всех случаях необходимо стремиться к изъятию следов орудий или инструментов вместе с предметом, на котором они обнаружены, или его частью. Лишь при невозможности изъятия прибегают к изготовлению слепков. Разрушение стекол. Главным при обнаружении разбитого стекла на пожаре является выявление причины вызвавшей его разрушение. Иными словами, само стекло разрушилось в ходе пожара, или его разбили? Как это установить? Необходимо помнить, что на пожаре стекла при нагревании выше 300 оС начинают разрушаться и выпадать преимущественно в сторону действия источника тепла. Т.е. при горении внутри помещения стекла будут падать внутрь и это может быть ошибочно принято за признак разбивания стекол от удара снаружи. Поэтому, во-первых, нужно посмотреть, закопчены стекла, лежащие внутри, или просто испачканы пожарным мусором. Закопчение на стеклах будет признаком того, что во время пожара они какое-то время еще были в оконных переплетах, а разрушение произошло уже в ходе пожара. Во- вторых, надо сохранить стекла для экспертного исследования. Еще в 30-х годах проф. С.Н. Матвеев исследовал признаки, указывающие на направление силы, разрушившей стекло. Было установлено, что на осколках стекла образуются радиальные и концентрические трещины, рельеф граней которых позволяет определить, с какой стороны ударили по стеклу или надавили на него. При взрыве, предшествующем пожару, стекла чистые и находятся снаружи помещения; чем больше сила взрыва, тем дальше. Исключением являются объемные взрывы, происходящие при утечке газа и испарении горючей жидкости – при этих взрывах стекла находят внутри помещения. При изъятии стекол нужно помнить, что на них могут быть отпечатки пальцев. Следы транспортных средств Основное значение для трасологии имеют контактные следы наземного транспорта: следы ходовой части (колес или гусениц). Наиболее часто встречающиеся следы колес автомашины, которые могут иметь двоякое происхождение. При движении автомашины со свободно вращающимися колесами образуются следы в виде полос той или иной протяженности, отображающих рисунок наружной поверхности шины — протектора. Эти следы (следы качения) считаются статическими, так как каждый момент вращения происходит «отпечатывание» определенной части протектора на следовоспринимающей поверхности. Типичные динамические следы образуются при другом механизме — движении автомашины с заблокированными (заторможенными) колесами, которые не вращаются, а лишь скользят по поверхности дороги. При этом следообразующим является один и тот же участок колеса, а след представляет собой сплошную полосу с неразличимым рисунком протектора. Рисунок протектора шины представляется в виде сочетания выступов различных форм и очертаний, отличающийся на шинах разных марок. Следы колес движущейся автомашины могут быть поверхностными и объемными, следами наслоения или отслоения и т. д. Осмотр, фиксация и изъятие этих следов (описание, фотографирование, изготовление слепков) на месте происшествия производятся по общим правилам работы со следами того или иного вида с учетом специфики образования следов протекторов и возможности их использования при расследовании дела. В первую очередь необходимо выделить следы от передних и задних колес правой и левой сторон автомобиля. В процессе прямолинейного движения следы задних колес наслаиваются на следы передних, поэтому надо искать места поворота движения или разворота автомашины. В этих местах следы передних и задних колес разделяются, и могут быть осмотрены и зафиксированы отдельно для каждого колеса. При фотографировании и изготовлении слепков надо выбирать участки следов, имеющие кроме общего рисунка протектора индивидуальные его особенности в виде дефектов, производственного характера или повреждений и износа шины в ходе эксплуатации. Специфическими для следов колес будут некоторые измерения: ширины колеи, беговой части протектора, длины окружности шины, базы автомобиля. Упомянутые размеры в сочетании с типом рисунка протектора колес позволяют по специальным справочникам установить марку (модель) автомашины для целей ее розыска. При динамических следах скольжения заторможенных колес (движение юзом) измеряется их полная протяженность от начала до места остановки автомобиля или до места возобновления вращения колеса. Длина таких полос и их характер (непрерывные или прерывистые) с учетом характера дорожного покрытия, погодных условий позволяют судить о скорости движения автомашины и интенсивности торможения. Следы выступающих частей транспортного средства являются следами контактного взаимодействия (следами-отображениями). Они образуются при столкновении двух и более транспортных средств; при ударе частями транспортного средства по телу (одежде) пострадавшего (наезд); при переезде через тело человека (переезд); при контакте транспортного средства с объектами окружающей обстановки (столбы, деревья, стены, ограждения и т. п.). Исследование следов контактного взаимодействия проводится для установления транспортного средства, скрывшегося с места происшествия, а также для восстановления события дорожно-транспортного или иного происшествия, т. е. определения, какими частями и в какой последовательности были оставлены эти следы. Следы выступающих частей транспортных средств также делятся на следы статические и динамические. Статические следы образуются, когда сила удара гасится в момент контакта. Объемные статические следы отображают внешнее строение следообразующего объекта (детали, части автомобиля) в трех его измерениях. Возникающие при этом на крыльях, кузове, дверцах вмятины повторяют форму оставивших их деталей: бампера, фар, крюков, ручек и т. п. При очень значительном ударе деталь проходит насквозь и оставляет пробоину. Следы от выступающих частей транспортного средства подробно фиксируют в протоколе, отмечая их месторасположение, вид, величину, форму, высоту от дорожного покрытия. Фотографирование следов проводят как вместе с объектом, на котором они обнаружены, так и в отдельности (с масштабной линейкой). Возможна схематическая зарисовка формы, локализации, размеров следов. Криминалистическое исследование обгоревших бумаг и других органических материалов Исследование сгоревших бумаг обычно не относится к задачам трасологии и, тем не менее, ради некоторых бумаг, их уничтожения, имитации уничтожения, или сокрытия хищения и может быть устроен поджог. Поэтому кратко остановимся на том, как обращаться с обгоревшими бумагами, и какую ценность они представляют для криминалиста. Нужно помнить, что сколь бы сильно не была переуглена бумага, если листок сохранился, то можно установить природу бумаги и написанный на ней текст. По текстуре и составу эксперт может установить, что это за бумага, простая или банкнота, рубль, или иностранная валюта. Текст на бумаге также можно восстановить, если она достаточно хорошо сохранилась. Поэтому на месте пожара необходимо: 1) по мере возможности не трогать и сохранять остатки бумаг, если пожар произошел в банке, офисе, служебном помещении магазина, склада и т.д.; 2) для прекращения горения бумаг их надо изолировать от притока воздуха, накрыв кастрюлей, баком и тому подобными подручными средствами. Задувание или, тем более, подача воды повлекут безвозвратную утерю бумаги; 3) если документы или деньги находятся в сейфе или железном ящике (шкафу), то не следует его открывать сразу после пожара. Сейф должен остыть, иначе доступ воздуха внутрь может повлечь вспышку и быстрое уничтожение огнем содержимого. Необходимо отметить, что источником криминалистически значимой информации могут быть обгоревшие остатки не только бумаг, но и других органических материалов. Современные экспертные возможности позволяют, например, проанализировав пепел от сигареты (методом электронной микроскопии), определить, был ли это чистый табак, или с добавками марихуаны и других наркотиков. Тема 4. Физико-химические процессы формирования очаговых признаков пожара. Учебные вопросы 4.1.Понятие очага пожара. Классификация очаговых признаков пожара. 4.2.Конвекция, лучистый теплообмен, кондукция, их вклад в формирование очаговых признаков. 4.3. Формирование признаков направленности тепловых потоков и распространения горения. 4.4.Возникновение ситуаций, осложняющих формирование и выявление очаговых признаков. 4.5. Формирование вторичных очагов (очагов горения.) ВВЕДЕНИЕ Установление очага пожара - первый, основной и важнейший шаг на пути установления причины пожара, поскольку искать причину пожара, а также непосредственный источник зажигания следует только в очаге пожара. Любые попытки установить причину пожара, даже если они опираются на самые “неопровержимые”, на первый взгляд, свидетельства, будут неубедительны, если не удастся установить, что эти свидетельства находились именно в очаге пожара. Поэтому установление очага пожара - одна из основных задач в работе пожарного специалиста при расследовании пожара. Начало решения данной задачи осуществляется при осмотре места пожара и продолжается в процессе проведения всех мероприятий проверки по факту пожара. Чем ограниченнее по величине зона горения, тем, как правило, легче установить место его возникновения. Если пожар ликвидирован на начальном этапе или по тем или иным причинам не получил значительного развития и площадь горения невелика, задача установления очага легко разрешима. При значительной площади зоны горения очаг бывает найти достаточно трудно. Поиски очага пожара должны опираться на объективные данные. Делается это путем анализа всей совокупности сведений по пожару. Основные сведения могут быть получены в ходе осмотра места пожара, во время которого выявляются так называемые очаговые признаки. Другими источниками информации по этому вопросу являются показания свидетелей, данные по действиям пожарных подразделений при тушении, данные по распределению пожарной нагрузки, сведения о срабатывании пожарной сигнализации и т.д. 4.1. Понятие очага пожара. Классификация очаговых признаков пожара. Под очагом пожара принято понимать место первоначального возникновения горения (место, с которого начался пожар). Различают очаги пожара (а их может быть и несколько – эти случаи рассмотрим в дальнейших лекциях) и очаги горения. Очаги горения могут быть территориально независимы от первоначального очага, но взаимосвязаны с ним различными теплофизическими явлениями. Очаги горения возникают уже на стадии развившегося пожара, то есть всегда обусловлены влиянием развивающегося пожара. Классификация очаговых признаков Признаки очага пожара или очаговые признаки (именно этот термин будем употреблять в дальнейшем) – это, в первую очередь, характерные зоны термических поражений конструкций и предметов, образовавшиеся в результате специфических для очага особенностей процесса горения. Следует отметить, что вторая из перечисленных групп следов формируется не только за счет распространения собственно горения, но и, как отмечал сам Б.В. Мегорский, за счет передачи тепла излучением, конвекцией, кондукцией. Термические поражения предметов и материалов в очаге пожара, как правило, более значительны, чем в других зонах пожара. И это является следствием более длительного горения, то есть более продолжительного воздействия высокой температуры в данной зоне. Однако явное выражение этого явления проявляется обычно только на небольших (неразвившихся) пожарах. Скажем, сосредоточенные термические поражения материалов в очаге пожара могут возникать в результате длительного, но не очень интенсивного теплового воздействия при тлеющем горении. Подробнее о признаках таких процессов будем говорить в дальнейшем. 4.2. Конвекция, лучистый теплообмен, кондукция, их вклад в формирование очаговых признаков. Известно, что передача тепла на пожаре осуществляется: - конвекцией; - кондукцией (теплопроводностью); - излучением. На той или иной фазе развития пожара или на каком-либо его участке может преобладать один из видов теплообмена. Все эти три физических процесса вносят свой вклад в формирование признаков очага пожара. Рассмотрим, как это происходит. Формирование очаговых признаков за счет конвекции. Конвективный теплообмен протекает между газом (жидкостью) и твердым телом за счет движения среды. Конвекция имеет место на всех стадиях пожара, но особенно велика ее роль в начале горения, когда уровень теплового излучения еще недостаточно высок. Конвекция возникает сразу, как только начинается горение и в очаговой зоне повышается температура. Причиной возникновения естественной конвекции на пожаре является взаимное перемещение нагретых продуктов горения, поднимающихся вверх и холодных частиц воздуха, опускающихся вниз. За счет конвекции осуществляется подсос воздуха в зону горения, что способствует развитию начинающегося пожара. Конвективные потоки, имеющие высокую температуру, нагревают на путях своего распространения конструкции, предметы и материалы, что может вызвать воспламенение горючих веществ, а также деформацию и разрушение негорючих элементов и частей здания. Из-за этого на пути распространения от очага пожара конвективной струи образуются термические поражения материалов и конструкций. В чем, собственно, эти термические поражения для различных материалов проявляются, как их выявлять и оценивать, речь пойдет в последующих лекциях. Пока же отметим, что все они происходят в локальной зоне. Форма этой зоны весьма специфична. В спокойной атмосфере конвективный поток направлен вверх, и локальные термические поражения образуются над очагом, на потолке и на боковых ограждающих конструкциях (стенах). На потолке эти термические поражения имеют в идеальном случае форму круга, а на боковых поверхностях форму конуса, вершина которого обращена вниз, в сторону очага. Такой формы термические поражения принято называть «конвективным очаговым конусом». Необходимо отметить, что очаговый конус классической формы формируется далеко не на каждом пожаре и тем более, не всегда сохраняется, а причины этого могут быть следующие: - элементы конуса часто отклоняются от вертикали под влиянием воздушных потоков в помещении. В низких помещениях конус выражен хуже, так как разность температур при небольшом перепаде высоты незначительна. Кроме того, конвективный поток быстро "упирается" в потолок и "размывается" вширь. Лучше всего конвективная струя формируется в высоких помещениях, высотой более 8-10м. Соответственно, здесь лучше выражены очаговые признаки (следы конуса). Формируется очаговый конус и на наклонных конструкциях, например, по мере прогара рубероидной крыши. По мере развития пожара коэффициент теплообмена конвекцией сначала увеличивается, а затем уменьшается. На стадии развившегося пожара преобладающее значение приобретает теплообмен излучением. Формирование очаговых признаков за счет излучения. Лучистый теплообмен не требует наличия промежуточной среды между источником и приемником тепла, и, таким образом, не зависит от направленности движения воздушных потоков. Перенос энергии при этом осуществляется посредством электромагнитных волн, которые могут поглощаться, пропускаться или отражаться поверхностью тел, а также отбрасывать тени при блокировании излучения непрозрачным объектом. Излучение становится господствующим видом теплопереноса на стадии развившегося пожара. Источником наиболее сильного излучения является пламя. Однако большая часть излучения испускается мельчайшими частицами сажи, которые сравнительно быстро заполняют объем помещения и настолько изолируют пламя, что его лучистая энергия перестает оказывать влияние на нагревание окружающих конструкций и предметов. Тепловое излучение пламени на близлежащие поверхности вносит свой вклад в формирование очаговых признаков. Под действием лучистой энергии может происходить заметный односторонний (со стороны очага) нагрев и разрушение конструкций. Это один из признаков направленности распространения горения, которые классифицировал Б.В. Мегорский и благодаря которым поверхности, обращенные в сторону очага, получают большие термические поражения. У сгораемых материалов это проявляется в более глубоком обугливании со стороны более интенсивного теплового воздействия. У металлоконструкций деформация происходит преимущественно в сторону источника тепла. На ряде пожаров при достаточном количестве горючего материала и притока свежего воздуха может наступить момент полного охвата пламенем всего помещения, когда мгновенно загораются все горючие материалы. Такое явление называют часто общей вспышкой и наблюдается оно в небольших комнатах, гостиничных номерах, где на довольно ограниченной площади сосредоточена высокая пожарная нагрузка, причем состоящая из таких горючих материалов, как древесина, пластмассовая декоративная отделка, пенопласты (наполнитель мягкой мебели). Происходит общая вспышка, когда поверхности стен и потолка оказываются достаточно прогретыми конвективными потоками. Вследствие излучения от нагретых поверхностей потолка и припотолочного слоя стен, а также от раскаленных частиц сажи горючие материалы прогреваются до такого состояния, при котором они могут воспламениться и гореть. Это наступает, когда интенсивность лучистого теплового потока от припотолочного слоя достигнет 20 кВт/м2 на уровне пола или поверхности мебели. Обычно такое явление наступает, когда пламенем оказывается охваченным около 30% помещения. Формирование очаговых признаков за счет кондукции. Кондукция или теплопроводность определяет интенсивность тепловых потоков в твердых материалах с высоким коэффициентом теплопроводности. Во-первых, теплопроводность играет основную роль в формировании "разрушений и следов горения в очаге" (см. схему Б.В. Мегорского). Чтобы понять это, вспомним механизм горения твердых материалов. Горение любого твердого материала есть постепенное продвижение фронта горения (фронта пиролиза) по его поверхности. За счет теплопроводности впереди зоны горения материал прогревается (возникает так называемая зона подготовки), из него выделяются горючие летучие продукты, которые и воспламеняются. Так происходит продвижение фронта пламени (или фронта тления) по материалу. Во вторых, кондукция может играть существенную роль в возникновении и развитии пожара, особенно при наличии материалов с достаточно высокой теплопроводностью (прежде всего, металлов). Известно достаточно большое количество пожаров, произошедших в результате прогрева металлоконструкций от электро- или газосварки и последующего загорания материалов в соседнем помещении, в которое выходит прогретая металлоконструкция. В третьих, за счет прогрева металла кондукция может формировать очаговые признаки на внешней поверхности металлических стен и корпусов, например, кузова автомобиля, борта морского судна, внешней поверхности холодильника или иного металлического шкафа и т.д. Проявляется это в выгорании краски на обратной стороне металлоконструкции, деформации металла. Иногда эти признаки внешне напоминают "очаговый конус", хотя у собственно очагового конуса природа, как было указано выше, конвективная. Влияние на формирование очаговых признаков условий воздухообмена и некоторых других факторов Для того чтобы очаговые признаки успели сформироваться, необходимо время. Достаточно быстрое распространение горения из очага не способствует формированию очаговых признаков. Такая ситуация может возникнуть в случае если в помещении на большой площади была разлита и подожжена легковоспламеняющаяся жидкость. Наоборот, в условиях, когда материалы горят не очень интенсивно и медленно распространяют горение по поверхности, в условиях ограниченного воздухообмена очаговые признаки, как правило, образуются очень явственно. Практически, сочетание необходимых и благоприятных для быстрого интенсивного горения факторов создается очень редко, и обычно очаговые признаки все же успевают сформироваться. Особенно это характерно для помещений с явно недостаточным воздухообменом - небольших, невентилируемых помещений, типа кладовых. Там в зоне очага часто возникают сосредоточенные глубокие разрушения вследствие длительного тления в пределах ограниченного участка. Вообще, в условиях ограниченного воздухообмена внешние признаки очага могут не зависеть даже от мощности источника зажигания. В таком случае сосредоточенные и схожие между собой прогары могут образоваться как при горении, возникшем от такого маломощного источника зажигания, как тлеющее табачное изделие, так и в результате поджога с применением ЛВЖ. 4.3. Формирование признаков направленности тепловых потоков и распространения горения. Эти признаки возникают на путях распространения пожара из очага. Они могут быть расположены на значительном удалении от очага, иногда в пределах всей зоны пожара. В их формировании проявляются те же закономерности горения, что и при формировании очага, и во многом решающим здесь оказывается фактор времени. Чем дальше от очага, тем влияние тепловых потоков слабее, а собственно горение более кратковременно, поэтому меньше степень термических поражений конструкций и материалов. Такая закономерность меняется в случае распространения горения по вертикали. Признаки направленности распространения пожара по горизонтали. Если в пределах зоны пожара горение было ликвидировано достаточно быстро, и остатки конструкций хоть частично уцелели, то можно проследить признаки распространения горения и тепловых потоков по горизонтали. С удалением от очага разрушения они уменьшаются (затухают) и, соответственно, с приближением к очагу нарастают Такие последовательно затухающие (нарастающие) поражения и следы горения - первый и основной признак в группе признаков направленности распространения горения и тепловых потоков. Его можно обнаружить визуально, например, по выгоранию деревянных перегородок, стоек, других элементов. Затухающие (нарастающие) поражения могут проявляться и в других признаках - последовательно уменьшающейся глубине обугливания по длине одной деревянной конструкции, уменьшении (увеличении) деформации металлических элементов и т.д. Последовательное уменьшение (с удалением от очага) выгорания перегородок частично определяется конвекцией (чем дальше от очага, тем менее прогреты конвективные потоки), но, в большей степени, в этом сказывается действие излучения, а также меньшая, по мере удаления от очага, длительность горения. Вот почему при осмотре места пожара очень важна не просто констатация того, что деревянные стойки сарая, склада, коровника обуглены, а необходимость фиксации места обугливания путем измерений с указанием глубины обугливания. И если из результатов измерения выяснится, что глубина обугливания балок (стоек) или величина деформации металлических элементов последовательно возрастает, скажем, с севера, на юг, это будут существенные фактические данные, позволяющие предметно рассуждать о месте расположения очага пожара. Конечно, с глубиной обугливания, как критерием для поисков очага пожара, не все просто. Подробнее этот вопрос будет рассмотрен в соответствующей лекции, где будут рекомендованы более информативные инструментальные методы исследования древесного угля. Но если таковые не проводятся, то лучше располагать цифровой информацией по глубине обугливания, чем вообще никакой или иметь фразы типа: "все столы сгорели". Термические поражения на одинаковых, повторяющихся в конструкции здания элементах - балках, лагах, стропилах, стойках - это периодически повторяющиеся поражения. Последовательно уменьшающаяся глубина обугливания какого-либо одного конструкционного элемента - бревна, деревянной стенки по длине - это сплошные затухающие поражения. Перейдя в последующих лекциях к отделочным материалам и методам их инструментального исследования, мы будем говорить о том, что отдельные методы позволяют оценить степень термического поражения материала в тех или иных зонах пожара и построить (установить) зоны термического поражения различных конструкций. Этим самым, по сути, выявляются невидимые глазу последовательно затухающие (нарастающие) поражения - признак направленности горения. Необходимо отметить, что последовательное изменение степени термических поражений по мере удаления от очага может нарушаться вторичными очагами горения и другими явлениями. Не все так гладко и красиво на пожаре, как хотелось бы, скорее наоборот. Но об этом более подробно речь пойдет ниже. Признаки направленности распространения горения (или признаки направленности теплового воздействия) формируются и на отдельных конструктивных элементах зданий и сооружений. Это так называемые "произвольно расположенные признаки" (по Мегорскому). Например, на отдельных деревянных столбах (стойках) всегда полезно оценить степень их термических поражений с разных сторон измерением глубины обугливания. Так можно установить, с какой стороны тепловое воздействие на столбы было более интенсивно. Это тоже признак направленности теплового воздействия. Признаки направленности распространения пожара по вертикали. Верховые пожары. В случае направленности распространения горения по вертикали решающее значение в формировании очаговых признаков приобретает конвекция. Б.В. Мегорский писал: "распространение конвективных потоков на пожаре подобно стеканию воды, но обратно ей по направлению. Вода стекает сверху вниз, находя для этого малейшие щелочки, а дым, газообразные продукты сгорания точно также стремятся вверх". Это, безусловно, верное, наблюдение позволяет сформулировать следующее правило: при поисках очага необходимо найти самую нижнюю зону со следами горения. Если пожар возник, например, на втором этаже здания он редко, и уж, по крайней мере, далеко не сразу уйдет на первый этаж. Быстрее горение проникнет на третий и вышележащие этажи. Конечно, это общее правило, и из него, как и из любого правила, бывают исключения. Горящие предметы могут сверху падать вниз, создавать, таким образом, вторичные очаги горения. Все же, в общем случае, в поисках очага пожара необходимо двигаться по следам термических поражений вниз. Способность конвекции уносить тепло пожара вверх обуславливает ряд важных для эксперта обстоятельств. Вот некоторые из них. а. В помещении, в котором происходит пожар, наблюдается зонирование температуры газовой фазы по высоте. Соответственно, и конструкции (стены, перекрытия) прогреваются чем выше, тем сильнее. Поэтому термические поражения стены, отделочных материалов на ней должны нарастать снизу вверх. Если эта закономерность нарушается, если внизу стена на каком-то участке прогрелась или пострадала больше чем сверху, значит необходимо найти источник прогрева, располагавшийся именно на этом локальном участке! Наоборот, если имеется локальный более холодный (менее поврежденный) участок наверху, значит, стену что-то закрывало, экранировало от тепла. б. По тем же причинам на полу обычно более "холодно", чем в вышерасположенных зонах помещения. Снизу происходит приток свежего холодного воздуха, теплые газы уходят вверх. Поэтому признаки очага и другие характерные термические поражения конструкций, вещественные доказательства лучше сохраняются в нижней зоне, на уровне пола. Так, например, замечено, что если электрокипятильник, приведший к пожару, находился на полу или упал туда на начальной стадии пожара, на нем сохраняются характерные признаки работы в аварийном режиме (без воды). Если же он при пожаре находился на столе, указанные признаки нивелируются и обнаружить их после пожара не удается. По этой же причине искать остатки горючей жидкости, применявшейся для поджога целесообразно на полу или под полом. в. Если очаг пожара расположен достаточно высоко, или горение началось в смежных помещениях и проникло в помещение поверху, то в таком помещении, обычно, сохраняются и полы, и даже мебель - столы, стулья. Их может завалить обгоревшими остатками потолка, но если не возникнет вторичных очагов, то и предметы, и сгораемая отделка стен в нижней их части сохранятся. Образуются так называемые признаки верхового пожара. Такие помещения обычно можно исключать из круга помещений, где подозревается очаг. В зданиях и сооружениях, где имеются закрытые проемы, пустотные деревянные конструкции горение часто развивается в скрытой форме именно по этим пустотам. Такие пожары сложны не только с точки зрения тушения, но и с точки зрения их расследования. В поисках очага бывает необходимо проследить, как развивалось горение по пустотным пространствам. Сделать это в ряде случаев можно следующим образом: - нужно вскрыть пустотную перегородку или поднять доски пола; - перевернуть доски "наизнанку". Если горение развивалось, например, внутри конструкции пола, то можно по характеру и степени обгорания досок попытаться проследить, где горение ушло внутрь пола, а где вышло из пустотной конструкции. Иногда это удается сделать. И, наконец, всегда нужно помнить, что направление конвективных и любых других воздушных потоков в ходе развития пожара может меняться, причем неоднократно. Происходит это вследствие нарушения оконного остекления; образования прогаров, разрушения конструкций, вскрытия их пожарными подразделениями; вследствие применения дымососов. Поэтому так важно при расследовании крупных пожаров иметь данные по динамике их развития и тушения. В заключительной части приводится пример расследования реального пожара, при котором использованы многие из рассмотренных в лекции закономерностей. * * * Пожар, произошедший в садоводстве "Радофинниково" Ленинградской области. На участке в 600 кв. метров располагался домик (времянка), рубленый, размером 4,25х3,0 м (без пристройки), у которого была дощатая пристройка. Пожар был обнаружен соседями около 1 часа ночи. Горение происходило внутри домика. Сбежавшиеся соседи довольно быстро, подручными средствами, потушили пожар, однако находившихся в домике людей - двух женщин, мужчину и двух девочек (4 и 14 лет)- спасти не удалось. Осмотр места пожара показал, что в комнате - единственной в этом домике - находились две тахты, детская кроватка, раскладушка (на ней спала старшая девочка), а посередине комнаты кирпичная русская печь. Поиски очага пожара были начаты с осмотра стен, потолка комнаты и оценки их термических поражений. Потолок в данном случае имел поверхностное обугливание, практически равномерное по всей площади (толщина слоя угля около 5 мм). Стены комнаты были обиты гофрированным тарным картоном. По всем четырем стенам выше 0,5 метра от пола картон выгорел, ниже - сохранился. Не получила существенных термических поражений и имеющаяся в комнате мебель. Такая картина полностью соответствует рассмотренным выше признакам "верхового" пожара и дает основания предположить, что очаг пожара расположен вне комнаты. Печь кирпичная, оштукатуренная была закопчена по всей поверхности. Выгорание копоти и отслоение штукатурки наблюдались лишь на углу, обращенном к двери. Печное отверстие с топливником - тоже закопчены, но не имеют следов локального выгорания сажи. Таким образом, можно заключить, что печь подвергалась наиболее интенсивному тепловому воздействию со стороны двери. Для того чтобы ответить на вопрос, была ли открыта или закрыта во время пожара дверь из тамбура в комнату, обратимся к описанию двери в протоколе осмотра: "Со стороны, обращенной в комнату, деревянная планка обшивки обуглена на всю глубину, а на стороне, обращенной в тамбур - лишь поверхностно обуглился картон." Как могли возникнуть такие специфические обгорания двери, при условии, что тамбур внутри тоже сильно выгорел? Вероятно, только единственным образом - во время пожара дверь была открыта. Более того, открыта настежь, так, что ее обращенная в тамбур и обитая картоном поверхность была прижата к стенке и за счет этого столь мало пострадала при горении. Вид домика снаружи также подтверждает предположение, что более интенсивное и длительное горение, происходило в тамбуре или, по крайней мере, в комнате вблизи входа. Об этом свидетельствуют наибольшие обгорания бревен и досок над левым, ближайшим ко входу окном и входной дверью. В тамбуре, как гласит протокол осмотра "... обугливание досок стен и потолка по всей поверхности (hу = 5-10 мм.). В правой от входа стене, на высоте 0,5-0,9 метра от пола - сплошной прогар. Выше на этой стене - 7 гвоздей в ряд, предположительно использовавшиеся как вешалка для одежды. Внизу валяются обгоревшие остатки одежды". Наличие в нижней половине стены прогара, причем не щелевого (вертикального, параллельно доскам), а горизонтального, крайне подозрительно. Исходя из свойственного пожару зонирования температур по высоте, стенка, если и должна была прогореть, то в наиболее горячей зоне - в верхней своей части, у потолка. Она же прогорела ниже; почему? Скорее всего, за счет локального теплового воздействия на стенку в данной зоне. Итак, что-то нагревало и прожигало стенку на высоте 0,5-0,9 м от пола. Необходимо было установить, находился ли этот источник прогрева внутри тамбура или снаружи. При осмотре наружной стороны тамбура в близи прогара была обнаружена деревянная бочка. Выгорело приблизительно 30 см. ее высоты (об этом свидетельствовали два обруча, лежащие на ней). В большей степени бочка выгорела со стороны стенки пристройки. Прогар досок стены размером 20х30 см. находился прямо над бочкой. Помимо прогара на стене имелась зона обугливания досок, имевшая характерную форму типичного очагового конуса. Таким образом, очаг пожара был установлен в деревянной бочке. Какова же причина пожара и как он развивался? Дальнейшее расследование, в том числе опрос соседей, позволили установить следующее. Деревянную бочку хозяева использовали для сбора и хранения золы из печки. Чтобы дождь не мочил драгоценное удобрение, бочку покрывали полиэтиленовой пленкой (несколько ее оплавленных кусочков были найдены на обручах, лежащих поверх обгоревшей бочки). Перед тем, как лечь спать, хозяева топили печь, угли, чтобы не угореть ночью, из печи выгребли (топка печки при осмотре оказалась абсолютно пустой, в то время как соседи утверждали, что вечером видели дым из трубы). Горячие угли из печки, видимо, были выброшены в бочку, которую накрыли полиэтиленом. Угли продолжали тлеть, чему способствовала наброшенная на бочку полиэтиленовая пленка - кислорода потребляется при тлении немного, а вот аккумуляция тепла под пленкой хорошая. Процесс тления развивался, начали тлеть стенки бочки; полиэтиленовая пленка, в конечном счете, расплавилась, стекла вниз, в бочку, что, несомненно, внесло свой вклад в интенсификацию горения. Роковая цепь обстоятельств - недогоревшие угли - полиэтилен - деревянная бочка - прогар ее стенок - могла бы не получить такого трагического развития, если бы бочка стояла у другой - бревенчатой стены домика. До прогара бы дело не дошло, горение бы ушло к крыше домика. Здесь же бочка стояла у дощатой стенки со щелями, а за щелями - висящая на гвоздях одежда. Горение уходит внутрь пристройки, в сторону более склонных к горению материалов. Необходимо отметить, что горение редко распространяется снаружи внутрь помещения - обычно происходит обратный процесс. В данном случае сочетание указанных роковых обстоятельств привело именно к такому развитию событий. К сожалению, необходимо констатировать, что на реальных пожарах не всегда дело обстоит столь однозначно и удачно для дознавателя (эксперта). В многочисленных реальных ситуациях пожара: - очаговые признаки могут не сформироваться; - очаговые признаки могут нивелироваться или исчезнуть совсем в ходе развития горения; - очаговые признаки могут представлять собой так называемые "вторичные очаги" или "очаги горения" На пожаре, увы, ложных очагов бывает зачастую многократно больше, чем настоящих. И они могут запутать даже опытного дознавателя. Рассмотрим все эти ситуации по порядку. 4.4. Возникновение ситуаций, осложняющих формирование очаговых признаков. Ситуации, когда очаговые признаки изначально не сформировываются. Такие ситуации складываются при очень быстром развитии горения, а это может произойти в случаях: хороших условий воздухообмена, мощных источников зажигания, применения инициатора горения (ЛВЖ, ГЖ и др.), особых архитектурных особенностей здания (наличие объемных пустотных пространств), особых пожароопасных свойств отделки помещений, способствующих быстрому развитию горения. Правда, как мы уже говорили, очень благоприятное для развития горения сочетание факторов встречается довольно редко и горение на первой (начальной) стадии пожара чаще протекает все-таки в пределах ограниченного участка. Это и приводит к образованию более или менее выраженных очаговых поражений и следов. Нивелирование и исчезновение очаговых признаков в ходе развития горения. Нивелирование (сглаживание) визуально наблюдаемых очаговых признаков, вплоть до их полного исчезновения складывается на пожаре более часто, нежели не формирование очаговых признаков. Такая ситуация особенно характерна для крупных пожаров, где, как правило, отдельные четко выраженные локальные очаги оказываются вторичными, а первичный очаг пожара часто скрыт "на просторах" основной зоны горения площадью иногда в сотни и тысячи квадратных метров. Процессы, приводящие к исчезновению очаговых признаков, могут быть различными и сами по себе представляют очень опасные явления в развитии пожара, как с точки зрения уничтожения материальных ценностей, так и с позиции опасности для жизни людей. Эти же процессы многократно усложняют работу дознавателей (технических специалистов), расследующих пожар. А. К таким явлениям относится, например, уже рассмотренная нами «общая вспышка». Общая вспышка и следующее за ней интенсивное горение может нивелировать следы очаговых признаков, сложившиеся на начальном этапе или даже полностью уничтожить их, что затрудняет поиски очага пожара. Общая вспышка, как уже указывалось, происходит при достаточном притоке воздуха в помещение, то есть в режимах горения, регулируемых вентиляцией. Б. При недостаточной вентиляции пожар, если он автоматически не прекратился, может происходить с такой малой скоростью, которая диктуется ограниченной доступностью кислорода. При этом горение часто происходит в режиме тления, а такой режим подразумевает образование и накопление в замкнутом объеме большого количества продуктов неполного сгорания и, с другой стороны, недостаточно интенсивное тепловыделение, чтобы воспламенить образовавшуюся газопаровоздушную смесь, на той стадии, когда ее концентрация находится в диапазоне концентрационных пределов распространения пламени. Таким образом, концентрация образовавшихся горючих газов и паров может превысить верхний концентрационный предел распространения пламени, а в таком состоянии смесь уже не может воспламениться, хотя интенсивность тепловыделения может оказаться уже достаточной для того, чтобы тлеющий материал стал потенциальным источником зажигания. Помещение оказывается «готовым» к тому, чтобы мгновенно вспыхнуть (иногда со взрывом) при внезапном резком доступе воздуха, что может произойти или при разрушении остекления или, что чаще бывает, при открытии двери. Такое явление называют обратной тягой или «эффектом сауны». По чисто внешним признакам явления общей вспышки, и обратной тяги могут оказаться очень схожими, но по существу это два совершенно различных процесса, одинаково приводящие к нивелировке или полному уничтожению следов первоначального очага. В случаях такого рода пожаров остается только применять инструментальные методы для выявления скрытых очаговых признаков пожара. Например, существует надежный инструментальный метод выявления протекания процесса тлеющего горения. О том, как это делается, мы поговорим в соответствующих лекциях. 4.5. Формирование вторичных очагов (очагов горения.) Оказавшись на месте пожара и довольно быстро обнаружив «очаговый конус», не следует тут же успокаиваться и воображать, что очаг пожара уже найден. Б.В. Мегорский в своей книге приводит пример расследования пожара на складе. При осмотре зарегистрировано 17 очаговых участков, главным образом зон локального выгорания копоти ("очаговых конусов") на поверхности кирпичных стен здания. И практически все они, как выяснилось при дальнейшем исследовании, образовались в результате сосредоточения пожарной нагрузки (резиновой обуви, тканей и т.д.). Ситуация эта достаточно распространенная; зона с внешними признаками очага может оказаться зоной вторичного очага или очага горения. Вторичные очаги бывают двух типов: А. местные очаги, Б. изолированные очаги. Местные очаги возникают в пределах зоны горения за счет: сосредоточения горючих материалов; более благоприятных условий горения (например, лучшего доступа воздуха); менее эффективного или запоздалого тушения. Определиться с такими очагами можно используя всю имеющуюся информацию по распределению пожарной нагрузки, по условиям развития горения и динамике тушения. Изолированные очаги горения - это очаги, непосредственно не связанные с основной зоной горения. Образуются они на смежных, а иногда и весьма удаленных постройках, сооружениях, частях здания, путем передачи тепла излучением, конвекцией, теплопроводностью, а также при непосредственном попадании горящих углей, искр на горючие материалы, находящиеся вне зоны горения. Очень велика роль конвекции в формировании вторичных очагов. Особенно это свойственно крупным пожарам, на которых возникают мощные вихревые конвективные потоки, состоящие как собственно из конвективных газовых струй, так и из подхваченных этими струями мелких и крупных горящих частиц. На нефтепромыслах при очень быстром испарении разлитой горючей жидкости может наступить явление взрыва парового облака. Взрыв парового (газового) облака – это процесс быстрого горения, происходящий на открытом пространстве в результате воспламенения облака, содержащего горючий пар и сопровождающийся возникновением взрывной волны. Воспламенение облака, содержащего горючий пар, не всегда приводит к взрыву парового облака. Облако пара, смешанное с воздухом, но переобогащенное топливом и не способное, поэтому объемно детонировать, начинает гореть вокруг своей внешней оболочки и вытягивается, образуя огневой шар. Такие огневые шары крайне опасны. Если они вызваны горением углеводородов, то светятся и излучают тепло, что может причинить смертельные ожоги и зажечь горючие предметы. Поднимаясь, огневой шар образует грибовидное облако, ножка которого – это сильно восходящее конвективное течение, способное всасывать, зажигать и переносить на большие расстояния горящие предметы. * * * Примером такого пожара может быть пожар на мебельном комбинате в поселке Невская Дубровка Ленинградской области, случившийся 1 мая 1990 года. Пожар распространился вдоль реки Невы по территории комбината более, чем на 3 км. Способствовал этому, кроме всего прочего, сильный ветер. На месте пожара, если идти по направлению распространения огня, зоны горения площадью несколько сотен квадратных метров ( обгоревшие горы технологической щепы, бревен, досок, деревянных отходов) чередовались с зонами, протяженностью в десятки метров где горения не было, зеленела трава и лежали не обгоревшие опилки, доски. Создавалось впечатление вытянувшихся в цепочку, но не связанных друг с другом очаговых зон. Было, однако, достоверно известно, что очаг пожара в данном случае был один; все остальные зоны были очагами горения, возникавшими за счет переноса горящих частиц на десятки метров. * * * Практика исследования крупных пожаров показывает, что десятки метров - не предельный радиус разноса горящих частиц. Так, на пожарах лесоскладов и лесобирж, при площади пожара до 3 000 квадратных метров радиус разлета может быть до 440 м, а при площади горения 25 000 квадратных метров наблюдался разлет горящих частиц на расстояние до 2 километров (!). Да и величина разлетающихся горящих частиц может быть очень велика. Иногда в конвективные струи вовлекаются целые горящие головни, размером до полуметра. Роль тепловой радиации в образовании изолированных очагов горения должна быть понятна без пространных комментариев. Лучистое тепло от одного горящего дома или стога сена может привести к загоранию другого дома (стога). Произойдет это, если тепловой поток, воздействующий на второй объект, превысит критические значения, необходимые для загорания обращенных к горящему объекту материалов и конструкций. Данные по критическим тепловым потокам, необходимые при расследовании таких пожаров можно найти в специальной справочной литературе. Стоит отметить, что явление общей вспышки, также определяемое излучением, может аналогичным образом привести к образованию вторичных очагов. Роль кондукции в появлении вторичных очагов может быть велика в тех случаях, когда мощному нагреву на пожаре подвергаются материалы с высокой теплопроводностью. Еще больше возрастает вероятность таких случаев, когда элемент с высокой теплопроводностью конструкционно находится внутри теплоизоляционного материала, например, когда прогрев, проходящих сквозь стены, перекрытия металлических элементов (например, труб отопления) приводит к загоранию материалов и изделий в соседнем помещении. Довольно часты случаи образования вторичных очагов за счет стекания горящей жидкости или расплавленных полимерных материалов. Так, например, если продукты сгорания из комнаты выходят в соседнее помещение, где на потолке установлены люминесцентные светильники с экранами из органического стекла, последнее расплавляясь и стекая на пол, могут образовать там множественные вторичные очаги. Очень часты вторичные очаги горения на полу вблизи телевизора, хотя первичный очаг пожара может находиться внутри корпуса телевизора, а вторичный очаг образовывается за счет расплавления пластмассовой задней крышки телевизора. Вторичные очаги (очаги горения) могут возникать и от горящих падающих вниз твердых предметов, перемещаемых в данном случае уже не конвективными струями, а просто под действием гравитации. * * * В качестве примера приведем пожар в жилом доме, произошедший в г. Тихвин Ленинградской области. Пожар начался ночью, когда хозяева спали. В результате пожара выгорели мансардные помещения дома, кровля дома и веранды, а на первом этаже - кладовая, выгороженная на половине остекленной веранды у входа (рис. ...). Входная дверь на веранду с улицы была закрыта на замок; никто посторонний в дом ночью проникнуть не мог. Сильное же выгорание кладовки, единственного помещения на первом этаже, заставляло заподозрить, что очаг пожара расположен именно в кладовой; а оттуда горение ушло вверх, на второй этаж (на мансарду) Однако внимательный осмотр дома показал, что очаг расположен вне его, у угла дома, на стыке веранды и бревенчатой стены. Здесь наблюдалось характерное локальное выгорание досок обшивки веранды, а в грунте были обнаружены свежие остатки бензина. Стало ясно, что именно в этой зоне дом подожгли неизвестные злоумышленники. Отсюда горение пошло по стенке веранды вверх, до ее кровли, далее на мансарду. Но почему же тогда так сильно выгорела кладовая? Вероятнее всего, потому, что горящие куски крыши веранды падали вниз и зажгли хранившиеся в кладовой вещи. А большая и легкогорючая пожарная нагрузка кладовой (на остальной площади веранды она значительно меньше) способствовала активному горению в кладовой с соответствующими последствиями - термическими поражениями и очаговыми признаками. * * * Формирование изолированных очагов иногда происходит вследствие утраты признаков огневой связи между зонами горения. Бывает, что огонь доходит до какой-либо зоны обычным путем, но затем видимая огневая связь между первой и второй зонами горения утрачивается и вторичный очаг (очаги) кажутся независимыми очагами пожара. * * * Б.В. Мегорский приводит пример пожара в производственном помещении прядильного цеха. В помещении стоял большой шкаф (8х2,5х1 м.) без задней стенки, с пустыми бобинами и катушками с пряжей. Естественно, в шкаф набивались хлопковый пух и пыль. Загорание произошло от зароненного тлеющего табачного изделия в соседнем шкафчике со спецодеждой. Первоначально огонь распространялся по пуху в объеме всего шкафа, но тонкий слой пуха быстро сгорел, а далее горение продолжалось лишь на участках, где скопление пуха и пыли было наибольшим. Так образовалось до десяти независимых, на первый взгляд, очагов на разных полках по отдельным секциям шкафа. * * * Возможны и более экзотические ситуации, приводящие к формированию вторичных очагов, например, утечка при пожаре жидкостей и газов (не горящих) из-за разрушения емкостей для их хранения, и их последующее загорание от источника зажигания или при контакте с несовместимыми веществами. К этому случаю непосредственно примыкает такое опасное явление пожара, как пробежка пламени. Она происходит, обычно, в длинных узких помещениях, например гостиничных коридорах, которые при определенных условиях могут во всем объеме или хотя бы в припотолочном слое наполниться продуктами неполного сгорания материалов, горящих в одном из смежных помещений (в гостиничном номере с открытой дверью). Эти продукты, являющиеся горючими веществами (например, угарный газ – СО), при образовании смеси с воздухом в концентрации, находящейся в границах пределов распространения пламени, могут мгновенно воспламениться (иногда со взрывом) от теплового излучения, исходящего из того же помещения, где первоначально возник пожар. Пробежка пламени способна образовать вторичные очаги по всей длине коридора, иногда на удалении до 100 м. Это явление произошло, по оценкам экспертов, во время знаменитого и печального пожара гостиницы Ленинград и явилось одной из причин гибели многих пожарных. Обстоятельства данного пожара мы будем рассматривать на специальном занятии. 4.6. Возникновение множественных первичных очагов пожара. Вопрос о количестве очагов на пожаре важен и принципиален. На пожаре могут образовываться изолированные очаги, являющиеся, тем не менее, независимыми первичными очагами пожара. Это может произойти: при коротком замыкании или перегрузке в электросети, имеющей на многих отдельных участках слабую изоляцию; при аварийном режиме в электрической сети, связанном с обрывом нейтрали; при выносе электрического напряжения на электропроводные конструкции здания; при искрообразовании. Такие ситуации достаточно редки, но, все же, имеют место. Наконец, несколько первичных очагов - важнейший квалификационный признак поджога. Это обстоятельство заставляет подходить к решению вопроса о количестве очагов пожара достаточно ответственно. Способы отличия первичных и вторичных очагов (очагов пожара и очагов горения). Поставленная задача представляется одно из самых сложных задача в исследовании пожара. Основными путями ее решения являются: сопоставление распределения выявленных очаговых зон с распределением пожарной нагрузки по помещению Зоны экстремальных термических поражений могут оказаться местными очагами горения, обусловленными характером пожарной нагрузки, например, сосредоточением легкосгораемых материалов. сопоставление распределения выявленных очаговых зон с особенностями тушения Зоны наиболее сильных термических поражений могут быть связаны с запоздалым или малоэффективным тушением. Это может быть вызвано ошибками в тактических действиях пожарных расчетов или связано с архитектурно-планировочными решениями здания или сооружения. применение инструментальных методов исследования материалов и их обгоревших остатков Радикальным средством является применение инструментальных методов исследования материалов и их обгоревших остатков, позволяющее определить длительность горения в различных зонах. Очаг пожара - это, как правило, зона, где горение происходило наиболее длительно исключение возможной огневой связи между выявленными очагами При осмотре места пожара необходимы тщательные поиски путей огневой связи между, на первый взгляд, независимыми очагами. Только в случае если она исключена, можно говорить о существовании самостоятельных (первичных) очагов. «реконструкция событий» на заключительной стадии расследования Исследование пожара или пожарно-техническая экспертиза должны заканчиваться стадией «реконструкции событий», когда картина возникновения и развития горения как бы восстанавливается (реконструируется) исходя из предполагаемого очага (очагов), источника зажигания, свойств конструкционных и отделочных материалов здания и т.д. И если реконструированная картина в чем-то (в динамике или направленности развития, последствиях пожара и т.д.) не "стыкуется" с точно известными обстоятельствами пожара и прочими реалиями, то значит наши предположения об очаге (очагах) и причине пожара не точны или не верны вообще. При этом всегда полезен критический анализ выявляемых очаговых признаков. Если на месте пожара мы обнаруживаем, например, локальное выгорание конструкций, очаговый конус и тому подобные характерные признаки, то всегда полезно задать себе вопрос: «А могли ли первичные признаки вообще образоваться в данном месте при данных обстоятельствах пожара, конструктивных особенностях помещения и т.д.?» В заключительной части подведем итоги. Очаг следует искать по характерным локальным сосредоточенным термическим поражениям конструкций и материалов непосредственно в очаговой зоне, над нею, на окружающих конструкциях. При этом необходимо учитывать и желательно количественно оценивать термические поражения не только в самом предполагаемом очаге, но и вне его, в пределах зоны пожара - так называемые признаки направленности тепловых потоков и распространения горения. Очаг обычно предполагают в зоне наибольших или локально выраженных термических поражений конструкций и предметов. При этом надо учитывать пожарную нагрузку (ее количество и свойства), условия воздухообмена, конструктивные особенности здания (сооружения), а также дифференцировать первичные и вторичные очаги (очаги пожара и очаги горения). Характер и степень термических поражений материалов и конструкций оценивается визуально, а также инструментальными методами, к рассмотрению которых мы перейдем в последующих лекциях. Пример реконструкции событий можно пояснить на материале расследования реального пожара. Пожар в оздоровительном центре на проспекте Обуховской обороны. (26 марта 1992 г.) Центр располагался в двухэтажном кирпичном здании. Внизу находилась тренажерный зал, бассейн, массажный кабинет и другие помещения (рисунок). На втором этаже находился зал для шейпинга. Основная часть перегородок в Центре сооружался наспех, путем переоборудования взятого в аренду производственного помещения. Перегородки в нем были деревянные, пустотные, оштукатуренные. В коридоре и массажном кабинете стены были устроены из набитой на деревянный каркас древесно-стружечной плиты, обтянутой сверху поролоном и винилискожей. В бассейне стенки были отделаны кафелем. В комнате отдыха стены были обиты декоративной доской. На второй этаж, в зал шейпинга вела винтовая лестница. Перед пожаром в бассейне находились 3 девушки, 4 девушки занимались шейпингом наверху. Девушки, занимавшиеся шейпингом, первыми почувствовали запах дыма. Снизу в это время, по их показаниям, еще слышались голоса и плескание в бассейне. Девушки, находившиеся в бассейне, обнаружили пожар позднее. Дверь в массажный кабинет из бассейна была открыта (ждали массажистку). Потом услышали треск. Одна из девушек заглянула в массажный кабинет - дыма там не было, горения тоже; лишь на боковой стенке она увидела отблески пламени из коридора. Девушкам со второго этажа вниз хода не было; винтовая лестница - единственный эвакуационный выход была задымлена, дым поступал снизу, из коридора. Три девушки выпрыгнули из окна (первая в тяжелом состоянии была госпитализирована; вторая только сломала ногу; третью поймали на руки прохожие). Четвертая не прыгнула и погибла на этаже. При осмотре места пожара было установлено, что очаг пожара находится, вероятнее всего, в коридоре, в зоне расположения электрофенов. (рисунок). Признаков очага пожара (характерных локальных термических поражений) здесь нет, но один из двух весящих рядом фенов имеет явно большие термические поражения, чем другой. Кроме того, у него были обнаружены признаки короткого замыкания (дуговые оплавления) на подводящих проводах. Рентгеноструктурный анализ показал, что они первичные. Локальные выгорания перегородки, выгорание отделки и глубокое переугливание древесины наблюдалось в массажном кабинете, что могло на мысль, что очаг пожара находился именно в нем. Что-то, однако, мешает нам признать вторую зону очаговой. Что именно? Во-первых, показания свидетелей. а) Как указывалось выше, дверь в массажный кабинет была открыта. Треск, который услышала одна из девушек, находясь в помещении бассейна рядом с дверью в массажный кабинет. "Отблески пламени на обшивке, как от электросварки". В массажном кабинете, в это время, не было даже дыма! Тогда где же происходило горение? В коридоре? б) Обнаружили пожар первыми девушки наверху (внизу - плеск в бассейне, веселые голоса). Дым туда мог поступать, прежде всего, из коридора, вверх по винтовой лестнице. Во-вторых, и это самое главное. А могли ли в принципе образоваться классические очаговые признаки в массажном кабинете? Предположим, очаг там. Для образования локального выгорания, как первичного очагового признака, нужно, чтобы горение, хоть какое-то время протекала в пределах локальной зоны. Могло ли такое иметь место в данном случае? С учетом отделки стен массажного кабинета (винилискожа, поролон) горение, начавшееся у стены, где имеется локальное выгорание деревянных конструкций, очень быстро распространилось бы вверх и по горизонтали, а затем, достаточно быстро могла произойти общая вспышка в помещении. Получается, что при данной отделке стен помещения локальные очаговые признаки сформироваться не могли. Но они имеются в наличии. Остается предположить, что в данной зоне образовалась «мертвая зона» при тушении и связанным с ней вторичным очагом. В самом деле, как могли подавать воду при тушении в это помещение? (и действительно подавали, как показал опрос пожарных). Первый ствол - из коридора, второй - из помещения бассейна. Вода в указанную зону туда попадает мало и там вполне может продолжаться тление, приведшее к образованию вторичного очага. Тема 5. Характер поведения на пожаре и криминалистическая экспертиза конструкций и изделий из неорганических материалов. Учебные вопросы 5.1. Классификация неорганических строительных материалов для целей пожарно-технической экспертизы. 5.2. Визуальные признаки термических поражений искусственных каменных строительных материалов. 5.3. Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара искусственных каменных строительных материалов. 5.4. Классификация металлических изделий для целей пожарно-технической экспертизы. Физико-химические изменения, возникающие с металлическими изделиями на пожаре 5.5. Визуальные признаки термических поражений на конструкциях из металлов и сплавов. 5.6. Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара металлических изделий. 5.1. Классификация неорганических строительных материалов для целей пожарно-технической экспертизы. Наиболее распространенные на месте пожара неорганические строительные материалы можно для целей пожарно-технической экспертизы разделить на две большие группы: материалы, при изготовлении которых используются высокие температуры обжига или плавления, материалы, изготовленные без использования высоких температур (не выше температуры перегретого водяного пара). Материалы, прошедшие высокотемпературную обработку в процессе изготовления на заводе, при вторичном нагреве в ходе пожара практически не меняют своего состава, структуры и свойств. Получить путем их исследования какую-либо информацию о пожаре довольно сложно. Поэтому материалы этой группы после пожара экспертно-криминалистическому исследованию обычно не подвергаются. К материалам и изделиям этой группы относятся: А. Материалы, полученные путем обжига: красный кирпич (применяется для кладки наружных и внутренних стен и фундаментов). кровельная черепица (применяется для кладки крыш жилых и производственных помещений), плитка кафельная (применяется для облицовки стен, полов и перегородок внутри помещений), тонкая керамика (различные изделия хозяйственно-бытового назначения) огнеупоры (применяются для футеровки промышленных и бытовых печей) Б. Материалы, полученные путем плавления: стекла, шлакостекла, петростекла. Материалы, изготовленные с использованием температур, не превышающих температуру перегретого пара (при производстве некоторых из них используется пропарка) могут быть объектами пожарно-технической экспертизы. Среди них различают: А. Изделия на основе неорганических вяжущих материалов: с применением воздушных вяжущих материалов - гипса, извести (способны после смешивания с водой затвердевать и сохранять довольно долго свою прочность на воздухе), с применением гидравлических вяжущих материалов – различных цементов (при смешивании с водой застывают на воздухе и сохраняют свою прочность на воздухе и в воде). Б. Силикатные строительные материалы: силикатный кирпич, газосиликат, пеносиликат (изготавливаются из смеси негашеной извести и кварцевого песка). Таким образом, можно констатировать, что цемент, известь, гипс - три главных минеральных связующих, три "кита", на которых держится вся мировая промышленность строительных материалов. Поведение строительных материалов с различными видами неорганических связующих на пожаре. Для того, чтобы понять, какие изменения могут происходить в этих материалах и изделиях из них при нагревании в ходе пожара, как их фиксировать и как использовать полученную информацию при поисках очага, рассмотрим, что собой представляют указанные связующие и какие физико-химические преобразования происходят с ними в ходе нагрева до высоких температур. Цементы. Под названием «цементы» объединяют вещества, которые совместно с песком образуют раствор, затвердевающий при взаимодействии с водой. Самым распространенным и наилучшим в настоящее время цементом является «портланд-цемент», получающийся прокаливанием известняка с глиной, содержащей определенные соотношения силикатов кальция алюмината кальция, феррита кальция. Тонко размолотые и хорошо перемешанные составные части обжигают в специальных трубчатых печах при 1400-1450 оС. Полученный материал (клинкер) подвергают очень тонкому размолу. Основные компоненты цементного клинкера: силикат кальция – (3СаО*SiO2 составляет 40-60% и 2СаО*SiO2 составляет 15-35%), алюминат кальция (3СаО*Аl2O3 составляет 5-15%) алюмоферрит кальция (4СаО*Аl2O3*Fe2O3 составляет 10-15%). Затвердевание цемента при смешивании с водой происходит в результате гидратации, с образованием кристаллических: гидроокиси кальция (Са(ОН)2) гидроалюмината кальция гидроферрита кальция. В то время как силикаты превращаются в коллоидные гидросиликаты кальция, за счет которых осуществляется сцепление массы. Известь Гашеная известь представляет соббой гидроокись кальция Са(ОН)2 и является продуктом взаимодействия окиси кальция (СаО – негашеная известь) с водой. Гашеная известь, приготовленная с определенным количеством воды представляет собой коллоидную пасту, содержащую значительно больше воды, чем это соответствует формуле Са(ОН)2. Эта паста в смеси с песком образует штукатурный раствор, который схватывается сначала за счет потери воды в пористый кирпич и испарения воды. Через годы раствор затвердевает, взаимодействуя с углекислым газом воздуха, происходит реакция с образованием карбоната кальция. Са(ОН)2 +СО2  СаСО3 При производстве силикатного (белого) кирпича негашеная известь смешивается с песком (SiO2) и прессуется в атмосфере насыщенного водяного пара. В результате образуется кальциевый гидросиликат mCaO nSiO2 рН2О очень близкий к цементному камню. При нагревании в ходе пожара кальциевый гидросиликат, основной компонент цементного и известкового камня, начинает постепенно терять воду, причем тем больше, чем больше температура и длительность нагрева. Процесс потери кристаллизационной воды называется дегидратацией. mCaO nSiO2 pH2O -----> mCaO nSiO2 Следует различать кристаллизационную воду, входящую в состав молекулы гадросиликата и воду «внешнюю», то есть влагу, впитанную в пористую структуру цементного и известкового камня. Процесс дегидратации происходит в интервале температур от 120-150 до 600-700 оС. Гипс Гипс представляет собой сульфат кальция, встречающийся в природе в виде ангидрита СаSO4 а также в огромных количествах в виде собственно гипса СаSO4*2Н2О. При нагревании до 100-125 оС гипс частично теряет кристаллизационную воду, образуя неустойчивый полугидрат сульфата кальция – алебастр 2СаSO4*H2O. Порошок алебастра при смешении с водой быстро схватывается, образуя плотную массу с небольшим увеличением объема. При нагревании выше 200 оС гипс полностью теряет кристаллизационную воду. При температуре 200 оС - 280 оС гипс существует в виде растворимого ангидрита Безводный сульфат кальция (γ-ангидрит), как и алебастр взаимодействует с водой, образуя гипс. При последующем нагреве в диапазоне от 300-500оС до 1000-1200оС гипс существует в виде нерастворимого ангидрита (β-ангидрит), а выше 1000-1200 оС образуется α-ангидрит и выделяется некоторое количество СаО. Таким образом, изменения в результате нагрева изделий из искусственных каменных строительных материалов сводятся, в основном, к потере кристаллизационной воды (дегидратации) и переходу в различные кристаллические модификации. 5.2. Визуальные признаки термических поражений искусственных каменных строительных материалов. Химические процессы потери кристаллизационной воды сопровождаются физико-мехиническими изменениями структуры и свойств материалов. Цементный и известковый камень разрушаются, в них появляются микро- а затем и макротрещины. В бетоне и железобетоне ситуация осложняется возникающими дополнительными напряжениями из-за разных коэффициентов теплового расширения самого цементного камня и крупного заполнителя (щебня), а также стальной арматуры. Завершаются указанные физико-механические изменения полным отслоением штукатурки и защитного слоя бетона, разрушением конструкций. Изменение цвета а) тяжелый бетон. Указывается, что после нагрева бетон имеет следующие оттенки цвета: - нагрев до 300 оС - розоватый оттенок; - 400-600 оС - красноватый; - 900-1000 оС - бледно-серый. б) Цементно-песчаная штукатурка. - 400-600 оС - приобретает розовый оттенок; - 800-900 оС - бледно-серый Следует отметить, что не существует полной уверенности в том, что такие оттенки действительно можно уловить после реального пожара, учитывая возможные закопчения, попадание воды и т.д. Но существует и достаточно часто проявляется другая закономерность - в более прогретых зонах штукатурка после пожара более светлого цвета. Причина такого явления, вероятно, в следующем. На пожаре при тушении водой стены намокают и там, где стена нагревалась более длительно, интенсивно и, таким образом, прогрета лучше, она, отдавая тепло после пожара, просыхает быстрее. В результате при осмотре места пожара на более прогретых участках штукатурка выглядит светлее. Изменение тона звука и механической прочности при простукивании. Определяется простукиванием бетонных и железобетонных конструкций. Бетон разрушается при нагревании, в нем появляются микротрещины, и тон звука меняется. Неповрежденный бетон имеет тон звука высокий. С увеличением степени разрушения бетона тон становится глухим. При нагреве более 500 оС - часть сечения образца при ударе средней силы откалывается. При нагреве более 600 оС - молоток при ударе сминает бетон на поверхности образца. В настоящее время имеются малогабаритные приборы, позволяющие воспроизводить эталонные значения силы удара и численно фиксировать ударную прочность бетонных поверхностей. Отслоение штукатурки. В зоне достаточно длительного и интенсивного нагрева штукатурка отваливается. Правда, не всегда это происходит именно в зоне экстремально высо­ких термических поражений. Достаточно часто такое случается, когда в помещение подается вода на тушение. Гидравлический удар и резкое охлаждение приводят к тому, что штукатурка может отвалиться не там, где была выше температура ее нагрева, а там, куда в первую очередь попала вода из пожарного ствола. Тем не менее, зоны, где штукатурка отслоилась, обязательно нужно фиксировать при осмотре места пожара и иметь их в виду при поисках очага. Особенно интересны зоны, где штукатурка обвалилась, начиная снизу, от пола. Визуальная фиксация трещин бетонных конструкций. 300-400 оС образуются микротрещины 500 оС трещины видны невооруженным глазом (ширина трещин не менее 0,1 мм.) 600-800 оС ширина раскрытия трещин 0,5-1,0 мм 700-800 оС визуально фиксируются разрушения бетона, отслоение защитного слоя на железобетонных изделиях Существуют и методики, по которым микроструктуру поверхности бетона рекомендуют исследовать с помощью специального поляризационного микроскопа. При этом определяют ширину трещин, диаметр пор, включений, скоплений. Установлены даже границы температурных интервалов, в которых происходят те или иные количественные изменения микроструктуры бетона. Методы эти, однако, весьма трудоемки, в первую очередь, из-за сложности подготовки образцов бетона для анализа и пока не нашли широкого применения. Визуальная фиксация трещин на гипсе Ориентировочная температура нагрева конструкции из гипса может быть определена с помощью данных, приведенных в таблице (Ильин Н.А. Техническая экспертиза зданий, поврежденных пожаром): 200-300 оС образование частых волосяных трещин (остаточная прочность 30 % начальной) 600-700 оС интенсивное раскрытие трещин (остаточная прочность <20 % начальной) 800-900 оС разрушение гипсового камня после охлаждения. Отложение копоти. Продукты сгорания, по мере удаления от очага остывают и содержащиеся в них твердые частицы осаждаются на вертикальных и горизонтальных поверхностях, образуя копоть. Но на поверхности конструкций и оборудования в ходе дальнейшего развития горения она остается только до температуры 600-630 оС, после чего выгорает. Поэтому ближе к очагу копоти может быть меньше, чем на некотором расстоянии (естественно, до определенных пределов). Над очагом пожара и вторичными очагами копоть часто выгорает локальными пятнами. Следует отметить, что эти пятна часто сохраняются в ходе дальнейшего развития горения, поскольку конструкция (потолок, стена) в этой зоне прогрета хорошо, а копоть не конденсируется на "горячих" местах, а преимущественно оседает на относительно более холодных поверхностях. Таковы, в общих чертах, визуальные признаки термических поражений, с помощью которых можно ориентировочно оценивать степень термических поражений конструкций из неорганических строительных материалов. Гораздо эффективнее, конечно, можно определять степень термического поражения и ориентировочную температуру нагрева материала не по визуальным данным, а по результатам исследования с помощью специальных приборов и оборудования. 5.3. Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара искусственных каменных строительных материалов. Эти методы делятся на полевые, используемые непосредственно на месте пожара и лабораторные, применяемые для исследования в лабораторных условиях отобранных на пожаре проб. Полевые инструментальные методы исследования неорганических строительных материалов. Ультразвуковая дефектоскопия. Разрыхление массы бетона, появление в нем микро- и макротрещин сопровождается изменением его акустических характеристик. Это явление используется в уже упомянутом способе простукивания бетона и определении при этом тона звука на слух. Существует, однако, и более объективный способ оценки акустических характеристик бетонных изделий посредством пропускания через поверхностный слой бетона ультразвуковой волны. Ультразвуковой импульсный метод исследования бетонных и железобетонных конструкций основан на измерении скорости прохождения ультразвуковых волн в поверхностном слое бетона, которая последовательно снижается по мере разрушения бетона под действием температуры. Прибор, который называется ультразвуковым дефектоскопом, имеет два выносных датчика. Первый датчик испускает ультразвуковые импульсы, другой принимает, при этом фиксируется время, за которое ультразвуковая волна проходит расстояние между двумя датчиками, и рассчитывается ее скорость. Скорость поверхностной ультразвуковой волны в не нагретом бетоне составляет около 2000-2500 м/сек. Скорость ультразвука является функцией как температуры, так и длительности нагрева конструкции: Сr = f (τ, t) При увеличении и T, и t, Сr последовательно снижается. Это обстоятельство дает возможность, сравнивая скорость ультразвука на соседних участках стены, плиты, выявлять зоны термических поражений. Аппаратура, используемая для ультразвуковой диагностики, представляет собой, так называемые, "ультразвуковые дефектоскопы", выпускаемые для исследования различных материалов – металлов и. сплавов, бетонных и железобетонных конструкций, а также для медицинских наблюдений. При исследовании пожаров в настоящее время используются только дефектоскопы для бетонных и железобетонных конструкций, с устройством которых более подробно познакомимся на практических занятиях. Кроме самого прибора, в его комплект входят так называемые электроакустические преобразователи (ЭАП), снабженные усилителями ультразвуковых волн, один из которых является источником ультразвуковых импульсов, другой - приемником. Для работы на пожаре ЭАП должны иметь специальные насадки с точечным контактом и быть установленными на специальном шаблоне со штангой. Расстояние между преобразователями на шаблоне (так называемая, база) обычно составляет 60-100 мм. Штанга, на которой устанавливается шаблон, необходима для того, чтобы на пожаре можно было легко дотянуться до потолка, поскольку потолок в помещениях, сделанный из железобетонных плит перекрытия - самый распространенный объект исследования по данной методике. На пожаре он, в отличие от стен, не загорожен мебелью и, как зеркало, "отражает", фиксирует все, что происходит в комнате. На месте пожара ультразвуковое исследование проводится обычно в следующем порядке: намечаются конструкции для обследования; составляется план конструкции (потолка, стены) в масштабе; на конструкции намечаются точки, в которых будет производиться исследование; Обычно расстояние между точками, т.е. «шаг измерений», составляет 25-50-100 см. (в зависимости от размеров конструкции и конкретных обстоятельств). включается дефектоскоп, шаблон с преобразователями (датчиками) прижимается к конструкции в первой намеченной точке и производится измерение времени прохождения ультразвукового импульса от датчика к датчику (в микросекундах) или скорость импульса. Измерение обычно производится в двух перпендикулярных направлениях и учитывается большее время (t, мкс) (или, соответственно, меньшая скорость). Делается это из-за того, что наличие в конструкции железной арматуры, если она расположена по направлению движения ультразвуковой волны, увеличивает скорость последней; проводя измерение в двух перпендикулярных направлениях и выбирая большее время прохождения импульса мы тем самым исключаем влияние арматуры на результат измерений. Результаты измерений во всех намеченных точках – значения времени или относительной скорости прохождения ультразвуковых волн Cr/Co, рассчитанной как отношение скорости в данной точке (Cr) к скорости в зоне, не подвергшейся нагреву (Co), наносятся на план обследуемой конструкции. На плане выделяются зоны с Cr/Co в пределах 1,0-0,9; 0,9-0,8; 0,8-0,7 и т.д., либо зоны с различными значениями времени. Эти зоны и являются зонами термических поражений исследованной конструкции. Зона наибольших термических поражений будет соответствовать полю наибольших значений времени или наименьших значений Cr/Co. Полученные данные по распределению зон термических поражений сопоставляется с распределением пожарной нагрузки. Данные используются в поисках очага пожара. Рассмотренный ультразвуковой метод исследования после пожара бетонных и железобетонных конструкций имеет как свои явные положительные стороны, так и недостатки. Преимущества метода: а) это один из немногих инструментальных методов, применяемых непосредственно на месте пожара (полевой метод); б) метод достаточно быстрый и нетрудоемкий; в) нет ограничений по времени применения – пользоваться им можно и через неделю, и через месяц после пожара. Термические поражения сохраняются. Даже произведенный ремонт (побелка потолка) не мешают последующему ультразвуковому исследованию. Недостатки метода: а) ультразвуковой метод выявления зон термических поражений - метод сравнительный (мы сравниваем акустические характеристики различных участков бетонной конструкции), поэтому исследуемые бетонные и железобетонные изделия должны быть с относительно равномерными исходными акустическими свойствами; таковыми же являются, как правило, только качественные бетонные изделия заводского производства. Непригодными для изучения оказываются бетонные изделия, заливаемые в опалубку на месте. б) нельзя проводить измерения в зонах значительных разрушений бетона, где температура превысила 700-800 оС и где бетон рассыпается и отслаивается. А именно эти зоны часто оказываются наиболее интересными. Лабораторные инструментальные методы исследования неорганических строительных материалов. Отбор проб на месте пожара. На исследование могут отбираться пробы бетона и железобетона как заводского, так и изготовленные методом литья в опалубку непосредственно на стройке; в том числе стен из бетонных блоков с различными наполнителями; пробы силикатного (белого) кирпича, пробы штукатурки, сухой штукатурки (гипсовые плиты). Если стена сложена из красного кирпича, на исследование отбирают пробы цементного камня из кладочного раствора, скрепляющего кирпичи. Точно так же можно отобрать пробы цементного или гипсового раствора на стене, облицованной кафельной плиткой. Отбор проб необходимо осуществлять по горизонтальному уровню расположенному параллельно полу, чтобы места отбора проб находились на одной высоте, поскольку разновысотные пробы могут различаться по степени прогрева из-за влияния конвективного прогрева. Пробы отбираются путем скалывания молотком из поверхностного слоя (менее 3-5 мм.), очищенного от остатков краски, мусора, копоти. Масса отбираемой пробы должна составлять 1-10 грамм (в зависимости от последующего метода анализа). Можно и нужно отбирать пробы в наиболее разрушенных зонах, в том числе по периферии зон отслоения защитного слоя бетона, где ультразвуковые исследования невозможно произвести. В лаборатории пробы для всех видов анализа измельчают, сушат при температуре 80-100 оС и исследуют. Методы и методики лабораторного исследования. Основными методами лабораторного исследования проб неорганических строительных материалов является рентгеноструктурный анализ (РСА) и инфракрасная спектроскопия (ИКС). В отличие от ультразвукового метода они позволяют исследовать всю гамму материалов на основе цемента, извести, гипса. Ценно то, что на бетонных и железобетонных конструкциях пробы на исследование можно отбирать, в том числе, и в зонах сильных разрушений, где применение ультразвукового метода неприемлемо. Рентгеноструктурный (рентгенофазовый) анализ – РСА (РФА) является традиционным методом исследования неорганических материалов и применяется, в частности, при минералогических исследованиях. При исследовании цементного или известкового камня этим методом фиксируются изменения фазового состава материалов, наступающие при переходах между различными кристаллическими модификациями. Обычно, это делают на качественном уровне по изменению размера линий на рентгенограммах. Достижим, впрочем, и количественный уровень оценки указанных изменений по соотношениям отдельных дифракционных максимумов, представляемых в виде рентгеновских критериев. Эти критерии позволяют оценить степень термических поражений бетона, штукатурки и других указанных выше материалов. Дифрактограммы проб можно снимать на рентгеновских дифрактометрах, которые имеются в некоторых ИПЛ и используются там, чаще всего, для исследования дуговых оплавлений на проводах. Метод инфракрасной спектроскопии позволяет исследовать химическую структуру молекул и может применяться для анализа широкого спектра как органических, так и неорганических соединений. Отдельные структурные группировки молекул обладают способностью поглощать инфракрасное излучение при строго фиксированной длине волны, которая является характеристическим параметром определенной группировки. При снятии спектра в широком диапазоне инфракрасных волн на нем фиксируются максимумы поглощения, по соотношению которых, также как по дифрактограммам рассчитывают спектральные критерии. Для съемки инфракрасных спектров твердых образцов необходимо готовить таблетки из смеси порошка исследуемого материала с оптически неактивным бромистым калием. Инфракрасные спектрофотометры используются в ИПЛ для решения многих задач: анализа лакокрасочных покрытий, обнаружения и диагностики различных ЛВЖ и ГЖ, установления состава обугленных остатков неизвестного происхождения. Следует отметить, что сами приборы для проведения РСА и ИКС не так уж сложны и дороги. Они имеются во многих ИПЛ и других экспертных лабораториях, однако расшифровка дифрактограмм и спектров довольно трудоемкая процедура, требующая достаточно высокой квалификации. Полученные данные представляют собой расчетные спектральные или рентгеновские критерии, вычисляемые по соотношениям между отдельными полосами спектра. Эти данные наносят на план места пожара и по ним строят зоны термических поражений, как при исследовании ультразвуковым методом. Метод спектрального исследования проб цементного камня и штукатурки успешно использовался при расследовании крупных питерских пожаров - в Библиотеке Академии наук, Фрунзенском универмаге и др. На гипсе изменения под воздействием температуры выражены гораздо более отчетливо, чем на материалах на основе цемента и извести, что облегчает их анализ. Для лабораторного исследования проб гипса используется, чаще всего, ИК-спектроскопия (ИКС). По ИК-спектрам различия между отдельными гидратными формами гипса являются более строго выраженными и не требуют расчета специальных спектральных критериев: дигидрат (исходный гипсовый камень или нагретый до температуры не выше 100 оС) обнаруживается по наличию полос поглощения 600, 660, 3560 см-1. Полугидрат (Т< оС) имеет характерные полосы 670, 3560+3610 см-1 Ангидрит (Т < оС) имеет дуплет 590+615 см-1 вместо 600 см-1 Тигельный метод определения остаточного содержания термолабильных компонентов. Пробы гипса засыпают в тигли и нагревают в муфельной печи при температуре 800оС в течение 1-1,5 час. После нагрева и охлаждения пробы повторно взвешивают, определяя величину убыли массы пробы (% масс.) Эта величина (L,% масс.) может быть использована в качестве критерия степени термического поражения гипсосодержащего материала на пожаре; чем она меньше , тем выше степень термического поражения. Такой вид анализа, в принципе, возможен и для цементного и известкового камня, но у них изменения в величине убыли массы выражены хуже. Дифференциальный термический анализ (ДТА) Более сложным вариантом рассмотренного термического анализа является дифференциальный термический и термогравиметрический анализ (ДТА, ДТГА) на специальном приборе – дериватографе. В этом приборе осуществляется постепенный прогрев образцов с заданной скоростью подъема температуры и автоматической записью исследуемых характеристик на самописце. Переходы компонентов исследуемых материалов из одной гидратированной формы в другую или из одной кристаллической модификации в другую сопровождается выделением или поглощением тепла. Соответствующие экзо- или эндоэффекты фиксируются дифференциальной термопарой и записываются при определенных температурах. По наличию или отсутствию этих эффектов судят о первоначальном состоянии испытуемого образца. В варианте ДТГА можно, помимо фиксации экзо- и эндоэффектов, прослеживать динамику потери массы образца в зависимости от температуры его прогрева, аналогично тигельному методу. Конструктивные элементы с относительно малой теплопроводностью и достаточно высокой теплоемкостью (кирпичные, бетонные стены, перекрытия и т.п.) , прогревшись в ходе пожара, отдают тепло постепенно, как хорошо натопленная печь. В зонах, где горение было достаточно длительное, стена успевает прогреться лучше (на большую глубину и до более высокой тем­пературы), и остывает она, соответственно, значительно медленнее, чем менее прогретые участки. Часто бывает, что даже через несколько часов стена остается еще теплой. Это ощущается иногда даже рукой. Поэтому после пожара при поисках его очага полезно бывает прощупать стену, а еще лучше измерить температуру в различных ее зонах. Контактные методы измерения температуры (термометры, термопары) применять при этом неудобно, до отдельных участков конструкций бывает и не добраться. Более удобно применять бесконтактные методы измерения температуры. Для бесконтактных измерений применяются: Пирометры ("Проминь", "Астротем") Тепловизоры (Сканирующие пирометры, имеющие вывод на ПЭВМ) Пирометры и портативные тепловизоры используются, кроме того, для решения других пожарных задач: а) пожарной профилактики (поисков перегретых участков в электроп­роводке и коммутационных устройствах, технологических агрегатах и т.д.); б) при тушении для поиска скрытых очагов горения на пожаре, ориентирования пожарных и поисков людей в задымленных помещениях, исследования вентиляционных каналов в поисках горячего воздуха из помещений, где происходит горение. 5.4. Классификация металлических изделий для целей пожарно-технической экспертизы. Физико-химические изменения, возникающие с металлическими изделиями на пожаре Наиболее распространенными металлами, из которых изготавливают различные конструкции и изделия являются сплавы на основе железа, алюминия, меди. Все они, в разной степени, могут быть объектами пожарно-технической экспертизы. Чистое железо – блестящий белый металл с температурой плавления 1528 оС. Чугун содержит обычно 2 – 5 % углерода и другие примеси (до 10 %). Температура плавления чугунов 1100 –1200 оС. Стали – это сплавы железа с углеродом, содержащие до 2 % углерода. Температура плавления сталей находится в пределах 1300-1400 оС. Сталь с содержанием углерода менее 0,5 % называется ковкой сталью. Она сравнительно мягка, поддается ковке и хорошо сваривается. Углеродистые стали с содержанием углерода около 1,4 % исключительно тверды. В сталях специального назначения (легированных сталях) содержатся значительные количества кремния и марганца. Другими легирующими добавками могут быть ванадий, хром, молибден, вольфрам, никель, кобальт. Нержавеющие стали содержат большие количества хрома (до 18 %) и никеля (до 8 %). Стальные конструкции и изделия очень распространены в промышленности и в быту, их почти всегда можно отыскать на месте пожара. Среди прочих металлов, стали являются наиболее информативным объектом экспертного исследования при поиске очага пожара. Стальные изделия, которые могут подвергаться исследованию после пожара, разделяют на две группы: 1) горячекатанные стальные изделия; 2) холоднодеформированные стальные изделия. Методом горячей прокатки изготавливается основной сортамент стальных изделий – уголков, тавров, двутавров, труб, листа; затем из них сваривают конструкции зданий и сооружений, технологического оборудования. Холоднодеформированными стальными изделиями называют изделия изготовленные методом холодной деформации – протяжки, штамповки и др.. Путем холодной деформации (наклепом) изготавливаются все наиболее распространенные типоразмеры крепежных изделий - болты, гайки, шпильки, винты, шурупы, гвозди, некоторые типы труб, штампованные корпуса и детали приборов, оборудования, автомобилей. Последующей термической обработке на заводе они не подвергаются, сохраняют структуру холодной деформации и являются важными объектами исследования при установлении очага пожара. Чистая медь – тягучий вязкий металл светло-розового цвета. Температура плавления меди 1083 оС. Существующая на поверхности тончайшая пленка черной окиси меди (CuO) придает меди более темный цвет. При нагревании на воздухе медь темнеет за счет образования более плотной пленки окиси меди. При более высокой температуре (около 100 оС) окись меди разлагается с образованием закиси меди красного цвета (Cu2O). Это обстоятельство дает возможность в отдельных ситуациях оценивать, превышала ли температура в зоне, где находится медное изделие, указанную температуру. По масштабу своего применения в промышленности медь занимает второе место, после стали. Огромное количество меди идет на изготовление электрических проводов и кабелей. Из меди делают различную аппаратуру: котлы, чаны, перегонные кубы. Широкое применение нашли различные медные сплавы. Важнейшими из них являются: латуни (сплавы меди с цинком), бронзы (сплавы меди с оловом). Мельхиор, содержащий 80 % меди и 20 % никеля по внешнему виду напоминает серебро. Температура плавления медных сплавов ниже, чем чистой меди (в пределах 800-1040 оС). В пожарно-технической экспертизе медь изучают, в основном, как составной элемент электросетей и электроустановок при выявлении причин пожаров. Алюминий – серебристо-белый мягкий металл с температурой плавления 660 оС. При температуре около 600 оС алюминий становится хрупким и легко образует алюминиевый порошок. Температура воспламенения алюминия намного превышает его температуру плавления, поэтому алюминиевые изделия не загораются в пламени. На поверхности алюминия всегда имеется тонкая (почти моноатомная) оксидная пленка, защищающая металл от дальнейшего окисления. Какой-либо полезной экспертной информации исследование окисного слоя на алюминии не дает. Сплавы алюминия, в отличие от чистого металла, обладают большой механической прочностью. Дюралюминий (3-5 % меди, 1 % магния, 0,5-0,8 % марганца) используется в самолетостроении. Из силумина (12-14 % кремния) делают литые детали. Алюминиевые сплавы широко используются в строительстве (цельнометаллические ангары, опоры и несущие конструкции), судостроении. Большое количество алюминия идет на изготовление электропроводов. Последствия теплового воздействия на пожаре на металлы (сплавы) и конструкции из них выражаются в: - деформации; - образовании окислов на поверхности металла; - структурных изменениях, сопровождающихся изменением физико-химических и механических свойств; - расплавлении и проплавлении; - горении. Результаты протекания этих процессов при осмотре места пожара можно зафиксировать визуально или с помощью инструментальных средств, а полученную таким образом информацию использовать при поисках очага пожара. Рассмотрим последовательно перечисленные выше процессы, методы фиксации их последствий на месте пожара и возможности экспертного использования полученных сведений. Основное внимание при этом уделим сталям - наиболее распространенному сплаву. 5.5. Визуальные признаки термических поражений на конструкциях из металлов и сплавов. Деформации Деформации стальных конструкций наблюдаются почти на любом пожаре. Известно, что нагрев стали выше 300-350оС приводит к заметному повышению ее пластичности и сопровождается снижением прочности, у стали могут появиться заметные деформации, при 500-600оС прочность углеродистой стали снижается вдвое, деформации нагруженных элементов стальных конструкций значительны по величине и 15-20 минутный нагрев может привести к их обрушению. Температура 450-500 оС считается температурой потери несущей способности стальных изделий. при 1000оС прочность стали снижается в 10 раз , Температура потери несущей способности конструкций из алюминиевых сплавов составляет 250 оС. Что значит потеря несущей способности у металлоконструкции? В чем она проявляется? Конечно, конструкция не ломается; в первую очередь она гнется, деформируется. Эти деформации при осмотре места пожара можно увидеть и нужно оценить. Оценка величины и направленности деформаций дает важную информацию об относительной интенсивности и направленности теплового воздействия в тех или иных зонах. Визуальные признаки деформации, которые следует фиксировать и оценивать: 1. Направление деформации металлических элементов. Металлоконструкции и их отдельные элементы деформируются, как правило, в сторону наибольшего нагрева. Кстати, это свойство не только металлов, но и многих других негорючих материалов, например, стекла. 2. Величина деформации. С чисто теоретической точки зрения, величина деформации конструкции должна быть пропорциональна температуре и длительности ее нагрева. Поэтому, казалось бы, очевидно, что на месте пожара наиболее "горячей" зоной можно считать ту, в которой металлоконструкция имеет наибольшую деформацию. Однако наибольшая деформация происходит не всегда там, где имела место наибольшая температура или наиболее интенсивный нагрев. Она может быть и там, где конструктивный элемент имеет наибольшую степень свободы или более высокую нагрузку. Если, например, стальная балка перекрытия имеет наибольшую деформацию посередине пролета, то это еще не значит, что именно в этой точке был наиболее интенсивный нагрев - просто здесь на балку действует наибольший изгибающий момент. И тем не менее, на рассредоточенных по зоне горения однотипных и относительно одинаково нагруженных конструкциях оценить степень деформации в сравнении друг с другом очень полезно. Это (при относительно равномерной пожарной нагрузке в помещении) можно рассматривать как явный признак направленности распространения горения. Чтобы количественно оценить степень деформации, рассчитывают так называемую величину относительной деформации. Это отношение величины прогиба к величине участка конструкции, на которой этот прогиб наблюдается (b/l) (рисунок). Величина b/l для однотипных конструкций наносится на план места пожара. Такая информация в первом приближении характеризует распределение зон термических поражений на месте пожара и может быть использована в поисках его очага. Эти данные относятся к группе последовательно нарастающих (убывающих) термических поражений. Требуют серьезного внимания локальные деформации металлоконструкций на отдельных участках, т.е. произвольно расположенные термические поражения. Четко выраженные и значительные по величине локальные деформации возникают, как правило, на начальной стадии пожара, когда горения во всем объеме помещения еще нет и конструкции нагреваются от очага пожара в ограниченной локальной зоне. Если указанное локальное термическое поражение не находит объяснения – оно должно восприниматься как очаговый признак. Б. Образование окислов на поверхности металла. Алюминий и его сплавы. Известно, что на поверхности алюминия и его сплавов уже при комнатных температурах существует микронной толщины окисный слой, который предохраняет алюминий от окисления. Окисел этот выполняет свою функцию и при нагреве алюминиевого изделия на пожаре, вплоть до достижения температуры плавления алюминия. Какой-либо полезной экспертной информации из исследования окисного слоя на алюминии извлечь не удается. Медь На поверхности медных изделий до температуры примерно 100 оС - присутствует черная пленка окисла (CuO, окись меди). При нагреве выше 100 оС и достаточной длительности - образуется пленка закиси меди - красного цвета (Cu2O). Это обстоятельство дает возможность в отдельных ситуациях оценивать, превышала ли температура в зоне, где находится медное изделие, указанную температуру. Сталь Если поверхность обработанная, гладкая, то первый признак теплового воздействия, который можно обнаружить визуально - цвета побежалости. Они появляются при нагревании стали до температуры 200-300 оС благодаря образованию на ее поверхности пленки окисла микронной толщины. Толщина слоя окисла зависит от температуры, а за счет интерференции света с изменением толщины пленки меняется ее цвет. Таким образом, получается, что цвет пленки окисла ("цвет побежалости") зависит от температуры нагрева стали и может использоваться для ее определения. Существует примерно следующая цветовая шкала цветов побежалости на сталях. Цвет побежалости Толщина слоя окисла Мкм Температура нагрева оС Светло-желтый 0,04 220-230 Соломенно-желтый 0,045 230-240 Оранжевый 0,05 240-260 Красно-фиолетовый 0,065 260-280 Синий 0,07 280-300 Следует отметить, что оценка нагрева металлических конструкций по цветам побежалости при поисках очага пожара используется редко. Чаще это делается при установлении причин пожаров, связанных с трением, локальным перегревом в технологических установках, двигателях и т.д. Окалина. Высокотемпературный окисел - окалина - образуется на сталях обыкновенного качества при температуре более 700оС. Рост толщины окалины происходит по параболическому закону. Чем больше температура и длительность нагрева, тем она толще. От температуры образования зависит и состав окалины. Она может состоять из трех слоев различных окислов (рисунок) (начиная от поверхности металла): вустита (оксида двухвалентного железа, FeO), имеющего черный цвет промежуточного слоя - магнетита (оксида двух-трехвалентного железа, Fe3O4 ,),. гематита (оксида трехвалентного железа, Fe2O3), имеющего рыжий цвет. Чередование окислов на поверхности металла связано с разным процентным содержанием кислорода в воздухе на пожаре по мере его развития. Вначале при относительно высоком содержании кислорода происходит образование гематита. Затем по мере возрастания температуры и убывании кислорода в воздухе под слоем гематита образуется слой магнетита и ниже слой вустита. Таким образом, чем выше температура, тем больше в окалине вустита и меньше гематита Это обстоятельство позволяет по цвету окалины и ее толщине ориентировочно оценивать температуру нагрева металлоконструкций. Низкотемпературная окалина (700 – 750 оС), в которой мало вустита, обычно имеет рыжеватый оттенок и достаточно тонкая. Окалина, образовавшаяся при 900-1000 оС и более - толстая и черная. Обязательно надо помнить, что окалина – это очень плотный материал, прочно связанный с самим металлом: поэтому если окисел на поверхности стальной конструкции хоть и имеет рыжий цвет: но рыхлый и непрочный, то это, скорее всего, вообще не окалина, а обыкновенная ржавчина. Цвет окалины и ее толщина дают возможность примерной оценки температуры нагрева стальных конструкций на пожаре. При этом, однако, не исключены ошибки, поэтому лучше все-таки проводить инструментальные исследования окалины и определять, таким образом, не только температуру, но и длительность нагрева конструкции. Инструментальные методы исследования окалины будут рассмотрены ниже. Расплавления и проплавления металла Расплавления и проплавления (образование сквозных отверстий) металлов и сплавов на пожарах, особенно крупных, встречается не так уж редко. Можно считать, что это наиболее высокая степень термических по­ражений конструкций и отдельных предметов. В 70-х годах В.Г.Выскребов (ВНИИСЭ) предложил даже использовать так называемый " метод температур плавлений" для поисков очага пожара. Метод заключался в фиксации мест, где расплавился тот или иной материал, и определении таким образом распределения температурных зон по месту пожара. Известно, например, что температура плавления составляет: - у алюминия - 600 оС - бронзы литой - 880-1040 оС - меди - 1083 оС - стали - 1300-1400 оС Таким образом, если в зоне А расплавился алюминиевый провод, то следует сделать вывод, что температура там превышала 600 оС, а в зоне Б, где оплавились медные провода, она была, как минимум, 1080-1090 оС. Конечно, фиксировать на месте пожара зоны, где расплавился тот или иной материал, весьма полезно. Но считать это самостоятельным методом установления очага пожара было бы неразумно; да и температурные зоны устанавливаются таким путем достаточно условно. Если расплавился алюминий, то это не значит, что температура была 600 оС, она могла быть и 700- 900-1000 оС. Кроме того, нужно иметь в виду, что "проплавления" в металле могут возникнуть и вовсе при температуре, ниже температуры плавления. Возможно это, как минимум, по двум причинам: 1. Локальный нагрев тонкого стального изделия (листа, проволоки и т.п.) приводит к образованию слоя окалины, соизмеримого по толщине с самим изделием. Окалина, не обладая достаточной механической прочностью затем может выкрошиться, и на изделии после пожара обнаружится "дырка". * * * В качестве примера приведем исследование пожара, произошедшего на складе одного из научно-исследовательских институтов. При осмотре места пожара там было обнаружено несколько стоящих вертикально рулонов сетки Рабица, на боку которых имелись вытянутые по вертикали каверны - проплавления сетки. Наличие таких проплавлений показалось дознавателю очень подозрительным - ведь температура плавления стали, как указывалось выше, 1300-1400 оС, и обеспечить такую температуру могло, разве что, применение каких-то таинственных спецсредств поджога. Все оказалось, однако, более прозаично. Когда остатки сетки по периметру прожогов исследовали, то оказалось, что проволочки полностью состоят из оксидов железа (не окисленного железа там уже нет), т.е. сталь полностью превратилась в окалину. Для такого процесса не нужна температура 1300-1400, достаточно и 800-900 оС. Но, тем не менее, почему разрушения имеют такой специфический, локальный характер? Оказалось, что над рулонами сетки, на деревянных антресолях склада хранилось несколько тонн полиэтиленовой пленки. При пожаре полимер плавился, горел, а часть его стекала на расположенные ниже рулоны сетки. Прилипающий к сетке и горящий полимер и привел в конечном счете к образованию столь странных " проплавлений". * * * Растворение металла в металле. Расплавленный в ходе пожара более легкоплавкий металл при попадании на металл более тугоплавкий может привести как бы к "растворению" последнего в расплаве первого металла. Причем происходит это при температуре, ниже температуры плавления "тугоплавкого" металла. Такой процесс возможен, например, при попадании расплавленного алюминия на медь и ее сплавы. Происходит это за счет образования эвтектического сплава меди с алюминием. Известно, что чистая медь имеет температуру плавления 1083 оС. В то же время эвтектические (совместно плавящиеся) сплавы «медь + расплавленный алюминий» – 660 оС, «медь + расплавленная латунь» - 870-980 оС Точно также способностью растворяться в расплавленном алюминии обладает сталь. Растворение стали в алюминии Растворение происходит в три этапа: а) окалинообразование на стали, протекающее под воздействием попавшего на нее расплавленного алюминия; (для этого достаточно температуры образования гематита - 700-750 оС) б) химическое взаимодействие образовавшихся оксидов железа с расплавленным алюминием (термитная реакция): Fe2O3 + 2Al ---> Al2O3 + 2Fe + 847,8 кДж Реакция эта, как видно из уравнения, сопровождается сильным тепловыделением, что приводит к дополнительному разогреву в зоне реакции и, соответственно, интенсификации последней. в) растворение восстановленного из окисла железа за счет тепловыделения при термитной реакции (для этого тоже не обязательно достижения температуры плавления стали, например, при температуре 900 оС в алюминии может раствориться до 10 % железа). Конечным результатом протекания указанных реакций может быть проплавление (дырка) в тонком стальном листе, в стенке стальной трубы и т.д. Квалификационным признаком, позволяющим отличить такую дырку от проплавления, возникшего, например, под действием электрической дуги, является характерный контур проплавления (в форме лужицы, потека) и тоненькая каемка алюминия, обычно сохраняющаяся по периметру дырки. Г. Горение металлов и сплавов Известна способность к горению щелочных и щелочноземельных металлов (K, Na, Mg). Менее известно, однако, что в определенных условиях способны гореть (т.е. взаимодействовать с кислородом воздуха) и другие металлы и сплавы. Примером в данном случае могут быть широко распространенные в качестве конструкционных материалов алюмомагниевые сплавы. Алюминий, нагретый до 660 оС, несмотря на существование оксидной пленки, все же начинает окисляться тем быстрее, чем ближе его температура к точке плавления, а горение алюминия в кислороде сопровождается значительно большим тепловыделением, чем горение других металлов (1675 кДж/моль). Температуры самовоспламенения алюмомагниевых сплавов, в зависимости от содержания магния в сплаве могут находиться в пределах 450-560 оС. Наименьшие температуры установлены для сплавов с содержанием магния 45-49%. Они получены методом ДТА для мелкодисперсных порошков (диаметр частиц менее 50 мкм). Известно, что металлы лучше горят в мелкоизмельченном виде, тем не менее, на развившемся пожаре, при хорошей пожарной нагрузке способны гореть и сплавы в виде элементов конструкций. Пожарные, в частности, наблюдают это при пожа­рах в ангарах из легких металлоконструкций со сгораемым утеплителем. Повышенное содержание кислорода резко увеличивает возможность загорания и интенсивность горения металлов. Такие ситуации могут сложиться на подводных лодках в медицинских барокамерах, на производствах, связанных с применением газообразного и жидкого кислорода. Наиболее распространенные марки сталей при толщине образца 3 мм и температуре 20 оС способны гореть в кислороде при его давлении 0,02 Мпа, а алюминиевые сплавы (при тех же параметрах) - при давлении 0,1 Мпа. Другие металлы менее склонны к горению в кислороде. Визуальными признаками горения металлов является разрушение конструкций в зоне горения. От выгоревшей детали часто остается ажурный скелет. Горение часто сопровождается разбрызгиванием металла, в результате чего на месте пожара обнаруживаются множественные мелкие частички металла и его окислов, аналогичные тем, которые образуются при дуговых процессах. 5.6. Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара металлических изделий. Фиксация структурных изменений, сопровождающих изменение физических и физико-химических свойств. Эти изменения происходят в довольно широком интервале температур, но не могут быть зафиксированы визуально. Для их выявления следует пользоваться инструментальными методами, с помощью соответствующих приборов. Мы остановимся на методах и методиках исследования наиболее распространенных металлов - стальных конструкций и предметов. Методики исследования после пожара двух выделенных групп стальных изделий различны, поэтому мы рассмотрим их по отдельности. Горячекатаные стали. Горячекатаные стали наиболее распространены на месте пожара, т.к. именно они составляют основную номенклатуру металлопроката (швеллеры, двутавры, уголки, большая часть трубных изделий, горячекатаный листовой прокат и т.д.) из них же изготавливаются строительные металлоконструкции. До 600-700 оС изменений в структуре и физико-механических свойствах в горячекатаных сталях практически не происходит. Выше этих температур изменения в структуре металла начинают происходить и их можно зафиксировать классическим для металлов методом - металлографией. Такое исследование позволяет определить ориентировочно температуру нагрева стали в различных зонах пожара и выявить зоны, где горение происходило наиболее интенсивно. Результатом термического воздействия на металл в ходе пожара является рост его зерен, т.е. огрубление структуры. Рост зерен металла зависит от температуры нагрева, времени воздействия этой температуры, химического состава металла и его исходной структуры. Зная марку стали и время термического воздействия можно попытаться путем сравнения структуры изделия со структурой ГОСТированной стали определить примерную температуру теплового воздействия. При равном времени термического воздействия на стали одинаковой марки зерно будет крупнее в том образце, температура которого была выше. Правда, заметные изменения величины зерна в горячекатаных сталях обыкновенного качества происходят лишь при температурах выше 600оС. Металлографические исследования проводятся параллельно на контрольном и исследуемом образце, и вычисляется относительная величина зерна (по отношению к величине зерна образца сравнения). Для объективного выявления распределения зон термических поражений необходимо исследовать не менее 10-20, а иногда и сотни образцов, а ведь для каждого измерения нужно, • -выпилить из металлоконструкций (а иногда это двутавр или другая, не менее массивная деталь !) образцы; • - сделать на образцах шлифы, • -протравить их (обработать специальными растворами кислот); • - провести исследование шлифов под микроскопом. Таким образом, использование метода металлографии не для единичных объектов, а в целях поисках очага, не очень удобно из-за большой трудоемкости анализов. Большим недостатком этого метода является также невозможность установления длительности теплового воздействия, а ведь именно эта характеристика является наиболее важной при установлении очага пожара. Указанных недостатков лишены методики, использующие анализ окалины. Правда, основное ограничение в исследовании горячекатаных сталей не ликвидируется и при анализе окалины – она образуется на стали лишь с температуры 700 оС. Отбор проб окалины проводят только в тех местах, где имеется плотный ее слой, без пузырей. Окалину отбивают с помощью молотка и зубила, либо, если конструкцию можно согнуть, деформацией ее – при этом окалина осыпается. Пробы привозят в лабораторию, где измеряют микрометром толщину окалины, а затем проводят ее анализ. Анализ окалины осуществляют: а) химическим методом, путем растворения в кислотах и комплексонометрического титрования с определением содержания в пробе двух- и трехвалентного железа б) методом рентгеноструктурного анализа с определением со­держания в пробе окалины вустита, гематита, магнетита. Далее, исходя из полученных данных по толщине слоя окалины и ее состава, с помощью специальных номограмм определяют температуру и длительность высокотемпературного нагрева конструкций в зонах отбора проб окалины. Полученные результаты наносятся на план места пожара, строятся температурные и временные зоны, являющиеся объективной информацией по очагу пожара. Индукционная толщинометрия Электромагнитные свойства вустита, гематита и магнетита существенно отличаются от аналогичных свойств железа. Это обстоятельство позволяет определять толщину слоя окалины, и, соответственно, степень термического поражения изделий из углеродистых и низколегированных сталей с помощью его электромагнитных характеристик используя индукционную толщинометрию (метод вихревых токов – МВТ). В качестве измерителных преобразователей (ИП) используются обычно индуктивные катушки (одна или несколько). Переменный ток, действующий в катушках ИП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в элекропроводящем объекте контроля. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки ИП, наводя в них э.д.с. или изменяя их полное сопротивление. Таким образом, регистрируя напряжение на зажимах катушек ИП или их сопротивление, можно получать информацию о свойствах контролируемого объекта. На рисунке приведена обобщенная функциональная схема прибора с накладным ИП. Измерительный преобразователь состоит из возбуждающей обмотки, подключенной к генератору переменного тока, и измерительной обмотки, подключенной к блоку измерения. Магнитное поле ИП возбуждает в плоском объекте контроля концентрические вихревые токи, плотность которых максимальна на поверхности электропроводящего объекта в контуре, диаметр которого близок к диаметру возбуждающей обмотки. Магнитное поле вихревых токов противоположно первичному магнитному полю возбуждающей обмотки, вследствие этого результирующее поле зависит от электромагнитных свойств контролируемого объекта и от расстояния между преобразователем и объектом (от зазора), поскольку распределение плотности вихревых токов зависит от этих факторов. В измерительной обмотке преобразователя наводится э. д. с., определяемая потокосцеплением. Эта э.д.с. служит сигналом, передающим информацию об объекте в блок измерения. Общая функциональная схема прибора с накладным измерительным преобразователем Одна из особенностей МВТ состоит в слабой зависимости результатов контроля от параметров окружающей среды. Простота конструкции вихретокового преобразователя – еще одно из важных достоинств МВТ. В большинстве случаев катушки преобразователя помещаются в предохранительный корпус и заливаются компаундами. На сигналы вихретокового преобразователя практически не влияют влажность, давление и загрязненность газовой среды, радиоактивные излучения, загрязненность поверхности объекта контроля непроводящими веществами, что является весьма актуальным при работе на месте пожара. Благодаря этому они весьма устойчивы к механическим и атмосферным воздействиям, могут работать в агрессивных средах в широком интервале температур и давлений. МВТ свойственна малая глубина (не выше нескольких миллиметров) зоны контроля, определяемая глубиной проникновения в контролируемую среду электромагнитного поля. Имеется явно выраженная зависимость степени термического поражения образцов с распространением в них вихревых токов. С увеличением температуры отжига образцов падают показания прибора, что связано с нарастающей толщиной слоя окалины. Изменение показаний установки в зависимости от температуры отжига образцов Компенсировать объективный недостаток исследования горячекатаных крайне при поисках очага пожара, заключающийся в относительно высокотемпературном интервале информативности этих объектов, можно путем анализа карбонизованных остатков лакокрасочных покрытий. Если металлоконструкции до пожара были окрашены, то анализ остатков краски даст возможность проявить зоны термических поражений в температурном диапазоне от 150-200 до 500 оС; подробно об этой методике будет рассказано дальше, в специальной лекции. Во-вторых, на месте пожара необходимо искать и исследовать холоднодеформированные изделия. Холоднодеформированные изделия Обработка изделий в процессе их изготовления методом холодной деформации (холодной штамповки, высадки, волочения) приводит к изменению структуры металла и соответствующему изменению его физико-механических свойств. Металл приобретает упрочнение, так называемый наклеп. Металл при пластической деформации переходит в термодинамически неустойчивое неравновесное состояние с повышенной внутренней энергией. По сути, металл аккумулирует энергию, затраченную при его деформации. Эта скрытая энергия распределена в металле неравномерно, а, в основном, сконцентрирована в дефектах кристаллической решетки. Такое состояние и характеризуют термином «наклеп», под которым, в широком смысле, понимают всю совокупность структурных изменений и свойств металла при пластической деформации. Для перехода металла в исходное, равновесное состояние необходима внешняя энергия, которую он может получить при нагреве на пожаре. Этот переход происходит не резко, а в достаточно широком температурном интервале, что представляет большую ценность для экспертных иследований. Происходящий при этом процесс включает три основные последовательно протекающие стадии: • возврат, • полигонизация, • рекристаллизация. При этом последовательно меняется структура изделия и структурочувствительные физико-механические характеристики. Возникает равновесная структура и металл как бы возвращается в прежнее (присущее ему до обработки холодной деформацией) состояние. Примером может быть гвоздь, побывавший в печке или на пожаре. В результате нагрева и прошедшей рекристаллизации он становится мягким и забить в дерево его уже не удастся. Чем выше температура и больше продолжительность нагрева, тем полнее протекает процесс рекристаллизации. И, если определить с помощью какого-либо инструментального метода степень рекристаллизации каждого изъятого с места пожара холоднодеформированного изделия, то можно было бы оценить степень термических поражений конструкций по, скажем, болтам, рассредоточенным по зоне пожара. Сделать это можно несколькими методами. Количественный металлографический анализ позволяет определить долю объема металла подвергнутого рекристаллизации. Метод РСА позволяет количественно фиксировать образование и рост зародышей разной ориентировки, т.е. изменения в микроструктуре металла. Уже упомянутыми недостатками указанных методов является их относительная сложность. Существую и более простые методы исследования холоднодеформированных стальных изделий. Определение твердости (микротвердости). Одной из структурочувствительных характеристик является твердость изделия. Существуют специальные методы ее определения и приборы - твердомеры и микротвердомеры. К сожалению, твердость - не самая удачная характеристика для оценки степени термических поражений холоднодеформированных изделий. Определять ее довольно трудоемко; кроме того, твердость резко меняется при 500-600 оС, мало изменяясь в прочих температурных диапазонах. Это неудобно для выявления зон термических поражений; лучше иметь характеристику, более плавно меняющуюся в широком интервале температур. Определение коэффициента формы. В процессе рекристаллизации меняется форма зерна металла; из вытянутой она становится равноосной (рис...). Поэтому в качестве количественного критерия для оценки степени рекристаллизации можно использовать величину, называемую коэффициентом формы. Это соотношение размеров зерен металла по горизонтали и вертикали, определяемое на шлифе холоднодеформированного изделия под микроскопом. У болтов из Ст.3 размером .... этот коэффициент по экспериментальным данным меняется при нагреве следующим образом: исходный болт - 0,33 600 оС - 0,49 700 –900 оС - 0,82-0,89 Магнитные исследования. Одной из наиболее структурочуствительных характеристик у сталей является коэрцитивная сила - величина напряженности магнитного поля (или величина тока), которая необходима для полного размагничивания предварительно намагниченного стального изделия. Величина коэрцитивной силы (или пропорционального ей тока размагничивания) при рекристаллизации холоднодеформированных стальных изделий последовательно уменьшается. Причем происходит это в достаточно широких температурных пределах - от 200 до 600-700 оС. Это обстоятельство дает возможность, исследуя рассредоточенные по месту пожара холоднодеформированные изделия, выявлять там зоны термических поражений. Исследование проводится с помощью приборов, называемых коэрцитиметрами (КИФМ-1, КФ-3м, структуроскоп МФ-31КЦ и др.). Приборы указанных типов состоят из основного (измерительного) блока и выносного датчика- преобразователя. Исследование можно проводить как в лабораторных, так и в полевых условиях, непосредственно на месте пожара. На месте пожара нужно найти однотипные холоднодеформированные ме­таллоизделия, рассредоточенные по зоне пожара. Это могут быть болты, гвозди, шурупы, строительные скобы, некоторые виды труб (изготовленные методом холодной деформации) и др. изделия. Длина изделия должна быть не менее 40 мм. (таково расстояние между полюсами датчика-преобразователя у коэрцитиметра). Особая подготовка поверхности изделия перед измерением не требуется - надо счистить лишь остатки краски и пузыри окалины. Преобразователь устанавливается на изделие и после нажатия кнопки "измерение" прибором автоматически осуществляется цикл "намагничивание - размагничивание" и определяется коэрцитивная сила. Обычно на одном изделии проводится 6-10 параллельных измерений, после чего рассчитывается среднее арифметическое значение коэрцитивной силы. Все это занимает 5-7 минут времени. Результаты измерений коэрцитивной силы изделий, рассредоточенных по месту пожара, наносятся на план места пожара, после чего вычерчиваются зоны термических поражений, как при ультразвуковом методе исследования бетона и железобетона. Как и ультразвуковой метод, метод измерения коэрцитивной силы - сравнительный. Поэтому, отметим еще раз, исследовать надо однотипные изделия, одних размеров и, желательно, одной партии. Тема 6. Характер поведения на пожаре и криминалистическая экспертиза веществ, материалов, изделий органической природы Учебные вопросы 6.1.Состав основных компонентов древесины и их поведение при термическом воздействии. 6.2.Визуальные признаки термических поражений на конструкциях из древесины. 6.3.Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара древесных изделий. 6.4.Классификация полимерных материалов и ЛКП для целей пожарно-технической экспертизы. 6.5.Визуальные признаки термических поражений на конструкциях из полимерных материалов и ЛКП. 6.6.Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара полимерных материалов. ВВЕДЕНИЕ Во вводной части излагается наименование темы и учебные вопросы. Показывается различие между изучением неорганических (в основном, негорючих) и органических (горючих) материалов. Обугленные остатки органических материалов - важнейший источник информации при поисках очага пожара. Но прежде, чем перейти непосредственно к методам экспертного исследования обугленных остатков древесины, необходимо вспомнить известный (из изучения других дисциплин) механизм горения древесины. 6.1. Состав основных компонентов древесины и их поведение при термическом воздействии. Горение твердого горючего требует, обычно, химического разложения, в результате которого образуются летучие продукты (газы, пары, пылевидные частицы), которые могут поступать в пламя и сгорать в нем. Для начала горения требуется воздействие внешнего теплового потока. Древесина начинает терять свой цвет и обугливаться при температуре свыше 200-250оС, а при достаточно длительном нагреве указанные процессы могут происходить и при температуре выше 120оС. При температуре свыше 300оС начинается быстрое физическое разрушение древесины. Этот процесс начинается на поверхности углистого остатка с появлением слабых трещинок, перпендикулярных направлению волокон, что позволяет летучим продуктам легко просачиваться через поврежденную поверхность из слоя, где произошло образование этих продуктов. По мере увеличения углистого слоя трещины будут расширяться, что рано или поздно приведет к характерной картине расщепления и растрескивания поверхности. Древесина является неоднородным материалом, к тому же многие его свойства зависят от направления, в котором они измеряются. По своей природе, древесина – смесь природных полимеров с большой молекулярной массой, важнейшими из которых являются целлюлоза (около 50%), гемицеллюлоза (около 25%), лигнин (около 25%). Кроме того, древесина содержит поглощенную влагу. Термогравиметрический анализ разложения древесины показал, что различные ее составляющие распадаются с выделением летучих компонентов при различных характерных температурах: гемицеллюлоза при 200-260оС, целлюлоза при 240-350оС, лигнин при 280-500оС. Различно и соотношение между летучими продуктами и образующимся углистым остатком. Так, лигнин нагретый до температуры 400-500оС на 50% преобразуется в летучие продукты и на 50% в углистый остаток. С другой стороны, чистая целлюлоза при нагревании до 300оС дает лишь 5% углистого остатка. Правда при наличии неорганических примесей (например, различных солей) выход углистого остатка в целлюлозе может достигать и 40%. На этом основано антипирирование древесины, сводящееся к пропитке растворами минеральных солей. Обычно при сжигании или нагреве древесины при 450 оС на углистый остаток приходится 15-25% (в основном, за счет лигнина). При изменении выхода углистого остатка изменяется и состав летучих компонентов. Все эти факторы оказывают значительное воздействие на процесс горения древесины, а именно на такую особенность древесины, как способность к тлеющему горению. Как известно, склонностью к тлению обладают только пористые материалы, которые при сгорании способны образовывать твердый углистый остаток. Возможны два пути возникновения тлеющего горения в древесине. Один из них – это тление, сменяющее пламенное горение. При воспламенении фронт обугливания постепенно передвигается вглубь древесины, при этом выделяются все новые порции горючих летучих веществ, которые сгорают в виде пламени. Когда древесина обуглится на существенную глубину, углистый слой становится экранирующей защитой для древесины, находящейся под ним, в результате чего, для обеспечения теплового потока, необходимого для образования летучих продуктов требуются более высокие температуры поверхности. В результате может сложиться такая ситуация, когда летучих начинает не хватать для поддержания пламенного горения, пламя над поверхностью древесины затухает и начинается вторая стадия - беспламенное (гетерогенное) горение угля - тление. Гетерогенным такое горение называется потому, что газовая фаза (кислород воздуха) взаимодействует уже не с газообразными продуктами пиролиза, а непосредственно с твердой фазой - углем. Уголь может гореть (тлеть) вплоть до полного сгорания - до золы, т.е. пока участок конструкции не выгорит полностью или не образуется прогар. По другому пути, при относительно мало интенсивном тепловом воздействии на де­ревянные конструкции количество выделяемых летучих продуктов недостаточно для достижения нижнего концентрационного предела распространения пламени. Пламенное горение может вообще не возникнуть. Выгорание конструкции будет происходить в режиме тления вплоть до полного выгорания или, в случае изменения внешних условий теплового воздействия или воздухообмена до перехода в пламенное горение. Для целей пожарно-технической экспертизы очень важно уметь устанавливать осуществлялось ли горение в режиме тления или в режиме пламенного горения. Температура воспламенения большинства сортов древесины находится в пределах 240-260 оС. Температура же, при которой могут начаться процессы, способные привести к тлеющему горению при достаточной длительности теплового воздействия, как уже указывалось, могут быть в пределах 120 оС. Отсюда может вытекать очень важный вывод об источнике зажигания – если процесс горения начинался с тления, то источник зажигания мог иметь малую мощность. 6.2. Визуальные признаки термических поражений на конструкциях из древесины. В результате термического воздействия формируются следы термических поражений древесины, которые последовательно проходят следующие стадии: 1) Потемнение древесины. 2) Обугливание на различную глубину. 3) Полное выгорание, которое может наблюдаться в отдельных зонах деревянной конструкции (сквозные прогары), или полное выгорание всей конструкции. Внешний вид угля при обугливании. Уголь рыхлый, с крупными трещинами образуется обычно при интен­сивном пламенном горении. Уголь плотный, с коричневатым оттенком и даже сохранившейся текс­турой древесины (рисунком годовых колец) образуется при низкотемпера­турном пиролизе (тлении), когда процесс обугливания происходит медлен­но и летучие выделяются понемногу, уходя через мелкие трещины и не разрыхляя уголь. Глубина обугливания Оценить степень термических поражений древесины можно измерением глубины обугливания. При этом решаются следующие задачи: - оценивается изменение степени термического поражения по длине и высоте конструкции. - определяется направленность теплового воздействия или более интенсивного теплового воздействия (из результатов измерения глубины обугливания с разных сторон деревянного столба, показанного на рис..., следует, что наиболее интенсивному нагреву он подвергался с правой стороны). Информация о глубине обугливания деревянных конструкций в различ­ных зонах пожара обязательно должна присутствовать в протоколах осмотра места пожара. Недопустимы общие фразы типа "деревянные стойки обуг­лены"; было бы странно, если бы в зоне горения они не были обуглены. Как измерить глубину обугливания древесины? Делается это с помощью любого острого металлического предмета - шила, гвоздя, металлической линейки - методом пенетрации (протыкания). Металлический предмет достаточно свободно протыкает уголь, но хуже входит в более плотную древесину. Правда, таким способом сложно измерить толщину слоя угля при минусовых температурах после тушения водой. При плюсовых температурах или после размораживания угля на локальном участке сделать это не представляет трудностей. Лучше всего измерять глубину обугливания с помощью колумбуса - штангенциркуля-глубиномера, который имеет выдвижной хвостовик. Такой штангенциркуль обязательно должен иметь с собой дознаватель или инженер ИПЛ - он пригодится не только при измерении глубины обугливания, но и при производстве других измерений. Схема измерения глубины обугливания приведена на рис... Обратим внимание, что кроме толщины слоя угля hу, в точке измере­ния следует определить величину потери сечения конструкции hп. А глу­бина обугливания Н рассчитывается как сумма этих двух величин: H = hу + hп Измеренные на месте пожара величины Н можно и нужно использовать как критерий степени термического поражения древесины в различных зо­нах пожара. Известно, что в условиях специальных испытаний - при сжигании древесины в огневых печах по стандартному температурному режиму пожара- скорость обугливания ее вглубь составляет 0,6-0,8 мм/мин. Однако, горючесть древесины, очевидно, зависит от действующего на нее теплового потока. Тем не менее, в пожарно-технической экспертизе часто руководствуются скоростью выгорания древесины 0,6 мм/мин, а то и округляют ее для простоты равной 1 мм/мин, некоторые специалисты ИПЛ и эксперты рассчитывали длительность горения, рассуждая следующим образом: если доска обуглилась на глубину 20 мм , а скорость обугливания 1 мм/мин, то значит доска горела 20 : 1= 20 мин. Правомерен ли такой подход при экспертизе пожаров? Д. Драйздейл в своей книге "Введение в динамику пожаров" указыва­ет, что зависимость скорости обугливания от теплового пока, воздействующего на древесину выражается формулой: Rw = 2,2 * 10-2* I, мм/мин , где I - тепловой поток, воздействующий на поверхность древесины, кВт/м2. При температуре равной 1100оС , которая достигается в отдельных зонах помещения при пожаре, излучение черного тела составляет 200 кВт/м2. В этом случае скорость обугливания Rw составит 4,4 мм/мин. А общий диапазон колебаний Rw на пожаре в зависимости от теплово­го потока или соответствующей температуры пиролиза может составить: 0,3-4,5 мм/мин, т.е. различаться в 15 (!) раз. Таким образом, рассчитывать длительность горения исходя из ско­рости обугливания 1 мм/мин опасно - можно ошибиться на порядок. К сожалению, большей точности определения длительности горения визуальным осмотром и простейшими измерениями не добиться. Полное выгорание конструкций, сквозные прогары. Этот признак экстремально высоких термических поражений конструкций прекрасно виден невооруженным глазом. Его надо фиксировать в протоколах и учитывать в поисках очага. Действительно, если 10 балок перекрытия обуглились, но не обрушились, а 11ая полностью переуглилась и рухнула, значит, в зоне нахождения этой балки имеется зона локального термического воздействия на пе­рекрытие. Это может быть след конвективного теплового потока от очага пожара; может быть второй очаг горения; а может быть следствие того, что на вышележащем этаже в этой зоне на полу забыли включенный электроприбор или занесли какой-либо источник зажигания в перекрытие. Особый интерес для эксперта представляют прогары в полу. Особенно, когда они немногочисленны или прогар один. В предыдущих лекциях мы отмечали, что полы на пожаре, как правило, сохраняются, поэтому причину прогара обязательно надо выяснить - возможно, это очаговая зона. Четко очерченные, локальные прогары образуются при длительном низкотемпературном пиролизе (тлении). Еще один признак зоны экстремальных термических поражений (возможно, очага пожара) для случаев, когда конструкции над очагом не сохранились, приводит в своей книге Б.В.Мегорский. Если уничтоженные огнем сгораемые конструкции (например, деревянные): крыши, покрытия, перекрытия - имеют несгораемые металлические детали (крупные гвозди, болты, крепления) то при сгорании конструкции они осыпаются вниз. За пределами участка, выгоревшего над очагом, конструкции рушатся, еще полностью не сгорая, вместе с несгораемыми деталями. Таким образом, скопление например, гвоздей в одном месте может иногда служить дополнительным признаком очага пожара. 6.3. Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара древесных изделий. Любой пожарно-криминалистический инструментальный метод исследования материала после пожара (как уже должно быть ясно из предыдущих лекций) основан на фиксации с помощью приборов невидимых глазу изменений в материале, его структуре, физико-химических свойствах, которые четко взаимосвязаны с условиями теплового воздействия на матери­ал в ходе пожара. У древесного угля таких свойств достаточно много. Чем выше температура и длительность горения, тем в древесном угле: - меньше остаточное содержание водорода, азота и других гетероатомов и, наоборот, больше процентное содержание углерода; - меньше остаточное содержание летучих веществ, - ниже электросопротивление проб угля. Есть и специфические признаки очаговой зоны. Так, например, в зонах длительного пиролиза (более 1-1,5 часов) аномально низкой является интенсивность люминесценции экстрактов углей. Таким образом, по свойствам углей можно оценить степень их термического поражения. В простейшем виде, для определения относительной степени термических поражений различных участков деревянных конструкций можно ограничиться измерением глубины обугливания конструкций. В связи с рассмотренными изменениями состава и свойств древесины при нагреве могут быть использованы ряд инструментальных методов исследования обугленных остатков древесных материалов. На месте пожара. 1. Измерение глубины обугливания и отбор проб в точках замера. Отбор проб на пожаре. Пробы углей следует отбирать на обугленных участках деревянных конструк­ций, там, где слой угля не нарушен (не сколот). С поверхности угля кисточкой смахивают золу и остатки пожарного мусора, после чего аккуратно срезают верхний, 3-5 миллиметровый слой угля. Для анализов необ­ходимо не более 1-2 граммов угля. Предварительно в точке отбора пробы угля измеряют методом пенетрации толщину слоя угля hу, величину потери сечения конструкции hп и результаты измерений заносят в протокол. Пробы угля упаковывают в полиэтиленовые или бумажные пакетики, нумеруют, оформляют изъятие проб в соответствии с процессуальными нормами и отправляют на исследование в лабораторию. Лабораторные инструментальные методы. 1. Весовой термический анализ. 2. Дифференциальный термический анализ. 3. Элементный анализ на С, Н, N, S анализаторах. 4. Метод измерения электросопротивления карбонизованых остатков углеродистых материалов. Термический анализ – это группа методов основанных на исследовании процессов, происходящих в материале при непрерывном нагревании или охлаждении. В любом веществе при изменении температуры протекают различные процессы: физические (плавление, кристаллизация, испарение или кипение) и химические (разложение, термоокислительная деструкция, сшивка и т.п.). Все они могут сопровождаться выделением и поглощением тепла, изменением массы и других свойств. Фиксация колебаний свойств материала в зависимости от температуры составляет сущность различных методов термического анализа. Аппаратурно весовой термический анализ проводится аналогично термическому анализу неорганических строительных материалов. Степень термического поражения древесных материалов оценивается по величине убыли массы при прокаливании проб. Навески углей (0,5- 1,0 г) загружают в фарфоровые тигли с крышками, которые нагревают в муфельной печи при температуре 800оС в течение 7 мин. Затем тигли извлекают из печи, охлаждают и повторно взвешивают. По разности массы тигля с углем до и после нагрева в печи определяют величину остаточного содержания летучих веществ в углях (L,%). Понятно, что чем больше была температура и продолжитель­ность пиролиза древесины на пожаре, тем меньше будет потеря массы угля при вторичном нагреве в муфельной печи, т.е. меньше расчетная величина L. Большинство перечисленных процессов, протекающих в веществе при нагревании, сопровождаются экзо- или эндотермическими эффектами, то есть выделением или поглощением тепла. Величину и знак этих эффектов можно зафиксировать с помощью дифференциального термического анализа (ДТА). Сущность ДТА состоит в том, что в процессе непрерывного равномерного нагрева регистрируется разность температур между исследуемым веществом и эталоном. В качестве эталона применяется вещество, в котором при нагревании не происходит ни физических, ни химических превращений. Обычно это прокаленный при 1000 оС оксид алюминия. Результатом ДТА является зависимость изменения разности температуры между образцом и эталоном от температуры или от времени, Процессы, характеризующиеся пиками на кривых ДТА Название процесса Эндопик Экзопик Физические процессы Кристаллизация Плавление Испарение (кипение) Возгонка + + + + + - - - Химические процессы Дегидратация Разложение Окислительная деструкция Горение Полимеризация Сшивка Каталитические реакции + + - - - - - - + + + + + + Кривые ДТА образцов древесины: 1 - исходный материал, 2, 3, 4, 5, 6 – древесина, подвергнутая пиролизу при 200, 300, 400, 500 и 600 оС соответственно Элементный анализ органических веществ проводится на специальных С, Н, N, S анализаторах. Степень термического воздействия на древесину оценивается по относительному содержанию углерода или по отношению углерода к сумме гетероатомов. Методом измерения электросопротивления карбонизованых остатков древесины можно раздельно определить температуру и длительность горения. Ведь одна и та же степень термического поражения может быть следствием разного сочетания этих параметров. Например, если доска обуглилась на 20 мм , то такое могло произойти при 700оС за 10 мин. или при 400оС за 40-50 мин. Пиролиз древесины происходит под воздействием постепенно продвигающейся внутрь материала температурной зоны - так называемой "волны обугливания". Волна имеет температурные границы: Тр - температуру, при которой материал начинает пиролизоваться со скоростью, поддающейся измерению; Тс - характерную температуру, при которой материал полностью обугливается. Внутри волны существует несколько зон, в некоторых из них происходит поглощение тепла (эндотермические зоны), в других - выделение тепла (экзотермические зоны). Общая толщина волны обугливания составляет от десятых долей сантиметра до 1,0-1,5 см - чем больше тепловой поток и температура на поверхности древесины, тем тоньше волна обугливания. Скорость обугливания древесины возрастает с увеличением температуры нагрева поверхностного слоя. После прохождения так называемого «индукционного периода» процесс обугливания начинает идти при относительно постоянной температуре нагрева с практически постоянной скоростью. В этом случае процесс может быть описан кинетическим уравнением нулевого порядка с константой скорости: К = Н/(τ – τ0), где где: Н – глубина обугливания древесины, мм; τ – продолжительность процесса пиролиза, сек; τ0 – продолжительность индукционного периода, сек. τg = τ – τ0 представляет собой длительность пиролиза древесины с постоянной скоростью. Зависимость многих физико-химических параметров карбонизованных остатков древесных материалов от температуры и длительности пиролиза выражается уравнениями Аррениуса. В результате работ, проводившихся в Ленинградском филиале ВНИИПО в 1970-е – 1980-е годы, были получены и обобщены многочисленные экспериментальные данные по пиролизу древесины при различных внешних тепловых потоках и условиях воздухообмена. На основании этих данных удалось вычислить эмпирические коэффициенты для уравнений, связывающих глубины обугливания древесины и удельное электросопротивление карбонизованных остатков с температурой и длительностью пиролиза древесины. Эти уравнения выглядят следующим образом : ln (Н/τg) = 2,01 - 1730/T, где Т - температура пиролиза, К ln [(10 – lgR)/lgR∙τg] = 4,16 - 6270/Т, где R – удельное электросопротивление угля, ом. Если измерение глубины обугливания (Н) и отбор пробы для измерения электросопротивления (R) проводились в одной точке, то можно считать, что Т в обоих уравнениях совпадают. В этом случае указанные уравнения можно свести в систему, состоящую из кинетического уравнения обугливания древесины вглубь и уравнения, описывающее изменение электросопротивления угля, в которых имеется два неизвестных – температура и длительность пиролиза древесины. Решив систему, можно получить уравнения для расчета температуры и длительности горения по результатам определения электросопротивления угля и глубины обугливания в точке отбора пробы: Т = 4540/{ln[Н ∙ lgR/(10 – lgR)] + 2,15}, K τg = exp {1,38lnH + 0,38ln[lgR/(10 – lgR)] – 1,19}, мин. Продолжительность индукционного периода рассчитывают после определения температуры по формуле: τо = 77 – 0,086 ∙ Т, мин. И общее время пиролиза составляет: τ = τg + τ0 При температурах выше 895К время индукционного периода принимается равным нулю. Практически определение температуры и длительности обугливания древесины проводится следующим образом. Электросопротивление проб углей определяется под давлением 3500-5000 кг/см2. Для этого существует специальный гидравлический пресс конструкции ЛФ ВНИИПО. Предварительно высушенную пробу угля засыпают в пресс-форму, сжимают с заданным усилием и измеряют в момент сжатия ее электросопротивление. Для этого может быть использован любой электроизмерительный прибор, определяющий величину электрического сопротивления постоянному току в пределах от 1-10 до 108 - 109 Ом. В частности, могут использоваться мегаомметры (Е 6-16 и др.), измерительные мосты. Расчет температуры и длительности пиролиза древесины производится по результатам анализа углей, по приведенным выше формулам или с помощью специальных номограмм. Подготовку углей, измерение электросопротивления и расчет Т,t можно при необходимости проводить и непосредственно на месте пожара; для этого существует специальный полевой комплект оборудования. Исследование обугленных древесностружечных плит. Исследование обугленных остатков ДСП производится теми же методами, что и обугленных остатков древесины. Для ДСП также получены рас­четные формулы и номограммы, позволяющие по результатам анализа опре­делить температуру и длительность пиролиза плиты. Единственное отличие от методики исследования обугленных остатков древесины состоит в том, что у обугленных ДСП очень плотный уголь и измерить его толщину методом пенетрации не удается. Поэтому измеряют и используют в качестве критерия единственный геометрический параметр - величину потери сечения плиты в точке отбора пробы угля hп. Исследование других углеродистых материалов. Методом исследования электросопротивления можно изучать любые углеродистые материалы, дающие при горении твердый углистый или коксовый остаток. К таким материалам относятся, в частности, термореактивные полимеры, а также тяжелые нефтепродукты (мазут, гудрон, минеральные масла). Зависимости электросопротивления карбонизованных остатков полимерных материалов от температуры пиролиза, воспроизводятся практически на всех материалах на основе поливинилхлорида (плитках, рулонных отделочных материалах, ПВХ- изоляции проводов и др.), материалах на основе полистирола, фенолформальдегидных смол и некоторых других полимеров. Следует заметить, что данный метод не приемлем для исследования полимерных материалов, содержащих значительные количества неорганических наполнителей, а также металлизированные и другие электропроводные компоненты. В связи с большим многообразием искусственных и синтетических полимерных материалов, по-видимому, не представляется возможным построить универсальные номограммы, аналогичные тем, которые созданы для древесины. Поэтому при исследовании полимеров метод исследования электросопротивления следует использовать как сравнительный. Имеется, впрочем, методический прием, позволяющий при необходимости определять температуру прогрева материалов на пожаре. Для этого в каждом конкретном случае необходимо строить калибровочную кривую зависимости удельного сопротивления (точнее его десятичного логарифма) карбонизованного полимера от температуры прогрева. Для построения такой кривой следует отобрать образец точно такого же материала в месте, заведомо не подвергнутом термическому воздействию. Небольшие части этого образца прогревают в лабораторных условиях при разных температурах с требуемым шагом, а затем измеряют электросопротивление обугленных остатков этих модельных образцов. Использование информации, получаемой при исследовании углей. На месте пожара целесообразно отбирать не одну-две, а 10-15 и более проб углей. После их исследования и расчета значений T и t целесообразно использовать полученные данные следующим образом. а) Данные по длительности пиролиза используются: - для построения временных зон и определения зоны максимальной длительности горения (потенциального очага); - для приблизительного расчета времени начала горения. ( при этом, однако, нужно учитывать, что расчетное время может быть меньше фактического; ведь до начала пиролиза древесины также могло пройти какое-то время). б) Данные по температуре пиролиза в тех или иных зонах используются для определения характера процесса горения - был ли это низкотемпературный пиролиз (тление) или имело место интенсивное горение. Такие данные могут быть весьма полезны при решении вопроса об источнике зажигания и причине пожара. В заключение приведем два примера применения инструментальной методики исследования обугленных остатков древесины. * * * Пожар произошел в НПО "Поиск" 2 апреля 1987 года. Место пожара - Всеволожский район, пос. Медвежий стан. Склад - кирпичное одноэтажное здание размером в плане 44х15 метров, высотой 9 метров, бесчердачное. Кровля шиферная по деревянной обрешетке. По периметру оконные проемы щелевого типа шириной 0,3 м, высотой 2,5 м. По длине здание разделено на 2 складских помещения. В обоих складах были устроены деревянные настилы по деревянным стойкам и балкам, создававшие в этих помещениях как бы вторые этажи. Вход в склад осуществлялся через выгороженный кирпичом тамбур. У основания капитальной стены по всему периметру здания имелись вентиляционные отдушины вент каналов, проходивших в стенах с интервалом 1,5 метра друг от друга, разме­ром 20х15 см Освещение электрическое. Общий пакетный выключатель на щите во входном тамбуре склада был выключен. Отопления не было. В 3 часа 52 минуты (ночи) сработал луч пожарной сигнализации в ВПЧ-23. Одновременно с этим было обнаружено горение в окнах. Расстояние от пожарной части до склада - 30 метров. По прибытии было обнаружено горение по всей площади. Активному горению способствовала эффективная естественная вентиляция через вентканалы. В 4 часа 38-39 мин. произошло обрушение кровли. Почти полностью обрушились и выгорели строительные конструкции внутри склада, а также находившиеся на складе материалы. Пожарная нагрузка представляла собой канцелярские товары, в том числе бумагу в рулонах, спецодежду, обувь, резиновые изделия, электротехнические изделия, изделия из пластмассы. По визуальным признакам очаг пожара располагался в левой от входа части склада. Здесь больше выгорели материалы и деревянные конструкции. Более интенсивное горение здесь зафиксировали и пожарные. Но эта часть склада составляла 300 м2. После расчистки пола обнаружилось множество прогаров по всей площади склада. Здесь почти впервые в качестве эксперимента была опробована методика исследования цементного камня методом ИКС. Пробы отбирались на высоте 1,5 м по периметру здания. По этому исследованию были выявлены 4 зоны наибольших термических поражений. Разнообразие пожарной нагрузки, причем на двух уровнях не позволяло выявить очаг пожара. Были отобраны пробы углей в указанных прогарах пола с боковых поверхностей лаг. По анализу электросопротивления выявили зонунаиболее длительного пиролиза лаг пола. Эта зона со временем пиролиза около 3-4,8 часа находилась в северо-восточной части склада и соответствовала одной из зон термических поражений цементного раствора кладки стен. В других зонах термических поражений выявлялась даже большая температура, однако время горения была существенно меньше. В одной, аномально высокотемпературной зоне, находились стоящие рулоны с сеткой Рабица, имевшие проплавления, связанные с окалинообразованием и разрушением слоя окалины. На сетрах лежали рулоны полиэтилена, которые и привели к повышенному прогреву. После анализа всех условий эксперты сделали вывод о поджоге, как причине пожара. Угол, в котором находился очаг пожара, был обращен к лесу и представлял собой наименее контролируемую часть склада. Кстати, через несколько лет обнаружили и поджигателя, который оказался работником пожарной части, расположенной рядом со складом. Пожар Никольского собора. 14.07.88 года - Обнаружено горение приблизительно в 6 часов утра на находящемся на реставрации одном из четырех малых купо­лов собора. Основная зона термических поражений у основания малой "луковицы" купола. Основание "луковицы" - набор деревянных конструкций в виде крыла по нижнему периметру "луковицы" толщиной приблизительно 180 мм. С юго-восточной стороны - сквозной прогар размером 400х260 мм. Слева - обугливание древесины на площади около 0,5 м2, спра­ва горение ушло по не плотностям на расстояние приблизительно 0,5 метра. Отбор проб углей и их анализ дал следующие результаты. Температура = 435оС Продолжительность = 636 мин. = 10,5 часа Расчетное время начала пожара: 6 часов утра - 10,5 часа = 19 часов 30 мин. – время, когда ушли реставраторы. 6.4. Классификация полимерных материалов и ЛКП для целей пожарно-технической экспертизы. Существует много подходов к классификации полимерных материалов. По природе происхождения все полимеры подразделяются на: • природные полимеры, куда входит целлюлоза – компонент древесины, рассмотренная нами в предыдущей лекции, • искусственные полимеры, получаемые из природных путем различных химических преобразований. Так, из целлюлозы путем нитрования (обработкой азотной кислотой) можно получить нитроцеллюлозу, а применив реакцию ацетилирования (т.е. обработку уксусной кислотой) получают ацетатное волокно, • синтетические полимеры. Среди синтетических полимеров, в зависимости от их химической природы выделяют: • карбоцепные полимеры, у которых основная полимерная цепь состоит только из атомов углерода (полиэтилен, поливинилхлорид, тетрафторэтилен). Это довольно разнообразная по своей термостойкости группа веществ. Так, у полиэтилена температура плавления около 80 оС, а температура разложения около 150оС. У тетрафторэтилена (тефлона) температура плавления 300оС, температура разложения – 380оС. • гетероцепные полимеры, у которых основная полимерная цепь содержит кроме атомов углерода еще и гетероэлементы – серу, кислород, азот, другие элементы. Полимеры, содержащие в основной цепи атомы кислорода – различные полиэфиры, используются в качестве лаков и красок. Полимеры с атомами серы в главной цепи – тиоколы, используются как герметики. Среди их продуктов термического разложения содержатся высокотоксичные серосодержащие вещества. Высокую пожарную опасность представляют азотсодержащие полимеры, поскольку в продуктах их распада содержатся окислы азота, являющиеся сильными окислителям. Наоборот, фосфорсодержащие полимеры – это вещества, применяющиеся для уменьшения горючести. А вот полимеры, в цепи которых находятся атомы железа – ферроцены являются мощными катализаторами горения. Основными критериями классификации полимерных материалов с точки зрения пожарно-технической экспертизы являются показатели их отношения к нагреву. При этом различают такие показатели как теплостойкость и термостойкость. Под теплостойкостью понимают способность сохранения при нагреве физических свойств материала. Термостойкостью (или термостабильностью) называют способность к сохранению химического состава. Количественным параметром термостойкости является показатель – температура начала разложения – Тн.р. Он зависит от условий нагрева, в частности, от темпа нагрева. В изотермических условиях (при нулевом темпе нагрева) критериями температуры начала разложения могут быть различные показатели: величина определенного общего объема выделяющегося газа или объема какого-либо конкретного газа для данного вида полимера, потеря определенной доли массы, изменение цвета. Скажем, Т0,01 – это значение температуры начала разложения, устанавливаемая по критерию потери массы на 0,01%. Количественные параметры теплостойкости определяются путем построения деформационно-механической кривой. Для этого нагружают полимер определенной силой в растущем тепловом поле. Критерий теплостойкости является основным для классификации полимеров в целях пожарно-технической экспертизы. По этому параметру все полимерные материалы различаются по своему поведению на пожаре на: • термопластичные (термопласты), • термореактивные (реактопласты). У термопластов переход от стеклообразного состояния в вязкотекучее (через высокоэластичное) является обратимым процессом. При этом температурные границы высокоэластичного состояния очень узки. Например, у полиэтилена Тс=80 оС, а Тт=85 оС. У полиэтилентерефталата (ПЭТФ – материал, из которого изготавливают бутылки для напитков) Тс=230 оС, Тт=250 оС. Практически, это сводится к тому, что термопласты при нагревании размягчаются, плавятся, текут, не подвергаясь термической деструкции, а после остывания принимают форму расплава. К таким материалам относятся, в частности, полиэтилен, полипропилен, поливинлхлорид, полиметилметакрилат (органическое стекло), полиамиды (капрон) и др. У реактопластов при температуре стеклования наступают необратимые разрушения, а вязкотекучего состояния вообще не существует. Реактопласты при нагревании разлагаются с образованием газообразных продуктов и образуют твердый углистый остаток, следовательно, имеют склонность к тлеющему горению. К материалам такого рода относятся резины, фенолформальдегидные пластмассы, пенополиуретан, и др. Опасные факторы, формируемые при горении различных групп полимеров и подходы к их экспертной оценке. Опасные факторы, формируемые при горении данных двух групп полимеров, а также подходы к экспертной оценке их поведения на пожаре различаются. При горении термопластичных полимеров их расплавленные частицы могут, продолжая горение, капать вниз, создавая множественные вторичные очаги горения. Это происходит при горении телевизоров (задняя пластмассовая крышка телевизора), горении проводов в ПХВ изоляции, горении люминесцентных светильников, электрозвонков в пластмассовых корпусах. Полимер способен прилипать к конструкциям и продолжать гореть в его щелях и трещинах, создавая вторичные очаги горения и на вертикальных поверхностях конструкций из неорганических строительных материалов. При горении термореактивных полимеров, их склонность к тлеющему горению обуславливает специфические особенности развития пожара. А пенополиуретан, хоть и относится к термореактивным полимерам, ведет себя особенно. Он образует при термическом разложении жидкую фазу, которая может вначале вести себя как термопластичный полимер, а затем эти жидкие продукты продолжают деструктурировать с образованием летучих веществ и углистого остатка. Т.е. при этом могут, с одной стороны, образовываться вторичные очаги горения, с другой стороны, в этих вторичных очагах могут протекать процессы тления. При тлении такие опасные факторы пожара, как термическое излучение существенно меньше, чем при пламенном горении. С другой стороны увеличено выделение продуктов неполного сгорания, которые опасны не только своей повышенной токсичностью, но и способностью образовывать взрывоопасные смеси. При этом, в разных условиях могут возникать такие явления, как пробежка пламени или обратная тяга. Д.Драйздейл описывает случай разрушения здания армейского склада в Великобритании из-за взрыва продуктов тления хранившихся там латексных матрасов. Тление началось от источника зажигания малой мощности (вероятно, окурка). Процесс протекал незамеченным до накопления газообразных продуктов пиролиза в количестве, превысившим НКПР. Повышенную опасность на пожаре и, вместе с тем, дополнительную путаницу при расследовании вносит то обстоятельство, что полимерные материалы, используемые на практике, не являются чистыми материалами. Так, добавление пластификаторов в ПВХ-изоляцию проводов, придает ей улучшенные физико-механические свойства, но повышает горючесть. Поэтому, имеющиеся данные по распространению горения, скажем, по той же изоляции, порой не согласуются с пожароопасными свойствами данного полимера, которые приводятся в справочниках для чистых полимеров. Лакокрасочные покрытия. Лакокрасочными называют неметаллические материалы, наносимые в вязкожидком состоянии на поверхность изделий и конструкций, где они со временем превращаются в пленки, хорошо сцепившиеся с поверхностью. Лакокрасочные покрытия (ЛКП) бывают: атмосферостойкие, консервационные, водостойкие, маслобензостойкие, химически стойкие, термостойкие, электроизоляционные, специальные. Лакокрасочное покрытие состоит из нескольких последовательно наносимых слоев (начиная от окрашиваемой основы): шпатлевка (густая вязкая масса из смеси пигментов с наполнителями в связующем веществе; предназначена для заполнения неровностей), грунтовка (суспензия пигмента с наполнителями в связующем веществе; предназначена для создания хорошей адгезии к основе и к красочному слою), красочный слой (краска, порошковая краска, эмаль), покровный слой (лак, эмаль). В состав ЛКМ входят: связующее (пленкообразующее) вещество, пигмент, растворители, сиккативы, пластификаторы, наполнители, отвердители. Пленкообразователи. Пленкообразователями могут быть смолы, олифы (масляные пленкообразователи), клеи, неорганические вяжущие, битумы. Смолы применяют в основном синтетические: алкидно-акриловые (АС), ацетилцеллюлозные (АЦ), винилацетатные (ВН), глифталевые (ГФ), нитроцеллюлозные (НЦ), пентафталевые (ПФ), поливинилацетатные (ВА), и др. Масляные пленкообразователи: олифы натуральные на основе льняного или конопляного масла с добавлением сиккативов, олифа оксоль, получаемая оксидированием растительного масла и растворением в уайт-спирите с добавлением сиккативов, искусственные олифы (глифталевые, пентафталевые с добавлением растительных масел и растворением в уайт-спирите). Пигменты. Чаще всего неорганическое вещество природного или синтетического происхождения, не растворимое в пленкообразователе и его растворителях, способное образовывать с пленкообразователем защитное или декоративное покрытие. Вместо пигментов могут использоваться красители – органические синтетические вещества, растворимые в пленкообразователе. Растворители. Органические - нефтяного (светлые нефтепродукты) или ненефтяного (составные растворители) ряда. Неорганические – вода (для вознодисперсионных или водноэмульсионных красок), Наполнители. Тонкоизмельченные горные породы – мел, гипс, тальк – понижают усадку пленочного слоя, снижают расход пленкообразователя. Пластификаторы. Касторовое масло, дибутилфталат (придают эластичность пленке). Маркировка ЛКМ. Вначале указывается наименование материала (лак, эмаль и т.д.). Затем пленкообразователь (БТ – битумное, МА – масляное, ГФ – глифталевое и т.д.). Затем назначение и порядковый номер (группы числовых знаков). Затем полным словом указывается цвет. 6.5. Визуальные признаки термических поражений на конструкциях из полимерных материалов и ЛКП. Существует две группы полимеров, принципиально различающиеся по своему поведению при пожаре: - термопластичные материалы (термопласты); - термореактивные материалы (реактопласты). Термопласты - это материалы, способные размягчаться при нагревании и переходить в пластическое состояние, не подвергаясь при этом разрушению, термической деструкции. К таким материалам относятся, в частности, полиэтилен, поливинилхлорид, полиметилметакрилат (органическое стекло), полиамиды (капрон) и др. При пожаре термопласты размягчаются, плавятся, текут, горят. Это способствует образованию вторичных очагов (очагов горения) и распространению пожара. Так ведут себя, скажем, провода с поливинилхлоридной (самой распространенной в настоящее время) изоляцией. Термореактивные полимерные материалы не способны переходить в пластическое состояние без разрушения своей структуры. Типичными представителями термореактивных полимерных материалов является резина, материалы на основе фенолформальдегидных пластмасс. К ним же относится и природный полимер - древесина. Информации, получаемой при визуальном исследовании полимерных материалов на месте пожара сравнительно немного. По потекам термопласта можно заключить, что температура нагрева в данной зоне была выше температуры размягчения данного полимера. Если изоляция на проводах расплавилась вне зоны горения, то можно рассчитать величину тока перегрузки, необходимого для разогрева проводов до соответствующей температуры. Исследование лакокрасочных покрытий. Как правило, любое красочное покрытие изменяет при нагреве цвет по следующей схеме: желтеет ---> коричневеет ---> чернеет ---> светлеет ---> достигает цвета наполнителя (пигмента). Изменение цвета нитроцеллюлозных и масляных покрытий при нагреве Т, оС НЦ МА, ПФ 200 Среднее потемнение Легкое потемнение 300 Темный (черный) Среднее потемнение 400 черный цвет 500 среднее потемнение 600 цвет неорганических пигментов и наполнителей Изменение цветности белого воднодисперсионного покрытия при нагревании. 100 оС - белый, 200 оС - светложелтый, 300 оС - бежевый - коричневый, 400 оС - темнокоричневый, 500 оС и выше - белый. Более полную и безошибочную информацию дают инструментальные методы исследования обугленных остатков ЛКП. Для выявления зон термических поражений на окрашенных конструкциях и предметах на месте пожара сначала отбирают пробы обгоревших остатков красочного покрытия. Обгоревшую краску аккуратно соскабливают, стараясь не захватывать подложку (штукатурку и др. материалы с малой механической прочностью) Отбор проб целесообразен на одной высоте по периметру помещения. Масса пробы, в зависимости от метода исследования, составляет от 1-2 мг. до 0,5 г. При нагреве на пожаре органическая составляющая ЛКП подвергается термической деструкции. Вначале ЛКП темнеет, затем чернеет (происходит обугливание, т.е. карбонизация), а впоследствии светлеет и приобретает цвет неорганического пигмента или белеет. 6.6. Инструментальные методы и средства, применяемые для исследования после пожара полимерных материалов. Полимеры изучают: - методом ИК-спектроскопии, - методом термического анализа (весовым определением остаточного содержания летучих веществ - анализ проводится аналогично тому, как это делается при определении остаточного содержания летучих веществ в древесных углях), - методом определения электросопротивления обугленных остатков (определение электросопротивления проводится по той же методике и на том же оборудовании, что и исследование обугленных остатков древесины). Исследование обугленных проб ЛКП проводят методами: - определения зольности обугленных остатков ЛКП и величины убыли органической массы по методике, аналогичной тому, как исследуются обугленные остатки древесины и неорганические строительные материалы; - ИК-спектроскопии. Красочное покрытие является, обычно, композицией, состоящей из двух основных групп компонентов: пленкообразователя и пигментов. Последние чаще имеют неорганическую природу, но иногда применяют и органические пигменты. Термическое воздействие на ЛКП приводит к постепенному разложению (выгоранию) органической составляющей, сопровождающемуся потерей его массы. Органическая составляющая практически полностью выгорает при 500 оС. В воднодисперсионных красках, содержащих в качестве наполнителя мел, при температуре 600 оС начинается процесс разложения карбоната магния (магнезита) и смешанного карбоната (доломита), а при температуре 700-800 оС и выше - процесс разложения карбоната кальция, что обуславливает дополнительную потерю массы. Таким образом, под воздействием температуры происходит последовательное снижение в пробах ЛКП содержания термолабильных компонентов и увеличение зольности обугленного остатка. Под зольностью пробы ЛКП понимается массовое содержание в ней неразлагаемых минеральных компонентов, которое определяется лабораторным нагревом пробы в муфельной печи. Зависимость величины зольности проб от температуры и длительности их пиролиза делает возможным путем определения зольности выявлять зоны различных термических поражений окрашенных конструкций на пожаре. Процесс термического разложения ЛКП обуславливает не только количественные, но и качественные изменения в пленкообразователе. Отдельные фрагменты его структуры отличаются по термостабильности и разлагаются с различной скоростью в разных температурных интервалах. Эти изменения функционального состава ЛКП под воздействием температуры можно фиксировать методом молекулярного спектрального анализа в инфракрасной области спектра (ИКС). Поглощения в ИК-области вызваны вращательно-колебательными движениями групп атомов в молекуле. Полосы поглощения отдельных групп атомов фиксируются при определенной длине волны (частоте), независимо от того, каким молекулам эти группы принадлежат. Спектральный диапазон ИКС находится в интервале длин волн 25000-2600 нм. В ИК-спектрофотометрических исследованиях принято пользоваться величинами обратными длинам волн, так называемыми волновыми числами ν = 400-3800 см-1 (не путать с частотой, которая обозначается так же и имеет ту же размерность). При температуре ниже 150-200 оС изменений в покрытиях, которые можно зафиксировать, практически не происходит. Выше 450-500 оС органическая составляющая ЛКП полностью выгорает, и исследовать становится нечего. Лишь у воднодисперсионных красок верхняя температурная граница выше - за счет того, что они содержат в качестве наполнителя мел. Последний же разлагается при нагревании на окись кальция и углекислый газ при температуре 900-950 оС, и по тому, разложился или нет карбонат кальция (мел) можно узнать, достигала ли температура в исследуемой зоне 900-950 оС. По нитроцеллюлозным покрытиям можно судить о температуре прогрева в диапазоне 150-450 оС. По масляным, глифталевым, терефталевым и т.д. – от 200 до 500 оС. По воднодисперсионным – от 200 до 900 оС. Термический анализ – это группа методов основанных на исследовании процессов, происходящих в материале при непрерывном нагревании или охлаждении. В любом веществе при изменении температуры протекают различные процессы: физические (плавление, кристаллизация, испарение или кипение) и химические (разложение, термоокислительная деструкция, сшивка и т.п.). Все они могут сопровождаться выделением и поглощением тепла, изменением массы и других свойств. Фиксация колебаний свойств материала в зависимости от температуры составляет сущность различных методов термического анализа. Аппаратурно весовой термический анализ проводится аналогично термическому анализу неорганических строительных материалов. Степень термического поражения древесных материалов оценивается по величине убыли массы при прокаливании проб. Навески углей (0,5- 1,0 г) загружают в фарфоровые тигли с крышками, которые нагревают в муфельной печи при температуре 800оС в течение 7 мин. Затем тигли извлекают из печи, охлаждают и повторно взвешивают. По разности массы тигля с углем до и после нагрева в печи определяют величину остаточного содержания летучих веществ в углях (L,%). Понятно, что чем больше была температура и продолжитель­ность пиролиза древесины на пожаре, тем меньше будет потеря массы угля при вторичном нагреве в муфельной печи, т.е. меньше расчетная величина L. Большинство перечисленных процессов, протекающих в веществе при нагревании, сопровождаются экзо- или эндотермическими эффектами, то есть выделением или поглощением тепла. Величину и знак этих эффектов можно зафиксировать с помощью дифференциального термического анализа (ДТА). Сущность ДТА состоит в том, что в процессе непрерывного равномерного нагрева регистрируется разность температур между исследуемым веществом и эталоном. В качестве эталона применяется вещество, в котором при нагревании не происходит ни физических, ни химических превращений. Обычно это прокаленный при 1000 оС оксид алюминия. Результатом ДТА является зависимость изменения разности температуры между образцом и эталоном от температуры или от времени, Исследование углеродистых материалов методом измерения электросопротивления. Методом исследования электросопротивления можно изучать любые углеродистые материалы, дающие при горении твердый углистый или коксовый остаток. К таким материалам относятся, в частности, термореактивные полимеры, а также тяжелые нефтепродукты (мазут, гудрон, минеральные масла). Зависимости электросопротивления карбонизованных остатков полимерных материалов от температуры пиролиза, воспроизводятся практически на всех материалах на основе поливинилхлорида (плитках, рулонных отделочных материалах, ПВХ- изоляции проводов и др.), материалах на основе полистирола, фенолформальдегидных смол и некоторых других полимеров. Следует заметить, что данный метод не приемлем для исследования полимерных материалов, содержащих значительные количества неорганических наполнителей, а также металлизированные и другие электропроводные компоненты. В связи с большим многообразием искусственных и синтетических полимерных материалов, по-видимому, не представляется возможным построить универсальные номограммы, аналогичные тем, которые созданы для древесины. Поэтому при исследовании полимеров метод исследования электросопротивления следует использовать как сравнительный. Имеется, впрочем, методический прием, позволяющий при необходимости определять температуру прогрева материалов на пожаре. Для этого в каждом конкретном случае необходимо строить калибровочную кривую зависимости удельного сопротивления (точнее его десятичного логарифма) карбонизованного полимера от температуры прогрева. Для построения такой кривой следует отобрать образец точно такого же материала в месте, заведомо не подвергнутом термическому воздействию. Небольшие части этого образца прогревают в лабораторных условиях при разных температурах с требуемым шагом, а затем измеряют электросопротивление обугленных остатков этих модельных образцов. Литература по дисциплине «Экспертиза пожаров» а) Основная литература: 1. Артамонов В.С. Расследование пожаров. Учебник. /Под ред. Г.Н. Кирилова, М.А. Галишева, С.А. Кондратьева.– СПб: СПб УГПС МЧС России, 2007. – 544 с. 2. Галишев М.А., Кондратьев С.А., Моторыгин Ю.Д., Шарапов С.В., Бельшина Ю.Н., Воронова В.Б., Букин Д.В., Паринова Ю.Г., Пак О.А. Расследование пожаров. Лабораторный практикум: Учебное пособие / СПб.: СПб УГПС МЧС России, 2009. – 136 с. б) Дополнительная литература: 3. М.А. Галишев, С.В. Шарапов, Ю.Д. Моторыгин, В.Б. Воронова, С.И. Кононов, Г.А. Сикорова. Расследование пожаров. Учебное пособие / СПб.: СПб УГПС МЧС России, 2011. – 229 с. 4. Чешко И.Д. Технические основы расследования пожаров: методическое пособие. –М.: ВНИИПО 2002. -330 с. 5. Осмотр места пожара: Методическое пособие /И.Д. Чешко, Н.В. Юн, В.Г. Плотников и др. –М.: ВНИИПО, 2004. -503 с. в) Нормативные правовые акты: 1. Федеральный закон от 22.06.2008. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» 2. Федеральный закон от 31.05.2001 г. № 73-ФЗ «О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации» 3. Федеральный закон от 27.04.1993 г. № 4871-1 «Об обеспечении единства измерений» г) Кодексы Российской Федерации: 4. Уголовный кодекс РФ. (с изм. и доп.). 5. Уголовно-процессуальный кодекс РФ. (с изм. и доп.).