火災調查是一個相當專業的領域，有賴於大量的實驗和經驗，才能在火場中研判燃燒強弱、找到起火處所，進而判斷可能的起火原因。我自己沒有火調相關的經驗，也沒有參加過火調訓，所以這部分也算是我的弱項
幸運的是，在e等公務員學習平臺上有一堂叫消防法令與火災調查實務(消防人員適用)的課程可以供我們學習火調相關的知識，講者是消防署預防調查組的葉金梅科長，這堂課有提到火調相關法規、燃燒強弱判斷、起火原因認定、火災現場勘查等內容，非常適合作為準備火災調查的學習資料
研判燃燒強弱的目的是確定起火處所，確定起火處所後才能判斷起火原因可能為何？這篇文章我會幫你整理課程中介紹的6種物質受燒痕跡判斷要領，我會借用簡報中的圖片來補充說明，你也可以點擊這裡下載完整的簡報檔
木材類受燒痕跡
雖然台灣的木造建築物不多，但木製傢俱、木製裝飾品、木製裝潢材料還是不少，這些木材類可燃物在燃燒後可以觀察到不同受燒程度的痕跡，按照嚴重程度分類如下：
碳化
木材碳化後外觀會呈現魚鱗狀或鱷魚皮的紋痕。另外，木材在受熱過程中水分會蒸發，當水份蒸發完畢後，木材的空隙之間碳化、燒失的速率會不均，因此會產生龜裂。下面這幾個原則可以協助我們判斷木材的受燒程度：
- 木材表面愈粗糙或凹凸愈多，表示受燒程度愈嚴重
- 木材碳化之龜裂溝痕寬度愈大，受燒程度愈嚴重
- 木材碳化之龜裂溝痕溝深愈深，受燒程度愈嚴重
從下面這張圖可以看到，上側碳化較下側嚴重、左側碳化較右側嚴重。因此我們可以研判，火流方向應該是從這塊木頭的左上方往右下方移動
如果木材在受火燒之前就存在龜裂或裂縫，則這些龜裂和裂縫的幅度和深度會必較寬且深、大多形成直線狀的裂痕。下面這張圖的裂縫幅度和深度就比較窄淺，是火燒後產生的裂縫，而不是受火燒之前就有的直線狀裂痕
另外，火調人員也會使用「碳化針」來測量木頭碳化的深度。碳化的深度愈深，表示木材受燒程度就愈嚴重
剝離
木材在受熱過程中水分會蒸發，當水份蒸發完畢後空隙內僅剩下空氣，空氣膨脹會造成木材彈出進而剝離。自然火燒的剝離不會是一整片的，通常剝落處的面積都不會太大，呈分散狀、不集中
一般來說，燃燒愈強烈，剝落就愈嚴重，而且剝落處的表面會非常粗糙。下面這張圖可以看到，右側有明顯魚鱗狀、鱷魚皮痕的碳化痕跡。左側則出現剝離，魚鱗狀、鱷魚皮痕碳化物已燒到掉落，因此可以研判左側受火燒的程度較嚴重
消防員射水也會造成木材碳化表面的剝離，但是這種剝離表面較平坦、面積較大且寬，剝落處仍會保有木材的原色及光澤，跟自然火燒的剝離是不一樣的。下面是兩者的差異比較
下面這張圖，木材右下角剝離的面積比較小，且沒有呈現木材的原色和光澤，因此屬於自然剝離
燒細
木材的一端、一面或一角被火燒失掉，稱為部分燒細。而如果木材整個被火燒成細小的形狀，則稱為全部燒細。因此我們可以觀察木材哪一部分被燒細的狀況比較嚴重，來判斷受燒程度
燒斷
燒斷是燒細後進一步的發展，當木材燒細的部分持續受火燒時，燒細的部分會全部燒失，形成燒斷的情形
靠近起火處的木材較容易燒斷，而木材燒斷後，容易因支撐力量的改變，造成其他木材失去重心而掉落。這種掉落的木材不會有燒細或燒斷的情形，有時還會保有木材原本的形態，因此可藉由木材掉落的位置、先後順序，研判木材燒斷處的長度，進而研判火流方向
燒穿
燒穿指的是木質天花板、地板、桌面、床板或門板等板材，受到局部火流的影響，造成部分木材嚴重碳化、燒失，形成穿孔的情形。依照碳化穿孔的面積大小，可以研判受燒的程度，不過要注意的是，板材一部份燒穿後，有時會因為重力作用而導致掉落的面積變大
另外，葉科長有提到，由於火向上燃燒的速度較向下燃燒的速度快，因此假設現場發現床板有燒穿的情形，表示起火原因與床板有關聯(例如起火物可能在床板附近)。因為這種狀況一定是透過熱傳導的方式，有熱源往下傳遞，才會造成床板燒穿
自然燒穿跟消防員搶救所造成的破壞，或是其他因素造成的破壞穿孔，在外觀上有顯著的不同，可由孔洞受損的情形、是否有木材原色來加以研判，如果看得到木材原色，表示破孔可能是消防員在搶救時所產生的破壞
大半燒失
大半燒失指的是木材受燒情形嚴重，且體積大半已被燒失的情形。這時必須參考其原始結構、牆壁等處受燒後殘留的痕跡，或其他難燃部分來瞭解燒失的範圍、研判火流方向
火災現場如果原本有天花板，當木質天花板、角材大半燒失後，仍可透過現場煙燻的痕跡來判斷原本天花板裝設的高度
完全燒失
完全燒失指的是木材的原有外形、結構已完全燒失，但完全燒失的木材在其原本的位置上仍會存有原始痕跡。這是因為火災剛開始時，煙受熱氣流的影響，會附著於火場中各種物體的表面上，雖然該物體受熱燒失，但仍然會在其位置上造成原本物體形狀的燃燒殘跡
另外，我們也可以由殘留的釘子、釘子孔等物品研判外體的原本外型。下面這張圖就可以看到，原本應該是釘了一塊木頭在上面，但木頭已經被火燒失，而釘子還留在原處
由於我們不知道物體是本來就不在那裡，還是是被火完全燒失，因此在進行火災調查作業時，可以詢問火災關係人火災前該物體的原始狀態，以利研判該處完全燒失、碳化的情形
塑膠類受燒痕跡
塑膠類的受燒過程，從最輕微到最嚴重依序是軟化、熔化、燒失
軟化
軟化指的是塑膠類製品受熱後，因為荷重而變形的情形
熔化
熔化指的是塑膠類製品受熱達到熔點而發生熔解的情形。大部分塑膠類的熔點大約在100~250℃。下面這張圖是保險絲上的塑膠受熱熔化的樣子
另外，塑膠類又分為「熱塑性塑膠」(如聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC等)和「熱固性塑膠」(如酚醛樹脂PF、環氧樹脂EP等)。熱塑性塑膠受熱後較容易發生軟化、熔化，熱固性塑膠則比較不容易發生
燒失
塑膠類製品也是可燃性物質，受熱達到著火點時會起火燃燒，燃燒後就會出現燒失的狀況
由於不同塑膠類軟化、熔化、起火的溫度都不一樣，因此在進行火災調查工作時，必須要先瞭解塑膠製品的種類和燃燒特性，才能進一步研判起火點
塗料類受燒痕跡
塗料類的受燒過程，從最輕微到最嚴重依序是變色、發泡、燒失
變色
火場中的熱會使塗料產生顏色的改變，因此塗料變色的程度跟燃燒強弱有關
發泡
塗料塗在牆壁上時，塗料跟牆之間一般都會有空隙，當塗料受熱後，空隙裡的空氣因受熱而膨脹，因此會產生發泡的現象
燒失
塗料本身也是可燃物，因此當塗料持續受熱時，會與附著在塗料上的碳粒子一起燒失。而塗料燒完後會呈現一般水泥牆原本的顏色
金屬類受燒痕跡
一般建築物常看到各種金屬類製品，例如鋁、鐵、銅等各種金屬或合金製成的傢俱。而金屬類的受燒過程，從最輕微到最嚴重依序是變色、彎曲、熔化
變色
一般而言，金屬物質受燒後，受燒愈嚴重處，其顏色變得愈白，但還是需要以未受燒前的顏色為參考基準
下面這張是102年三等情境考題的照片，可以看到鐵桶左右兩側比較白，中間則有碳粒子附著，可以研判火勢應該是由鐵桶後面往鐵桶前面延燒
下面這個表格是「不銹鋼」和「冷軋鋼板」的金屬受熱變色情形。火調人員可以透過金屬顏色的變化，來判斷哪個地方的溫度比較高，由此判斷可能的起火處所
彎曲
金屬物質受熱後會有膨脹的情形，當持續受熱時金屬會開始軟化，再加上金屬本身的重量，就會發生彎曲、變形的情形(如下圖)
鋼材在1100℉(593.33℃)的高溫狀況下，降伏強度、抗拉強度會下降至50%左右，遠低於一般的設計強度，而無法繼續承載載重。而且此時鋼材的膨脹率約為1%，高溫將導致結構鋼變形、扭曲
一般火災現場，室內溫度大約5分鐘之內就可以達到1100℉(593.33℃)，如果鋼材沒有防火保護，則整棟建築物都會有倒塌的危險。因此工廠火警通常鐵皮建築物都會燒塌、結構彎曲變形(如下圖)
熔化
火場的溫度超過金屬的熔點時，金屬就會熔化。火調人員可以觀察哪些金屬已經有熔化的狀況，來判斷哪個地方的溫度較高、研判可能的起火處所。常見的金屬熔點整理如下：
混凝土受燒痕跡
混凝土受燒後，有下面幾種方式可以用來判斷受燒的嚴重程度：
- 外觀比較
- 中性化深度法
- 反擊硬度法
- 表面硬度法
- 超音波傳導度法
外觀比較
混凝土在受熱過程中，外觀會隨著溫度升高而有差異。下面這張表格可以看到，混凝土在不同加熱溫度下，會有不同的裂痕數、裂痕寬度和外觀
在450℃時，帶點灰色的碳粒子會附著在混凝土表面，因此混凝土外觀會比較偏灰色。在650℃時，變成黑色的碳粒子附著在混凝土表面，而這些黑色的碳粒子還可以再燃燒，因此到了850℃時，碳粒子就會燒失
另外，混凝土天花板受燒後，粉光水泥面也常因為受熱而導致變色、剝落的情形。下面這張圖的左側，混凝土的粉光塗層已剝落，表示此區域受燒較嚴重，而右側的粉光塗層還在，表示受燒較輕微
中性化深度法
混凝土本來有「弱鹼性」，受熱時會從表面往內部漸漸中性化，中性化的深度愈深，表示受熱愈多，也代表愈靠近起火處所
火調人員可以在混凝土上塗抹「鹼性指示液」(例如酚酞酒精溶液)，酚酞遇到酸性物質呈無色，遇到鹼性物質則呈粉紅色，因此塗抹後看到某個深度的混凝土變成粉紅色，就代表那個深度的混凝土還是保有原狀、沒有被火燒
反擊硬度法
混凝土受熱後硬度會下降，硬度愈低表示受熱愈多，因此硬度愈低(混凝土愈軟)的地方表示愈靠近起火處所。火調人員可以使用「擊錘」來測量打擊混礙土時的反擊值(如下圖)
表面硬度法
混凝土受熱後硬度下降，除了使用反擊硬度法檢測其硬度外，也可以使用「硬度計」來確認混凝土的表面硬度
這個方法主要是根據莫氏硬度標準來操作，這個標準將10種常見礦物的硬度由小至大分為10級
火調人員可以用某一硬度的礦物(例如石膏)在混凝土上劃，如果可以劃出刮痕，代表混凝土的硬度比這個礦物還低，如果劃不出刮痕代表混凝土的硬度比礦物高。而混凝土受火燒愈嚴重，表面硬度愈軟、愈容易被劃出刮痕
混凝土表面在不同溫度下產生的影響如下表。另外，在高溫時混凝土還可能有剝落的情形，甚至在溫度超過1000℃時，混凝土可能會產生熔凝狀態(變化與玻璃類似)
超音波傳導度法
混凝土受熱後，超音波傳導的速度會變慢，火調人員可以用儀器來測定混凝土各部份的超音波傳導速度，藉此判定混凝土的燃燒方向
玻璃類受燒痕跡
一般火場中的玻璃在受燒後，其影響整理如下：
消防署曾經以不同厚度的玻璃來實驗加熱側、非加熱側的玻璃落下率，實驗發現無論玻璃多厚，受熱後多掉落於加熱側。但如果火場有發生過閃燃，室內會產生壓力向外宣洩，玻璃就不一定會掉落於加熱側，因此這個資料並非適用於全部的火災現場
另外還可以透過玻璃燃燒後顯現的狀態來判斷大致的受燒溫度(如下表)
玻璃類的受燒過程，從最輕微到最嚴重依序是破裂、碎裂、熔凝
破裂
玻璃受熱膨脹的程度超過膨脹係數，就會發生破裂，玻璃裂片呈片狀、具稜角。如果玻璃是在火災發生後自然破裂，或是被消防員為了搶救而打破，玻璃上大多會有煙燻的情形
而如果是火災發生前玻璃就被外力打破，玻璃碎片上則不會有煙燻的情形。因此如果火災現場有乾淨、遭外力打破的玻璃，這些玻璃就可作為研判是否有人為縱火的參考資料
碎裂
碎裂是因為玻璃受熱不均，使得玻璃的表面張力強度超過可以承受的極限，導致碎裂成小碎片
比較特別的是，消防員射水的水霧如果射到溫度極高的玻璃上時，因為熱量的快速變化，玻璃會產生紋理近似的小裂紋，稱為「龜裂痕」。這種狀況會產生不規則的塊狀大片玻璃碎片，並使玻璃從窗戶上破裂、脫落
熔凝
當火場的溫度超過玻璃的熔點(600℃)時，會造成玻璃熔化。一般情況下，整片玻璃都有可能熔化，但在特殊情況下，有可能只有玻璃碎片的某一個角落發生軟化
熔化的玻璃上如果沒有發現煙燻，有可能是在火災的初期受到煙燻，但是卻在火災的成長期或最盛期中被燒失
窗戶、傢俱或電燈的玻璃，其熔化痕跡可以輔助判斷火流行進的方向。輻射熱會造成玻璃的表面軟化及延展，讓玻璃朝熱源方向彎曲、鼓起，甚至破裂
總結
以上介紹各種燃燒強弱判斷的方法，在真正使用時必須互相搭配、結合，不會只靠單獨一個物質的受燒痕跡就判斷起火處所，一定是各種物質的受燒痕跡綜合起來，去研判一個最有可能的火流方向，再回推起火處所。真實火場很多東西都燒得面目全非，要能夠發現受燒痕跡真的很不容易，必須要累積大量的經驗才行
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