現(xiàn)代防火技術(shù)在文物古建筑中的應(yīng)用

1、現(xiàn)代防火技術(shù)在文物古建筑中的應(yīng)用 火災(zāi)自動報警中國是世界上具有五千年歷史的文明古國，在漫長的歲月中，我們的祖先用自己的勤勞與才智，制造了光輝絢爛的文化。文物古建筑源遠流長、光榮照人，是祖先留給我們的一份豐厚的文化遺產(chǎn)，具有很高的精神價值、文化價值和有用價值。因此，加強文物建筑的消防平安工作意義重大。 1 中國古代的建筑防火措施早在古代，科學(xué)家和建筑師就對建筑防火技術(shù)和措施進行爭辯，并制造了不少行之有效的方法。不論是防火觀念和意識，還是具體的建筑設(shè)計、建筑材料的選擇等都體現(xiàn)了防火的科學(xué)性和藝術(shù)性。直到今日，仍有不少地方值得我們借鑒。 1.1、古代的防火間距古人為了防止城門失火，殃及城內(nèi)，都在城門

2、內(nèi)留出平安空間，以利攻防戰(zhàn)術(shù)和撲滅火災(zāi)。平安空間既是防火間距又是消防通道。明嘉靖十年皇宮發(fā)生火災(zāi)，l4幢相連的殿宇全部燒光，就是由于地窄而房屋多，沒有防火間距造成的。 1.2、古代的消防設(shè)備在古代，沒有水泵加壓設(shè)備，也沒有自來水，解決消防用水除充分利用自然水源外，主要靠開鑿河渠、打井修池和廣備水缸。紫禁城外有護城河，天安門前有外金水河，太和門前有內(nèi)金水河。故宮從筒子河引進水源，由故宮西北角進入，從東北角流出，曲折曲折，在宮內(nèi)長達2100m，稱內(nèi)金水河，流經(jīng)很多重要建筑。這不僅是為了生活、園林等用水的需要，也是保證消防用水的需要。放置在各宮殿門左右的鎏金水缸，每只重兩噸左右，可以蓄水2噸左右，共

3、有308口，其目的就是當(dāng)時為了滅火取水之用。我國民間有“灶前清，水缸滿”的防火諺語，足見消防水缸的普及和簡便易行。明清故宮里的消防水缸因忌諱“水火”二字，稱“太平缸”、“吉利缸”。太平缸還有一套嚴(yán)格的管理制度，每到冬天，有特地的太監(jiān)為其添碳燒火，直到其次年春天才停止。在太平缸四周放置著水桶，并有數(shù)十上百名太監(jiān)值班，萬一失火，便可汲水救火。 1.3、古代的防火疼惜層與防火涂料古代是用涂泥抹灰的方法來改善防火條件、增加建筑物耐火等級的。這類防火措施最早見于春秋時期左傳(公元前770年)記載：“火所未至，撤小屋，涂大屋”。意思是說：在火災(zāi)未形成之前，把易燃的小屋拆除，將那些大型建筑涂上泥巴。甘肅秦安

4、大地灣大型建筑遺址發(fā)掘證明，在5000多年前的木結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)接受這種防火涂料，這些防火涂料平整光滑，質(zhì)地堅硬，顏色青灰。 1.4、古代的避雷措施據(jù)史料記載，歷史上故宮共發(fā)生雷擊火災(zāi)27起。古代工匠曾在宮殿屋頂上設(shè)置了吻獸，后來進展為吐舌(金屬絲做成)的龍頭，除起到裝飾作用之外，在確定程度上也起到了避雷防火的作用。 2 現(xiàn)代防火技術(shù)在文物建筑中的應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進展，大量的現(xiàn)代防火技術(shù)應(yīng)運而生。而文物建筑的防火工作確定要結(jié)合古建筑自身的特點，絕不能為了安裝消防設(shè)備而破壞了原有建筑結(jié)構(gòu)的完整性或影響了古建筑的形象。 2.1、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)由于古建筑一旦失火便極易焚毀，因此火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)

5、計規(guī)范規(guī)定，重點文物疼惜場所屬于一級疼惜對象，應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，以便早發(fā)覺、早撲救。為防止自動報警系統(tǒng)發(fā)生漏報，在選擇報警探測器時，建議選用感煙、感溫存火焰探測器的組合，這樣可以發(fā)揮三類探測器的各自優(yōu)點，盡可能地削減漏報現(xiàn)象。安裝自動報警系統(tǒng)應(yīng)留意幾個問題：(1)古建筑中每個獨立的重要場所，應(yīng)作為一個防火分區(qū)，設(shè)置火災(zāi)探測器、手動火災(zāi)報警按鈕，區(qū)域報警把握器最好設(shè)在有人值班或值班人員經(jīng)常管理的地方；(2)感煙、感溫、火焰探測器都有確定的安裝高度，超過這一高度，探測器就會失效。感煙探測器的安裝高度一般為12米以下；感溫探測器的安裝高度視其靈敏度而定，一級靈敏度的探測器不超過8米，二級不超過

6、6米，三級不超過4米；火焰探測器也因靈敏度的不同，可安裝在建筑內(nèi)30米以下的部位。考慮到古建筑越高，煙氣越淡薄，當(dāng)房間高度增加時，應(yīng)將各類探測器的靈敏度檔次相應(yīng)地調(diào)高，即高處用高靈敏度探測器，低處用低靈敏度探測器，要防止低處用高靈敏度探測器造成的誤報，高處用低靈敏度探測器造成的遲報或漏報；(3)火災(zāi)探測器宜水平安裝，在0.5米范圍內(nèi)不應(yīng)有遮擋物。當(dāng)必需傾斜安裝時，傾斜角不應(yīng)大干45度，否則要加裝木臺并將探測器設(shè)置在木臺上；(4)當(dāng)探測器安裝在古建筑內(nèi)不同坡度的頂棚上時，隨著頂棚坡度的增大，煙霧在斜頂棚和屋脊處的聚集量增大，使得安裝在屋脊的探測器進煙或接觸熱氣流的機會增加，因此，探測器的疼惜半徑

7、可相應(yīng)增大；(5)自動報警系統(tǒng)應(yīng)設(shè)主電源和直流備用電源；(6)古建筑內(nèi)的傳輸線路要按規(guī)定布線，但應(yīng)盡可能地不影響原建筑的外觀效果。 上一頁1 2下一頁 2.2、自動噴水滅火系統(tǒng)自動噴水滅火系統(tǒng)是當(dāng)今世界上比較普遍使用的固定滅火系統(tǒng)。國內(nèi)外的應(yīng)用實踐證明：該系統(tǒng)具有平安牢靠、經(jīng)濟有用、滅火成功率高等優(yōu)點。因此，在古建筑這類重要場所安裝自動噴水滅火系統(tǒng)對于預(yù)防火災(zāi)是格外必要的。火災(zāi)自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，國家級文物疼惜單位的重點磚木或木結(jié)構(gòu)建筑，應(yīng)設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)。自動噴水滅火系統(tǒng)的噴水強度，一般應(yīng)按中危急級考慮。管路系統(tǒng)及噴頭的布置，應(yīng)在不破壞文物的條件下，達到噴水強度設(shè)計要求。噴頭的

8、選擇，應(yīng)依據(jù)其安裝高度確定，一般應(yīng)接受閉式噴頭，大于8m的，可接受快速響應(yīng)早期抑制噴頭；設(shè)有吊頂?shù)?，?yīng)在吊頂上下均安裝噴頭，吊頂內(nèi)應(yīng)接受閉式噴頭。門窗洞口的上部，應(yīng)布置邊墻型噴頭，以防止內(nèi)部起火向外集中也應(yīng)布置邊墻型噴頭或水幕噴頭，防止外來火災(zāi)集中。對于內(nèi)部有泥塑、壁畫等忌水文物的古建筑，預(yù)作用系統(tǒng)可避開噴頭誤動作對文物造成的破壞。目前，還有一種新的預(yù)作用系統(tǒng)重復(fù)啟閉預(yù)作用系統(tǒng)可供選擇，該系統(tǒng)能在撲滅火災(zāi)后自動關(guān)閉報警閥，發(fā)生復(fù)燃時又能再次開啟報警閥恢復(fù)噴水，可將水漬損失降低到最低限度，為古建筑的疼惜供應(yīng)了更為簡便易行、平安有效的先進技術(shù)手段。該系統(tǒng)的重復(fù)啟閉功能，可通過噴頭來實現(xiàn)，或者通過傳

9、感器把握系統(tǒng)的把握閥來實現(xiàn)，可依據(jù)具體狀況選擇。消防把握設(shè)備應(yīng)能顯示設(shè)備的工作狀態(tài)把握消防水泵的啟停，與火災(zāi)報警把握器設(shè)于一處。 2.3、氣體滅火系統(tǒng)在文物建筑中的應(yīng)用對于特殊重要或無法用水撲救的古建筑，假如建立氣體滅火系統(tǒng)，可使火災(zāi)時文物的損失降低到最低程度。但此類系統(tǒng)對疼惜區(qū)圍護結(jié)構(gòu)要求較高，需對古建筑做較大的改造，對古建筑影響較大，一次性投資及運行維護費用較高，在古建筑中使用很少。如需建立氣體滅火系統(tǒng)，目前的潔凈滅火氣體有二氧化碳(c02)、三氟甲烷、七氟丙烷以及惰性氣體滅火劑。 2.4、可移動式滅火設(shè)備滅火器是可移動式滅火設(shè)備，其類型規(guī)格較為齊全，適用范圍也比較廣泛。在選擇滅火器時要依

10、據(jù)配置場所的性質(zhì)及可燃物的種類、可能發(fā)生火災(zāi)的類型，然后進行滅火器的選擇。假如選擇不合適的滅火器撲救火災(zāi)，不僅有可能滅不了火，而且還可能引起滅火劑對燃燒的逆化學(xué)反應(yīng)，甚至發(fā)生爆炸事故。古建筑火災(zāi)屬于a類火災(zāi)，古建筑本身又是中危急等級建筑，所以要選擇級別不低于5a的滅火器。水型、干粉型、泡沫型、鹵代烷等滅火器都適用于古建筑火災(zāi)，但是要留意，干粉型中只能用磷酸銨鹽火火器，不能用碳酸氫鈉型滅火器，由于后者對固體可燃物無粘附作用，只能控火不能滅火。此外，二氧化碳滅火器噴出的全是氣體，對a類火災(zāi)基本無效。對于已安裝室內(nèi)、室外消火栓的古建筑，照舊需配置確定數(shù)量的滅火器。由于在發(fā)生一點小火的狀況下，假如能準(zhǔn)

11、時發(fā)覺，接受滅火器撲救初起火災(zāi)是既經(jīng)濟，又適用，也避開了消火栓及滅火系統(tǒng)大量出水對古建筑的損傷。建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范規(guī)定：設(shè)有消火栓的場所，滅火器可削減30%；設(shè)有滅火系統(tǒng)的，滅火器可削減50%；設(shè)消火栓和滅火系統(tǒng)的，滅火器可削減70%。此條也說明白在古建筑中設(shè)置滅火器的重要性和必要性。 3 亟待爭辯解決的技術(shù)問題除了上述已經(jīng)開頭應(yīng)用的現(xiàn)代防火技術(shù)之外，還有一些亟待解決和爭辯的課題。 3.1、古建筑結(jié)構(gòu)形式中火災(zāi)集中及煙氣運動爭辯文物建筑中火災(zāi)集中和煙氣運動爭辯對文物建筑的防火及滅火具有確定的指導(dǎo)作用。由于對文物建筑不能進行現(xiàn)場試驗，所以進行數(shù)值模擬計算、小尺寸模擬試驗和鹽水模擬試驗的爭辯方

12、法是可行的。數(shù)值模擬計算可以接受現(xiàn)今比較成熟的數(shù)值模擬計算軟件比如區(qū)域模擬軟件cfast(consolidate fire and smoke transport)進行火災(zāi)集中及煙氣運動猜想，它可以計算多達12個房間的結(jié)構(gòu)形式，并可以在房間設(shè)置被引燃物，可以直接應(yīng)用于計算古建筑中火災(zāi)集中及煙氣運動；小尺寸模擬試驗是在特定無量綱參數(shù)相等的基礎(chǔ)上，建立模擬古建筑的小尺寸建筑，并對其進行各種試驗，以得到其火災(zāi)集中及煙氣運動的規(guī)律，然后反演到古建筑，指導(dǎo)其防火及滅火需求；鹽水模擬試驗也是在特定無量綱參數(shù)相等的基礎(chǔ)上，建立模擬古建筑的鹽水模擬裝置，利用鹽水和清水密度的不同來模擬煙氣在空氣中的運動規(guī)律，目

13、的是爭辯古建筑內(nèi)的煙氣運動。 3.2、古建筑與外部火災(zāi)的相互作用爭辯中國古建筑火災(zāi)中相當(dāng)一部分是由于外部火災(zāi)引起的，在城市中的古建筑多與現(xiàn)代建筑相鄰，如何有效避開現(xiàn)代建筑火災(zāi)向古建筑集中，要建立合適的防火間距。而在山林中的古建筑，則要爭辯森林火災(zāi)與古建筑火災(zāi)的相互影響，這就必需爭辯森林火災(zāi)與古建筑火災(zāi)的集中狀況，設(shè)置有效的防火帶等措施以避開森林火災(zāi)和古建筑火災(zāi)的相互集中。 3.3、關(guān)鍵技術(shù) (1)涂防火涂料涂防火涂料時要求不能轉(zhuǎn)變古建筑的可燃構(gòu)件及裝飾物等的顏色質(zhì)地和尺度。 (2)火災(zāi)報警、把握和通訊系統(tǒng)在不影響原有古建筑結(jié)構(gòu)的完整性和古建筑形象的前提下，安裝火災(zāi)自動報警設(shè)備、自動滅火裝置及向消防人員自動報警的通訊系統(tǒng)，并依據(jù)中國古建筑的特點進行安裝、調(diào)配。如今，先進的無線、光學(xué)探測技術(shù)也可以利用以增加牢靠性。 (3)爭辯先進的滅火技術(shù)爭辯能快速撲救古建筑初期和局部火災(zāi)的滅火技術(shù)，并且滅火后古建筑內(nèi)各種構(gòu)件和裝飾物能保持原樣，這就必需爭辯特殊的滅火劑和滅火系統(tǒng)，避開傳統(tǒng)滅火劑滅火后的二次污染造成古建筑的破壞。 (4)防雷技術(shù)中國古建筑中遭雷擊起火的案例早已屢見不鮮。如何利用現(xiàn)代防雷技術(shù)，爭辯牢靠的防止雷擊起火，并且不影響古建筑外部結(jié)構(gòu)的技術(shù)。 (5)建設(shè)消防水源和消防車道考慮到有些古建筑位于山上缺水地區(qū)，可以利用現(xiàn)代動力設(shè)備，由山下向山上特地送水。在不影響古建