13文物古建筑火災特點與消防安全對策分析

文物古建筑火災特點與消防安全對策分析1.

引言文物古建筑是中華民族珍貴五千年歷史文化遺產的重要組成部分，是中華文明源遠流長的歷史見證，是不可再生的人文資源。因此，保護好這些文物古建筑，利在今世，功在千秋。在所有對文物古建筑的危害當中，火災無疑是首當其沖。數據表明：2000年全國文博單位、古建筑發(fā)生火災6起，燒毀城樓一座、牌樓一座、古建筑5間。2001年全國文博單位、古建筑發(fā)生火災4起，燒毀大殿一座、古建筑165平方米。2002全國文博單位、古建筑發(fā)生火災4起，燒毀寺院一座、大殿一座、房屋65間，過火面積1865平方米。而最近文物古建筑火災事故更是頻頻發(fā)生，令人痛心疾首。如2003年1月20日，作為世界遺產地的武當山發(fā)生火災，名噪千年的遇真宮主殿化為灰燼；2004年6月20日，具有700余年歷史的北京護國寺發(fā)生火災，其西配殿被完全焚毀。因此，目前我國文物古建筑火災形勢十分嚴峻，文物古建筑的消防安全已經成為了各級消防主管部門任務的重中之重。本文將從火災科學的基本原理出發(fā)，分析討論古建筑火災的危險性與火災動力學演化過程，并就文物古建筑的消防安全對策提供一些合理的建議。2.

古建筑火災危險性我國歷史上眾多的古建筑之所以毀于火災，今天幸存下來的絕大多數古建筑也歷經火劫，究其原因，在于這些古建筑本身就具有很大的火災危險性。（一）火災荷載大，耐火等級低我國古建筑絕大多數以木材為主要材料，以木構架為主要結構形式，火災荷載遠遠高于現行的國家標準所規(guī)定的火災負荷量，火災危險性極大，耐火等級低。古建筑中的木材，經過多年的干燥，成了"全干材"，含水量很低，因此極易燃燒，特別是一些枯朽的木材，由于質地疏松，在干燥的季節(jié)，即使遇到火星也會起火。古建筑中的各種木材構件，具有良好的燃燒和傳播火焰的條件。古建筑起火后，猶如架滿了干柴的爐膛，而屋頂嚴實緊密，將導致在發(fā)生火災時，屋頂內部的煙與熱不易散發(fā)，溫度快速積聚，迅速達到"轟燃"。古建筑的梁、柱、椽等構件，表面積大，木材的裂縫和拼接的縫隙多，并且大多數通風條件比較好，有的古建筑更是建在高山之巔，發(fā)生火災后火勢蔓延快，燃燒猛烈，極易形成立體燃燒。（二）無防火間距，容易出現"火燒連營"我國的古建筑多數是以各式各樣的單體建筑為基礎，組成各種庭院。在庭院布局中，基本采用"四合院"和"廊院"的形式。這兩種布局形式都缺少防火分隔和安全空間，如果其中一處起火，一時得不到有效控制，就會"城門失火，殃及池魚"，毗連的木結構建筑很快就會出現大面積燃燒，形成"火燒連營"的局面。（三）消防設施匱乏，火災撲救難度大我國的古建筑分布在全國各地，且大多數遠離城鎮(zhèn)，建于環(huán)境幽靜的高山深谷之中。這些古建筑普遍缺乏自防自救能力，既沒有足夠的訓練有素的專職消防隊員，也沒有配備安裝有效的消防設施，一旦發(fā)生火災，位于城鎮(zhèn)的消防隊鞭長莫及，只有任其燃燒，直至燒完為止。大多數古建筑都缺乏消防水源，而對于一些高大的古建筑更是有水難攻，再加上古建筑周圍的道路大多狹窄，有的還設有門檻、臺階，消防車根本無法通行，這些都給火災撲救工作帶來很大的困難。（四）古建筑的管理和使用不善，問題復雜一些古建筑的主管部門分工不明確、職責不清，往往為了追逐經濟利益而忽視了消防安全管理。在古建筑的使用中，一些地方利用古建筑開設旅館、飯店、招待所、工廠、倉庫等，火源管理不嚴，電線亂拉亂接，線路開關隨意亂設。有的古建筑的周圍大量開店，火災危險因素大量增多。這些管理和使用方面存在的消防安全問題，也給古建筑的消防安全帶來了嚴重的威脅。3.

古建筑火災動力學演化過程火災是一種具有復雜性本質的過程，其孕育、發(fā)生和發(fā)展包含著湍流流動、相變、傳熱傳質和復雜化學反應等物理化學作用，是一種涉及物質、動量、能量和化學組分在復雜多變的環(huán)境條件下相互作用的三維、多相、多尺度、非定常、非線形、非平衡的動力學過程；該動力學過程還與外部因素的人、材料、環(huán)境及其它干預因素等發(fā)生相互作用。因此分析火災動力學演化過程，不僅有助于加深我們對文物古建筑火災的認識，也為進一步有針對性的制定準確、合理的消防安全對策提供科學指導。整個古建筑火災過程大體可以分為起火、初期增長、充分燃燒和減弱四個階段。如下圖1所示。

圖1古建筑火災自然發(fā)展時溫度變化示意圖（一）起火建國前，我國古建筑起火多數是雷擊和戰(zhàn)爭引起的。建國后，由于一些古建筑被隨意改變其使用性質，火災發(fā)生原因也大不相同，歸納起來主要有以下幾種情況：（1）生活用火不慎。主要是炊煮、取暖和照明用火，不慎引發(fā)火災，如1990年1月25日，青海海南州石藏寺特大火災就是哈達落到酥油燈上而引發(fā)的。（2）電線電器設備起火。主要是由于電線陳舊老化、絕緣損壞、發(fā)生短路引發(fā)火災；還有的是大功率燈泡緊靠可燃物，長時間烘烤而起火。（3）亂扔煙頭起火。1992年9月19日，揚州市旌忠寺藏經樓就因遺留煙頭引發(fā)火災。（4）小孩玩火。1982年2月，北京市萬壽寺西路行宮被燒毀，就是小孩玩火造成的。

古建筑的滅火技術內涵十分豐富，此處側重利用比較方式分析不同滅火系統(tǒng)在古建筑中適應性。由于古建筑滅火的目的不在于滅火本身，更為重要是保護文物和古建筑。因此對滅火系統(tǒng)的選擇不僅需要考慮滅火的性能，還必須把滅火行為的后果作為重要的依據條件。

（1）自動水噴淋滅火系統(tǒng)

自動水噴淋滅火系統(tǒng)是當今世界上公認的最為有效的自救滅火設施，是應用最廣，用量最大且造價低廉的自動滅火系統(tǒng)。規(guī)范規(guī)定，國家級文物保護單位的重點磚木或木結構建筑，應設置自動噴水滅火系統(tǒng)。但是自動噴水滅火系統(tǒng)在古建筑中應用存在一定的問題。一是自動噴水滅火系統(tǒng)的管網結構可能會損壞古建筑的原有建筑風格。二是自動噴水滅火系統(tǒng)的耗水量大，水漬危害嚴重，這樣對于缺乏消防水源或者在保存有忌水文物的古建筑，其應用受到很大的限制。因此需要尋求自動噴水滅火系統(tǒng)的替代。

（2）細水霧滅火系統(tǒng)

細水霧滅火系統(tǒng)是利用水霧噴頭在一定水壓下將水流分解成細小霧滴進行滅火或防護冷卻的滅火系統(tǒng)，它是在自動噴水滅火系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的。細水霧是指在最小設計工作壓力下，距噴嘴1m處的平面上，測得水霧最粗部分的水滴直徑DV0。99不大于1000μm，可以通過撞擊、氣動、高壓及超聲波等多種方法產生。細水霧滅火技術以其無環(huán)境污染（不會損耗臭氧層或產生溫室效應）、滅火迅速、耗水量低、對防護對象破壞性小等特點，在噴水滅火系統(tǒng)中占有重要的地位，已被看作是鹵代烷滅火劑的主要替代。

我們知道以水為基礎的滅火系統(tǒng)隨著水滴的體積平均直徑DV的下降，其滅火起主導作用的機理和技術完全不同。水噴淋滅火系統(tǒng)的滅火機理主要是通過直接冷卻效應來達到抑制撲滅火災。細水霧滅火系統(tǒng)也包含表面直接冷卻這個滅火機理。但隨著霧化噴嘴的不同、工作壓力以及流量的變化，它還通過以下機制共同控制、抑制、撲滅火災：

①

氣相冷卻。液滴的汽化吸收了火焰釋放的熱量，降低了燃燒溫度，抑制燃燒反應的進行；

②

隔氧作用?？拷鹧娴拇罅克羝麜档头磻獏^(qū)的氧氣濃度，從而抑制燃燒；

③

熱輻射的減弱。細水霧及蒸汽會吸收部分熱輻射，降低對燃料的熱反饋；

④

動力學作用。火焰接受來自細水霧的動量轉化被拉伸而變得不穩(wěn)定，易淬熄。

細水霧滅火系統(tǒng)和水噴淋滅火系統(tǒng)比較具有耗水量大大降低的優(yōu)點，它比傳統(tǒng)水噴淋滅火系統(tǒng)的耗水量少一個數量級，這一點也潛在地降低了水滅火帶來的破壞性和供水有限地方的滅火費用，同時耗水量低也為要考慮供水的體積以及重量的場合帶來一個明顯的優(yōu)點，這也是利用細水霧來保護古建筑的一個原因。

細水霧滅火系統(tǒng)與氣體滅火系統(tǒng)相比，具有價廉、對人和環(huán)境沒有危害的優(yōu)點，同時也避免了哈龍等氣體在滅火時，因與燃燒物發(fā)生反應而產生對人有害的氣體，不利于火災現場人員的逃離，也不會破壞臭氧層。由于細水霧的冷卻和穿透能力較強，撲滅深位火災比氣體更為有效。另外，細水霧具有表面冷卻、浸濕的優(yōu)點，而氣體滅火劑則沒有，因而它也十分適合撲滅古建筑木質火災，同時保證不會出現在氣體滅火劑滅火過程中，由于滅火劑的濃度下降，表面的重燃。

細水霧滅火系統(tǒng)保護方式十分靈活，可以類似氣體一樣作全淹沒保護，也可作局部保護或分區(qū)保護，其簡單的管網設計，也可較小破壞古建筑的整體性。雖然很大程度上減輕了水漬的危害，但不代表沒有，同時通風條件的影響對其滅火性能的影響較大。

（3）氣體滅火系統(tǒng)

對于特別重要或保存有忌水珍貴文物的古建筑，在條件許可的情況下，可以采用氣體滅火系統(tǒng)，可使火災時文物的損失降低到最低程度。但是此類系統(tǒng)對保護區(qū)結構要求較高，需對古建筑做較大改造，對古建筑的影響較大，一次性投資及運行維護費用較高。目前氣體滅火系統(tǒng)有二氧化碳、三氟甲烷、七氟丙烷及惰性氣體滅火系統(tǒng)。二氧化碳對人有毒，要求30s的噴射延遲，惰性氣體滅火濃度高，噴射時間長，不適合快速撲滅古建筑火。因此推薦選擇三氟甲烷、七氟丙烷等潔凈氣體滅火系統(tǒng)。值得指出的是近來研究表明：上述潔凈鹵代烴滅火劑在滅火過程，會生成一定量的酸性氣體，其對文物古建筑的危害還需進一步的評估。

（五）火災安全管理

古建筑由于火災危險性大，人員眾多且類型復雜，因此火災安全管理顯得尤為重要，需要從下面三個方面入手：

（1）加強消防組織建設，建立健全規(guī)章制度。古建筑管理單位對內逐級建立火災安全領導小組或委員會，對外可建立防火聯防組織。確定防火負責人與專職防火人員，組織臨近單位、企業(yè)和各基層組織層層落實防火崗位責任制，實行聯防協(xié)作，群防群治。按照有關規(guī)定，盡可能的建立起專職消防隊、開展業(yè)務訓練，不斷提高滅火能力。同時，根據《古建筑消防管理規(guī)則》還應建立一些行之有效的規(guī)章制度，使消防安全管理有章可循，有令可遵。

（2）加大宣傳教育，落實管理措施。要充分利用廣播、錄音、標語、專欄等宣傳工具，采取各種形式向單位工作人員、游客等進行消防法規(guī)、知識的宣傳教育，開展崗位培訓，不斷增強人員的消防意識。要嚴格管理制度，除參觀旅游外，一般不得另作他用。古建筑范圍內禁止堆放柴草、木材等可燃物，嚴禁存儲易燃易爆物品，切實加強火源、電源管理。

（3）經常進行防火檢查，積極整改火災隱患。有關單位每年要有目的、有步驟的組織大檢查，單位內部要不定期的開展檢查，防火人員要經常性的防火檢查。對查出的火災隱患要采取及時整改，力爭把隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

（六）應急預案管理

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