13文物古建筑火災(zāi)特點(diǎn)與消防安全對(duì)策分析

文物古建筑火災(zāi)特點(diǎn)與消防安全對(duì)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(chǎn)的重要組成部分，是中華文明源遠(yuǎn)流長的歷史見證，是不可再生的人文資源。因此，保護(hù)好這些文物古建筑，利在今世，功在千秋。在所有對(duì)文物古建筑的危害當(dāng)中，火災(zāi)無疑是首當(dāng)其沖。數(shù)據(jù)表明：2000年全國文博單位、古建筑發(fā)生火災(zāi)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(zāi)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(zāi)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(zāi)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(chǎn)地的武當(dāng)山發(fā)生火災(zāi)，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(hù)國寺發(fā)生火災(zāi)，其西配殿被完全焚毀。因此，目前我國文物古建筑火災(zāi)形勢十分嚴(yán)峻，文物古建筑的消防安全已經(jīng)成為了各級(jí)消防主管部門任務(wù)的重中之重。本文將從火災(zāi)科學(xué)的基本原理出發(fā)，分析討論古建筑火災(zāi)的危險(xiǎn)性與火災(zāi)動(dòng)力學(xué)演化過程，并就文物古建筑的消防安全對(duì)策提供一些合理的建議。2.

古建筑火災(zāi)危險(xiǎn)性我國歷史上眾多的古建筑之所以毀于火災(zāi)，今天幸存下來的絕大多數(shù)古建筑也歷經(jīng)火劫，究其原因，在于這些古建筑本身就具有很大的火災(zāi)危險(xiǎn)性。（一）火災(zāi)荷載大，耐火等級(jí)低我國古建筑絕大多數(shù)以木材為主要材料，以木構(gòu)架為主要結(jié)構(gòu)形式，火災(zāi)荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的火災(zāi)負(fù)荷量，火災(zāi)危險(xiǎn)性極大，耐火等級(jí)低。古建筑中的木材，經(jīng)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(zhì)地疏松，在干燥的季節(jié)，即使遇到火星也會(huì)起火。古建筑中的各種木材構(gòu)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(yán)實(shí)緊密，將導(dǎo)致在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，屋頂內(nèi)部的煙與熱不易散發(fā)，溫度快速積聚，迅速達(dá)到"轟燃"。古建筑的梁、柱、椽等構(gòu)件，表面積大，木材的裂縫和拼接的縫隙多，并且大多數(shù)通風(fēng)條件比較好，有的古建筑更是建在高山之巔，發(fā)生火災(zāi)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(xiàn)"火燒連營"我國的古建筑多數(shù)是以各式各樣的單體建筑為基礎(chǔ)，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(shí)得不到有效控制，就會(huì)"城門失火，殃及池魚"，毗連的木結(jié)構(gòu)建筑很快就會(huì)出現(xiàn)大面積燃燒，形成"火燒連營"的局面。（三）消防設(shè)施匱乏，火災(zāi)撲救難度大我國的古建筑分布在全國各地，且大多數(shù)遠(yuǎn)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(xùn)練有素的專職消防隊(duì)員，也沒有配備安裝有效的消防設(shè)施，一旦發(fā)生火災(zāi)，位于城鎮(zhèn)的消防隊(duì)鞭長莫及，只有任其燃燒，直至燒完為止。大多數(shù)古建筑都缺乏消防水源，而對(duì)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(shè)有門檻、臺(tái)階，消防車根本無法通行，這些都給火災(zāi)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(fù)雜一些古建筑的主管部門分工不明確、職責(zé)不清，往往為了追逐經(jīng)濟(jì)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(shè)旅館、飯店、招待所、工廠、倉庫等，火源管理不嚴(yán)，電線亂拉亂接，線路開關(guān)隨意亂設(shè)。有的古建筑的周圍大量開店，火災(zāi)危險(xiǎn)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(yán)重的威脅。3.

古建筑火災(zāi)動(dòng)力學(xué)演化過程火災(zāi)是一種具有復(fù)雜性本質(zhì)的過程，其孕育、發(fā)生和發(fā)展包含著湍流流動(dòng)、相變、傳熱傳質(zhì)和復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)等物理化學(xué)作用，是一種涉及物質(zhì)、動(dòng)量、能量和化學(xué)組分在復(fù)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(dòng)力學(xué)過程；該動(dòng)力學(xué)過程還與外部因素的人、材料、環(huán)境及其它干預(yù)因素等發(fā)生相互作用。因此分析火災(zāi)動(dòng)力學(xué)演化過程，不僅有助于加深我們對(duì)文物古建筑火災(zāi)的認(rèn)識(shí)，也為進(jìn)一步有針對(duì)性的制定準(zhǔn)確、合理的消防安全對(duì)策提供科學(xué)指導(dǎo)。整個(gè)古建筑火災(zāi)過程大體可以分為起火、初期增長、充分燃燒和減弱四個(gè)階段。如下圖1所示。

圖1古建筑火災(zāi)自然發(fā)展時(shí)溫度變化示意圖（一）起火建國前，我國古建筑起火多數(shù)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(zhì)，火災(zāi)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(zāi)，如1990年1月25日，青海海南州石藏寺特大火災(zāi)就是哈達(dá)落到酥油燈上而引發(fā)的。（2）電線電器設(shè)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(zāi)；還有的是大功率燈泡緊靠可燃物，長時(shí)間烘烤而起火。（3）亂扔煙頭起火。1992年9月19日，揚(yáng)州市旌忠寺藏經(jīng)樓就因遺留煙頭引發(fā)火災(zāi)。（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(shù)內(nèi)涵十分豐富，此處側(cè)重利用比較方式分析不同滅火系統(tǒng)在古建筑中適應(yīng)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(hù)文物和古建筑。因此對(duì)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(jù)條件。

（1）自動(dòng)水噴淋滅火系統(tǒng)

自動(dòng)水噴淋滅火系統(tǒng)是當(dāng)今世界上公認(rèn)的最為有效的自救滅火設(shè)施，是應(yīng)用最廣，用量最大且造價(jià)低廉的自動(dòng)滅火系統(tǒng)。規(guī)范規(guī)定，國家級(jí)文物保護(hù)單位的重點(diǎn)磚木或木結(jié)構(gòu)建筑，應(yīng)設(shè)置自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)。但是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)在古建筑中應(yīng)用存在一定的問題。一是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)可能會(huì)損壞古建筑的原有建筑風(fēng)格。二是自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的耗水量大，水漬危害嚴(yán)重，這樣對(duì)于缺乏消防水源或者在保存有忌水文物的古建筑，其應(yīng)用受到很大的限制。因此需要尋求自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的替代。

（2）細(xì)水霧滅火系統(tǒng)

細(xì)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(xì)小霧滴進(jìn)行滅火或防護(hù)冷卻的滅火系統(tǒng)，它是在自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。細(xì)水霧是指在最小設(shè)計(jì)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(dòng)、高壓及超聲波等多種方法產(chǎn)生。細(xì)水霧滅火技術(shù)以其無環(huán)境污染（不會(huì)損耗臭氧層或產(chǎn)生溫室效應(yīng)）、滅火迅速、耗水量低、對(duì)防護(hù)對(duì)象破壞性小等特點(diǎn)，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(chǔ)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(dǎo)作用的機(jī)理和技術(shù)完全不同。水噴淋滅火系統(tǒng)的滅火機(jī)理主要是通過直接冷卻效應(yīng)來達(dá)到抑制撲滅火災(zāi)。細(xì)水霧滅火系統(tǒng)也包含表面直接冷卻這個(gè)滅火機(jī)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(jī)制共同控制、抑制、撲滅火災(zāi)：

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(yīng)的進(jìn)行；

②

隔氧作用?？拷鹧娴拇罅克羝麜?huì)降低反應(yīng)區(qū)的氧氣濃度，從而抑制燃燒；

③

熱輻射的減弱。細(xì)水霧及蒸汽會(huì)吸收部分熱輻射，降低對(duì)燃料的熱反饋；

④

動(dòng)力學(xué)作用?；鹧娼邮軄碜约?xì)水霧的動(dòng)量轉(zhuǎn)化被拉伸而變得不穩(wěn)定，易淬熄。

細(xì)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(diǎn)，它比傳統(tǒng)水噴淋滅火系統(tǒng)的耗水量少一個(gè)數(shù)量級(jí)，這一點(diǎn)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(fèi)用，同時(shí)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(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，這也是利用細(xì)水霧來保護(hù)古建筑的一個(gè)原因。

細(xì)水霧滅火系統(tǒng)與氣體滅火系統(tǒng)相比，具有價(jià)廉、對(duì)人和環(huán)境沒有危害的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也避免了哈龍等氣體在滅火時(shí)，因與燃燒物發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生對(duì)人有害的氣體，不利于火災(zāi)現(xiàn)場人員的逃離，也不會(huì)破壞臭氧層。由于細(xì)水霧的冷卻和穿透能力較強(qiáng)，撲滅深位火災(zāi)比氣體更為有效。另外，細(xì)水霧具有表面冷卻、浸濕的優(yōu)點(diǎn)，而氣體滅火劑則沒有，因而它也十分適合撲滅古建筑木質(zhì)火災(zāi)，同時(shí)保證不會(huì)出現(xiàn)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(xì)水霧滅火系統(tǒng)保護(hù)方式十分靈活，可以類似氣體一樣作全淹沒保護(hù)，也可作局部保護(hù)或分區(qū)保護(hù)，其簡單的管網(wǎng)設(shè)計(jì)，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(shí)通風(fēng)條件的影響對(duì)其滅火性能的影響較大。

（3）氣體滅火系統(tǒng)

對(duì)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(zāi)時(shí)文物的損失降低到最低程度。但是此類系統(tǒng)對(duì)保護(hù)區(qū)結(jié)構(gòu)要求較高，需對(duì)古建筑做較大改造，對(duì)古建筑的影響較大，一次性投資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)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(duì)人有毒，要求30s的噴射延遲，惰性氣體滅火濃度高，噴射時(shí)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(huì)生成一定量的酸性氣體，其對(duì)文物古建筑的危害還需進(jìn)一步的評(píng)估。

（五）火災(zāi)安全管理

古建筑由于火災(zāi)危險(xiǎn)性大，人員眾多且類型復(fù)雜，因此火災(zāi)安全管理顯得尤為重要，需要從下面三個(gè)方面入手：

（1）加強(qiáng)消防組織建設(shè)，建立健全規(guī)章制度。古建筑管理單位對(duì)內(nèi)逐級(jí)建立火災(zāi)安全領(lǐng)導(dǎo)小組或委員會(huì)，對(duì)外可建立防火聯(lián)防組織。確定防火負(fù)責(zé)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(shí)防火崗位責(zé)任制，實(shí)行聯(lián)防協(xié)作，群防群治。按照有關(guān)規(guī)定，盡可能的建立起專職消防隊(duì)、開展業(yè)務(wù)訓(xùn)練，不斷提高滅火能力。同時(shí)，根據(jù)《古建筑消防管理規(guī)則》還應(yīng)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(shí)管理措施。要充分利用廣播、錄音、標(biāo)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(jìn)行消防法規(guī)、知識(shí)的宣傳教育，開展崗位培訓(xùn)，不斷增強(qiáng)人員的消防意識(shí)。要嚴(yán)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(nèi)禁止堆放柴草、木材等可燃物，嚴(yán)禁存儲(chǔ)易燃易爆物品，切實(shí)加強(qiáng)火源、電源管理。

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

（六）應(yīng)急預(yù)案管理

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