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文物古建筑火災(zāi)特點(diǎn)與消防安全對策分析

作者:叢北華 房玉東  
評(píng)論: 更新日期:2011年03月27日



(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:?
 ?。?)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。?
????(5)宗教活動(dòng)。1984年4月,云南筇竹寺華嚴(yán)閣發(fā)生火災(zāi),直接原因是兩位信女進(jìn)閣燒"頭柱香"不慎引起的。?
????(6)雷擊起火。1969年9月,河北省避暑山莊的普佑寺,因未安裝避雷設(shè)備,遭雷擊起火。?
????(7)生產(chǎn)用火。1981年9月20日,揚(yáng)州市"盧宅"火災(zāi),就是由于古建筑中生產(chǎn)工人違章作業(yè)所釀成的。

????除此以外,因外部的火災(zāi)蔓延引發(fā)古建筑起火也應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。我國古建筑講究"曲徑通幽",往往位于深山茂林之中,因此一旦古建筑周圍的森林發(fā)生火災(zāi),必將嚴(yán)重威脅到古建筑的本身的火災(zāi)安全。
(二)火災(zāi)初期增長
????古建筑火災(zāi)初期一般增長迅速、燃燒猛烈。古建筑物的構(gòu)建一般采用木質(zhì)材料,多次涂刷油漆,年代久遠(yuǎn),極為干燥。一旦發(fā)生火災(zāi),燃燒迅猛,且釋放出大量可燃?xì)怏w,快速形成狀態(tài)燃燒,火場中心溫度可達(dá)1200?0C以上。此外室內(nèi)懸掛的字畫、垂帷、幔帳、柱錦、飄帶、天帳以及常用的香火蠟燭、油燈、酥油等極易燃燒,進(jìn)一步加劇了火災(zāi)增長速度。并且古建筑空間大、門窗多,火災(zāi)時(shí),室內(nèi)空氣受熱膨脹向外擴(kuò)散,室外冷空氣通過空氣對流,大量向室內(nèi)補(bǔ)充,使火勢燃燒更加猛烈,起火室內(nèi)溫度隨之迅速上升。
(三)充分發(fā)展階段
????古建筑火災(zāi)發(fā)生后,煙熱向上升騰,火勢沿著懸掛的物品迅速向上蔓延,然后向水平方向發(fā)展。由于古建筑上部建有大量的木質(zhì)梁、柱,因此猶如架滿了干柴的爐膛,而屋頂嚴(yán)實(shí)緊密,煙熱不易散發(fā),溫度快速積聚,迅速達(dá)到"轟燃"。轟然的出現(xiàn)標(biāo)志著火災(zāi)充分發(fā)展階段的開始。此時(shí)室內(nèi)溫度可升高到1000?0C?;鹧婧透邷?zé)煔獬?蓮拈T、窗竄出,致使火災(zāi)蔓延到古建筑的其它區(qū)域或者毗鄰的其它建筑。由于古建筑的火災(zāi)載荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般建筑,因此火災(zāi)的充分發(fā)展階段可以持續(xù)很長的一段時(shí)間。
????在火災(zāi)的充分發(fā)展階段,室內(nèi)高溫可使古建筑的木質(zhì)構(gòu)件的承載能力急劇下降,造成建筑物的坍塌。由于一般古建筑的木質(zhì)構(gòu)件截面積較粗,安全系數(shù)較大,距離倒塌的時(shí)間也因此較長。因此,古建筑火災(zāi)的倒塌規(guī)律一般是屋蓋先塌,墻柱后倒。
(四)火災(zāi)減弱階段
隨著可燃物的消耗,火災(zāi)的燃燒強(qiáng)度逐漸減弱,明火逐漸熄滅。不過剩下的焦炭通常還將持續(xù)燃燒一段時(shí)間。同時(shí)由于燃燒釋放的熱量不會(huì)很快散失,著火區(qū)內(nèi)溫度仍然較高。

????以上描述的是古建筑火災(zāi)的自然發(fā)展過程。實(shí)際上人們是不會(huì)聽任火災(zāi)自由發(fā)展的,總會(huì)采取各種可行的措施來控制或撲滅火災(zāi)。就古建筑火災(zāi)而言,將火災(zāi)撲滅在初期增長階段是減少火災(zāi)損失最有效的途徑。

4.?古建筑消防安全對策分析

????根據(jù)以上分析,古建筑火災(zāi)具有其自身的特殊性。古建筑火災(zāi)安全不是以撲滅火災(zāi)為唯一目標(biāo),而是以最大限度保護(hù)古建筑,減少文物損失為首要目的。因此,必須從火災(zāi)防治的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手,有針對性的制定消防安全對策,切實(shí)對文物古建筑存在的不安全因素從技術(shù)上找到根本的解決方法。
????(一)古建筑火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
????古建筑火災(zāi)安全的第一個(gè)步驟是調(diào)查,以評(píng)估建筑或綜合建筑群的火災(zāi)危險(xiǎn)性。這包括識(shí)別火災(zāi)隱患,火災(zāi)發(fā)生危害以及疏散出路被堵塞所造成的有害后果等因素?;馂?zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是系統(tǒng)對古建筑消防安全的現(xiàn)狀進(jìn)行客觀評(píng)價(jià),這方面的研究將用于發(fā)展古建筑消防總體規(guī)劃。
?????通過現(xiàn)場調(diào)查古建筑的建筑結(jié)構(gòu)、可燃物的分布、人員結(jié)構(gòu)與數(shù)目、文物的價(jià)值與分布,起火可能性、消防設(shè)施的類型與分布、消防管理水平等方面的情況,采用危險(xiǎn)等級(jí)分析方法,分析古建筑內(nèi)不同區(qū)域的危險(xiǎn)度等級(jí)并給予標(biāo)識(shí),對危險(xiǎn)較大的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)的防護(hù)。
????在調(diào)查的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)可能的火災(zāi)場景,利用計(jì)算機(jī)模擬分析火災(zāi)發(fā)生后的蔓延情況,古建筑發(fā)生轟然的時(shí)間,人員安全疏散的時(shí)間,研究需要的報(bào)警探測時(shí)間和合理的滅火方案。
????(二)阻燃技術(shù)
????由于古建筑的特殊性,因此要變更古建筑的防火分區(qū)(分隔)、疏散手段和建筑結(jié)構(gòu)是非常困難的,這是因?yàn)樗鼈兪枪沤ㄖv史意義整體的一部分。因此我們認(rèn)為古建筑防火技術(shù)的重點(diǎn)是發(fā)展清潔、高效阻燃技術(shù),從源頭上遏制火災(zāi)的發(fā)生。這主要包括對可燃木質(zhì)建筑物構(gòu)件的阻燃處理和內(nèi)部可燃物的阻燃處理。
????(1)可燃建筑構(gòu)件的阻燃。古建筑中的可燃建筑構(gòu)件是指柱、梁、枋、檁和樓板等木質(zhì)構(gòu)件,在木材的表面涂刷或噴涂防火涂料,形成一層保護(hù)性的阻火膜,降低木材表面的燃燒性能,阻滯火災(zāi)的迅速蔓延。有些木柱、樓板、樓梯等構(gòu)件在尊重民族風(fēng)俗,不損害建筑整體風(fēng)格的基礎(chǔ)上,可制作相應(yīng)的防火保護(hù)層,以提高耐火等級(jí)。
????(2)內(nèi)部可燃物的阻燃。古建筑物的內(nèi)部可燃物主要是指幃、簾、帳等織物、纖維。因此阻燃的重點(diǎn)是對這一類的聚合物材料進(jìn)行阻燃設(shè)計(jì)。
然而,不管采取何種阻燃技術(shù),對于文物古建筑而言,重要的是"綠色"阻燃,即阻燃物質(zhì)燃燒釋放的物質(zhì)不會(huì)損害文物與古建筑物本身,因此無鹵納米阻燃技術(shù)將在古建筑中有用武之地。
????(三)早期探測技術(shù)
????火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)本身并不影響火災(zāi)的自然發(fā)展過程,其主要作用是及時(shí)將火災(zāi)跡象通知有關(guān)人員,以便準(zhǔn)備疏散與組織滅火,并通過聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)其它消防設(shè)施以滅火或控制煙氣。由于古建筑結(jié)構(gòu)和建筑材料的特殊性,保護(hù)文物不受滅火藥劑或過多的水漬的影響,及早的發(fā)現(xiàn)火情甚或火災(zāi)隱患就顯得尤其重要。一般而言,單一的火災(zāi)探測方法對于古建筑而言難以有效做到早期報(bào)警。如,正常情況下,寺廟大殿因香火就存在大量煙霧,所以不宜采用感煙方法進(jìn)行火災(zāi)探測。而較多明火存在(蠟燭、酥油燈)會(huì)對一般的感火焰火災(zāi)探測技術(shù)造成影響。雖然圖像型火災(zāi)探測技術(shù)可以很好的解決這個(gè)問題,但是古建筑結(jié)構(gòu)特殊,遮擋物較多,同時(shí)無明火條件下,此種方法作為早期火災(zāi)探測也是不適合的。因此需要尋求復(fù)合火災(zāi)探測方法。
????最為直接的方法是采用圖像探測技術(shù)輔以空氣采樣火災(zāi)探測系統(tǒng)。一般古建筑均設(shè)有監(jiān)控系統(tǒng),這樣采用與監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的空氣采樣系統(tǒng),工程量較少,避免對文物的破壞,同時(shí)不會(huì)在被保護(hù)參數(shù)引入用電設(shè)備等其它危險(xiǎn)因素,還可以對監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機(jī)和線路進(jìn)行火災(zāi)隱患探測,有針對性的進(jìn)行早期火災(zāi)預(yù)警。
????當(dāng)然為了使空氣采樣系統(tǒng)能在古建筑環(huán)境中應(yīng)用,還必需進(jìn)行一些相關(guān)的研究。主要的兩點(diǎn):一是對古建筑內(nèi)空氣進(jìn)行成分分析和固體顆粒的分布情況,二是對古建筑中的可燃物進(jìn)行分析,掌握可燃物的大致分類以及燃燒氣體的特征。

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