关于木结构古建筑设置简易自动喷水灭火系统的

　　提要：根据木结构古建筑建的火灾特点，结合简易自动喷水灭火系统的快速性、有效性及投资抵且不破坏文物的特点，做出在木结构古建筑中设置简易自动喷灭火系统的探索。

　　关键词：木结构古建筑,简易自动喷水灭火系统,探索

　　0 前言

　　中华民族5000年历史文明孕育了灿烂的华夏文化，在960万平方公里的土地上，祖先为我们留下了大量的古代建筑，承载着历史的痕迹，传递着古代中国文明、艺术、科技的信息。古建筑群是我国的历史物质文化和精神文化遗存，具有相当高的历史、科学、艺术价值，是重要的文化遗产。据国家文物局统计，我国被列人世界文化和自然遗产名录的遗产共有30处;列为全国重点文物保护单位的有1271处(其中，古建筑574处，纪念性建筑174处);列人省级以下文物保护单位的约有37000余处(其中，古建筑220处)。文物古建筑不可再生，保护古建筑是我们义不容辞的责任。

　　1 近年来发生的木结构古建筑火灾情况

　　近年来古建筑火灾已发生多起，比较典型的、突出的木结构古建筑火灾有：

　　1959年9月13日，全国文物保护单位陕西省西安市碑林大成殿受雷击起火被毁，烧毁263件文物。

　　1984年6月17日23时30分，布达拉宫强巴佛殿因电线老化短路，烧毁佛殿64 m2，烧毁《丹珠尔》、《甘珠尔》等经书100余部。

　　1985年4月7日，全国重点文保单位，甘肃省夏河县拉卜楞寺大经堂因灯烛使用不慎引起火灾，将可容纳3000喇嘛的大经堂全部烧毁。

　　1990年1月25日，青海省同德县石藏寺大经堂因挂在佛像前的绸缎被风吹落在油灯上引起火灾，烧毁两层木制结构的大经堂一座，面积2040 m2，殿内佛经佛像等文物大部被毁，损失313万元，7名喇嘛受伤。

　　1998年4月4日，山西省临汾市尧庙广运殿因纵火发生火灾，烧毁广运殿砖木结构建筑一座及殿内尧王等泥塑像9尊，直接财产损失451. 1万元。

　　1999年5月2日，青海省玉树藏族自治州杂多县藏传佛教(噶举派)寺院日历寺，因插杆掉落打翻长明灯，引燃周围的哈达等易燃物发生火灾，烧毁220 m2的土木结构藏式大经堂一座及大量文物，直接财产损失117万元。

　　2002年11月21日，山西省宁武县小石门仙人洞因僧人停电后使用蜡烛照明不慎引发火灾，烧毁清代砖木结构建筑86 m2

　　2004年6月21日早晨7时左右，浙江省宁波市宁海县县级文物保护单位邹氏宗祠发生火灾，约400多m2，建于乾隆年间的木制建筑被烧毁。

　　2 木结构古建筑的火灾危险性分析

　　2.1 大部分木结构古建筑采用纯木、砖木、土木建造，耐火等级低，火灾荷载大，经过千百年的风干，极易燃烧。

　　2.2 殿高堂阔，连片成群，没有有效的防火分隔，极易蔓延。古建筑很多是庭院式布局，多采用“四合院”和“廊院”形式。“四合院”是将主要建筑布置在中轴线上，两侧布置次要建筑，组成一个封闭式庭院。如布达拉宫、故宫就是这类建筑。一旦其中一个建筑失火，就会引起火烧连营。

　　2.3 大多数古建筑依山就势建在高山或深谷中，道路崎岖，水源缺乏，远离城市消防队，一旦失火，难以扑救。如我国佛教四大胜地五台山、峨眉山、九华山、菩陀山的寺庙，道教胜地武当山的道观，西藏布达拉宫等都在高山之上或在山坡上，消防车难以到达，一旦失火，很难扑救。即使在城区的古建筑，也因为周围建筑毗连，消防车通道不畅，一旦失火消防车难以靠近，再加上有的地方水源缺乏，造成救援困难。

　　2.4 文物古建筑引起火灾因素多。一是宗教用火引发火灾。很多文物古建筑单位是宗教活动场所，僧人、尼姑、道士等烧香拜佛，点蜡烛，供长明灯。如西藏很多寺庙甚至供百佛灯、千佛灯，加上外来香客、游客敬香、吸烟，管理不善极易引发火灾。二是古建筑内僧人、尼姑、道士和其他人员的生活用火、用电多，管理不善引发火灾。三是无有效避雷设施，雷击引起火灾。各地古建筑部分加装了避雷设施，但还有许多古建筑未加避雷设施或避雷设施不完善、保养不善，因雷击引发火灾。

　　2.5 古建筑消防设施缺乏，管理薄弱。许多古建筑因历史原因没有配备消防设施，或仅有少量的灭火器材，有的甚至已失效。一些古建筑内的人员消防安全意识差，管理混乱，也是造成火灾的间接原因。

　　3 木结构古建筑的火灾特性

　　木结构古建筑的火灾具有如下特性：

　　3.1 火灾荷载大

　　古建筑物的构建一般采用大量的木质材料，多次涂刷油漆，年代久远，极为干燥。此外室内悬挂的数量庞大的字画、垂帷、幔帐、柱锦、飘带、天帐以及常用的香火蜡烛、油灯、酥油等都极易燃烧。古建筑的火灾载荷远远高于一般建筑。

　　3.2 火灾蔓延快速

　　古建筑火灾发生后，烟热向上升腾，火势沿着悬挂的物品迅速向上蔓延，然后向水平方向发展。由于古建筑上部建有大量的木质梁、柱，因此犹如架满了干柴的炉膛，而屋顶严实紧密，烟热不易散发，温度快速积聚，迅速达到“轰燃”。火焰和高温烟气从门、窗窜出，致使火灾蔓延到古建筑的其它区域或者毗邻的其它建筑。

　　3.3 火灾时间长

　　由于古建筑的火灾载荷远远高于一般建筑，古建筑的木质构件众多，因此火灾可以持续很长一段时间。

　　3.4 扑救难度大

　　大多数的古建筑远离城镇，地理位置偏僻，道路崎岖坎坷，消防水源缺乏，消防车辆难以通行。即使座落在城区的古建筑，由于历史原因，也大都地处成片民居包围之中，比一般建筑扑救难度更大。

　　4 木结构古建筑火灾扑救措施应具备的特点

　　4.1 快速性

　　经过实验和火灾现场勘查表明，用松木做成的柱、梁等构件，在发生火灾时燃烧速度为2 cm/min左右。由此推算，木构架建筑在起火以后，如果在15-20 min内得不到有效施救，即会出现大面积燃烧。因此所配备的消防设施必须具备快速性特点。

　　4.2 自动性

　　古建筑火灾一般发生在游客离开或者晚间管理有疏漏的时候。现场人员很难及时发现火灾并报警求救。扑救人员也很难在第一时间到位。因此所配备的消防设施必须具有自动性，在火灾初发期就能够自动设施灭火。

　　4.3 有效性

　　有效性是对任何消防设施的基本要求，配置于木结构古建筑的相关消防设施也必须具有能够有效灭火的特性。

　　4.4 适应性

　　对木结构古建筑所配置的消防设施应具有对建筑构件及文物不造成破坏的特性，且与建筑所在地的基本水源或设施条件相适应：即在现有条件下具有可实施的可能。

　　5在木结构古建筑内设置简易自动喷水灭火系统的探索

　　自动喷水灭火技术是迄今为止最为成功的集火灾报警和灭火为一身的建筑防火技术。据统计，设有有效自动喷水灭火系统的场所，该系统都能及时扑灭或有效控制火灾，成功率为100%。在木结构古建筑中设置自动喷水灭火系统不失为一种有效的尝试。

　　5.1 简易自动喷水灭火系统的特点

　　简易自喷系统是自动喷水灭火技术的一种呈现形式，与普通自动喷水灭火系统一样具有灭火及时快速的特点。另外，之所以称之为“简易”，是因为它对水源条件要求不高，容易实施，且经济投资低。是一种安全、快速、高效、经济的灭火系统形式。

　　5.2 简易自动喷水灭火系统的基本形式

　　5.2.1 由市政单水源直供的供水方式

　　市政给水管网为枝状或只有一条引入管，在非事故状态下该引入管的流量和压力能满足室内最不利点喷头的水量和压力。(a)：一般形式，见图1a;(b)：改进形式：增设屋顶水箱，贮存10min消防水量，能够保证引入管在事故状态下的消防水量，见图1b。屋顶水箱由外网直接供应。可不设水泵接合器。适用于建筑高度不太高、体量不太大的建筑物，如单层商场、库房、地下车库等。

　　5.2 .2由屋顶水箱单供的给水方式：

　　市政给水管网为两路供水，水量满足但水压不够，由市政管网直接引两条供水管供应室内自动喷水灭火系统，并设置屋顶消防水箱(内贮消防水可按20min考虑)和水泵接合器。(a)一般形式：见图2a;(b)改进形式：在引入管消防水箱由外网直供或加压供应。火灾时消防车可通过水泵接合器向室内自动喷水灭火系统供水，但室外消防系统的供水能力必须能保证室内外消防用水之需。适用于新建、屋顶易设水箱的单多层建筑物。

　　5.2.3 由气压水罐单供的给水方式

　　该供水方式类似于屋顶水箱供水方式。只是由气压水罐替代屋顶水箱，气压水罐贮存消防水量同样按20min考虑，见图3。其中图3a为一般形式，图3b为改进形式。适用于改扩建、屋顶因建筑形式等不易设水箱的单多层建筑物。

　　6在木结构古建筑内设置简易自动喷水灭火系统的可行性据了解苏州山塘历史文化街区前期部分古建筑内安装了简易自动喷水灭火系统，有效防范和降低了因火灾给古建筑带来的损伤损害。

　　简易自喷系统的特点完全符合木结构古建筑消防设施所要求的快速性、自动性、有效性和适应性。且经济投资低，方便实施。因此笔者认为在木结构古建筑内设置简易自动喷水灭火系统是完全可行的。

　　参考文献:

　　1.《建筑设计防火规范》·北京：中国计划出版社，1999。

　　2.《自动喷水灭火系统设计规范》2001年修订版。

　　3.张菊良、黄晓家，自动喷水灭火系统的作用和设置，给水排水，2001，27(2)：66～70。

　　4.NFPA49 Haxardous Chemical Date,1994Edition,American。

　　5.BS5306—PARTⅡ Rules for automaiic spinkler installation,1990English。

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