木结构文物建筑火灾蔓延特点研究

木结构文物建筑火灾蔓延特点研究

和红彦

云南省丽江市消防救援支队 云南 丽江 674100

摘要：我国的古建筑大多为木质结构，受木材自身特点限制，消防基础较差，大多没有进行任何阻燃处理。有些建筑物虽然过去进行了火灾方面的阻燃处理，但随着时间的推移，其火灾抵抗能力早已消逝。近些年随着国内旅游产业的快速发展，建筑能耗、人员密度、经营业态发生翻天覆地的变化，这是目前木结构文物建筑消防安全管理面临的最大挑战。为解决消防安全问题，要展开木结构文物建筑火灾蔓延特点分析，确定合适的防火间距。

关键词：木结构；文物建筑；火灾蔓延特征；防火间距

引言

近些年来，国内外文物建筑发生火灾的事件屡有发生，近有2019年法国巴黎圣母院的火灾，远有2013年云南丽江古城景区大火。这些火灾的发生也让我们深深反思，我们身边文物保护建筑的消防安全工作究竟如何？近期笔者走访了黄浦区外滩沿线和老卢湾地区部分文物保护单位，发现了这些建筑存在着一些共性的火灾隐患，需要引起我们的重视。

1木结构文物建筑室内火灾蔓延研究

国内外众多学者与专家对建筑物火灾的发展、蔓延进行研究，不过却很少研究火灾后木结构文物建筑的内部情况。许发俊研究的是木结构文物建筑在火灾后，室内的木材部分碳化明显，研究重点是微观结构、碳化速度以及碳化机理①。杨光研究的是在模拟实验中，在建筑物的两层设置火源，分析不同房间温度的变化以燃烧后木材碳化层的厚度，最终得出楼板与木隔板在一定程度上具有阻止火灾发展与蔓延的价值②。彭磊研究的是木结构文物建筑发生火灾之后炭化速率，其利用木结构受热后的炭化速率与温度分布创建模型，充分考虑木材的含水率、密度、炭化收缩动力、木质素③。高晓明通过建立走廊、房屋模型，模拟研究烟气传播规律，得出走廊回燃原因④。国内外学者目前的主要研究方向集中于中庭、大空间、高层建筑，缺少足够多的木结构文物建筑模拟研究。

2木结构文物建筑火灾蔓延特点

2.1建筑材质易燃可燃

在鸦片战争之前，中国的古代建筑以木质或者砖木结合为主。木质材料本身就易燃，无论是遭受雷击等自然破坏或者人为的破坏，都非常容易引发火灾。

2.2构件本身存在危险

建筑物的燃烧速度除了和材料性能有关，还和构件形式有关。表面积越大的构件越容易剧烈燃烧、受热分解。木结构文物建筑物大多采取镂空构件模式，有着极大的表面积。发生火灾后，火势往往非常大，火焰会四处乱窜。物体燃烧需要氧气、火源两个条件④。木结构文物建筑的火灾与环境氧气量供应的稳定性有很大联系。木结构文物建筑一般会制作有着较大火灾荷载的屋顶，因此通风条件非常好，有着很充足的氧气供应。屋顶燃烧时如同架空后的干柴，不仅燃烧速度惊人，同时反应也十分剧烈。

2.3现代化消防设施缺乏

众所周知，古代的科学技术比较落后，在消防技术方面不如现代先进。但是，为了加强对于这些文物建筑的保护，我们不能过多地使用现代手段，在这些建筑之间开辟消防通道或者安装消防设施。为了避免对古代建筑文物的进一步破坏，发生火灾的时候，灭火救援中使用器材、装备和设施也要顾及考虑作业中避免造成其他文物建筑的损坏。

3木结构文物建筑火灾防治措施

3.1对可燃的建筑构件进行阻燃处理

对文物古建筑的木柱子、梁、檩条涂抹灰泥提高耐燃性，涂刷或浸渍防火阻燃剂。在原始木柱喷涂透明无色的防火涂料；或者利用古建筑整修时机将主要可燃的建筑构建拆下浸渍在阻燃剂溶液中提升其耐火极限；对于一些文物保护级别较低的文物古建筑甚至可以采用针孔注入法，将防火阻燃剂采取针孔注入的方式加入到可燃构件中，特别是表面敷设电气线路的木柱顶部以及横向木梁、木檩条等与电气线路直接接触的部件，提升其防火性能。

3.2因地制宜，多措改善现有消防设施

确保建筑消防设施完好有效。建筑消防设施的完好有效是发生火灾后扑灭火灾的第一道坚固保障。从上述这些文物保护建筑的现有消防设施运行情况来看，对于消防给水市政进水只有一路或进水管径不足的隐患，建议单位加强水源管理，在保证现有市政用水供水稳定的前提下，进一步确保建筑周边室外消火栓不被遮挡，结合后期改造如有条件建议考虑增设消防水池；对于火灾自动报警系统，建议使用年限超过12年的火灾报警系统要及时更换；对于建筑的防排烟系统，在确保文物保护范围不受影响的前提下，建议重新校核防烟分区的排烟情况，清理阻挡排烟窗的障碍物，条件允许的情况下，可增加设置自然开窗或机械防排烟系统；建筑消防设施维保单位要和使用单位密切合作，杜绝消防设施维护保养流于形式，要制定精细化的维护保养计划，确保每次的维护保养有成效。

3.3常备水源

北京故宫里处处设置大型水缸，常年储水防火，老祖宗留下的经验值得借鉴。在现代社会，文物古建筑大都向公众开放，厕所、办公等生活水源虽然解决了，但是很多古建筑位置远离城镇，消防水源仍然是个问题。在有条件增设室内外消火栓系统的基础上，建议大力推广“生活自来水+消防水喉”的简易消防灭火设施，得以解决远水近用的问题，这样好处很多：施工方便，在没有市政消防规划的乡村可以很容易增加自来水管；施工成本低，方便使用；水质清洁，比池塘河道水干净好用；消防水喉不需要专业人员操作，任何人都可以上手使用。

3.4提升能级，全面提高消防安全管理水平

鉴于文物保护建筑的特殊性，常规的消防安全管理手段难以满足其保护要求，建议通过下列措施，全面提升文物保护建筑单位消防安全管理水平。一是全面设置消防物联网系统，利用智能化的手段确保消防响应及时；二是统筹管理微型消防站，建议消防救援机构定期组织微型消防站人员进行实战化的专业训练；三是根据文物保护建筑的特点，制定针对性强的文物保护建筑灭火应急预案，同时结合每年演练情况和单位人员变化情况，每年及时修订此预案；四是鼓励文物保护单位加强横向交流，定期组织培训、横向交叉自查互查、提高消防安全管理人员发现问题和解决问题的能力。

3.5设置微型消防站

训练有一定消防安全知识、具备一定扑救能力的志愿消防队员也是很有必要的。现场的工作人员最熟悉古建筑布局，能够在火灾第一时间开展现场处置，远比专业消防队更加迅速。同时配好必要的灭火装备、培养一批训练有素的人员也是落实单位消防安全主体责任的最佳体现。除了必要的防火服、头盔、水枪、消防水带、对讲机、斧头以外，建议古建筑在微型消防站配置取水桶，在古建筑内的池塘边配置吸水泵和过滤网。

结束语

长时间风化以后，木结构文物建筑的水分会蒸发干净，同时木结构文物建筑的表面通常会涂抹一些容易燃烧的油漆。起火以后火灾会迅速扩散与蔓延，以极短的时间出现轰燃情况。推算可以得知，木结构文物建筑内部火灾大多为中速火、快速火之间的类型。在轰燃后，火焰顺着门窗涌出，沿着门廊发展。此时门廊回燃烧，释放大量热量，引燃前木质立面。火灾顺着门窗四处流窜与蔓延。楼梯间起火后，热量迅速扩散并聚集在屋顶，在良好的通风环境下，火灾迅速蔓延。通过涂抹防火涂料可以很好地应对火灾蔓延速度和发展速度，尽可能为灭火创造有利条件。因此，必须注意易发生火灾且蔓延迅速部位的防火工作。

参考文献

[1]寒鲲.大搞亮化工程破坏了文物建筑的历史风貌[N].中国青年报,2019-12-03(002).

[2]丁贤飞.文物建筑亮化不可率性而为[N].安徽日报,2019-12-03(006).

[3]余志勇.给文物防火安装好制度“消防栓”[N].中国旅游报,2019-11-22(003).

[4]何勇海.须给文物建筑“亮化”加上保险[N].河北日报,2019-11-22(009).

[5]毛建国.就让文物建筑做个安静的好梦[N].青岛日报,2019-11-21(004).