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木結構古建築物的滅火及消防設計探討

日期:2016/12/14 13:28:28      編輯:古代建築有哪些

    我想結合個人在北京故宮工作中的體會,談談木結構古建築的滅火和防火保護問題。

    一、利用水來滅火

    用水滅火的歷史很久了,采用現行的用水滅火技術也有多種,如水噴淋、水幕、水炮、消火栓和水槍等。

    在現代的鋼筋混凝土建築的火災多是室內的火災,水噴淋滅火系統確實起到了很好的作用。但它對木結構建築的滅火不是都有作用的,如1987年8月24日夜北京故宮景陽宮雷擊起火。當時的雷擊起火點是在兩個雷公柱(正吻下的木柱)和匾額後的吊環處。在那裡可以讓水噴頭向上噴。但水總還是向下流的,向上噴的水是有限的,要想用水噴淋將起火處的火滅掉,是難以達到滅火目的的。所以對水噴淋的作用,不能一概而論,還要看起火點的位置,具體情況具體分析。

    利用消火栓滅火,由消火栓接水龍帶、水槍,由人來掌握滅火。水的來源有市政消防管網供水,河湖水,儲水池的水等。由崇禮門滅火的過程可以看出:歷經5個多小時,由30輛消防車帶動多少水槍,一齊向崇禮門噴水。這種噴水的辦法是將水直接噴到屋面的瓦上,沒有直接噴到起火點,再多的水、再多的消防車,都是沒有用的。之所以出現這樣的現象,是由於沒有研究如何撲滅木結構建築物火災的方案,在出現火災時不知所措。在此,我講講景陽宮雷擊起火後的滅火情況。

    據調查,1987年8月24日23時,在箭亭(位於保和殿東朝房東)值夜班的工作人員聞到燒焦煳味,通知值班室查看(那時尚未安裝火災報警);23時20分,值班室值班人員到達火災現場;23時22分,駐院消防隊到達現場,並由消火栓接水龍帶到達了現場;23時32分,北京市消防局接到報警,調了11個中隊,31輛消防車,近200名消防戰士。25日2時45分將火撲滅。

    最後看到屋面毀壞的部分是在前坡,據檔案記載,“南部屋檐中部燒焦下陷,西南角塌落,局部屋頂和全部門窗是由救火需要被破拆”造成的,而後坡沒有造成毀壞。

    在滅火過程中,大約有六七支水槍。這些水都噴到了屋面上,沒能噴向起火點。那時,消防隊派人上房破拆。破拆有了漏洞,讓室內空氣得到了流動,燃燒得更快了,並出現了火苗。由拆出的洞進入室內的水很多,早已漫過門檻,由門檻向外流水,再加上由屋面流下來的水,院內的積水深達40厘米~50厘米,這些水沿著雨水溝和院門門檻上流到橫街的雨水溝。現以滅火用6支水槍來計算,3個小時內就要324立方米的水。在故宮消防用水是方便的,筒子河水是用不完的。

    這種由水槍向屋面噴水的辦法和崇禮門的滅火方法如出一轍,其結果應是相同的。然而,故宮的景陽宮並沒有燒到崇禮門那個地步。大約救火已過了3個小時的時候,當故宮博物院早年的老消防隊員李志明(當時是安全工程辦公室的工作人員)趕到現場。他立即與指揮者聯系,讓水槍都停下來,他帶著一個水槍手進入室內,向起火點和明火處噴水,火很快就被撲滅了。在火災初起時,住在院內集體宿捨的古建部年輕人苗桂林也到了現場,他對現場向屋面噴水的做法提出意見,讓他們帶水槍進到室內撲救,當時沒有人聽他的,現場指揮員還說他添亂。在李志明趕到後,才進入室內滅火。

    如果早時聽了苗桂林的意見,景陽宮的損失則要少得多。進入室內直接向火點噴水,是保住景陽宮的關鍵,沒有讓景陽宮和崇禮門一樣毀到不可救藥的淒慘地步。

    這說明,當時管理部門和駐院消防隊沒有研究過木結構建築物該怎樣滅火,沒有滅火預案,才會出現上述情況。同時也說明故宮博物院的老消防隊(自1949年至“文革”時期)是有可行的方法的,可惜沒有傳承下來。

    為什麼李志明和苗桂林能提出要進入室內向起火點噴水呢?主要是他們都了解木結構情況,在短時間內木材不會全部燒毀,建築也不會很快趴架的。在火災初期,人是可以進入室內的,將水直接噴向起火點,這樣可以盡快滅火,減少損失。

    二、對木結構耐火的認識

    在這裡講這些,是想讓消防部門了解古代木結構建築的情況,以便制定滅火方案,木結構古建築滅火不能與一般民用建築一樣采用破拆,由屋面噴水來滅火的辦法;同時作為文物的安保部門,一旦出現火災,應懂得怎樣滅火。

    1.中國的木結構建築在《建築設計防火規范》中的耐火等級為四級,是燃燒體。在宮殿建築中大都是粗梁胖柱,其意思就是它的承載能力要遠遠大於規范要求的,一般構件只用了承載能力的30%~40%。所以在燃燒時,木材的減損和承載能力的下降應有一個過程,它不會在很短的時間內將構件燒毀到不起作用的地步。就故宮景陽宮起火而言(事後我到木屋架上查看過),起火點是在雷公柱處,它燃燒的時間最長,燃燒深度約7厘米(指開始隱燃處的周圍),雷公柱的直徑約32厘米(沒有測量數據,按照法式計算的),總的直徑損失近1/4。它是經過3個多小時的燃燒才達到的程度。在山面重要的承重構件是西山的下金檩、下金枋,和西南角梁等構件是在撲救過程中火勢逐漸延燒過來的,但對主要承重木構件的損傷都沒有達到5厘米的深度。前坡正中的屋面是由於匾額後的火延燒到室內,將檐椽後尾和望板燒毀後塌陷的。從這裡可以看出來直徑小的木構件是容易被燒毀的,而大的構件,需要有一個長的燃燒過程才能毀掉。

    2.宮殿建築的屋頂是多層次的混合構造,最不容易破壞。在救火時,不管有多少水槍向屋面噴水,都達不到滅火的目的。韓國的崇禮門滅火過程,可以看到水噴向屋面的壯觀景象,到能將火撲滅時,整個構架也就都燒毀了。

    還有破拆的問題,如果將琉璃瓦摘掉,要將10厘米~20厘米(有的灰、泥背厚達到40厘米~50厘米)厚的各層灰、泥背刨開,也是很費勁的,絕不是輕而易舉的事。我想在景陽宮破拆的消防隊員應是有體會的。要想破拆後灌水滅火,就要耽擱好多時間,給了火勢發展的時間。景陽宮的滅火過程已經說明了。

    以上說明,對滅火,應依建築構造的不同,滅火的方法也應不一樣。

    三、對木結構古建築的防火保護的問題

    1.應認真研究木結構建築的火災的特性:

    木結構建築群的火災起因有兩種:一是自然現象造成的,如雷擊起火;另一是人為造成的,如電器火災、生活用火不慎、小孩玩火、燃放煙花爆竹和人為破壞等幾種情況。對這些火災的特性應認真研究。同時在文物建築群內要做到:在庭院內不亂存放可燃物;

    不在建築物內存放易燃易爆物品;對照明和設備用電的安全要經常檢查;對於其他可能會出現火災情況的要加強管理,堵塞造成火災的漏洞。對現代建的高壓電網、加油站、燃氣站等都應遠離文物古建築。

    總之,對於“火”應立足於“防”,應以防為主,防消結合。應針對不同的火因,制定有效的預案,遇事不慌,才能認認真真將文物建築的防火落在實處。千萬不能擺花架子,應付各種檢查。

    2.在古建築群內應有的設備:

    ①安裝火災報警。在國家級的文物保護單位的建築內安裝火災報警,在GBJ16—87《建築設計防火規范》中已有明文規定。在木結構的古建築中應安裝哪類火災報警探測器更好些,這是值得研究的。早在1987年~1992年,為故宮安全工程選擇火災報警探測器時,沒有選到理想的設備,當時只是將就使用電子感煙探測器、紅外對射感煙探測器、光纖感溫等器材。近十年來,引進到國內的極早期空氣檢測火災報警,經試驗是適用木結構建築的,當火還在隱燃階段時,就報警了。火災由隱燃到起火是有過程的,還沒有形成火勢時,管理人員接到報警,可以及時趕到現場處理,將火災損失減到最少。

    ②消防供水到位。對有木結構的古建築群應有消火栓,消防供水管網或建立消防水池,以便滅火時備有充足的水。

    ③在建築物維修時,應對沒有地仗油飾的木構件塗防火塗料保護,延緩木構件的起火時間。

    ④應有防破壞、防放火的手段,從崇禮門的火災看,對國家級的文物保護單位應有防破壞、防放火的手段和制度,以確保護文物建築的安全。

    3.管理人員應了解自己保護的建築情況,應有預防火災、撲滅火災和處理不測事件的預案。特別是安全管理的負責人,應增加這方面的知識。

 

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