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    文物建筑防火安全现状及对策研究
    2019年04月29日 10:08 来源:《中国文物报》2019年4月26日第5版 作者:肖泽南 字号

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    作者简介:

    中国建筑科学研究院有限公司 肖泽南

      一、我国文物建筑现状简介

      我国目前有不可移动文物近77万余处,已公布的7批全国重点文物?;さノ淮锏?296处。文物建筑指依法核定公布的不可移动文物中的古建筑、近代现代重要史迹和代表性建筑。根据它们的历史、艺术、科学价值,分为全国重点文物?;さノ?省级文物?;さノ?市、县级文物?;さノ?以及尚未定级的建筑。

      二、文物建筑消防安全形势

      文物建筑具有极高的历史价值、艺术价值、科学价值、社会价值和文化价值等,具有不可复制性,是中华民族文化传承的瑰宝。但是,文物建筑的消防安全形势不容乐观。根据国家文物局近些年公布的数据,每年都发生十多起文物建筑火灾: 2015年,全国共发生文物建筑火灾事故21起,其中全国重点文物?;さノ环⑸鹪?起;2016年,全国共发生文物建筑火灾事故14起,其中全国重点文物?;さノ?起;2017年,全国共发生文物建筑火灾事故17起,其中全国重点文物?;さノ?起;2018年,全国共发生文物建筑火灾事故12起,其中全国重点文物?;さノ?起。惨痛的损失表明文物建筑消防安全形势依然严峻。

      党中央、国务院高度重视文物安全工作,习近平总书记多次对文物工作特别是加强文物安全作出重要指示批示。2018年7月6日,习近平总书记在中央全面深化改革委员会第三次会议中指出:“加强文物?;だ酶母?对于我国文化遗产?;ご芯哂兄匾庖?。要把确保文物安全放在首要位置,聚焦文物?;さ闹氐隳训阄侍?加强制度设计和精准管理,注意盘活文物资源,在?;ぶ蟹⒄?在发展中?;??!?/font>

      国家文物局认真学习贯彻习近平总书记历次重要指示批示精神和党中央、国务院决策部署,2017年开展了为期半年的全国文物安全状况大排查行动、参加了国务院消防考核并修订了国务院消防考核中文物消防的指标内容和权重、开展明察暗访工作、支持国保单位消防设施建设,消除了大量消防隐患,解决了部分火灾风险较大的文物建筑消防基础设施的建设问题。

      但是,通过大排查和明察暗访可以发现一些文物单位仍旧存在消防基础薄弱,管理松懈,火灾隐患久治不愈,电气、用火、雷击等火灾诱因依然普遍存在等问题。

      加强文物建筑防火安全,对于预防文物建筑火灾发生、降低文物建筑火灾风险具有重要意义。

      三、文物建筑防火安全现状分析

      3.1 从消防角度看文物建筑与其他民用建筑的主要区别

      由于文物建筑大量使用木材,导致文物建筑的火灾特性与其他民用建筑有显著区别,体现为可燃物多、燃烧迅速、难以扑救。

      1.文物建筑可燃物多

      我国现存的文物建筑,以木结构建筑、砖木结构建筑、土木结构建筑为主,其围护结构、支撑结构大量采用木材,木材属于可燃材料。现代建筑则以砖、混凝土、钢结构、玻璃等不燃材料为主建造。

      木材在我国大部分地区均较容易获得,具备优良的承重能力、易于施工,因此历史上木结构材料被广泛应用于我国各地的建筑中。通过木材支撑的建筑有一定弹性,具备优良的抗震性能。在汶川大地震后,部分震区的木结构建筑的柱子发生了移动、砖墙或土墙遭到损坏,但是建筑主体没有倒塌,出现了“墙倒屋不塌”的景象。但是以木材为主的建筑也有明显的缺陷,例如防火性能差、易遭受腐蚀、易遭受虫害。这也造成了我国年代久远的木结构建筑较少,例如现存较完整的唐代古建筑仅剩山西省五台县的南禅寺大殿(782年)、芮城的广仁王庙正殿(831年)、五台县的佛光寺东大殿(857年)、平顺县天台庵正殿(907年)。

      在木结构建筑中,除了柱、梁、楼板等主体构件为木材,外墙、内隔墙、顶棚、门窗等构件也采用木材,用木量极大。规格高的建筑,木料的用量相对更高,一般民宅的木料用量相对较少。

      主体结构大量采用木材

      截面尺寸较大的柱、梁,即使被点燃,因木材燃烧过程中产生的碳化现象有一定的阻火作用,仍旧具备一定的耐火极限;截面尺寸较小的其他木结构构件,耐火极限就显著降低,火灾时完全参与燃烧,提高热释放量、提供火灾立体蔓延途径,导致扑救困难。诸葛长乐村火灾现场照片非常典型,体现了柱、梁与其他木构件火灾特性的不同。

      浙江诸葛长乐村火灾后现场

      建筑物单位面积上的可燃物完全燃烧时所释放出的热量越大,建筑火灾的危险性也越大。由于每立方米木材完全燃烧时所释放的热量是已知的,可以将释热量表示为每平方米当量木材体积的方式,用以较为直观地衡量建筑物火灾危险性时,这个参数就叫建筑的火灾荷载?;鹪趾稍胤治潭ɑ鹪趾稍赜肟梢贫鹪趾稍?。固定火灾荷载包括建筑结构、围护结构等使用材料??梢贫鹪趾稍匕揖?、柴草和日常用品等。现代建筑多采用钢筋混凝土结构,固定火灾荷载较少,一般情况下建筑火灾荷载平均为0.03m3/㎡当量木材。文物建筑中,除了柱、梁等大截面构件,其他小截面木构件都应当计入火灾荷载中。图1所示房屋为仍旧有人居住的私有民宅建筑,属于国保建筑,其火灾荷载以房屋的木结构围护结构、家具和生活用杂物为主,个别房间火灾荷载达到1.1m3/㎡。图2所示的房屋为出租用于村镇小卖部的私有民宅建筑,也是国保建筑,其火灾荷载也达到了0.76m3/㎡。相比较来说,公有产权的文物建筑,主要的火灾荷载是木结构围护结构、典型家具,杂物较少,火灾荷载量稍低一些,例如图3所示的建筑为一栋收归国有的民居类文物建筑,属于较为高档的建筑、用木量较大,但火灾荷载降低为0.47m3/㎡,明显低于私有建筑的数值。

      图一

      图二

      图三

      2.文物建筑一旦失火,燃烧、蔓延迅速

      从宏观上看,文物建筑四周开敞性好,一旦失火,有足够的补风提供氧气助燃,火灾的规模迅速增长;文物建筑的空间高大,一旦燃烧容易形成立体火灾,四处蔓延、燃烧迅猛。从微观上看,文物建筑中的木材,经历了千百年的干燥,表面有很多裂纹,一旦被引燃,有利于木材中的挥发分释放,其燃烧速度快于现代建筑中的木材。

      文物建筑一般采用合院的形式,有一进、两进、三进之分。院落之间一般毗邻而建,没有防火间距,数个院落构成一个团组。同一院落内,不同房屋之间往往共用内隔墙、柱,楼板、地板、屋顶是连续的。一旦失火,这就是火焰向相邻房间直接蔓延的一条重要的途径,很容易形成火烧连营的后果。院落组团之间的小巷,宽度一般不超过2米,也难以起到防火间距的作用。

      集中连片布置的文物建筑

      3.文物建筑的灭火困难

      当文物建筑发生火灾时,由于存在较大楼板塌陷、隔墙倒塌风险,灭火救援人员很难采用常规民用建筑灭火时所采用的内攻战法。外攻又不能直接打到起火点,无异于隔靴搔痒。由于可燃物量多、发热量较大,彻底扑灭火灾的耗水量也相对较大。

      3.2 文物建筑的主要致灾因素分析

      必须指出的是,文物建筑的火灾致灾因素与其他建筑的火灾致灾因素相比,是基本相同的。致灾因素主要包括客观因素和人为因素。其中客观因素主要包括电气、易燃易爆品、雷电等;人为因素主要包括用火不慎、用电不慎、吸烟、人为纵火等。自2009年至2014年4月,全国文物古建筑发生火灾1343起,生活用火不慎引发火灾居首位,占总数的37%,电气原因占总数的21%,其他原因依次为纵火、玩火、吸烟、雷击。

      1.用火现状

      文物建筑主要的火灾风险之一,就是用火不慎。木结构建筑怕火,很多文物建筑历史上多次经历火灾、重修,更多著名建筑因被烧毁而只能存在于历史书籍或传说里面了,例如阿房宫。

      人们对生活用火往往缺乏警惕性、麻痹大意,有人居住的文物建筑又不得不使用明火生火做饭,一旦使用不慎就会引发火灾。很多民居的厨房位于文物本体建筑之内,与其他部分之间没有防火分隔。在厨房内堆积、储存柴草和杂物被灶内炸裂的火星引燃,直接搭接在木材上的烟囱过热时会烤燃木材,不及时清理排油烟罩上附着的油烟,都是厨房常见火灾隐患。室内燃香祭祀、取暖烤火,以及一些宗教、祠堂建筑内使用长明灯、储存酥油或燃油、售卖高香,如果疏忽大意,这些行为都可能成为致灾因素。

      厨房乱象

      宗教场所的长明灯(左图)售卖高香(右图)

      2.用电现状

      电气火灾风险已经上升为文物建筑的主要火灾风险之一。电气火灾可以分为两类:一类是由于电气设备的质量、安装、老化造成的,例如接触不良造成的过热打火、线路老化造成的漏电、过载造成的过热;另外一类是人为因素造成的,例如私搭乱接电线、更换保险丝、使用易拉电弧的刀闸开关、直接在木材上敷设电线电缆、使用质量差的不合格电缆和插座、施工中损坏线缆绝缘外皮、不规范布线、室内对电动车充电等行为。

      用电乱象

      3.其他致灾因素

      除了用火、用电风险之外,还存在人为纵火或者失火、孩童玩火、吸烟、燃放孔明灯、燃放烟花爆竹、山火引致的非火、雷击火等各种火灾风险。例如辽宁奉国寺曾发生过一起火灾,游客偷偷将未燃尽的纸张从外部塞进外墙底部的通风口,引燃墙体缝隙内的芦苇。这种非典型的火灾案例说明了日常防火工作的复杂性,也要求文物消防工作者应多分析火灾案例中的致灾因素、多学习各地的经验,才能做到有的放矢。

      3.3 消防措施的隐患分析

      1.消防设备设施设置现状

      由于历史原因和经济发展原因,文物建筑往往缺失消防设施,不具备基本的消防给水系统,甚至没有消防水源。除了位于山顶等特殊地形或极度缺水地区之外,其他文物建筑要进行消防基础设施的改造。很多设有消防设施的文物建筑,由于使用者或管理者消防意识的淡漠、维护资金的缺失,瘫痪甚至被人为破坏了。

      消火栓系统常见问题是水量不足或根本无水、管径不足、栓口锈蚀损坏、密封件老化脱落、水带破损,在现场检查中甚至有单位出现消火栓泵启动后管网崩裂的情况!

      火灾自动报警系统的突出问题是选型不恰当导致的误报严重,或者是安装错误。比较普遍的现象是在充满灰尘的闷顶内选用吸气式感烟探测系统导致系统误报严重,使管理维护人员不胜其扰,最终可能导致系统被废弃。

      消火栓系统乱象

      2.消防救援能力现状

      我国规范要求城市标准型普通消防站责任区面积不应大于7平方公里,小型普通消防站责任区面积不应大于4平方公里。我国大部分地区的消防站均设置在县城,对于广大农村,特别是山区,则难以按照上述标准建设消防站。县域范围内的农村均由县城的消防站来?;?。很多文物建筑没能保存下来的部分原因就是因为偏远,消防站距离这些建筑过远无法有效进行?;?。

      大量位于农村、山区的文物建筑,其道路的承重条件、宽度、净高、转弯半径、坡度,难以满足消防车通行的要求,也增加了消防救援的难度。

      文物建筑一般连片布置,建筑院落组团之间的小巷,宽度一般不超过2米。这会导致消防车辆难以形成有效的扑救面。

      3.4 产权和使用状况

      由于我国近现代历史变革剧烈,建国后经历了没收、分配、转卖、出租等种种变化,文物建筑权属状况发生了复杂变化。有些文物建筑所有权属于私人,并仍旧有人居住;部分破损建筑逐步废弃;一些重要的、历史价值突出的文物建筑,被政府通过各种渠道收归国有。

      属于国有的文物建筑,被用于展览、旅游、观光时,一般会清除内部的杂物,仅保留典型的家具,设置专人管理维护。同时,通过文物部门、旅游部门以及政府其他部门,逐步开展消防改造和各类整治,具备一定的消防安全性,其总体?;で熬盎故墙衔止鄣?。

      用于展览的国有住宅建筑

      属于私人的文物建筑,则堆放有大量日常的家具杂物,用火、用电条件极为复杂,具有较高的火灾风险。对于这类建筑,一些地方政府也尝试收购一些有价值的文物建筑,以改变其恶劣的?;は肿?但随着居民经济意识提高,已经较难实施了。由于政府不能有效地介入其?;?主要靠业主自发、自觉的维护保养。大量这类文物建筑缺乏有效的消防?;ご胧?甚至连最基本的灭火器都不具备。

      仍旧在使用的私有住宅建筑

      四、消防对策

      经过对多地文物建筑的消防现状调研和消防安全评估,可以发现大部分文物建筑火灾隐患重重,可以预见到这些文物建筑如果长期维持现状,必将发生火灾。那么如何改变文物建筑的防火安全现状呢?有效的消防措施如下:

      1.彻底改变用火用电的混乱情况

      对厨房进行改造。经济发达的地区可以改用电灶具;经济欠发达地区仍旧需要动火时,宜将厨房移出建筑主体之外。难以移出的建筑,则应对厨房的隔墙、顶棚进行防火分隔处理,可以使用防火板来改造。厨房中堆积的可燃物应移出室内。同时,对老旧电气线路、开关插座等进行彻底改造,避免带病运行。

      2.增加消防基础设施

      除确有困难的文物建筑之外,全面布设消防给水系统,对缺水地区设置消防水池。结合城镇规划整治部分道路交通网络,根据交通路网条件配备适宜的消防车辆。

      3.保证消防安全布局

      在不影响文物建筑环境风貌的基础上,可拆除个别贴临文物建筑的违章建筑,形成有效的消防分区,减少火灾的蔓延。

      4.加强消防救援力量

      发动社会力量建立兼职的业余消防队。对于重要的文物建筑,必须要设立专职的消防岗位、建立兼职的消防队,并配备相应的灭火救援装备。当消防部门不具备5分钟到场灭火救援能力时,文物?;さノ挥Φ本弑缸苑雷跃饶芰?除能够使用灭火器、移动灭火装置之外,还应该具备使用消火栓系统灭火的能力。

      5.增加特殊消防救援装备或者高新技术

      配备一些特殊的消防救援装备。例如针对山地丘陵地带、道路较窄较陡的文物建筑,可以配备带水泵的四轮摩托车;对于有大量经幡、地毯等可燃物,又存在壁画、彩绘等不宜采用大流量水柱灭火的经堂,可以配备背负式细水雾灭火装置;对于连片布置的建筑,研制地下升降式水幕分隔系统;设置有自来水的院落,可以设置简易灭火装置或者是消防软管卷盘。

      引入智慧消防、物联网技术,增加对消防管网、火灾自动报警系统的监控系统,增加大范围的火灾监控系统,甚至无人机、遥感等监测手段,通过预测平台进行实时火灾风险分析或蔓延预测等。

      6.规范消防改造设计

      在对文物建筑进行防火改造提升时,要引入既懂消防?;?、又懂文物?;さ母咚缴杓频ノ?避免乱?;ず凸;は窒?。

      除此之外,为了有效治理文物建筑的火灾风险,还要遵循一定的客观规律。即,首先对文物建筑及其毗邻建筑群进行整体的火灾风险评估,找出文物建筑和整个区域的薄弱环节和火灾风险点,其次对相关区域进行消防专项规划设计,最后再针对文物建筑本体进行防火改造设计,并结合行政区域的整体消防基础设施建设和改造提升,才能够做到对症下药,标本兼治。

      五、结论

      以木结构为主体的文物建筑的一个显著弱点就是怕火。文物建筑要活化利用,就不可避免地引入一些新的功能。不管是作为日常居住、办公使用,还是参观展示、商业经营等行为,都会引入用火、用电风险,增加发生火灾的几率。因此对文物建筑的消防工作应当常抓不懈。

      文物?;さノ坏娜嗽?自上而下都应当树立消防安全意识,对用火用电等行为做到慎之又慎。在完善消防设备设施的同时提高本单位人员的消防素质,既要有装备,又要用好装备。随着全民对文物消防工作的重视,文物建筑的消防安全水平必将得到有效提升。

    作者简介

    姓名:肖泽南 工作单位:中国建筑科学研究院有限公司

    转载请注明来源:中国社会科学网 (责编:齐泽垚)
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