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淺析徽州古民居滅火技術(shù)論文
摘 要：徽州古民居在中國古建筑的行列中具有重要的地位，是人類的文化瑰寶和文化遺產(chǎn)。由于其均為磚木或木結(jié)構(gòu)建筑，耐火等級低，加之街道狹窄，消防車難以進入，如果沒有先進的消防設(shè)施，一旦發(fā)生火災(zāi)，將會造成不可彌補的損失。作者通過實地調(diào)查，綜合整理分析，比較了幾種可能用于徽州古民居的滅火技術(shù)，得出細水霧滅火技術(shù)適合在徽州古民居應(yīng)用的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：細水霧；徽州；古民居；滅火技術(shù)
1 徽州古民居防火現(xiàn)狀
1.1 防火觀念的傳統(tǒng)性
(1)生活生存的需要。徽州山區(qū)山重水迭，森林茂密，可利用面積小，集居，人口密集，必然帶來建筑擁擠與木結(jié)構(gòu)房屋易火燒連營的突出矛盾。故先民選定居點時依山傍水，有充足自然水源，以利于聚族生存。
(2)強烈的火患意識。山區(qū)樹木多，建房主要采用木材，稍有不慎，就會發(fā)生火災(zāi)。人們認識到火災(zāi)危害猛于瘟疫，擺在眾多災(zāi)害的首位，并想方設(shè)法消災(zāi)除害。所以在村落總體布局上十分重視消防水源的建設(shè)和防火分隔。
(3)官府治火。明弘治年間(1503年)，徽州知府何歆到任后，見地狹民稠，無尺寸間隙，發(fā)生火災(zāi)延燒數(shù)十家甚至數(shù)百家。火災(zāi)成了他最大的心患，他從歷次火災(zāi)中看出，火燒連營的主要原因是無火墻防御。他說：“降災(zāi)在天，防患在人，治墻其上策也，五家為伍，壁以高垣，庶無患乎�！庇谑窍铝钗寮覟槲榻ㄔ旆饣饓Α８叱鑫菝�，防患火災(zāi)，違者治罪。一年后，城內(nèi)外所建封火墻有二千多道，不久城中又發(fā)生火災(zāi)，災(zāi)不越五家而止。本府官民于公元1506年共同集資為何歆樹了“德政碑”(此碑現(xiàn)存歙縣新安碑園)，稱頌其治火的偉績。
1.2 平面布局的特殊性
村落的總體布局，既受到自然環(huán)境和地理條件的限制，又受到傳統(tǒng)思想、風水術(shù)和封建制度的制約。
(1)村落布局。街道的布局十分靈活，織網(wǎng)、迷宮似的青磚街巷布局，不僅是村民行走交通的需要，而更重要的是防火分隔和滿足防火間距的需要。
(2)古民居平面布局基本單元。為防止火災(zāi)擴大蔓延，在封火墻的作用下形成圍繞天井的許多小空間，成為基本單元，縱使基本單元發(fā)生火災(zāi)而不致殃及全宅。如黔縣宏村的“承志堂”其內(nèi)部用封火墻圍合天井劃分成7個防火分區(qū)。
(3)水系建設(shè)。利用地勢高差，在布局上形成了完整、獨特的供水系統(tǒng)。自然形成的水溪環(huán)繞著村落，有的穿村而過，匯集著源源不斷的溪水，水渠沿街、巷而建，通家家戶戶；有的村落無自然水源，則興修水塘，儲水備患。
(4)更樓。村口建有消防所，存放消防滅火器具，在村落的適當?shù)奈恢眠�設(shè)置更樓，適于遠眺，專人值班，整個村落形成了比較完善的防御火災(zāi)體系。
1.3 防火分隔的徹底性
(1)封火墻。封火墻是徽州古民居數(shù)百年不變的特殊風格，是徽派建筑的本質(zhì)特征。這種封火墻不同于一般的墻壁，具有四個重要特點：一是在木結(jié)構(gòu)房屋框架四周砌成實體磚墻，高出屋面，形似馬頭，具有藝術(shù)性；二是該墻的厚度20-30cm，具有較高的耐火極限；三是封火墻不承重，封火墻與房屋框架相互獨立，有“屋塌墻不倒，墻倒屋不塌”的效果；四是封火墻的分隔作用，一方面可以使房屋的木結(jié)構(gòu)不外露，另一方面嚴格劃分了防火分區(qū)。
(2)火巷�；鹣锸枪琶窬哟髴糇≌鄦卧v向或橫向組合時，在兩個多進堂建筑之間所設(shè)的一條深窄的小巷。火巷與街巷是不同的，火巷是大戶住宅內(nèi)部各單元之間設(shè)置的通道，火巷兩側(cè)的墻也是封火墻。
(3)門窗。古民居的門和小孔洞窗的防火處理很有特色。門框為磚石結(jié)構(gòu)，為使木結(jié)構(gòu)不外露，在門眉木外露的兩個面鑲貼方形水磨磚，用園頭鐵釘固定，門扇是木結(jié)構(gòu)，在木基門板上鑲上水磨方磚，并用園頭鐵釘固定。
(4)屋面。屋面鋪蓋小青瓦，瓦下是一層望磚，這種做法是使屋頂木結(jié)構(gòu)不外露，小青瓦可防止外界火害，望磚是增加內(nèi)火、外火的阻火時間。
1.4 消防水源建設(shè)的系統(tǒng)性
(1)村落水系
(2)水池和太平缸。古民居內(nèi)設(shè)置的水池，水缸也是水系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分，既可養(yǎng)魚種花供觀賞，也有儲水滅火之用意。
(3)水井�；罩莨糯迓淅锏乃教幙梢�，取水十分方便。歷史上的西遞村鼎盛時期有近萬人，全村就有90多口水井。
2 徽州古民居火災(zāi)危險性
2.1 古民居火災(zāi)發(fā)生原因
通過古建筑火災(zāi)案例，可以將古建筑和古民居火災(zāi)原因歸納如下：
(1)生活用火。包括炊事、照明、取暖、吸煙、驅(qū)蚊蟲等生活方面用火，用火不慎引起火災(zāi)的約占建國以來古建筑火災(zāi)的40%以上。
(2)電氣火險。文物古建筑單位使用電氣極為普遍，不僅用于照明、做飯、空調(diào)等，有的還用于宗教活動。電氣引起的火災(zāi)，約占古建筑火災(zāi)的20%左右。
(3)宗教活動用火。此因引起的火災(zāi)約占古建筑火災(zāi)的15%。
(4)雷擊起火。雷擊引起的古建筑火災(zāi)約占10%左右。
(5)其他原因引起的火災(zāi)。主要是柴草自燃，燃放煙花爆竹，小孩玩火，報復縱火，危險品爆炸等原因引起的火災(zāi)。
2.2 徽州古民居的火災(zāi)特性
與一般建筑比較，徽州古民居火災(zāi)增加了另外三項特性：
(1)脆弱性。歷史悠久的古民居因為存在的年代久遠跨越古今，環(huán)境因素已經(jīng)產(chǎn)生了極大的變化，防火上自然成為了比較脆弱的一環(huán)。
(2)不可替代性。每一棟古民居都是世界上獨一無二的作品，如果受到火災(zāi)嚴重的毀壞，其珍貴的藝術(shù)及歷史價值就會蕩然無存。
(3)無應(yīng)變性�，F(xiàn)代建筑滅火系統(tǒng)如果是應(yīng)用在傳統(tǒng)磚木古民居上，不知道能夠發(fā)揮多大的效果?反而有時候還可能因為安裝施工不當，造成了古民居本體的破壞。因此有必要對徽州古民居應(yīng)用先進消防設(shè)施的問題做深入的探討。
2.3 徽州古民居火災(zāi)危險性
(1)古建筑擁擠且街道狹窄，不利于撲救�；罩莨琶窬佑捎诩易迦壕�，集中建造，十分擁擠，消防車難以進入，一旦發(fā)生火災(zāi)，不利于消防隊實施撲救。
(2)居民生活用火用電多。 徽州古民居中仍然有居民居住，生活中用火用電不可避免，而且居民冬天有炭火取暖的習慣，有些居民使用了大功率電器如空調(diào)、電熱設(shè)備等。這些用火用電的過程中，稍有不慎，就會誘發(fā)火災(zāi)。
(3)磚木結(jié)構(gòu)建筑成群布局，易火燒連營。磚木結(jié)構(gòu)的古民居成片成群布局，其中一棟房屋發(fā)生火災(zāi)，若不能及時有效實施撲救，火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射足以使得火勢迅速蔓延鄰近房屋，易造成火燒連營的嚴重后果。
(4)缺乏先進的消防設(shè)施和滅火器材。沒有火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動噴水滅火系統(tǒng)，火災(zāi)時，不能實現(xiàn)早報警和在初期撲滅火災(zāi)，易導致火勢擴大蔓延。
(5)徽州古民居中木材構(gòu)件的火災(zāi)危害特性。
(6)火災(zāi)對文化資產(chǎn)會造成不可挽回的損失�；罩莨琶窬拥哪緲�(gòu)件雕工精致美觀，大多為出自名家巧匠之手。嚴重的火災(zāi)會摧毀木構(gòu)件和家具，讓珍貴的歷史文化遺產(chǎn)消失殆盡。
(7)火災(zāi)致使房屋坍塌可能造成人員傷亡�；罩莨琶窬右坏┦Щ�，將會引發(fā)整個建筑結(jié)構(gòu)體的不穩(wěn)，進而引發(fā)崩塌、傾倒等坍塌事故，木結(jié)構(gòu)的耐火極限低，火災(zāi)發(fā)展迅速，又因為居民生活在其中，如果逃避不及，可能造成人員傷亡。
(8)徽州古民居發(fā)生火災(zāi)會造成嚴重的不利影響。 隨著黃山旅游業(yè)的飛速發(fā)展，徽州古民居在國內(nèi)乃至國際的影響力日趨重大，親歷徽州古民居風貌的游客日趨增多，徽學研究日趨深入，如果發(fā)生火災(zāi)，不僅會燒毀歷史文化遺產(chǎn)，而且其反面報道會傳播全國甚至國際，不利影響難以挽回。
3 幾種滅火設(shè)備應(yīng)用于徽州古民居的可行性比較
3.1 可應(yīng)用于徽州古民居的幾種滅火技術(shù) (1)水噴淋滅火技術(shù)。
水噴淋滅火技術(shù)是最常見的傳統(tǒng)水系滅火技術(shù)，主要包括供水系統(tǒng)設(shè)計和噴水裝置的設(shè)計。供水系統(tǒng)提供了水噴淋滅火技術(shù)所需的消防用水，噴水裝置是發(fā)揮滅火作用的噴水發(fā)生部分，其性能影響到滅火系統(tǒng)在保護場合的適用性。為了保證火災(zāi)發(fā)生時能夠有效起到保護人員和建筑安全的作用，消防水源需要由專門的消防水池提供，并通過水泵、管網(wǎng)傳輸?shù)絿娝b置。當消防水池檢修或清洗時，消防系統(tǒng)將處于無水狀態(tài)，因此一般采用兩個消防水池。消防水箱的作用是利用位差為自動水噴淋滅火系統(tǒng)提供準工作狀態(tài)下的水壓，并儲備水噴淋啟動初期的用水。管網(wǎng)設(shè)計是水噴淋滅火技術(shù)有效實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，主要通過水力計算及沿程壓力損失進行合理設(shè)計，以滿足《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》對噴水強度和保護面積的要求.
(2)干粉滅火技術(shù)。
干粉滅火技術(shù)一般是利用以某些鹽類作基料，添加少量的添加劑制成的滅火劑，通過化學抑制和窒息作用滅火，多用于燃燒物表面火災(zāi)的撲救。干粉滅火劑按照使用范圍可分為BC類干粉、ABC類干粉和D類火災(zāi)專用干粉。ABC干粉滅火機理除化學抑制作用外，在燃燒時磷酸二氫銨生成的偏磷酸、五氧化二磷和聚磷酸鹽在固體表面被熔化并形成一個覆蓋層，可隔絕空氣、窒息燃燒，又稱磷銨干粉。干粉滅火劑儲存于干粉罐中，干粉罐多為鋼制壓力容器，分為加壓式和貯壓式兩種。干粉滅火系統(tǒng)分為全淹沒和局部噴射兩種。
3.3 細水霧滅火技術(shù)
(1)細水霧滅火技術(shù)。
細水霧在消防方面的應(yīng)用始于四十年代，當時主要用于特殊的場所，如運輸工具等。現(xiàn)在由于環(huán)保問題，鹵代烷滅火劑被逐步淘汰，而細水霧作為滅火劑對于環(huán)境的潛在優(yōu)勢使其應(yīng)用范圍在不斷的拓展。
(2)細水霧滅火機理。
這些機理包括3個主導機理和2個次級機理。主導機理為：吸熱、置換氧氣以及隔絕輻射。次級機理是稀釋空氣與可燃氣體的混合物以及動力學效果。
(3)細水霧的噴霧特性。
霧化形成的小液滴雖然直徑大小不一，但其分布卻有一定的規(guī)律性，可以用平均滴徑或累積體積百分數(shù)來表征。細水霧滴徑的空間分布在很大程度上決定了其吸收熱量并氣化的能力，對火焰流場結(jié)構(gòu)的影響很大。
(4)根據(jù)液滴尺寸分布對細水霧的分類：“細水霧”是相對于“水噴霧”而產(chǎn)生的概念，所謂的細水霧是使用特殊噴嘴，通過高壓噴水產(chǎn)生的水微粒。細水霧的定義是：在最小設(shè)計工作壓力下，距噴嘴1米處的平面上，測得水霧最粗部
分的水微粒直徑Dv0.99不大于1000μ。按水霧中水微粒的大小，細水霧分為3級。研究表明，撲滅B類火災(zāi)水霧顆粒小于400μ是必需的，而較大的顆粒對于A類火災(zāi)是有效的，這是由于燃料被浸濕。
(5)霧通量：細水霧的霧通量又稱體積通量是指單位時間內(nèi)單位面積上通過的細水霧液滴的總體積，該參數(shù)決定了細水霧能夠吸收的熱量以及氣化的多少，對細水霧與火焰的相互作用過程中有著重要的影響。
(6)噴霧動量：撲滅火災(zāi)成功與失敗的不同點通常在于噴霧動量的區(qū)別。三個因素：①噴霧的速度，②相對于火羽流的方向，③傳遞到火焰或燃料表面的水液滴的質(zhì)量，它們一起組成了噴霧動量。
(7)細水霧發(fā)生方法：細水霧噴頭的設(shè)計包含下面三個基本原則中的一條：①使液體沖擊金屬擋板(撞擊式噴頭)，②將加壓液體從噴口高速噴出(壓力式噴頭)，③使用加壓空氣或氮氣剪切水流形成細水霧(雙流體式噴頭)。
(8)應(yīng)用：
�、倬植勘Ｗo系統(tǒng)：這種結(jié)構(gòu)主要用于保護特殊的危險區(qū)域或物體。例如用于保護一個大的空間內(nèi)的一組裝置。系統(tǒng)設(shè)計成向被保護物體直接噴射細水霧。
②全淹沒式保護系統(tǒng)：這種系統(tǒng)對封閉空間內(nèi)的所有火災(zāi)危險對象和所有區(qū)域進行保護。系統(tǒng)管網(wǎng)中布置開式噴頭使得細水霧噴出時能幾乎均勻的充滿整個空間。
�、鄯謪^(qū)保護系統(tǒng)：保護封閉空間中局部區(qū)域的系統(tǒng)。一個區(qū)域可以有多套保護系統(tǒng)，當某個局部區(qū)域發(fā)生警報時，只啟動相應(yīng)細水霧系統(tǒng)的控制閥，對其噴霧進行保護。
4 幾種滅火設(shè)備應(yīng)用于徽州古民居的可行性比較分析
(1)氣體滅火系統(tǒng)：由于徽州古民居建筑普遍開口較多，通風狀況良好，氣體滅火系統(tǒng)不能有效地發(fā)揮作用，因此不可行。
(2)鹵代烷滅火系統(tǒng)：與聯(lián)合國環(huán)境保護公約提出的具體目標相違背，因此不可行。
(3)自動噴水滅火系統(tǒng)：由于徽州古民居群落布置，空間限制，且消防水池的設(shè)置會對古民居的地基造成破壞，難以實現(xiàn)；自動噴水系統(tǒng)滅火過程中，水量大，水漬損失嚴重，造成不必要的破壞；自動噴水系統(tǒng)施工水管管徑較粗，影響美觀和古民居原貌；因此不可行。
(4)干粉滅火系統(tǒng)：由于徽州古民居全木結(jié)構(gòu)或磚木結(jié)構(gòu)，需要保護的面積大，空間范圍廣，而干粉滅火系統(tǒng)有空間的局限，滅火準確率較低，且造成二次污染，因此不可行。
(5)細水霧滅火系統(tǒng)：根據(jù)細水霧的特性以及細水霧滅火系統(tǒng)工程的特點，應(yīng)用于保護徽州古民居是可行的。他具有如下優(yōu)勢：①保護范圍廣；②滅火效率高；③用水量低，供水水源易于解決；④滅火中水漬損失很��；⑤工程施工水管管徑小，對古民居原貌影響不大。
參考文獻
[1]劉江虹等，細水霧滅火技術(shù)及其應(yīng)用[J].火災(zāi)科學，2003，(2).
[2]李俊，徽州古民居探幽[M].上海：上海科學技術(shù)出版社，2002.
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