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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(guó)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(jí)低，加之街道狹窄，消防車難以進(jìn)入，如果沒(méi)有先進(jìn)的消防設(shè)施，一旦發(fā)生火災(zāi)，將會(huì)造成不可彌補(bǔ)的損失。作者通過(guò)實(shí)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(xì)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(xì)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(lái)建筑擁擠與木結(jié)構(gòu)房屋易火燒連營(yíng)的突出矛盾。故先民選定居點(diǎn)時(shí)依山傍水，有充足自然水源，以利于聚族生存。
(2)強(qiáng)烈的火患意識(shí)。山區(qū)樹木多，建房主要采用木材，稍有不慎，就會(huì)發(fā)生火災(zāi)。人們認(rèn)識(shí)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(jiàn)地狹民稠，無(wú)尺寸間隙，發(fā)生火災(zāi)延燒數(shù)十家甚至數(shù)百家�；馂�(zāi)成了他最大的心患，他從歷次火災(zāi)中看出，火燒連營(yíng)的主要原因是無(wú)火墻防御。他說(shuō)：“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(wú)患乎。”于是下令五家為伍建造封火墻。高出屋面，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(jī)。
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?xiàng)l件的限制，又受到傳統(tǒng)思想、風(fēng)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(kuò)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(gè)防火分區(qū)。
(3)水系建設(shè)。利用地勢(shì)高差，在布局上形成了完整、獨(dú)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(guò)，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(wú)自然水源，則興修水塘，儲(chǔ)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(dāng)?shù)奈恢眠�設(shè)置更樓，適于遠(yuǎn)眺，專人值班，整個(gè)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(fēng)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(gè)重要特點(diǎn)：一是在木結(jié)構(gòu)房屋框架四周砌成實(shí)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(dú)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(yán)格劃分了防火分區(qū)。
(2)火巷。火巷是古民居大戶住宅多單元縱向或橫向組合時(shí)，在兩個(gè)多進(jìn)堂建筑之間所設(shè)的一條深窄的小巷�；鹣锱c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?yàn)榇u石結(jié)構(gòu)，為使木結(jié)構(gòu)不外露，在門眉木外露的兩個(gè)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(shí)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(chǔ)水滅火之用意。
(3)水井�；罩莨糯迓淅锏乃教幙梢�(jiàn)，取水十分方便。歷史上的西遞村鼎盛時(shí)期有近萬(wàn)人，全村就有90多口水井。
2 徽州古民居火災(zāi)危險(xiǎn)性
2.1 古民居火災(zāi)發(fā)生原因
通過(guò)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(guó)以來(lái)古建筑火災(zāi)的40%以上。
(2)電氣火險(xiǎn)。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(dòng)。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(dòng)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(bào)復(fù)縱火，危險(xiǎn)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(xiàng)特性：
(1)脆弱性。歷史悠久的古民居因?yàn)榇嬖诘哪甏眠h(yuǎn)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(dú)一無(wú)二的作品，如果受到火災(zāi)嚴(yán)重的毀壞，其珍貴的藝術(shù)及歷史價(jià)值就會(huì)蕩然無(wú)存。
(3)無(wú)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(shí)候還可能因?yàn)榘惭b施工不當(dāng)，造成了古民居本體的破壞。因此有必要對(duì)徽州古民居應(yīng)用先進(jìn)消防設(shè)施的問(wèn)題做深入的探討。
2.3 徽州古民居火災(zāi)危險(xiǎn)性
(1)古建筑擁擠且街道狹窄，不利于撲救。徽州古民居由于家族群居，集中建造，十分擁擠，消防車難以進(jìn)入，一旦發(fā)生火災(zāi)，不利于消防隊(duì)實(shí)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(xí)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(guò)程中，稍有不慎，就會(huì)誘發(fā)火災(zāi)。
(3)磚木結(jié)構(gòu)建筑成群布局，易火燒連營(yíng)。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(shí)有效實(shí)施撲救，火災(zāi)產(chǎn)生的熱輻射足以使得火勢(shì)迅速蔓延鄰近房屋，易造成火燒連營(yíng)的嚴(yán)重后果。
(4)缺乏先進(jìn)的消防設(shè)施和滅火器材。沒(méi)有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，火災(zāi)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)早報(bào)警和在初期撲滅火災(zāi)，易導(dǎo)致火勢(shì)擴(kuò)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(duì)文化資產(chǎn)會(huì)造成不可挽回的損失。徽州古民居的木構(gòu)件雕工精致美觀，大多為出自名家巧匠之手。嚴(yán)重的火災(zāi)會(huì)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穑瑢�(huì)引發(fā)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體的不穩(wěn)，進(jìn)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?yàn)榫用裆钤谄渲校绻颖懿患�，可能造成人員傷亡。
(8)徽州古民居發(fā)生火災(zāi)會(huì)造成嚴(yán)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(guó)內(nèi)乃至國(guó)際的影響力日趨重大，親歷徽州古民居風(fēng)貌的游客日趨增多，徽學(xué)研究日趨深入，如果發(fā)生火災(zāi)，不僅會(huì)燒毀歷史文化遺產(chǎn)，而且其反面報(bào)道會(huì)傳播全國(guó)甚至國(guó)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(jiàn)的傳統(tǒng)水系滅火技術(shù)，主要包括供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和噴水裝置的設(shè)計(jì)。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(hù)場(chǎng)合的適用性。為了保證火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠有效起到保護(hù)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(guò)水泵、管網(wǎng)傳輸?shù)絿娝b置。當(dāng)消防水池檢修或清洗時(shí)，消防系統(tǒng)將處于無(wú)水狀態(tài)，因此一般采用兩個(gè)消防水池。消防水箱的作用是利用位差為自動(dòng)水噴淋滅火系統(tǒng)提供準(zhǔn)工作狀態(tài)下的水壓，并儲(chǔ)備水噴淋啟動(dòng)初期的用水。管網(wǎng)設(shè)計(jì)是水噴淋滅火技術(shù)有效實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，主要通過(guò)水力計(jì)算及沿程壓力損失進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以滿足《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)噴水強(qiáng)度和保護(hù)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(guò)化學(xué)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(jī)理除化學(xué)抑制作用外，在燃燒時(shí)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(gè)覆蓋層，可隔絕空氣、窒息燃燒，又稱磷銨干粉。干粉滅火劑儲(chǔ)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(méi)和局部噴射兩種。
3.3 細(xì)水霧滅火技術(shù)
(1)細(xì)水霧滅火技術(shù)。
細(xì)水霧在消防方面的應(yīng)用始于四十年代，當(dāng)時(shí)主要用于特殊的場(chǎng)所，如運(yùn)輸工具等�，F(xiàn)在由于環(huán)保問(wèn)題，鹵代烷滅火劑被逐步淘汰，而細(xì)水霧作為滅火劑對(duì)于環(huán)境的潛在優(yōu)勢(shì)使其應(yīng)用范圍在不斷的拓展。
(2)細(xì)水霧滅火機(jī)理。
這些機(jī)理包括3個(gè)主導(dǎo)機(jī)理和2個(gè)次級(jí)機(jī)理。主導(dǎo)機(jī)理為：吸熱、置換氧氣以及隔絕輻射。次級(jí)機(jī)理是稀釋空氣與可燃?xì)怏w的混合物以及動(dòng)力學(xué)效果。
(3)細(xì)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?jǐn)?shù)來(lái)表征。細(xì)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(duì)火焰流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響很大。
(4)根據(jù)液滴尺寸分布對(duì)細(xì)水霧的分類：“細(xì)水霧”是相對(duì)于“水噴霧”而產(chǎn)生的概念，所謂的細(xì)水霧是使用特殊噴嘴，通過(guò)高壓噴水產(chǎn)生的水微粒。細(xì)水霧的定義是：在最小設(shè)計(jì)工作壓力下，距噴嘴1米處的平面上，測(cè)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(xì)水霧分為3級(jí)。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(duì)于A類火災(zāi)是有效的，這是由于燃料被浸濕。
(5)霧通量：細(xì)水霧的霧通量又稱體積通量是指單位時(shí)間內(nèi)單位面積上通過(guò)的細(xì)水霧液滴的總體積，該參數(shù)決定了細(xì)水霧能夠吸收的熱量以及氣化的多少，對(duì)細(xì)水霧與火焰的相互作用過(guò)程中有著重要的影響。
(6)噴霧動(dòng)量：撲滅火災(zāi)成功與失敗的不同點(diǎn)通常在于噴霧動(dòng)量的區(qū)別。三個(gè)因素：①噴霧的速度，②相對(duì)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(dòng)量。
(7)細(xì)水霧發(fā)生方法：細(xì)水霧噴頭的設(shè)計(jì)包含下面三個(gè)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?dú)饧羟兴餍纬杉?xì)水霧(雙流體式噴頭)。
(8)應(yīng)用：
�、倬植勘Ｗo(hù)系統(tǒng)：這種結(jié)構(gòu)主要用于保護(hù)特殊的危險(xiǎn)區(qū)域或物體。例如用于保護(hù)一個(gè)大的空間內(nèi)的一組裝置。系統(tǒng)設(shè)計(jì)成向被保護(hù)物體直接噴射細(xì)水霧。
�、谌蜎](méi)式保護(hù)系統(tǒng)：這種系統(tǒng)對(duì)封閉空間內(nèi)的所有火災(zāi)危險(xiǎn)對(duì)象和所有區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。系統(tǒng)管網(wǎng)中布置開式噴頭使得細(xì)水霧噴出時(shí)能幾乎均勻的充滿整個(gè)空間。
�、鄯謪^(qū)保護(hù)系統(tǒng)：保護(hù)封閉空間中局部區(qū)域的系統(tǒng)。一個(gè)區(qū)域可以有多套保護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)某個(gè)局部區(qū)域發(fā)生警報(bào)時(shí)，只啟動(dòng)相應(yīng)細(xì)水霧系統(tǒng)的控制閥，對(duì)其噴霧進(jìn)行保護(hù)。
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(fēng)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(guó)環(huán)境保護(hù)公約提出的具體目標(biāo)相違背，因此不可行。
(3)自動(dòng)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(huì)對(duì)古民居的地基造成破壞，難以實(shí)現(xiàn)；自動(dòng)噴水系統(tǒng)滅火過(guò)程中，水量大，水漬損失嚴(yán)重，造成不必要的破壞；自動(dòng)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(hù)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(zhǔn)確率較低，且造成二次污染，因此不可行。
(5)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)：根據(jù)細(xì)水霧的特性以及細(xì)水霧滅火系統(tǒng)工程的特點(diǎn)，應(yīng)用于保護(hù)徽州古民居是可行的。他具有如下優(yōu)勢(shì)：①保護(hù)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�。虎莨こ淌┕に芄軓叫�，對(duì)古民居原貌影響不大。
參考文獻(xiàn)
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