淺析徽州古民居滅火技術(shù)

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(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

防火觀念的傳統(tǒng)性

(1)生活生存的需要?；罩萆絽^(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(rèn)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?；馂?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。”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。

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(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(dāng)?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。

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(yán)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。

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

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

(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(fù)縱火，危險品爆炸等原因引起的火災(zāi)。

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(yán)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(dāng)，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。

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。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?；罩莨琶窬又腥匀挥芯用窬幼?，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(yán)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(dǎo)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(yán)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(yán)重的不利影響。隨著黃山旅游業(yè)的飛速發(fā)展，徽州古民居在國內(nèi)乃至國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

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(dāng)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(zhǔn)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(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干粉滅火機理除化學(xué)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。

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)時主要用于特殊的場所，如運輸工具等?，F(xiàn)在由于環(huán)保問題，鹵代烷滅火劑被逐步淘汰，而細(xì)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(xì)水霧滅火機理。

這些機理包括3個主導(dǎo)機理和2個次級機理。主導(dǎo)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?xì)怏w的混合物以及動力學(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(xì)水霧的分類：“細(xì)水霧”是相對于“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

分的水微粒直徑不大于1000μ。按水霧中水微粒的大小，細(xì)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(xì)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(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，對細(xì)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(xì)水霧發(fā)生方法：細(xì)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(xì)水霧(雙流體式噴頭)。

(8)應(yīng)用：

①局部保護系統(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(xì)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(xì)水霧噴出時能幾乎均勻的充滿整個空間。

③分區(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(dāng)某個局部區(qū)域發(fā)生警報時，只啟動相應(yīng)細(xì)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(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)合國環(huán)境保護公約提出的具體目標(biāo)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(yán)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)