古建筑防火的前世今生

張野平，莫文烈

ZHANG Yeping1，MO Wenlie2

(1.中國美術(shù)學(xué)院風(fēng)景建筑設(shè)計研究院，浙江 杭州310012;2.浙江華策規(guī)劃建筑設(shè)計有限公司，浙江 杭州310012)

勤勞智慧的祖先用雙手創(chuàng)造了各式各樣獨具風(fēng)格的建筑，使我國成為世界歷史上擁有最完整的建筑體系的國家。古建筑屬于極其重要的歷史文化遺產(chǎn)，標志著一個國家的文明程度，是人類歷史的見證者，也是全人類共同的寶貴財富。它既是一定歷史時期政治、經(jīng)濟、文化的反映，是人類社會發(fā)展的活史書;另一方面也具有不可再生的價值特性，一旦遭到毀壞，所造成的損失將無法挽救。因此，古建筑與現(xiàn)代建筑物相比，在防火安全和保護工作上有著截然不同的控制要求。這就要求我們，必須加強和提高對古建筑消防存在的問題、古人的防火設(shè)計以及現(xiàn)今的保護工作等的了解和重視。

1 古建筑消防存在的問題

2013年國務(wù)院核定公布了第七批全國重點文物保護單位，截止到目前，我國共有4295 處全國重點文物保護單位［1］。其中屬于古建筑類幾乎占了一半。文物建筑自身具有的特殊性，也決定了必須把文物保護工作放在首要地位。古建筑不僅存在木結(jié)構(gòu)特點的客觀原因，也因文物管理上的不當(dāng)?shù)戎饔^原因，使其存在多種火災(zāi)隱患，容易引起火災(zāi)。據(jù)資料顯示，自建國以來我國已發(fā)生過不少古建筑火災(zāi)事故，對文物保護工作形成了巨大的挑戰(zhàn)。

1.1 客觀方面的原因

1.1.1 耐火等級低易燃燒 我國古建筑大都以木構(gòu)件形式構(gòu)成，建筑材料多為松杉、香樟、柏樹等含油質(zhì)的木材。建筑物的耐火等級是由建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限所決定的，其耐火等級從高到低可明確分為四級。我國古建筑由于大多為木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)為主，耐火等級屬于較低的三級或四級。再加上一般古建筑內(nèi)部掛有帳幔、字畫等物，加大了火災(zāi)荷載量。1984年6月17日，全國重點文物保護單位，西藏拉薩布達拉宮強巴佛殿發(fā)生火災(zāi)，燒毀古建佛殿64 m2，銅質(zhì)鎦金佛像8尊，佛經(jīng)100 余部;火災(zāi)是因白熾燈烤著哈達、帳幔，溫度過高引起。

1.1.2 防火間距小易蔓延 我國古建筑，無論是大型群體建筑還是小型宅院建筑，建筑多是不同樣式的單體建筑，再以單體建筑構(gòu)成庭院，又以庭院為基礎(chǔ)組成各式各樣的群體建筑［2］。這類建筑的面積龐大，內(nèi)部構(gòu)造緊密，缺少防火分隔和安全空間，如若一處著火，火勢一時得不到有效控制，毗連的木構(gòu)件就會很快蔓延，出現(xiàn)大面積燒毀。2014年1月云南香格里拉縣獨克宗古城發(fā)生火災(zāi)，造成古城2/3的面積被燒毀。

1.1.3 區(qū)位復(fù)雜不易救助 古建筑或古建筑群體所處的地理環(huán)境也比較特殊。分布在城區(qū)的古建筑，大多數(shù)被現(xiàn)代建筑所包圍，道路狹窄，部分還設(shè)有門樓、臺階，消防車輛難以進入;且與居民樓緊密相連，防火間距不足，一旦發(fā)生火災(zāi)，形成火燒連營之勢。而遠離城鎮(zhèn)的古老建筑，多數(shù)坐落于高山深谷之中，地理位置偏僻，遠離消防站;而且道路崎嶇，消防車輛難以抵達，消防水源也很難得到保障。

1.1.4 無防雷措施易起火 自然災(zāi)害也是引起火災(zāi)的一大因素，如1976年全國重點保護單位河北省易縣西陵崇陵，遭受雷擊，造成五間殿宇被燒毀。針對雷擊現(xiàn)象，可以通過實施有效的措施如接地、分流、均壓等科學(xué)技術(shù)，防止雷擊起火的事故發(fā)生。

1.2 主觀方面的原因

1.2.1 組織不健全，制度不落實 由于文物建筑保護單位的領(lǐng)導(dǎo)部門對消防安全的不重視，防火組織不健全，內(nèi)部也沒有成立防火安全負責(zé)人及專職防火員和消防站，使得防火和滅火工作得不到保障。盡管國家已頒布了一些古建筑保護方面的防火規(guī)范，部分單位也制定了管理制度，但并沒有落實到部門及個人，因此防火工作的有效實施受到一些阻礙。

1.2.2 明火使用不慎 古建筑內(nèi)部用火不慎，是引起火災(zāi)的一大重要因素。一是因遵循“修舊如舊”原則，采用“原材料、原規(guī)格、原工藝”原則確定的木材、稀料、麻等可燃材料，維修施工過程中需用到明火和電氣工具，若采用做舊工藝，還會采取煙熏等方法，操作不當(dāng)或稍有閃失，易引起材料燃燒。二是古建筑對外承辦增多，承包單位不懂得文物防火保護，用火不慎，也會引起火災(zāi)。三是古建筑原住民飲煮、取暖、照明用火等明火使用，極易引發(fā)火災(zāi)。四是部分古建筑是香火圣地，游客常年燒香拜佛，是引起火災(zāi)的一大隱患。

1.2.3 電氣等設(shè)備老化或使用不當(dāng) 由于電線陳舊、電氣設(shè)備老化或可燃織物隨風(fēng)飄蕩接觸明火，極易造成火災(zāi);而且亂拉亂接電線嚴重，有些甚至將電源線路直接繞在梁柱、門窗表面，不做任何線路保護設(shè)施。如2014年3月31日，距今千年的山西唐代古剎圓智寺千佛殿由于監(jiān)控線路老化引起短路導(dǎo)致火災(zāi)，造成殿內(nèi)些許壁畫脫落，屋頂幾近燒毀。在現(xiàn)場調(diào)研過程中，老百姓述說發(fā)生過線路被老鼠咬斷引發(fā)的火災(zāi)。

1.2.4 消防設(shè)施不完善 現(xiàn)代消防系統(tǒng)主要包括報警設(shè)備、通訊設(shè)備、廣播、滅火設(shè)備、消防聯(lián)動設(shè)備和避難設(shè)施等。目前大多數(shù)古建筑的消防設(shè)施配備不規(guī)范，消防系統(tǒng)整體不完善。造成這種現(xiàn)象的原因主要有兩方面:一是由于古建筑所處的區(qū)位條件和經(jīng)濟發(fā)展水平的差異，保護資金有限，購置品種單一，又多以傳統(tǒng)消防產(chǎn)品為主，使得很多古建筑的消防基礎(chǔ)設(shè)施落后;二是古建筑保護對象地理分布較分散，很難形成統(tǒng)一有效的消防體系。

部分古建筑已經(jīng)配置消防設(shè)施，但使用和維護不當(dāng)，也是火災(zāi)隱患。古建筑內(nèi)沒有足夠懂得防火消防專業(yè)知識的人員，很多設(shè)備沒有定期檢查，甚至已經(jīng)失效。疏于日常維修和管理，消防設(shè)施處于擺設(shè)、閑置和破損狀態(tài)，火災(zāi)真正發(fā)生時未必能夠有效使用。

2 古代的防火措施

2.1 古代防火理念和最早的消防法

自古以來火災(zāi)都是人們防范的一大災(zāi)害，我國古人很早就有防火意識。早在先秦商周時期，已有很成熟的防火理論，如《易經(jīng)》中的第63 卦“既濟”卦，古人釋稱:“水在火上，既濟。君子以思患而豫防之?！币馑际钦f雖然火被撲滅了，也要時刻警惕，防患于未然?？梢姽湃说姆阑鹨庾R是多么深刻。周代也出現(xiàn)了最早的“防火消防法”，《周禮·夏官·司爟》記載:“凡祭祀，則祭爟。凡國失火，野焚萊，則有刑罰焉?！保?］這也是我國有明確文字記載的最早的火災(zāi)刑罰條例。此后，我國一直都圍繞著“以法治火”的原則，制定了很多法規(guī)和法典。

2.2 古代“避雷”裝置

古代人們思想上已經(jīng)對防火很重視，希望在古建筑屋頂上采用一些防火措施。早在漢朝，重要建筑的屋脊上就已經(jīng)采用魚尾形狀銅片作為裝飾物，名叫“吻獸”，古人把它看成一種能防火災(zāi)的厭勝之物，雖沒有起到現(xiàn)代避雷針的滅火作用，卻能反映古人的消防意識。明清時期這種“吻”作為建筑屋頂?shù)恼箖啥说娘椢铮蠖嘁札堫^為形狀，龍口大張咬住正脊，又叫做“正吻、大吻”。唐代《炙轂子》一書中記載了一種初級簡陋版避雷針:漢朝時柏梁殿遭到火災(zāi)，有人建議，把一塊魚尾形狀的銅瓦放在頂上，以防止雷電所引起的天火。中國古代很多建筑物都有這種初級避雷裝置，屋脊兩頭，有一個仰起的龍頭，龍口吐出曲折的金屬舌頭，伸向天空，舌根連接一根細的鐵絲，直通地下。

2.3 防火材料和防火建筑構(gòu)造

古人也采用一些防火層及防火涂料等建筑構(gòu)件作為防火保護，并采用防火墻及防火間隔等方法防止火勢蔓延。

2.3.1 刷涂設(shè)置“阻燃”層 我國對木結(jié)構(gòu)建筑的防火保護探索，早在5000 多年前就開始了，那時古人已經(jīng)懂得在木柱上涂上一層防火涂料進行保護。這種“涂料”是目前所知道的世界上使用最早的防火涂料，類似于如今的硅酸鹽水泥，青灰顏色，平整光滑，質(zhì)地堅硬［4］。古人經(jīng)常采用涂抹泥灰的方法，改善木構(gòu)件的防火條件，延長火災(zāi)初起時的著火時間。如修建歷時14年的紫禁城，考慮到防火問題，故宮均采用硬山式黃琉璃瓦屋頂，四周是非常厚重的磚砌墻身，前后采用護檐做法，不漏出木構(gòu)件［5］。另外，宮殿建筑的屋頂是多層次的混合構(gòu)造，一般的屋面構(gòu)造是:琉璃瓦(有筒瓦和板瓦)、瓦泥、灰背、摻灰泥背(或是純白灰背)、護板灰，下面才是望板和椽子。這使得宮殿的外墻和屋頂組成了有效的防火分隔，防止火災(zāi)的傳播和蔓延，有效地阻止了火災(zāi)損失慘痛局面的發(fā)生。

2.3.2 不燃建筑結(jié)構(gòu) “磚”作為現(xiàn)代建筑中必不可少的材料，其最早使用是在戰(zhàn)國時期。到了漢武帝以后，磚才得以普遍使用，有了“秦磚漢瓦”之說。隨著磚石建造技術(shù)的不斷發(fā)展，明代出現(xiàn)了完全用磚石砌筑的無梁殿。該建筑體杜絕可燃材料，是一種只用磚石建材砌成券頂形的地面建筑，外形很像大型的窯洞。外部的斗拱、窗戶、額枋等也都用磚、石、琉璃等不燃材料筑成，是真正意義上的無梁殿。

紫禁城的實心房與無梁殿相類似，也是完全用不燃材料建成。其外表酷似房子，內(nèi)部卻是用石頭砌成的石墩。實心房的房梁、房柱、椽子、斗拱等表面也是用仿木制成，成功地避開了木結(jié)構(gòu)建筑易燃的特點。

2.4 古代的“滅火器”

古人為了防火，首先想到的是水。自商代起，宮廷里就擺放水缸，并備有水桶，用以滅火。唐朝開始用水袋，即能盛水的皮袋和濺筒滅火器滅火。到了宋仁宗趙禎即位后，特別重視建筑防火，并制定了嚴密的防火措施。在這一時期，滅火器具也得到了創(chuàng)新，便有了以馬牛等畜皮制作的水袋，以“豬牛泡盛水”的水囊，“用長竹下開竅，以絮裹水桿，自竅唧水”的唧筒，“以八尺桿系散麻二斤，蘸泥漿皆以蹙火”的麻搭［6］。清朝，由于皇宮頻繁發(fā)生火災(zāi)，宮內(nèi)開始大量設(shè)置水缸。據(jù)《大清會典》記載，“宮中水缸由皇帝頒布命令”，將大缸命名為“太平缸”。紫禁城城內(nèi)曾有大缸308 尊，每尊可儲水約3000 L，而且冬季要點火給水缸加溫防止缸內(nèi)水結(jié)冰，夏季要保持缸內(nèi)水質(zhì)干凈。不僅如此，古代還有其他消防器械，比如明代的騰斗水槍，清朝發(fā)展為用人力杠拉的木制抬龍以及警鈴防火背心等，都能找到這些消防器具的影子。

2.5 古代的防火墻

我國傳統(tǒng)建筑多以木結(jié)構(gòu)為主，正是古人運用木結(jié)構(gòu)不外露的防火墻，很多古建筑才保留至今。防火墻始于明朝，后期慢慢出現(xiàn)了隔火墻、山墻、馬頭墻、封火檐、觀音兜墻等。

2.5.1 馬頭墻 馬頭墻是指高于兩山墻屋面的墻垣，是至今保存較好的安徽徽州民居的代表符號，起著隔斷火源的作用，也賦有特別的美學(xué)價值。因其形狀似馬頭而得名，還寓意著萬馬奔騰、家庭學(xué)業(yè)與事業(yè)蒸蒸日上，又叫擋風(fēng)墻、封火墻。其高低錯落有致，一般為兩疊式或三疊式，較大的建筑群體可多至五疊式，俗稱“五岳朝天”。馬頭墻產(chǎn)生于明代正德年間，由于徽州民居過于集中，火源容易蔓延，導(dǎo)致火災(zāi)事故常有發(fā)生，為了減少火災(zāi)對百姓的傷害，徽州太守何歆道破了防火的關(guān)鍵在于治墻。一月之內(nèi)，徽州城內(nèi)城外共建有馬頭墻2000 多道，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)也紛紛建起馬頭墻，不少于1000 道，大大降低了火災(zāi)發(fā)生的概率。這種墻與屋面框架相互獨立，既可以使房屋的木結(jié)構(gòu)不外漏，也嚴格劃分了防火分區(qū)，且該墻的厚度一般為200～300 mm，耐火時間可高達6 h 以上［7］，有效地阻隔了火勢的蔓延。

2.5.2 風(fēng)火檐 風(fēng)火檐是防火墻的一種，因其可以同時防火，故叫風(fēng)火檐，也叫做封火檐，是清朝皇宮防火技術(shù)的改革。雍正年間因皇宮多次失火，皇帝命令工部大臣將三大殿東西配殿以及東六宮、西六宮的兩側(cè)山墻和后檐墻統(tǒng)統(tǒng)改為風(fēng)火檐，即這些墻上不開門窗，也不使用可燃材料，而且要把墻上的木構(gòu)屋檐，用磚或琉璃之類的不燃構(gòu)件全部包裹起來、密封，不許木材外露。這樣既可以防止火勢從外向內(nèi)蔓延，也可以阻止內(nèi)部火勢向外部擴散，對于防止故宮內(nèi)火勢蔓延發(fā)揮了很好的作用。

2.5.3 觀音兜墻 觀音兜墻是中國南方建筑常見的山墻形式，起源于福建的民居，后多見于徽派建筑。由于這種建筑是在墻頭上蓋瓦做背平面的形式，類似于漁民捕魚的網(wǎng)兜，在民間有祈福保佑風(fēng)調(diào)雨順的意思，起到擋風(fēng)阻火作用。觀音兜后逐漸流行江南民居中，其頂部多做曲線形，比較接近金式和木式，如寧波位于月湖花嶼的月湖庵就是江南一帶較為常見的觀音兜山墻，其弧線既窄又高，顯得細瘦修長，像極了觀音菩薩所戴的帽子，人稱觀音兜。到了清末民初，西風(fēng)東漸，寧波的鄉(xiāng)紳富商在營造樓房時采用了大量的西洋建筑元素。其中巴洛克式觀音兜的建造，成為寧波古建筑中西合璧的代表之一。現(xiàn)今，觀音兜墻多見于寺廟、庵堂等。見圖1。

圖1 觀音兜墻

2.6 消防布局規(guī)劃

在城市規(guī)劃和建設(shè)中，消防通道是作為建筑防火的一項重要技術(shù)措施。我國古城的規(guī)劃和建造考慮到消防通道既能幫助建筑內(nèi)部人員逃生，還為搶救火災(zāi)提供方便條件。最早的消防通道是在五代后期，柴榮在擴建濘梁城時主張建“火巷”。火巷要比一般的道路寬敞筆直，巷兩邊還挖有排水明溝，可以隔斷對面的火勢。這樣的巷子平時供行人出入，發(fā)生火災(zāi)時則用作疏散群眾的緊急通道，相當(dāng)于現(xiàn)代建筑的消防通道。而且我國古建筑多傍水而筑，一般城墻外都有護城河，額外作用是便于取水滅火，防止火災(zāi)。

3 現(xiàn)今的古建筑消防設(shè)計

古代的防火技術(shù)充分體現(xiàn)了古人無窮的智慧，但這些滅火措施也只是“因地制宜”的特例，很多措施也因代價問題更多出現(xiàn)在官式建筑中。我國大量的鄉(xiāng)土建筑沒有那么高規(guī)格，就必須尋找一條適合大規(guī)模鄉(xiāng)土建筑防火措施的道路?，F(xiàn)代建筑消防規(guī)范缺乏古建筑消防的具體要求，因此2015年國家文物局組織編制了《文物建筑防火設(shè)計導(dǎo)則(試行)》［8］。該《導(dǎo)則》制定的目的是為加強文物建筑消防安全，指導(dǎo)和規(guī)范文物建筑防火設(shè)計，預(yù)防文物建筑火災(zāi)的發(fā)生，減少火災(zāi)危害，確保文物安全。

本文以《文物建筑防火設(shè)計導(dǎo)則(試行)》為依據(jù)，主要從建筑學(xué)的防火角度論述文物建筑防火設(shè)計，其他如消防給水系統(tǒng)、消防滅火系統(tǒng)、自動報警系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、應(yīng)急照明、廚房防火設(shè)計等內(nèi)容不詳細展開。

3.1 劃定防火分區(qū)

建筑的防火分區(qū)是指采用防火分隔措施劃分出的，能在一定時間內(nèi)防止火災(zāi)向同一建筑的其余部分蔓延的局部區(qū)域(空間單元)，一般可分為水平防火分區(qū)和豎向防火分區(qū)。而文物建筑的防火分區(qū)相對比較特殊，具體可分為兩類:一是文物建筑防火保護區(qū)，二是文物建筑防火控制區(qū)。

我國古建筑的結(jié)構(gòu)多以群體樣式出現(xiàn)，為避免火災(zāi)蔓延，對集中連片文物建筑群采用適宜措施分隔的若干獨立防火區(qū)域。

(1)在不破壞原有建筑的格局或外觀的前提下，適當(dāng)設(shè)置防火隔離帶、防火墻和防火分隔等措施，建立消防分區(qū)，單個消防分區(qū)的建筑面積宜為3000～5000 m2。

(2)消防分區(qū)宜根據(jù)地形特點，采用既有的防火墻、道路、水系、廣場、綠地等措施劃分。確實有困難時，可采取其他增強措施。在不影響文物建筑環(huán)境風(fēng)貌的基礎(chǔ)上，可拆除個別阻礙消防分區(qū)設(shè)置的非文物建筑，以便于消防分區(qū)的劃分。

3.2 消防道路

(1)根據(jù)文物建筑防火需要和實際情況確定的，消防道路供一般消防車、小型消防車、消防摩托車以及手抬機動消防泵通行和人員疏散的道路。

(2)消防道路應(yīng)滿足消防裝備安全、快捷通行的要求，宜設(shè)置環(huán)狀消防道路。供一般消防車通行的盡端路應(yīng)設(shè)置回車場地。

(3)對不同通行能力的消防道路，宜按表2 配置消防車輛或手抬機動消防泵。

表2 消防道路與消防裝備對應(yīng)表

3.3 安全疏散

(1)安全出口或安全疏散通道作為建筑內(nèi)發(fā)生緊急情況時必不可少的輔助通道，一般不得少于兩個。因條件不能設(shè)置兩個以上安全出口的古建筑，應(yīng)根據(jù)實際情況限制文物建筑的用途和人口流入量。

(2)安全疏散通道應(yīng)在明顯位置設(shè)有疏散指示標志，建筑內(nèi)發(fā)生意外情況時便于群眾逃生。

3.4 消防水源

消防水源可由給水管網(wǎng)、天然水源或消防水池供給。具備給水管網(wǎng)條件的，可充分利用生產(chǎn)、生活給水系統(tǒng)，并采取相應(yīng)措施，防止生產(chǎn)、生活用水污染，且滿足消防供水的要求。不具備給水管網(wǎng)條件的，應(yīng)利用江河、湖泊、水塘、水井、水窖等天然水源作為消防水源，或是設(shè)置有效容積的消防水池供給消防用水。

3.5 消火栓系統(tǒng)

3.5.1 室外消火栓 室外消火栓宜采用地上式消火栓。對有可能結(jié)冰的地區(qū)宜采用干式地上式消火栓，嚴寒地區(qū)宜設(shè)置消防水鶴。當(dāng)采用地下式室外消火栓時，應(yīng)設(shè)明顯的永久性標志。當(dāng)?shù)叵率绞彝庀鹚ǖ娜∷谠诒鶅鼍€以上時，應(yīng)采取可靠的保溫措施。給水管道宜埋地敷設(shè)，且不得擾動破壞相臨文物建筑基礎(chǔ)。

3.5.2 室內(nèi)消火栓系統(tǒng) 文物建筑宜采取室內(nèi)消火栓室外設(shè)置。當(dāng)必須設(shè)置在文物建筑內(nèi)部時，應(yīng)減少對被保護對象的明顯影響。有傳統(tǒng)彩畫、壁畫、泥塑等的文物建筑內(nèi)部，不得設(shè)置室內(nèi)消火栓。文物建筑內(nèi)部有生活供水管道的，應(yīng)在生活供水管道上設(shè)置消防軟管卷盤或輕便消防水龍。

4 結(jié) 語

古建筑的防火技術(shù)和消防設(shè)計，自古至今都是一個大問題。特別是在快速城市化進程中，保護古建筑迫在眉睫，這對于保護和發(fā)展傳統(tǒng)文化具有非常重要的現(xiàn)實意義。因此，在古建筑的消防技術(shù)和防火保護措施的研究中，只有樹立科學(xué)的保護理念，結(jié)合實際選擇更好的保護途徑和方法，才能促進古建筑保護科技水平的進步，更好地保護我們共同的遺產(chǎn)——古建筑。

［1]國家文物局.關(guān)于做好第七批全國重點文物保護單位保護工作的通知［EB/OL］. (2013 -05 -14)［2015 -09 -22］. http://www.sach.gov.cn/art/2013/5/14/art_1324_101801.html.

［2]張永平. 古建筑火災(zāi)隱患及預(yù)防措施探討［J］. 山西建筑，2009，35(11):191 -192.

［3]倪方六.中國古代的“防火”文化［N］. 北京晚報，2014 -01 -17(38).

［4]蔡國忠.大地灣遺址見證中華消防文明［N］.中華建筑報，2010-06 -10(8).

［5]金磊.故宮防火秘訣［J］.中國減災(zāi)，2001(4):49 -51.

［6]李炳泉. 消防車的結(jié)構(gòu)與使用［M］. 北京:機械工業(yè)出版社，1990.

［7]顧宇，李欣. 中國古建筑防火設(shè)計研究［J］. 浙江理工大學(xué)學(xué)報，2007，24(1):84 -86.

［8]國家文物局. 文物建筑防火設(shè)計導(dǎo)則(試行)2015［EB/OL］.(2015 -08 -03)［2015 -09 -22］. http://www. sach. gov. cn/art/2015/8/3/art_1322_123046.html