木結(jié)構(gòu)古建筑防火改造技術(shù)研究

卯 杰，王梓濤 ，林宏偉， 李 俊 ，李思刊， 汪權(quán)明， 賀明衛(wèi)

(貴州理工學(xué)院土木工程學(xué)院，貴州 貴陽 550003)

0 引言

我國在很早的時候就已經(jīng)和木結(jié)構(gòu)建筑結(jié)下了不解之緣，隨著時代的變遷，我國木結(jié)構(gòu)歷經(jīng)發(fā)展、興盛、輝煌、再逐漸走入低谷。曾幾何時，我國因木結(jié)構(gòu)建筑的輝煌而站在了世人矚目的高端。在人類對保護生態(tài)環(huán)境的高度熱情下，木結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展幾乎停滯，原因很簡單，溫室氣體的排放，全球變暖，天災(zāi)不斷，生態(tài)環(huán)境的惡化不斷地給人們敲響了警鐘。但是現(xiàn)在，秉持著保護環(huán)境的觀念、降低能耗、降低污染、提倡生態(tài)建筑材料，我國木結(jié)構(gòu)建筑又慢慢地進入了我們的視線。

雖然木結(jié)構(gòu)具有節(jié)能、環(huán)保、降低二氧化碳含量、改善環(huán)境污染等優(yōu)點，但是缺點依然存在，如木結(jié)構(gòu)建筑物對于防火，防潮，防腐蝕等方面還存在不足。本文通過查閱相關(guān)資料，結(jié)合其他類型的建筑等的特點，針對木結(jié)構(gòu)建筑在防火改造技術(shù)方面進行了一定的討論。

1 木材在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

1.1 木材在順著其木纖維的方向上有很強的承載力

木材在垂直方面承載力并沒有很強的優(yōu)勢。一般而言，在使用木材作為主材來進行施工的話，只要能夠滿足基本的設(shè)計要求，其應(yīng)用效果是無須擔(dān)心的。相比于鋼結(jié)構(gòu)來說，木結(jié)構(gòu)對于承載力的要求更高，難度更大。但是由于自身體重較輕，當(dāng)出現(xiàn)地震等形式的自然災(zāi)害時，可以憑借其這一優(yōu)勢來減少損害。另外，木材在實踐中還有其他很多的優(yōu)勢與特點，因此在當(dāng)今全球號召環(huán)保的環(huán)境下，木材在其中的價值將會越來越重要。

1.2 木材具有許多獨特的性能

干木材在導(dǎo)熱方面并無太大優(yōu)勢，但是具有極強的電絕緣性。不僅如此，抗化學(xué)腐蝕也是木材材料的核心特點之一，所以使其成為了化學(xué)藥品存儲方面的首選材料。

1.3 保溫節(jié)能，冬暖夏涼

在當(dāng)下市場不同的建筑形式中，磚混合墻體的隔熱性能就要比木結(jié)構(gòu)的隔熱性能略差一些，另外，在空調(diào)數(shù)量、使用成本方面也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出木結(jié)構(gòu)。不僅如此，木結(jié)構(gòu)建筑將有關(guān)線路全部安裝到了樓板內(nèi)部或者墻體內(nèi)部，這種安裝方式極大地提升了現(xiàn)有面積的使用效率，其面積使用率幾乎高達(dá)85%～90%，但當(dāng)前我國水泥房屋的這一比率卻最高只有70%。

2 構(gòu)建木結(jié)構(gòu)古建筑消防安全體系研究

2.1 古代的建筑防火設(shè)計

無論是古代建筑，還是現(xiàn)代建筑，防火要求都是整個建筑中最為關(guān)鍵的部分之一。我國原先大部分建筑都以木結(jié)構(gòu)為主，而這種結(jié)構(gòu)最大的弊端就是怕火。經(jīng)過多年的實踐和經(jīng)驗，越來越多的建筑設(shè)計人員嘗試站在建筑設(shè)計的角度上來采取防火措施。當(dāng)前，我國有很多保存完好的古建筑，說明這些建筑中，防火功能還是很可靠的，這一點不僅僅體現(xiàn)在流傳下來的建筑上，更可以通過現(xiàn)如今諸多的有關(guān)理論和資料記載中都能找到，這種設(shè)計思想和設(shè)計邏輯為后期古建筑的防火保護奠定了極為重要的基礎(chǔ)，提供了十分積極的價值。

2.2 建立木結(jié)構(gòu)古建筑防火改造設(shè)計體系的重要意義

近年來，經(jīng)濟水平的大幅度提升，使古建筑在用火、用電等方面的需求也隨之增加，必然會埋下諸多的起火風(fēng)險，因此需要對其多加巡檢和管理，否則將會引起嚴(yán)重的后果。而在建筑設(shè)計過程中就要重視防火設(shè)計，將防火功能盡可能最大化，明確與建筑等級相匹配的耐火等級，對建筑用電、用氣等隨時可能會產(chǎn)生風(fēng)險的使用嚴(yán)格管理，嚴(yán)把相關(guān)材料的使用，盡可能讓古建筑處于一個安全的環(huán)境中，且可以極大地降低這些建筑發(fā)生火災(zāi)的概率。

2.3 防控火災(zāi)蔓延

雖說傳統(tǒng)的古建筑中也考慮到了防火層面，但由于那個時候人們對技術(shù)使用的限制以及思想的遲滯，大部分人對防火間距這一概念沒有認(rèn)知，所以如果木結(jié)構(gòu)古建筑一旦出現(xiàn)火源，火情會在瞬間延伸，造成不可估量的損失。這就需要當(dāng)代的建筑設(shè)計師們在設(shè)計防火環(huán)節(jié)時，注重防火間距的合理規(guī)劃，要積極采用先進的防火分離技術(shù)，科學(xué)劃分防火分區(qū)，留出人員避難場所，將防火門窗、防火閥等各種防火設(shè)施的作用充分體現(xiàn)，盡可能讓火勢得不到蔓延，進而可以對火情進行有效控制，以此來減低火災(zāi)帶來的損害。

2.4 暢通生命通道

對于木結(jié)構(gòu)的古建筑來說，當(dāng)出現(xiàn)火情時，將會產(chǎn)生刺鼻的毒氣，這對于建筑內(nèi)部的人員而直接給其生命造成隱患。若建筑內(nèi)部沒有科學(xué)合理的規(guī)劃逃生通道、沒有制定高效的安全疏散措施，那么很容易產(chǎn)生群死群傷的問題，后果無法想象。所以，將煙氣測量、煙氣控制、煙氣流通等方面的技術(shù)與建筑返防火設(shè)計環(huán)節(jié)相融合，要科學(xué)規(guī)劃安全出口、逃生通道等，同時還要保證應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志等硬件的充足，盡可能在發(fā)生火情時，讓人們可以自主逃生，降低在火災(zāi)過程中各項損失以及傷亡率。

2.5 木結(jié)構(gòu)古建筑防火改造設(shè)計的基本原則和依據(jù)

2.5.1 基本原則

建筑防火設(shè)計主要說的是按照整個工程的建設(shè)目標(biāo)，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的特點以及社會發(fā)展的特生和規(guī)律，結(jié)合先進的工程技術(shù)，在國家準(zhǔn)許的條件下進行防火設(shè)計。一般而言，在設(shè)計過程中要體現(xiàn)出整個設(shè)計的整體性與系統(tǒng)性。而建筑防火設(shè)計的原則主要是對建筑防火設(shè)計過程中務(wù)必要遵循的原則和特征。目前，從事古建筑防火設(shè)計的大部分設(shè)計人員需要在合理合法、以人為本、安全經(jīng)濟的原則下來進行。

2.5.2 以人為本的原則

以人為本已經(jīng)成為了當(dāng)今社會發(fā)展的基本原則，其實際含義就是要讓人們在最大限度的支持下使其實現(xiàn)長久發(fā)展的目標(biāo)。同樣的，建筑防火設(shè)計也是如此，不僅僅要本身生命至上，同時還要本著對人民負(fù)責(zé)的理念來進行設(shè)計。保證建筑本身的安全系數(shù)，要滿足人們對安全的需求；所有設(shè)計環(huán)節(jié)中都要緊隨功能目標(biāo)來進行設(shè)計，盡可能將各類資源的價值最大化；要牢固樹立啟發(fā)民智的理念，不斷鼓勵設(shè)計人員在滿足條件的基礎(chǔ)上大力創(chuàng)新，憑借其才華和智慧，讓人們實現(xiàn)其各方面的需求。

2.5.3 依法設(shè)計的原則

當(dāng)前，中國正在處于實現(xiàn)法治國家的關(guān)鍵時期，對于法律效力始終保持高度關(guān)注，在建筑的整個環(huán)節(jié)，都要體現(xiàn)出法律在其中的地位，而防火設(shè)計也是如此。要保證建筑過程中的標(biāo)準(zhǔn)性與規(guī)范性，要讓整個防火設(shè)計的性能都顯現(xiàn)于合理合法的環(huán)境下。第一，要強化有關(guān)部門的立法意識，讓其結(jié)合社會乃至國際發(fā)展需求和趨勢，在現(xiàn)有制度的基礎(chǔ)上積極創(chuàng)新與完善，對木結(jié)構(gòu)古建筑防火設(shè)計規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)予以明確，進而讓所有工作成果都可以受到法律保障，體現(xiàn)出有法可依的原則；第二，要提升人們的守法意識，嚴(yán)格按照現(xiàn)有的有關(guān)條款和規(guī)范來進行設(shè)計，使整個防火工作有法必依、有章必循。再次，增加執(zhí)法糾偏意識，加強對設(shè)計成果的審核與檢查力度，進而讓其管理實現(xiàn)執(zhí)法必嚴(yán)的原則。

3 建立木結(jié)構(gòu)古建筑消防規(guī)劃體系研究

3.1 建立木結(jié)構(gòu)古建筑消防規(guī)劃系統(tǒng)的重要性

自古以來，我國的傳統(tǒng)文化不斷在積累和延續(xù)，是當(dāng)前全球首個可以將傳統(tǒng)文化延續(xù)五千年的國家，同時也是全球唯一一個擁有著長久歷史文化的國家。在這種背景下，我們得到了豐厚的文化遺產(chǎn)，并形成了偉大而燦爛的文明藍(lán)圖。據(jù)數(shù)據(jù)記載，除了意大利和西班牙之外，在世界遺產(chǎn)名錄中，擁有各種文物古跡數(shù)量最多的國家就是中國，且有29處歷史古跡和文物列入其中。另外還有上百個項目在預(yù)備清單里，所以中國當(dāng)前已經(jīng)成為了名副其實的遺產(chǎn)大國。遺產(chǎn)本身最多的特點就是不可再生性與不可復(fù)制性，所以這就需要各部門要將其的保護放在所有工作的首位。現(xiàn)行的《文物法》里明確提到：“對于專門負(fù)責(zé)和管理文物保護與修繕的部門而言，要構(gòu)建針對性較強的整體保護方案和計劃，且在每次規(guī)劃執(zhí)行時都要獲得審批。”但是在實際情況中，能做到這一點的寥寥無幾。就拿山西省來說，當(dāng)?shù)亓鱾飨聛淼哪窘Y(jié)構(gòu)古建筑高達(dá)18 118 處，而且出自于宋、元時期之前的古建筑占據(jù)了我國所有古建筑的72.6%。看上去，這個地區(qū)的文物遺產(chǎn)確實很充裕，但是很多部門卻沒有對其進行保護和重視，目前也只有平遙古城的古建筑實施了有效的消防安全制度之外，其他的所有遺址均沒有單獨的消防安全處理措施和方案。所以，對這些遺址的消防安全進行重新規(guī)劃與執(zhí)行，并將其上提到整個規(guī)劃工作的首位，對于延續(xù)歷史文物和遺跡的價值而言至關(guān)重要。

3.2 木結(jié)構(gòu)古建筑消防規(guī)劃體系的主要內(nèi)容

一般而言，消防站、消防給水以及消防通訊等都是消防規(guī)劃過程中的重點部分。但是本文作者在對有關(guān)項目進行分析和審閱后認(rèn)為，要想將消防設(shè)計的功能放到最大，除了要重視傳統(tǒng)的設(shè)計原則以及具體規(guī)劃之外，還需要結(jié)合建筑本身的特點和情況，來進行針對性的設(shè)計。

4 木結(jié)構(gòu)古建筑防火改造技術(shù)探討

4.1 現(xiàn)代消防技術(shù)與產(chǎn)品

隨著科技的發(fā)展，消防技術(shù)得到了大幅度提升。除了更加清晰地探究木結(jié)構(gòu)古建筑的消防防火設(shè)計原則之外，還要對當(dāng)前比較先進的消防技術(shù)和產(chǎn)品進行認(rèn)識和了解。

4.2 建筑防火改造技術(shù)的發(fā)展

科學(xué)技術(shù)的升級為建筑防火的創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)和環(huán)境。目前，已經(jīng)有越來越多的學(xué)術(shù)人員在消防領(lǐng)域研究中有所突破和創(chuàng)新，這對于后期建筑防火設(shè)計的進步提供了保障。

4.3 木結(jié)構(gòu)古建筑防火改造工作的新理念

之所以要重點對木結(jié)構(gòu)建筑的防火功能進行設(shè)計和規(guī)劃，主要是因為它怕火，而這就需要在建筑過程中對各種材料嚴(yán)加把關(guān)，且要在保證效益的前提下有所推進。對此，可通過資深從業(yè)經(jīng)驗以及其他國家在這方面比較成熟的技術(shù)，對后期的消防防火技術(shù)的發(fā)展趨勢和變化做出闡述，并得出新理念。

4.4 木結(jié)構(gòu)古建筑防火改造技術(shù)分析

隨著社會的快速發(fā)展，各種技術(shù)也在不斷的更新迭代，而防火技術(shù)的升級就是其中之一。所以怎樣讓這些先進的防火技術(shù)在木結(jié)構(gòu)古建筑中發(fā)揮其作者用，是后期學(xué)術(shù)研究的重點，也是要急需解決的難點。

5 結(jié)語

在研究和剖析木結(jié)構(gòu)古建筑技術(shù)的基礎(chǔ)上，為了將這類型建筑的災(zāi)害事件發(fā)生的概率予以控制，不僅僅要重視對這類型結(jié)構(gòu)消防安全環(huán)境的規(guī)劃與建設(shè)，同時還要加強對其建筑理念的更新與重視。第一，建設(shè)一套能夠滿足當(dāng)下安全需求、符合建筑特點的木結(jié)構(gòu)古建筑消防安全體系；第二，分別站在安全管理、防火設(shè)計以及消防規(guī)劃三個維度，來對木結(jié)構(gòu)古建筑的消防技術(shù)進行規(guī)劃與升級，實現(xiàn)這類型價值的長久目標(biāo)，并讓其實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和利用。