關于黟縣宏村古建筑群消防系統實施的論述

許志敏，胡陽

1.合肥科大立安安全技術有限責任公司；2.安徽省消防救援總隊

本文主要針對黟縣宏村古建筑群消防系統的概況、原有消防現狀、設計理念、防護功能、實施重難點及后期養護進行分析論述。

一、古建筑群消防概況

宏村，古稱弘村，位于黃山西南麓，距黃山市黟縣縣城10公里。宏村始建于南宋紹興年間（公元1131—1162年），距今約有900年的歷史[1]。

村中兩棵古樹—白果樹和紅楊樹是“牛角”，湖光山色與層樓疊院和諧共處，自然景觀與人文內涵交相輝映，是宏村區別于其他民居建筑布局的特色，成為當今世界歷史文化遺產一大奇跡。

整體消防系統按照宏村古建筑群的防護要求進行設計，防護對象共分為三類：一類防護對象3棟，二類防護對象95棟，三類防護對象共265棟。消防主要實施內容包括線路改造系統、火災自動報警系統、廣播疏散系統、分布式光纖測溫系統、超細干粉滅火系統及自動噴水-高壓細水霧滅火系統和室外自動消防炮滅火系統等。

線路改造系統涉及宏村整體的線路改造，包括開挖路面、主線路敷設、路面石板鋪設、電表箱安裝等；火災自動報警系統中共3臺主機，分別位于監控中心、村委會及樂彼園。前端設備由感煙探測器、手動報警按鈕、聲光報警器、感溫探測器、可燃氣體探測器、控制模塊和監視模塊等組成；廣播疏散系統由數字調諧器、CD播放器、電源時序器、IP式對講尋呼話筒及一鍵求助終端組成；分布式光纖測溫系統由1臺測溫主機、用戶軟件、感溫光纜、通信光纜、光纖配線架和室外接續盒等組成；超細干粉系統由懸置式滅火器加聯動溫感組成；自動噴水-高壓細水霧滅火系統由噴頭、管網和小型泵組組成，局部采用移動式細水霧推車進行機動滅火；室外自動消防炮分布在村落北側的山林邊界線上，起到阻隔山火的防火隔離作用。整個消防系統采用了智慧消防平臺的組網模式，統一采集信號后進行數字化集中管理。

二、古建筑群原有消防現狀

宏村整個村落原有的消防系統設施有以下幾個部分：

（1）蓄水系統 主要由西北的西溪、村中的月沼、村南的南湖及遍布全村的水圳組成，火災時可以隨時隨地取水滅火。

（2）古人設計的防火墻—馬頭墻，能夠起到阻隔火災蔓延的作用。

（3）市政供水進村后直連的室外消火栓系統、每戶配備的ABC干粉滅火器及景區消防三輪車。

（4）村北鄰近大片山林，與建筑物僅一條小道相隔，一旦出現林火將殃及村落，缺少有效防護措施。

（5）村內巷道大多狹窄，不便大型消防車輛進行撲救。

（6）村內民居大多經營農家樂，人員密集且戶內線路安全隱患存在較多。廚房內均使用石油液化氣鋼瓶，平時烹飪過程中液化氣泄露現象普遍存在。

三、設計理念及防護功能

“十四五”文化和旅游發展規劃中提出“推進文化和旅游業態融合、產品融合、市場融合、推動旅游演藝、文化遺產旅游、文化主題酒店、特色節慶展會等提質升級，支持建設集文化創意、旅游休閑等于一體的文化和旅游綜合體”。宏村于2000年被遴選為世界文化遺產地，綜合宏村的文化主題酒店現狀及古建筑磚木結構的固有形式，設計理念本著不破壞古建筑觀瞻及古文化氛圍為前提，在每戶民居內設置火災自動報警系統和民居內可燃氣體探測系統，以防范火災于未然，對燃氣泄漏現象能夠及時進行預報警。設計系統管線布置盡可能地隱蔽敷設并作相應融入古樸景觀的處理，探測器安裝在滿足施工規范的前提下盡可能優化布點位置，確保設備安裝觀感不突兀且能滿足報警功能需求。一類、二類文物保護民居單設了一鍵求助應急按鈕，以備突發事件應急使用[2-3-4]。

火災自動報警系統中共設計3臺報警控制主機，分別位于監控中心、南湖書院和東村委會。前端火災報警設備由感煙探測器3064只，感溫探測器274只，可燃氣體探測器257只，手動報警按鈕287只，聲光報警器270只，監視、控制模塊等組成；電氣火災監控采用剩余電量檢測；分布式光纖測溫系統由1臺測溫主機和室內感溫光纜組成；廣播疏散系統由室外防水音柱54處及一鍵求助終端94套組成。

火災報警設備的煙感、溫感探測器主要安裝在每戶的客廳、臥室、廚房、餐廳、回廊、倉庫內，起到對初期火災煙霧或局部溫升進行探測報警，報警信號通過有線的形式傳輸到消防控制中心。

可燃氣體報警系統主要是安裝于廚房液化氣罐附近的燃氣探測器，燃氣泄漏報警后相關的報警位置信息可以通過輸入模塊傳送到消防控制中心。

電氣火災監控系統，主要是對每戶的主進戶線進行漏電電流的實時監測及報警，一旦發生漏電異常信號消防控制中心可以收到相關報警信息。

在承志堂內設置了分布式感溫光纖測溫系統，利用溫度變化對激光束在光纖中傳導的影響來監測探測區域的實時溫度，在承志堂內共繞梁、柱敷設長約230米、外徑為4mm的整條鎧裝光纜，并設置了9個分段報警區域。該系統在古建筑中使用的優點是：1.可以完全規避強弱電進入木結構的古建筑內；2.可以實時監測現場線性探測區域每一段的溫度；3.可以設置線性感溫的報警長度，從而可以避免某一小段溫升引發的誤報警—比如可以避免陽光長期照射產生高溫的局部誤報，能確保最小影響景點觀瞻的前提下精準、及時地進行溫度實時監測和火災探測報警。

廣播疏散系統中的立桿采用融入背景風格的“馬頭墻”外觀設計，安裝后不破壞村落中原始風貌。對于狹窄巷道的區域設計安裝落地式石形揚聲器，水塘邊設計安裝在樹上的懸掛式揚聲器，共計54處。廣播疏散系統中加入了一鍵求助的按鈕功能，共計94套。

整個村落中選取了兩戶安裝水噴淋自動滅火系統作為試點，利用院落中的天然水池作為消防水池，消防水泵采用了隱蔽式的潛水式消防泵。泵組參數—潛水式消防泵XBD 2.0/10-Q（一用一備）Q：10L/s，H：0.2Mpa，2.5kw；景觀水池有效容積：5立方米。考慮到水系統管道及泵組施工對古建筑裝飾、裝修破壞較大，故不做推廣。

另選取了兩戶安裝高壓細水霧滅火系統，同時配置了6套移動式高壓細水霧推車以滿足村落中狹小巷道的機動滅火需求。高壓細水霧管道外徑較小，一般為12mm-20mm，在古建筑木結構中容易隱蔽，對古建筑觀感幾乎零影響。系統噴灑過程中用水量少、霧化效果好，噴灑霧滴直徑DV0.99＜100um，在古建筑內使用可以避免水漬污染及水壓對古建筑造成的二次損害。

在整個系統的主控制室和兩個分控室及柴油發電機房內設置了懸置式超細干粉滅火器并由獨立式感溫探測器聯動組成。

針對村北鄰近山林約1.2公里的邊界線需設置防火隔離帶的現狀，考慮邊界線上高低不平、曲折復雜，經過現場實地勘察后決定設計消防自動水炮滅火系統，以確保山林火災發生時能形成有效的水幕隔離帶。為了保證室外山林火災的滅火效果，選擇設計室外型消防水炮，其流量大、射程遠、滅火效果好。

在傳統消火栓的基礎上，對整個宏村室外消火栓進行了信息化智慧升級。在消火栓栓頭支管上安裝無線水壓傳感器，起到實時監測室外消防栓漏水、無水、移位等異常狀況，并將信息通過無線傳輸技術及時推送給監管及維護人員。

整個村落智慧消防平臺的搭建設計了以下幾方面：

消防報警遠程監控系統、水源系統監測、室外消火栓壓力監測、聯動型無線雙向獨立式煙感、安消聯動、煙火視頻分析、消防綜合管理、消防數據報表等。

其中，消防報警遠程監控系統[5]是通過對宏村火災報警聯動控制系統的實時監測，將前端設備的運行狀態和工作情況實時推送給消防值班人員和安全負責人，打破消防系統孤立的現狀，為消防安全管理提供抓手。

水源系統監測是針對宏村內的兩大天然水源—南湖和月沼的消防水源數據進行實時采集和監測，根據數據的實時變化，提示、通知相關部門及領導安排隱患排查和整改，為消防車輛滅火的持續供水提供數據支撐。

通過在室外消火栓上安裝物聯網壓力傳感器[6]，實時監測室外消火栓水壓異常狀況，結合GIS地圖系統，可實現室外消火栓的快速定位，方便維護人員和救援人員快速到達指定的室外消火栓位置。

為了減少消防施工對文物古建筑的損壞，在南湖書院、汪氏宗祠、承志堂三個國家一級保護古建筑安裝了聯網型無線獨立式煙感，實現南湖書院、汪氏宗祠、承志堂內部火災煙霧的實時探測和報警，實時提醒管理單位及消防主管部門發現火災隱患，更加全面地保障南湖書院、汪氏宗祠、承志堂的消防安全。

安消聯動是將村落內部88個安防攝像機資源進行集成、聯動，當發生警情時，平臺自動彈出對應視頻監控畫面，實現報警的遠程確認和現場火情記錄。

煙火視頻分析是充分利用村落內監控系統的實時圖像，采用獨創的算法，進行實時探測監控區域可能發生的火焰和煙霧，使現有安防監控系統具有火災探測預警功能。

消防綜合管理包含值班查崗、資產管理、聯網單位信息等，全方位解決村落中消防人、事、物的統一監管，提高消防安全水平。

消防數據報表是指平臺監控數據定期（按月/季度）形成數據報表并自動推送，方便消防管理人員掌握消防狀態，及時發現消防安全隱患并排查，指導下一步消防管理的工作重點，在一定程度上可減少火災的發生，提高消防安全管理水平。

為了充分發揮本消防系統的功能，對于火災報警后的聯動處置流程設計如下：

（1）村落中戶內發生前期火災煙霧或燃氣泄漏報警后，監控中心報警主機會收到報警。監控中心值班人員發現火警后首先切換智慧消防大屏幕進行火警的位置確認，隨后調用附近監控攝像機進行進一步確認。

（2）大屏幕確定火警位置后，消防隊立即安排小型消防車前往火警發生地進行滅火處置；火警點附近的消防疏散廣播開始進行廣播疏散。

（3）大屏幕監控進行全程火情記錄，并在確認火警解除后復位報警主機。

四、實施過程中的重難點

（一）工程實施進程

宏村景區為原住民景區，施工的每個區域均為正在營業的場所，且施工的整體工序是不連續的；個別原住居民不配合施工等[7]。

（二）確保避免對古民居及國寶文物建筑的二次破壞

1.施工中盡量避免明敷管道，在明敷管道的外表涂刷背景色；對已有的二次吊頂進行開設檢修口的方式從吊頂上敷設，無吊頂的沿梁柱背面貼角敷設；對非古墻體進行隱蔽式開孔及沿各民居之前的路由管路進出戶；室外局部重新開啟石板進行隱蔽敷設管道。

2.對布置于景區各路口的廣播立桿進行貼近景點風貌的外觀設計，盡量避免同景區風貌的格格不入。

（三）施工工藝的多變性

為了滿足施工現場的施工要求需隨機的進行工藝調整，比如土圍墻上固定電管需采用傘式飛機脹管；廣播揚聲器安裝靠近重要景點區域的采用落地青石造型，靠近湖邊的選擇樹干上吊裝的形式；電管敷設時為避免大彎頭而采用可拆卸直角彎頭等。

（四）系統運行的不利環境

1.整個系統完成后由于大部分民居建筑都是經營場所，每半年都會有許多民居場所進行內裝修，導致本戶系統管線拆除后設備故障且很難短時間恢復。

2.皖南地區濕度大雨水多，大多數民居沿襲了傳統的屋面做法—屋面沒有防水層，屋內同屋外僅一瓦之隔，瓦片常常被小動物踩翻導致下雨漏水。由此會導致安裝在吊頂或斜屋面上的探測器進水發生故障，對于安裝在吊頂內的水滅火系統管道冬季也等同于在室外大有被凍裂的可能。

3.對于不通風的消防控制室及無人值守的分控室均設置抽濕機，否則主機設備無法正常運行。

五、實施后擬優化方案

（1）為了避免明敷管道及內裝修拆裝對火災報警系統的損壞，報警探測系統宜采用單戶內無線傳輸、戶與戶之間有線組網的“無線+有線”的綜合模式。

（2）探測器的選型宜選用防水型探測器，或做防水密封處理。

（3）傳統噴淋滅火系統對古建筑觀瞻和結構影響大，施工難度大且冬季不宜進行保溫，宜采用移動式細水霧滅火裝置或高壓細水霧消火栓。

（4）對于廚房烹飪區域宜增加懸置式超細干粉滅火系統并接入報警系統。

（5）對于消防火災報警的及時確認宜做到每戶均能調用相應的攝像機預置位進行圖像確認。

（6）宜采用圖像型火災探測系統對商業民居和重點文物進行消防、安防一體化全方位監控。

（7）宜配置兩臺無人機對整個景區進行定時巡檢及確認火情、快速出警使用。

（8）整體消防報警系統宜預留城市消防監控接口，用來后期對接黟縣古民居群整體智慧消防平臺，并可支持消防信息手機聯網管理、查詢等。

六、系統的后期運行維護

在整個宏村的消防系統完善后，才真正進入該系統的生命周期，也是該系統執行其使命的開始。在系統運行的每一天都應該時時進行運行記錄，每個月都需進行系統的整體性能測試，每一季度進行一次預演，每年進行一次全面檢查。如此才能真正地讓該系統不形同擺設，關鍵時能發揮其應有功能，為世界文化遺產的保護盡一份責任與義務。