(一)起火?
建國前,我國古建筑起火多數(shù)是雷擊和戰(zhàn)爭引起的。建國后,由于一些古建筑被隨意改變其使用性質,火災發(fā)生原因也大不相同,歸納起來主要有以下幾種情況:?
?。?)生活用火不慎。主要是炊煮、取暖和照明用火,不慎引發(fā)火災,如1990年1月25日,青海海南州石藏寺特大火災就是哈達落到酥油燈上而引發(fā)的。?
????(2)電線電器設備起火。主要是由于電線陳舊老化、絕緣損壞、發(fā)生短路引發(fā)火災;還有的是大功率燈泡緊靠可燃物,長時間烘烤而起火。?
????(3)亂扔煙頭起火。1992年9月19日,揚州市旌忠寺藏經樓就因遺留煙頭引發(fā)火災。?
????(4)小孩玩火。1982年2月,北京市萬壽寺西路行宮被燒毀,就是小孩玩火造成的。?
????(5)宗教活動。1984年4月,云南筇竹寺華嚴閣發(fā)生火災,直接原因是兩位信女進閣燒"頭柱香"不慎引起的。?
????(6)雷擊起火。1969年9月,河北省避暑山莊的普佑寺,因未安裝避雷設備,遭雷擊起火。?
????(7)生產用火。1981年9月20日,揚州市"盧宅"火災,就是由于古建筑中生產工人違章作業(yè)所釀成的。
????除此以外,因外部的火災蔓延引發(fā)古建筑起火也應當引起足夠的重視。我國古建筑講究"曲徑通幽",往往位于深山茂林之中,因此一旦古建筑周圍的森林發(fā)生火災,必將嚴重威脅到古建筑的本身的火災安全。
(二)火災初期增長
????古建筑火災初期一般增長迅速、燃燒猛烈。古建筑物的構建一般采用木質材料,多次涂刷油漆,年代久遠,極為干燥。一旦發(fā)生火災,燃燒迅猛,且釋放出大量可燃氣體,快速形成狀態(tài)燃燒,火場中心溫度可達1200?0C以上。此外室內懸掛的字畫、垂帷、幔帳、柱錦、飄帶、天帳以及常用的香火蠟燭、油燈、酥油等極易燃燒,進一步加劇了火災增長速度。并且古建筑空間大、門窗多,火災時,室內空氣受熱膨脹向外擴散,室外冷空氣通過空氣對流,大量向室內補充,使火勢燃燒更加猛烈,起火室內溫度隨之迅速上升。
(三)充分發(fā)展階段
????古建筑火災發(fā)生后,煙熱向上升騰,火勢沿著懸掛的物品迅速向上蔓延,然后向水平方向發(fā)展。由于古建筑上部建有大量的木質梁、柱,因此猶如架滿了干柴的爐膛,而屋頂嚴實緊密,煙熱不易散發(fā),溫度快速積聚,迅速達到"轟燃"。轟然的出現(xiàn)標志著火災充分發(fā)展階段的開始。此時室內溫度可升高到1000?0C?;鹧婧透邷責煔獬?蓮拈T、窗竄出,致使火災蔓延到古建筑的其它區(qū)域或者毗鄰的其它建筑。由于古建筑的火災載荷遠遠高于一般建筑,因此火災的充分發(fā)展階段可以持續(xù)很長的一段時間。
????在火災的充分發(fā)展階段,室內高溫可使古建筑的木質構件的承載能力急劇下降,造成建筑物的坍塌。由于一般古建筑的木質構件截面積較粗,安全系數(shù)較大,距離倒塌的時間也因此較長。因此,古建筑火災的倒塌規(guī)律一般是屋蓋先塌,墻柱后倒。
(四)火災減弱階段
隨著可燃物的消耗,火災的燃燒強度逐漸減弱,明火逐漸熄滅。不過剩下的焦炭通常還將持續(xù)燃燒一段時間。同時由于燃燒釋放的熱量不會很快散失,著火區(qū)內溫度仍然較高。
????以上描述的是古建筑火災的自然發(fā)展過程。實際上人們是不會聽任火災自由發(fā)展的,總會采取各種可行的措施來控制或撲滅火災。就古建筑火災而言,將火災撲滅在初期增長階段是減少火災損失最有效的途徑。
4.?古建筑消防安全對策分析
????根據(jù)以上分析,古建筑火災具有其自身的特殊性。古建筑火災安全不是以撲滅火災為唯一目標,而是以最大限度保護古建筑,減少文物損失為首要目的。因此,必須從火災防治的各個關鍵環(huán)節(jié)入手,有針對性的制定消防安全對策,切實對文物古建筑存在的不安全因素從技術上找到根本的解決方法。
????(一)古建筑火災風險評估
????古建筑火災安全的第一個步驟是調查,以評估建筑或綜合建筑群的火災危險性。這包括識別火災隱患,火災發(fā)生危害以及疏散出路被堵塞所造成的有害后果等因素。火災風險評估是系統(tǒng)對古建筑消防安全的現(xiàn)狀進行客觀評價,這方面的研究將用于發(fā)展古建筑消防總體規(guī)劃。
?????通過現(xiàn)場調查古建筑的建筑結構、可燃物的分布、人員結構與數(shù)目、文物的價值與分布,起火可能性、消防設施的類型與分布、消防管理水平等方面的情況,采用危險等級分析方法,分析古建筑內不同區(qū)域的危險度等級并給予標識,對危險較大的區(qū)域進行重點的防護。
????在調查的基礎上,設計可能的火災場景,利用計算機模擬分析火災發(fā)生后的蔓延情況,古建筑發(fā)生轟然的時間,人員安全疏散的時間,研究需要的報警探測時間和合理的滅火方案。
????(二)阻燃技術
????由于古建筑的特殊性,因此要變更古建筑的防火分區(qū)(分隔)、疏散手段和建筑結構是非常困難的,這是因為它們是古建筑歷史意義整體的一部分。因此我們認為古建筑防火技術的重點是發(fā)展清潔、高效阻燃技術,從源頭上遏制火災的發(fā)生。這主要包括對可燃木質建筑物構件的阻燃處理和內部可燃物的阻燃處理。
????(1)可燃建筑構件的阻燃。古建筑中的可燃建筑構件是指柱、梁、枋、檁和樓板等木質構件,在木材的表面涂刷或噴涂防火涂料,形成一層保護性的阻火膜,降低木材表面的燃燒性能,阻滯火災的迅速蔓延。有些木柱、樓板、樓梯等構件在尊重民族風俗,不損害建筑整體風格的基礎上,可制作相應的防火保護層,以提高耐火等級。
????(2)內部可燃物的阻燃。古建筑物的內部可燃物主要是指幃、簾、帳等織物、纖維。因此阻燃的重點是對這一類的聚合物材料進行阻燃設計。
然而,不管采取何種阻燃技術,對于文物古建筑而言,重要的是"綠色"阻燃,即阻燃物質燃燒釋放的物質不會損害文物與古建筑物本身,因此無鹵納米阻燃技術將在古建筑中有用武之地。
????(三)早期探測技術
????火災探測報警系統(tǒng)本身并不影響火災的自然發(fā)展過程,其主要作用是及時將火災跡象通知有關人員,以便準備疏散與組織滅火,并通過聯(lián)動系統(tǒng)啟動其它消防設施以滅火或控制煙氣。由于古建筑結構和建筑材料的特殊性,保護文物不受滅火藥劑或過多的水漬的影響,及早的發(fā)現(xiàn)火情甚或火災隱患就顯得尤其重要。一般而言,單一的火災探測方法對于古建筑而言難以有效做到早期報警。如,正常情況下,寺廟大殿因香火就存在大量煙霧,所以不宜采用感煙方法進行火災探測。而較多明火存在(蠟燭、酥油燈)會對一般的感火焰火災探測技術造成影響。雖然圖像型火災探測技術可以很好的解決這個問題,但是古建筑結構特殊,遮擋物較多,同時無明火條件下,此種方法作為早期火災探測也是不適合的。因此需要尋求復合火災探測方法。
????最為直接的方法是采用圖像探測技術輔以空氣采樣火災探測系統(tǒng)。一般古建筑均設有監(jiān)控系統(tǒng),這樣采用與監(jiān)控系統(tǒng)關聯(lián)的空氣采樣系統(tǒng),工程量較少,避免對文物的破壞,同時不會在被保護參數(shù)引入用電設備等其它危險因素,還可以對監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機和線路進行火災隱患探測,有針對性的進行早期火災預警。
????當然為了使空氣采樣系統(tǒng)能在古建筑環(huán)境中應用,還必需進行一些相關的研究。主要的兩點:一是對古建筑內空氣進行成分分析和固體顆粒的分布情況,二是對古建筑中的可燃物進行分析,掌握可燃物的大致分類以及燃燒氣體的特征。