從沖突、適應到整合：中國歷史地段消防的發展歷程與當前對策

李新建　李嵐

摘要：中國歷史地段保護制度建立30多年來，火災消防和遺產保護之間經歷了從技術規范沖突到技術手段適應的過程，并在近十年來共同整合到建筑遺產預防性保護框架之內。針對當前依然嚴峻的火災威脅，借鑒預防性保護理論中價值評估與風險評估并重、傳統智慧和現代技術結合的思路，提出了以價值保全為目標、以蔓延防控為核心、科學化保護利用傳統防延燒措施，全面構建當代智慧消防平臺的對策。

關鍵詞：歷史地段消防，適應性預防性保護;發展歷程;對策

歷史地段保護制度始于1962年法國的《馬爾羅法》[1]（the French Loi Malraux）。我國歷史地段的概念則始于1986年《國務院批轉建設部、文化部關于請公布第二批國家歷史文化名城名單報告的通知}），通知指出“對一些文物古跡比較集中，或能較完整地體現某一歷史時期傳統風貌和民族特色的街區、建筑群、小鎮和村落，也應予以保護”[2]。歷史地段大多具有木結構建筑密集、街巷狹窄或地形復雜的特點，易于導致“火燒連營”、難以撲救的惡性火災，因此一直是我國“文物消防工作的重中之重”[3]。

一、中國歷史地段消防理念和技術的發展

（一）與遺產保護要求的沖突（1986-2002）

1986-2002年是中國歷史地段保護制度的草創期，相關制度和技術研究尚不充分，沒有針對歷史地段防火問題的專門研究，其保護規劃和建設實施只能套用國家標準《建筑設計防火規范GB]16-87）等統一的消防技術要求，因而導致遺產保護要求和消防技術規范之間存在著顯而易見的沖突。

我國歷史地段中普遍保存著2-4米寬的狹窄歷史街巷和古老而密集的木構建筑，它們是構成歷史格局和風貌的主要載體，應該得到整體的保護。但從當時的防火規范而言，密集的歷史地段面臨著嚴重的火災風險，卻無法滿足消防通道和消防間距等要求，難以通行當時通用的水罐式消防車，因此需要拓寬歷史街巷、拆除歷史建筑來滿足“街區內的道路應考慮消防車的通行，道路中心線間的距離不宜大于160米”“消防車道寬度不小于3.5米（2006年后改為4米）”[4]等消防規范要求。

面對這一沖突，由于生命財產安全的極端重要性，絕大多數地區歷史地段的規劃建設實踐中均采取了“兩害相較取其輕”的思路，通過拆房拓路來開辟消防通道，為滿足消防技術規范而損害了遺產價值，甚至出現以提高消防安全、改善基礎設施等為借口的大片歷史地段的整體拆遷和商業開發。如在2000年的定海舊城改造風波中，當地政府“忍痛挨罵”拆除大片舊城區的一個重要“理由”就是舊城區已經成為火災的高發地段，居民“就像坐在火爐子上面”，生命和財產安全受到極大的威脅[5]。

因此，缺乏“在不損壞文化遺產的同時，提供最大的安全保障”①的消防理念和技術，是導致這一時期歷史地段在快速經濟增長和城市發展中日益萎縮的客觀技術原因之一。

（二）對遺產保護要求的適應（2002-2010）

2000年以后，歷史地段逐漸成為我國歷史文化遺產保護制度的重心所在[6]。歷史文化街區的保護于2002年首次納入《文物保護法》，同年制定的《中國文物古跡保護準則》標志著我國文化遺產保護觀念與國際接軌，準則建議密集建筑群和歷史街區（村鎮）應編制防火、防洪、防災等專項規劃。在此背景下，越來越多的有識之士和學者認識到，再不能“削足適履”地讓歷史地段去適應消防技術，而應該通過研究和運用特殊的現代消防技術，使其適應歷史地段保護的要求。

最初的突破始于2002年提出的使用小型消防車、依托消火栓系統建立自救系統等一系列適應性對策[7]。《建筑設計防火規范》作為全國通用的消防技術規范，規定消防車道尺度必須滿足體型較大的消防云梯車、泡沫消防車、水罐消防車等的通行需求。但歷史地段絕大多數都是由低層的木結構房屋組成的，火災類型比較簡單，因此無需云梯和泡沫消防車。再將水罐消防車的構成拆解為消防泵、水罐、水帶等消防設備，可以發現體積龐大的水罐實際只能提供5分鐘的滅火用水。換言之，如果歷史地段內具備可靠的消防供水，那么就可以使用只承載消防員、水泵和水帶等設備的小型消防車或消防摩托車，這樣歷史街巷無需拓寬就可以滿足消防通道的要求。

歷史地段火災自救系統的概念借鑒自高層建筑消防系統。和歷史地段一樣，高層建筑內部無法通行消防車，而是依靠內部的消防控制室、消防水泵（加壓）、消防水池（儲水）、消防供水管網、室內消火栓箱（供水+皮管）、消防樓電梯（消防員通道）系統保障消防安全。歷史地段類似于平鋪的高層建筑，也可以建立以室內外消火栓為主要依托的早期火災自救系統，內部設消防控制室，配備固定或移動式的消防泵（代替消防車的加壓泵）、皮管和破拆工具等器材箱（代替消防車器材），以及掌握滅火技能的專業消防員或志愿消防員，就可以在消防車尚未或無法到達的情況下進行滅火（圖1）。

此后，適應歷史地段消防特點的研究和實踐成果不斷涌現。在研究層面，歷史地段防火問題的研究日益全面，提出了規劃、設計、技術、設備、社會、管理等各個方面的適應性技術[8];古建筑的火災煙氣流動、數值模擬等問題進入了消防學研究領域;適用于歷史地段和古建筑的防火材料和火災監測、報警、滅火產品也逐步得到研發。

在實踐層面，各方都在努力降低歷史地段的火災風險。通過開展歷史地段火災案例研究，揭示了電氣失火和用火不慎為最常見的火災起因，進而針對危險老化電氣設備進行檢修和更新。消防隊與歷史地段所在社區合作，設立社區微型消防站，配備義務消防隊員、便攜式水泵、水龍等消防工具，為居民提供家用滅火器材和技能培訓，制定火災風險檢查表并定期檢查整改，逐步建立社區自救體系（圖2）。

總體而言，這一時期歷史地段適應性消防理念和技術取得了顯著的成效。一方面因開辟消防車道而拓寬歷史街巷、拆除歷史建筑的情況基本杜絕;另一方面小微型消防車、移動消防泵等適應性消防產品得到研發、生產和日益普遍的應用;最后，也是最重要的是歷史地段適應性消防技術的應用得到了2008年《歷史文化名城名鎮名村保護條例》的法律支持，其中第三十一條中首次提出“確因歷史文化街區、名鎮、名村的保護需要，無法按照標準和規范設置（消防設施）的，由城市、縣人民政府公安機關消防機構會同同級主管部門制訂相應的防火安全保障方案”。

（三）與預防性保護理念的整合（2010至今）

2010年以來，我國經濟增長從粗放型轉向集約型，城市發展從增量規劃轉向存量規劃，文物保護從搶救性為主轉向搶救性和預防性并重。歷史地段消防工作不僅在制度建設和技術研發上取得了新的進展，同時結合建筑遺產預防性保護的理念，試圖探索歷史地段火災防控的新思路和新方法。

制度建設方面，中央有關部委和地方政府先后出臺了多部專門針對文物建筑和歷史地段的消防管理規定和技術指南，如2011年國家文物局發布《文物消防安全檢查規程》、北京市質量技術監督局發布《文物建筑消防設施設置規范》，2014公安部下發《古城鎮和村寨火災防控技術指導意見》等;2015年公安部消防局發布《消防安全重點單位微型消防站建設標準（試行）》

《社區微型消防站建設標準（試行）》。這些法規和技術規范總結了前階段適應性技術運用的經驗教訓，并發揮了我國在行政管理能力和基層動員能力上的制度優勢，普遍提升了歷史地段的消防自救能力。

技術研發方面，我國在先進制造業、數字技術尤其是物聯網技術方面發展迅速，大大提高了消防監控、報警和滅火設備的效率、準確率和普及率，消防保障能力日益提高;在木構建筑內部火災機理、木材燃燒、煙氣流動及傳熱等理論分析、數值模擬和實驗研究成果日漸豐富的同時，基于不同原理和軟件的木構建筑外部火災蔓延的定量化研究也逐步開展，有望解決此前歷史地段適應性消防措施以定性為主，科學性、有效性難以驗證的問題。

在理念方面，建筑遺產預防性保護理論自2011年

“建筑遺產的預防性保護國際研討會（南京）”后逐漸進入我國。它主張的“日常維護勝于大興土木，災前預防優于災后修復”[9]，符合我國傳統文化的“防患于未然”理念和“預防為主、防消結合”的消防工作方針②，在防火方面的主要措施與我國現有消防工作體系也較為接近。值得借鑒的是，建筑遺產預防性保護理論將防火防災置于整個遺產保護框架之下，一是強調災害預防必須同時建立在價值評估和風險評估的基礎上，以整體價值損失的最小化為總目標;二是強調傳統智慧和現代技術的結合，既強調現代科學技術的應用，又鼓勵充分利用可作為防災資源的歷史要素，以促進社區維護和使用傳統的可持續發展[10]。

據此，反思2013年麗江廣義街火災、2014年迪慶獨克宗火災，直到今年5月4日浙江永嘉芙蓉村火災，可以得到以下兩方面的啟示：

1.歷史地段火災形勢依然嚴峻，不僅應該防控火災發生，也應該研究火災蔓延規律，依據保護規劃的價值評估確定對象和區域的性能化消防目標和可接受損失程度，盡量避免大面積延燒和重要文物建筑受損，將火災整體價值損失降至最低。

2.有必要對我國歷史地段內的封火墻等傳統防延燒措施進行調查和科學化研究，分析其作用機理和性能參數，探索整合傳統和現代技術的歷史地段火災蔓延仿真模擬及性能化防控設計方法，最終構建歷史地段的智能化消防系統。

二、當前歷史地段消防中的蔓延防控對策

如上文所述，當前我國歷史地段火災威脅依然嚴峻，探索基于預防性保護理念的蔓延防控體系，是實現整體價值損失最小化的對策之一，其要點包括以下四個方面：

（一）以控制火災向外蔓延為近期重點和切入點

風險評估是建筑遺產預防性保護和性能化消防的共同基礎之一。根據現代消防學風險評估理論，火災風險只能降低，無法完全消除。我國歷史地段自然環境、建筑空間、人口構成和生產生活十分復雜，起火點、起火原因、起火時間不可能完全控制，雖然可以采取各種管理和技術手段降低火災風險，但無論怎么預防，也不能絕對杜絕火災。歷史地段內量大面廣、豐富多樣的現存建筑，它們既有自身發生火災的風險，也有被周邊火災蔓延波及的風險，相對而言，蔓延起火的風險概率更高，整體損失也更大。

因此，當前我國歷史地段消防不僅要繼續重視建筑室內火災的預防和早期撲滅，還要重點防控火災向外蔓延，其當務之急是“防止外部火災蔓延危及古建筑安全”③，同時避免“火燒聯營”的惡性火災造成文化遺產和人民生命財產的重大損失。

將重心轉向控制火災蔓延，可以拋開建筑內部的梁、檁、柱、椽和可燃物品等復雜的細節，直接關注對于火災蔓延最為關鍵的建筑外表面的耐火性能，包括墻面和屋面的尺度、材料、開口等特性，才有可能探討歷史地段整體的火災蔓延特性。

如日本國土交通省在1998-2002年間開展的“城市建設中的防災評價、防災對策技術開發”研究中[11]，就將單棟建筑作為整體分為三類耐火性能，基于火災實驗構筑物理模型，同時考慮建筑物的開口處（窗戶等）的大小和位置的差異，最終建立了區域火災延燒模擬系統。其基于大量實驗的參數不可以照搬，但控制蔓延的基本思路和技術路線對我國具有很好的借鑒意義（圖3、4）。

另外值得強調的，建筑外表面不僅是火災蔓延防控的處置重點，也是歷史地段傳統風貌的主要載體，對于火災防控和價值保全均至關重要。

（二）建立基于價值分類和整體保全的性能化消防目標

價值評估是建筑遺產預防性保護和性能化消防的另一個共同基礎。在國際上，歷史文化價值的保全已經成為歷史地段和歷史建筑性能化消防的目標之一。美國文化資源委員會制定的國家標準《歷史建筑消防規范》中，將歷史結構、歷史元素、空間特征不受破壞和人身安全保障共同列入性能化目標，并據此提出可能達到這些目標的消防技術、建設、保護、管理和所有權等方面的措施[12]。臺灣地區的文化古跡防災也強調“以整體性、價值優先作為防火防災的首要目標”[13]。

無論是中國古老的消防理念（如春秋《左傳·襄公九年》記載，“火所未至，撤小屋，涂大屋”），還是現代消防安全學觀念，都支持通過改變或犧牲價值較低的建筑來保護價值較高的重要建筑的安全，以實現整體價值損失的最小化。我國歷史地段內街巷縱橫，建筑高度普遍在兩層以下，人員疏散較為便利，在2014年迪慶獨克宗那樣的歷史地段火災中，令全國上下痛惜的不只是嚴重的人身和財產損失，還有稀缺和不可再生的重要建筑遺產及其承載的歷史文化價值的損毀。因此，在短期內難以完全消除火災隱患的情況下，歷史地段消防應以歷史文化價值的最大保全為目標，建立與歷史地段保護規劃中價值評估相關聯的性能化消防目標。

歷史地段保護規劃的重要任務之一是根據現狀建筑的價值和保存情況確定分類保護和整治要求，不同類型的建筑間存在歷史文化價值高（如文物保護單位、歷史建筑）、中（如傳統風貌建筑）、低（其他建筑）的區別，其可接受損失程度和相應的性能化消防目標也應有所差別（見表1）。

在此基礎上，對于歷史地段內除法定保護對象以外的其他大量性建筑，也應以其歷史格局和傳統風貌方面的價值等級為主（權重較高），結合其本身房地產價值和內部物品價值（權重較低），研究其綜合價值分類方法，以及相應的可以接受損失程度和防火保護目標（見表2）。

這些根據價值評估所確定的性能化消防要求，將遺產保護要求和消防保護要求統一起來，可以指導歷史地段內建筑和區域保護利用及其消防工程項目，通過對價值較低的建筑物的改造和調整，提高價值較高建筑的火災安全性。這些性能化要求同時也可以轉化成歷史地段火災模擬系統的目標校驗參數，和空間信息、環境條件信息等共同構成歷史地段綜合消防性能仿真的基礎模型。

（三）科學化研究、保護和傳承傳統防延燒措施

建筑遺產的預防性保護和性能化消防理論都注重傳統智慧與現代技術的結合，“東西方古代社會的相關實踐，可以為當今建筑遺產在保護其原真性和完整性前提下進行維護和使用的可持續途徑提供參考，新技術的發展也促進了預防性保護的具體實施”[14]。在傳統建筑同樣以木結構為主的日本，早稻田大學等科研機構開展了大量的實驗研究，分析了傳統建筑墻體[15]、檐下[16]等各種構造的耐火性能和燃燒特性，不僅為模擬和分析歷史地段火災蔓延提供了科學的參數，而且還研發了將傳統木結構耐火性能提升至防火結構（可承受30分鐘室外火災）和準耐火結構（可承受45分鐘室內和室外火災）的若干種構造措施，并得到了主管部門國土交通省相關法令的認可，成為日本現代消防體系的有機組成部分[17]。

我國傳統城市和建筑防延燒措施自古就有文獻記載，并受到現代學者的關注。孟正夫[18]、李采芹[19]、張澤江[20]等系統闡述了防延燒措施的整體發展及歷史作用，從春秋時期墻面屋面涂泥防火、元代類似涂泥的“法制長生屋”、宋代開始出現以磚代木，明代以后大量采用以磚墻控制火災蔓延的各種措施，如封檐墻、馬頭墻（封火墻）、隔火墻、火巷（備弄）等。目前國內對封火墻等傳統防延燒設施的研究主要停留在歷史文化、樣式構造的層面，即使涉及防火研究也僅止于主觀的定性分析。除了石志敏對故宮圍房隔火墻耐火極限的研究[21]，以及楊春澤對民居防火墻高度的FDS分析外[22]，尚未見到其他對傳統防延燒措施作用機理的科學化研究成果，如耐火極限、熱量傳遞、煙氣流動等的定量研究，以及相應的防火性能提升和改造技術研究，既無法驗證傳統措施是否有效，更無法運用到現代消防規劃體系中。

因此，應對我國傳統的防延燒措施進行科學化研究和傳承。首先運用建筑學和建筑史學的力祛，開展各地歷史地段傳統防延燒措施的實地調查和典型測繪，記錄其本身及相關建筑空間的材料、尺度、構造方法、空間分布等信息，并進行必要的材料取樣，綜合研究其類型和規律性。（圖5）

在此基礎上，按照我國《建筑構件耐火試驗方法》（GB/T9978-1999）的規定，制作各類不同材料和構造方式的墻面、屋面、門窗洞口以及各類阻燃構造的小型試樣或縮尺模型，在實驗室環境內測試其綜合耐火和阻燃性能參數。

最后，利用采集的空間數據和材料、構件燃燒性能信息建立建筑或建筑群級別的較精細的PyroSim模型，設定典型氣候環境（風力、溫度、濕度等）及起火點，并建立若干比較模型（如有封火墻和無封火墻，不同形式、高度和位置封火墻等對比模型），通過反復的仿真模擬和對比分析，揭示封火墻等傳統防延燒措施的作用機理。在必要時，通過縮尺模型的實際燃燒實驗來檢驗火災模擬結論的可靠性。

（四）構建基于數字仿真和物聯網技術的智能化消防平臺

新技術的發展大大促進了預防性保護和性能化消防的具體實施，為構建基于數字仿真和物聯網技術的歷史地段智能化消防平臺提供了技術條件。

智能化消防平臺的核心是歷史地段火災仿真模擬系統。如前文所述，在通過實驗獲得傳統墻體、屋面構造和防延燒措施等燃燒性能參數的基礎上，將防控重點由建筑室內火災轉向外部蔓延火災，將元胞自動機模擬[23]、FDS模擬[24]、GIS模擬[25]等多種方法相互結合，探索將街區內的各單體建筑簡化，建立計算量較為適中的火災模擬模型。通過對不同起火點、火情和氣候條件的反復運算及優化，獲取滿足前述分類建筑性能化消防目標的一系列參數集合，并根據這些參數確定精確的消防設施布置，與之相對應的各建筑墻面、屋面防火性能改造要求。

在此基礎上，通過物聯網技術將火災模擬仿真系統和無線監控報警設備、自動滅火設施以及手機GPS、相關APP應用等整合起來，可實現具有培訓演習、監測預警和火場指揮等三大功能的智能化消防平臺。

模擬仿真系統隨時監控火災監測報警設備、自動滅火設備、人員活動狀態，預先根據各種可能的火災位置、原因和天氣情況演算積累消防預案庫，結合互聯網、虛擬現實和人工智能技術，為公眾和消防人員提供低成本、多輪次、科學化的單機或網絡消防演習和培訓，以彌補實戰演習成本高、頻次低和流于形式等問題。

一旦接到來自監測設備或公眾手機的報警信號，可以迅速核實并運算生成最優火災撲救和人員疏散方案，遠程開啟滅火和阻火設備，向所涉及消防站和消防員發送滅火行動指令，向火場范圍內公眾手機發送基于當前位置的最優逃生線路圖，實現精準滅火和疏散（圖6）。

三、結論

中國歷史地段保護制度建立三十多年來，火災消防和遺產保護之間經歷了從沖突到適應的轉變，并在近年來共同整合到建筑遺產預防性保護框架之內。針對當前依然嚴峻的火災威脅，我們可以在繼續優化適應性消防措施的基礎上，借鑒預防性保護理論中價值評估與風險評估并重、傳統智慧和現代技術結合的思路，探索以價值保全為目標、以蔓延防控為重點的歷史地段消防對策，科學揭示傳統建筑構件構造的耐火性能和傳統防延燒措施的作用機理，研發以火災蔓延仿真模擬系統為核心的歷史地段智能化消防平臺，以期最大程度地減少生命財產和文化遺產價值的損失。

[基金項目：國家自然科學基金面上項目“整合傳統與現代技術的密集型歷史聚落火災蔓延仿真模擬及性能化防控設計方法”（編號：51678129）;江蘇省文物局科研課題“建筑遺產預防性保護的國內經驗和江蘇省工作路徑研究”（編號：2019SK03）]

（致謝：本文得到了李建波、錢寧、張晟途、范寧、吳美萍、李敏等的幫助。）

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（責任編輯：張雙敏）

①聯合國教科文組織1976年通過《關于歷史地區保護及其當代作用的建議》（Recommendation concerning the Safeguarding andContemporary Role of Historic Areas），簡稱《內羅畢建議》，其中第2了條建議：任何影響歷史地區的城市發展或貧民區治理計劃應遵守適用于防止火災和自然災害的通用安全標準，只要這與適用于保護文化遺產的標準相符。如果確實出現了不符的情況，各有關部門應通力合作找出特別的解決方法，以便在不損壞文化遺產的同時，提供最大的安全保障。

②該方針由1984年《中華人民共和國消防條例》首次提出，并一直沿用至今。

③日本立命館大學地震工程學教授土岐憲三在《朝日新聞》著文，提出保護文物的當務之急，是修正文物保護的消防對策，采取措施，防止外部火災蔓延危及古建筑的安全。轉引自：郭瑞磺.制定火災蔓延至古建筑的消防對策是當務之急[J].消防技術與產品信息，2003（8）.