中國(guó)古建筑智能防火工作研究

張楠

摘要：我國(guó)很多古建筑屬于木質(zhì)材質(zhì)，如果不能對(duì)這些建筑在保護(hù)過(guò)程中制定有效的防火措施，那么極易出現(xiàn)很多火災(zāi)事故。本文旨在分析中國(guó)古建筑智能防火工作，依據(jù)我國(guó)古建筑火災(zāi)的具體成因與顯著特征，充分融合應(yīng)用防火手段建立完善的智能防火系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：中國(guó)古建筑;智能防火;工作

一、我國(guó)古建筑火災(zāi)成因與具體特征

（一）建筑材料耐火等級(jí)低，預(yù)防相對(duì)困難

具體說(shuō)來(lái)，我國(guó)大多數(shù)古建筑基本上都是木質(zhì)結(jié)構(gòu)，這類(lèi)材料不僅火災(zāi)荷載大而且耐火等級(jí)非常低。例如，很多亭子或屋檐等喜歡采用杉木、松木或柏木這些比較耐風(fēng)吹雨打的木材，但是任何木質(zhì)材料經(jīng)過(guò)幾百年甚至幾千年的歷史變遷，其本質(zhì)材料不僅變得非常干燥疏松而且在自然風(fēng)化的作用下極易形成干裂。

例如，我們?cè)诼糜斡^(guān)賞時(shí)經(jīng)常會(huì)見(jiàn)到由橫梁和立柱作為基本構(gòu)成的“間”字架構(gòu)建筑，這種架構(gòu)雖然具有非常好的通風(fēng)條件且屋頂結(jié)構(gòu)工整嚴(yán)密，具有較好的欣賞價(jià)值。然而，一旦失火，屋內(nèi)的梁柱就會(huì)讓火勢(shì)迅速擴(kuò)散和蔓延，在短時(shí)間內(nèi)大量的煙氣和熱量聚集其中，而這些古建筑因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的問(wèn)題不易消散熱度，最終致使其轟然倒塌，著實(shí)讓人感到惋惜。

（二）位置過(guò)于偏僻，建筑相連緊密

在我國(guó)古代時(shí)期，因?yàn)槭艿秸我蛩亍⑽幕蛩匾约白诮桃蛩氐纳钊胗绊懀芏喙沤ㄖ矚g建于綿延起伏的群山之中或雄偉壯麗的山巔，例如我們比較熟悉的湖北襄陽(yáng)武當(dāng)山道教道觀(guān)以及山西省忻州市五臺(tái)縣境內(nèi)的五臺(tái)山佛教寺廟等，都屬于這種建筑。這些古建筑所處的地理位置極其獨(dú)特，或山路異常狹隘崎嶇或跋涉困難，一旦發(fā)生火災(zāi)，消防員和消防車(chē)根本不能在第一時(shí)間就趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行滅火，再加上寺廟或道觀(guān)中的僧侶道人不具備比較完善的滅火技能，而且周邊的消防設(shè)施設(shè)備也不夠完善，甚至有時(shí)候遠(yuǎn)離消防水源，致使消防員不能迅速滅火。

例如，我們還能見(jiàn)到以群落組合形式出現(xiàn)的古建筑，這種建筑的院落與廊道所采用的建造方式使得建筑與建筑之間進(jìn)行上下套疊或前后有效相接，雖然極具美感且形式獨(dú)特，但是防火間距非常狹小且缺乏安全空間。這種格局的建筑物，缺失有效的防火分隔與消防通道，假如發(fā)生火災(zāi)，必然會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)引發(fā)強(qiáng)烈的連鎖反應(yīng)，促使火勢(shì)不斷擴(kuò)大。

（三）管理不得當(dāng)，火災(zāi)誘因相當(dāng)復(fù)雜

我們?cè)缫堰M(jìn)入現(xiàn)代文明社會(huì)，基本的用電設(shè)施幾乎每人都能充分享受到。但是，調(diào)查發(fā)現(xiàn)引發(fā)古建筑發(fā)生火災(zāi)現(xiàn)象，超過(guò)半數(shù)以上的屬于人為用火用電不慎造成的。具體說(shuō)來(lái)，人為放火玩火、用火不慎以及進(jìn)行違章生產(chǎn)作業(yè)等，都屬于人為因素。普遍存在的有宗教用火不慎和生活用火不慎這兩種現(xiàn)象。

例如，冬日比較寒冷且古建筑內(nèi)并沒(méi)有一些現(xiàn)代化取暖設(shè)施，因此某些人會(huì)使用火樓進(jìn)行采暖，同時(shí)還喜歡用明火炊煮等。而夏日天氣燥熱蚊蟲(chóng)紛飛，人們?yōu)榱蓑?qū)蚊使用滅火蚊香，還有人喜歡隨地亂扔煙頭等。這些現(xiàn)象，都極易引發(fā)火災(zāi)。同時(shí)，在某些大型道觀(guān)和寺廟中，每到初一十五，必然會(huì)有大規(guī)模的信眾進(jìn)行明火燃香行為，而且香客在禮拜過(guò)程中還喜歡使用諸如鞭炮等易爆物品，稍有不慎，就極易引發(fā)大火。

二、中國(guó)古建筑智能防火研究策略

因?yàn)楠?dú)特的客觀(guān)建筑特征，我國(guó)古建筑不僅沒(méi)有較高的耐火等級(jí)而且火災(zāi)防范比較困難等，加大了引發(fā)火災(zāi)的可能性。當(dāng)下，將人工智能技術(shù)與交互技術(shù)充分融入消防安全中，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建比較完善的防火體系已成為社會(huì)主流。在古建筑智能防火中，充分應(yīng)用比較先進(jìn)的前沿科學(xué)技術(shù)，在復(fù)雜的古建筑環(huán)境內(nèi)，讓更多的消防設(shè)備充分發(fā)揮自控制、自感知以及自適應(yīng)等手段，將火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)最大可能地降到最低。

（一）在古建筑中合理應(yīng)用科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)

相關(guān)技術(shù)人員可以對(duì)計(jì)算機(jī)模擬軟件進(jìn)行充分運(yùn)用，在此基礎(chǔ)上建立出有關(guān)古建筑的火災(zāi)模型，然后對(duì)古建筑火災(zāi)情況進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)方式模擬，在進(jìn)行模擬時(shí)要充分考慮到建筑在發(fā)生火災(zāi)時(shí)的相關(guān)溫度變化、引起運(yùn)動(dòng)變化以及火勢(shì)發(fā)展情況等，對(duì)當(dāng)前火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)采用精確定量分析法進(jìn)行科學(xué)分析。

例如，按照不同古建筑空間特征構(gòu)建相應(yīng)模型，然后選用諸如有限元法等不同數(shù)值方法與離散格式進(jìn)行計(jì)算，以此確保全面分析古建筑的火災(zāi)情形。以模擬數(shù)學(xué)評(píng)估法為主對(duì)古建筑火災(zāi)進(jìn)行分析，還要建立比較合理的消防管線(xiàn)建筑信息模型與古建筑消防設(shè)施模型等，以此對(duì)火災(zāi)危險(xiǎn)程度進(jìn)行正確評(píng)估。同時(shí)，在具體應(yīng)用過(guò)程中還要將模糊綜合評(píng)估方法作為主要輔助手段，在制定消防安全檢查表時(shí)要充分依據(jù)城市劃分原則與指標(biāo)選取原則。此外，還要根據(jù)實(shí)際狀況評(píng)估古建筑火災(zāi)起火的危害性。在制定完妥善的方案之后，要將所總結(jié)出的評(píng)估手段完全會(huì)納入檔并及時(shí)向消防部門(mén)上傳，按照分析結(jié)果，消防部門(mén)會(huì)對(duì)所負(fù)責(zé)的區(qū)域內(nèi)部建筑進(jìn)行合理分級(jí)，根據(jù)不同的消防級(jí)別給予相對(duì)應(yīng)的整改措施，將火災(zāi)發(fā)生控制在根源。

（二）逐步健全火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)技術(shù)

我國(guó)古建筑采用木質(zhì)裝配形式的居多，這種建筑往往對(duì)于榫卯結(jié)構(gòu)運(yùn)用非常充分，不僅空間高大而且內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，如果在古建筑外觀(guān)布置消防電纜線(xiàn)極易破壞建筑的整體美感。基于此，對(duì)古建筑的火災(zāi)探測(cè)與報(bào)警功能可選用當(dāng)今比較流行的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，首先可以將數(shù)量不等的無(wú)線(xiàn)通信節(jié)點(diǎn)設(shè)置在建筑周?chē)缓髮⒉煌?lèi)型的傳感器監(jiān)測(cè)依據(jù)部位特征妥善安置，以此對(duì)區(qū)域內(nèi)比較敏感的參數(shù)信號(hào)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

例如，在某些廟堂的大殿內(nèi)可以將紅外參數(shù)信號(hào)的傳感器設(shè)置在其中，將對(duì)光強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行充分測(cè)量的傳感器放置在藏書(shū)閣內(nèi)。這樣，通過(guò)自組織形式，節(jié)點(diǎn)群就形成了比較完整的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)，在sink節(jié)點(diǎn)上接收到區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，然后在充分借助衛(wèi)星與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)利用sink鏈路將所得到的數(shù)據(jù)向控制處理中心上傳。如果古建筑內(nèi)已經(jīng)安裝了有線(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，那么報(bào)警系統(tǒng)的子系統(tǒng)在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)兼容后可將普通探測(cè)作用發(fā)揮得更好。

（三）簡(jiǎn)易阻燃處理

我們雖然不能對(duì)古建筑的格局進(jìn)行隨意改變，但是完全可以對(duì)古建筑的自身環(huán)境進(jìn)行良好改善，以此達(dá)到簡(jiǎn)易阻燃處理的目的。

例如，可以時(shí)時(shí)留意古建筑內(nèi)部某些極易燃燒的裝飾物品材料，針對(duì)這些材料的具體性能采用科學(xué)合理的防火處理與必要的阻燃措施。例如，可以通過(guò)防火油漆或防火材料等進(jìn)行比較簡(jiǎn)易的處理。還可以將古建筑內(nèi)的房間通過(guò)不可燃材料進(jìn)行有效隔開(kāi)，并對(duì)古建筑內(nèi)的紡織品利用阻燃劑進(jìn)行有效的防火處理，同時(shí)在保持懸掛物色澤與質(zhì)地的基礎(chǔ)上進(jìn)行阻燃處理等。如果我們采用防火門(mén)和防火墻技術(shù)，就可以將較大規(guī)模的文物古建筑合理分隔成多個(gè)數(shù)量的防火分區(qū)。這樣不僅可以將火災(zāi)負(fù)載降到最低，而且相應(yīng)將古建筑的耐火等級(jí)有效提升，可以從源頭上有力遏制火災(zāi)的發(fā)生。

（四）用電用火改造

在文物古建筑中，電器而產(chǎn)生火災(zāi)的比例將近50%左右，因此有必要對(duì)此方面進(jìn)行逐步規(guī)范并將其納入重點(diǎn)范圍。在整個(gè)建筑界，很多文物古建筑擁有非常特殊的地位而且屬于分級(jí)分管，因此我們可以與宗教部門(mén)和城建部門(mén)等相互協(xié)調(diào)，籌措更多利于改造的整改資金對(duì)古建筑內(nèi)的電氣線(xiàn)路敷設(shè)進(jìn)一步規(guī)范。

（五）不斷完善自動(dòng)滅火裝置系統(tǒng)

氣體滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧滅火系統(tǒng)以及自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)等是我國(guó)當(dāng)前比較常見(jiàn)的火災(zāi)自動(dòng)滅火系統(tǒng)。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)與氣體滅火系統(tǒng)并不適用于對(duì)古建筑的滅火工作，因?yàn)檫@兩種滅火系統(tǒng)容易對(duì)古建筑內(nèi)的文物造成一定程度的損壞，因此要在古建筑內(nèi)推廣細(xì)水霧滅火系統(tǒng)。同時(shí)，在采集相關(guān)設(shè)備信息時(shí)可充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)壓力與水量狀態(tài)做到充分監(jiān)控并對(duì)其進(jìn)行妥善維修，以此確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)依然處于正常工作狀態(tài)。

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