古建筑智能防火對策分析

導語：古建筑智能防火對策分析一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：文章就古建筑開展研究，具體分析古建筑起火原因和防火措施，期望研究出智能防火的方法和對策。以古建筑的起火原因為出發點，已有的防火技術為基礎，構建現場消防滅火和網絡消防監督協同作業的智能防火體系，協助消防救援機構、文物保護機構實時發現和快速報警，有效遏制火災蔓延，更好地保護古建筑。

關鍵詞：中國古建筑；智能防火；對策

古建筑是中國文化歷史的典型代表，是華夏兒女的驕傲。其本身和內部的遺跡是分析研究社會發展與進步的直接材料，然而一旦古建筑特別是木制古建筑因火災燒壞、破損時，其研究價值便會大大減少，進而影響對社會歷史的研究和分析。古建筑火災事件頻發最重要的原因是其本身的建筑特征和外界人為原因的混合影響。如今，社會文明在不斷進步，古建筑的保護和修繕自然成為了非常重要的工作，目前現代化智能建筑得到迅速成長和普及，這對于古建筑的維護和修繕來說具有非常重要的指導價值。我國對于古建筑智能防火保護的研究已經屢見不鮮，比如薛奕在獨樂寺防火保護策略中表明，在安裝火災智能檢測設備時，要根據現場環境適當增加復合檢測設備與點狀探測設備的數目，建筑內在鋼架網上還要安置中壓的單流體細水霧裝置的水管路線，安置自動噴水滅火設備；翁文國、范維澄等通過數值模擬計算、模擬實驗等來計算古建筑中火災蔓延和煙霧傳播情況，這些對古建筑的救火、撲火等工作的開展都很有幫助；李曉剛在消防中加入物聯網觀念，研究了借助網絡平臺采取無線監控與反向監督的方法來強化古建筑智能防火保護意識的重要性；李昕宇在古建筑保護中加入人工智能元素，強化了在“互聯網+”這個信息化時代中，利用高新科技逐步提升消防安全制度的實踐能力。我國當下在古建筑智能防火安全方面已經小有成就，但智能防火方法比較單一，且其內容僅是防火、防災過程中的一個小片段，運用先進科技整體提高古建筑火災預防的研究也很是局限。在古建筑內建造一個安全的智能防火體系，當火災發生時能快速行動、迅速滅火便成了一個重要的研究內容。

1古建筑火災案例研究

2017年，四川省綿竹市的九龍寺正殿因電弧焊接過程中工作人員失誤造成火災，當天風勢很大，且建筑物密集，大殿火災發生后迅速蔓延到了周邊的靈官樓，火勢迅猛、營救不及時，致使兩殿一塔被燒毀，火勢蔓延到800多平方米。靈官樓是在崇禎時代建造完成的，曾經在汶川地震中受到損壞，之后進行修復重建，使得整個樓高達16層，它采用的是傳統的全榫卯結構，這次火災造成了巨大的經濟損失[1]。2018年，拉薩大昭寺敬奉著釋迦牟尼像的大殿二樓右側透風室失火，火勢迅猛、濃煙滾滾，火災蔓延至50多平方米，造成本次火災的原因是電氣線路老化出現短路造成的。2019年，山西省的平遙古鎮武廟失火，使得大殿主要古建筑被燒毀甚至倒塌。這次火災原因是文物保護項目作業人員在作業過程中沒能按照規定施工，監督管理失利，除此之外，該地的有些市區和建筑線路安置混亂，消防管線、消防員分配和管理方面也有很多違規行為和未知的安全風險。最近十年，中國應急管理部消防局處理了將近392起古建筑火災事件。同時，根據國家相關單位處理古建筑火災事故的統計數據表明，我國處理了文物火災事件150多起，其中，2017年有21起，2018年有14起，2019年有17起，2020年有12起?？梢钥闯?，隨著文物保護項目的持續深入與古建筑智能消防方法的持續優化，古建筑火災事件數量逐漸變少，但從巨大的經濟損失中還可以看出古建筑保護工作的狀況還有待提升，強化古建筑消防安全意識工作依舊十分緊迫和重要[2]。

2古建筑起火原因和特點

2.1火勢迅猛難以預防，耐火性能差

本國古建筑主要是用木質原料來修建并以木結構的樣式展現的，因而耐火性能差。其修建的主要木材是松、衫、柏，常年風吹日曬，木質材料會越來越松散、干燥且逐漸產生裂紋，之后又因為修繕需要，在其表面噴涂了很多油漆，這無疑加劇了火災來臨時的火勢。由立柱和橫梁組成的結構使得木材十分通風，但屋頂結構緊密，失火時火勢蔓延迅速，熱量和濃煙無法快速消散從而造成古建筑的驟然坍塌[3]。

2.2位置不好，建筑密集

古建筑常常因政治立場、地域、社會文化需要坐落于巍峨聳立的群山之中或幽深的峽谷之間，例如五臺山佛教寺廟，這些地方大都道路曲折且狹窄異常，一旦出現失火情況，消防車和工作人員都很難快速抵達火災現場，而且僧侶大都不懂如何滅火，加之建筑附近幾乎沒有專業滅火設備，甚至沒有太多的消防水源，都導致失火的時候不能及時開展滅火救援工作，耽誤救援，最終燒毀無數的文物古跡。此外，古建筑大部分都以群組的建筑方式構建，院落與過道間特別的構建方法迫使不同建筑間緊密相連，間距很小，安全空間狹窄，沒有防火分隔與消防通道，如若發生火災，將會牽連很多周邊建筑，使得火勢蔓延更快。

2.3分工、管理不科學

近些年，人為用電用火失誤導致古建筑失火已經成為最重要的緣由。人為原因還可以細分為以下幾部分：用火不慎、用電不慎、人為縱火、生產違規操作，其中用火不慎又分為生活、宗教用火不慎。2.3.1生活用火不慎因生活大意用火而造成火災的原因有：明火做飯、爐子取暖、使用蚊香不當、亂扔煙蒂等。2016年3月，南岳廟在短短一個月內接連出現兩次火災，寺廟工作人員的火災防護意識不強、滅火能力不足、管理不合理，起火原因是：燒香和違規使用大功率電器。2.3.2宗教用火不慎因宗教用火不慎造成火災的原因有：很多信徒明火燃燒香紙，信徒帶有易燃易爆物品，蠟燭火苗引燃桌子上的物品等。2017年，全國文物保護機構的法輪寺東殿出現火災事故，造成50m2東配殿被完全燒毀，起火原因是工作人員熄滅的油燈燈芯再次燃燒引發了附近的易燃物。2.3.3電氣線路故障因不正確使用電氣造成火災的原因有：違規私拉亂搭電線、線路長久使用逐漸老化、違規安裝電氣設施，工作職員違規用高耗熱的電器燒水，致使短路，使用發熱極快的燈泡且將其安裝在易燃物周邊，可燃物之間通過熱傳遞誘發火災等。2015年，巍山縣省級文物保護機構拱辰樓出現火災事故，其建筑臺上的木質建筑幾乎被銷毀，過火范圍達到了765.62m2，發生火災的原因是電氣線路的短路。2.3.4人為縱火故意縱火包括危險人員、精神問題病人縱火、未成年玩火等。1980年，法雨寺清華洞因火災燒毀了6棟樓臺，受損范圍多達400m2，發生火災的原因是孩子玩火。2.3.5違規作業因工作中違規操作造成火災事故的原因有：動工場所缺乏管理、使用明火作業、易燃物堆放不合理、作業職員隨便抽煙等。

2.4自然災害、無法避免且難以預防

古建筑本身都比較高峻或建筑地勢險峻，使得其容易遭受雷電攻擊誘發火災。在我國古建筑因雷電引發的火災事件的案例也是屢見不鮮，如故宮就曾經因雷電襲擊引發數十次火災事故。因為雷電引發火災的情況常有發生，所以古人早在屋頂安置鴟吻，然后將鐵鏈連接到地面上用來導電?，F如今社會對于雷電這種非人為災患也想到了很多比較有效的預防方法，比如分散電流、平均電壓等，從多方面多角度減少非人為災患給古建筑帶來的損失。

3古建筑智能防火方法

古建筑常常因為其自身獨特的建筑特點使得耐火性弱、易擴散、易遭雷電襲擊等情況，且在之后也難以預防人為因素，而人為用電用火不小心又是古建筑遭遇火災的重要原因?；诠沤ㄖ旧淼娜毕?，如何控制好人為因素導致的高頻火災事故，從而減少火災事故發生的頻率就變得非常重要。目前，將消防安全與人工智能這種高新科技相結合提出更安全的防火系統已經逐漸得到認可。二者的結合，使得消防設備在復雜的古建筑內部也可以游刃有余，及時發現問題、迅速做出反應，最大程度減少古建筑火災的發生頻率。

3.1合理使用火災等級評估體系

合理使用火災等級評估體系中的精準定量研究方法，工作職員可以利用計算機來模仿火災情況，構建古建筑火災模型，利用非穩態方法模擬火災來臨時的煙霧傳播、氣溫變化、火勢蔓延、工作人員疏散等狀況。對于風格不一樣的古建筑，要根據古建筑自身的特性選擇合適的離散和數值方法，從而實現精準把控古建筑發生火災時的狀況。實際作業中使用比較多的方法包括限差分方法、有限元方法、有限體積方法；使用比較多的定量分析方法包括建筑火災安全工程方法、火災等級與成本估計模型、模糊數學估計法等。其中，對于古建筑的研究主要使用模糊數學估計方法。同樣的，構建包括古建筑保護設備、消防路線的建筑結構模型，然后，利用火災模型和結構模型一起計算古建筑的火災等級，加之模糊評級方法，最后借助等級細分和標準選擇設計火災安全監督表，對古建筑發生火災的概率和危險程度進行評價，從不同方面、不同角度綜合考察確定被測古建筑的消防方案。并將整個過程記入檔案，上傳給相關部門，消防部門依據研究數據對其轄區內的古建筑分等級、評估安全性然后采取合適的改進方法，盡量做到防患于未然。

3.2完善火災智能檢測體系

古建筑通常都是木質材料并且利用榫卯結構來構建的，空間高且寬闊、復雜，安置消防電纜的時候比較麻煩，而且容易破壞古建筑的美觀，因此可以利用無線傳感智能火災自動檢測與報警體系，在其附近安置不同數量的無線通信站點。根據各自的結構特點，站點內部要安裝相應型號的傳感器檢測敏感的參數信息，例如在大殿內安裝測量紅外信息的傳感器，在藏書閣安裝丈量光強信息的傳感器等。站點群組借助智能組織的方法形成無線通信網絡，把檢測范圍內的檢測數據傳送到sink站點，加之互聯網和衛星的幫助把檢測數據傳送給監控處理中心。在已經安置了有線火災報警體系的古建筑里，也可以在其中發揮輔助作用。無線傳感器智能體系利用物聯網信息技術可以多角度匯集古建筑內的氣溫、煙霧、光強等具體信息，檢測火災情況，從而貫徹落實智能連接全盤覆蓋和報警情況迅速傳送的方針。

3.3構建消防安全監督體系

在眾多造成火災事件頻發的緣由中，工作人員缺乏消防意識是主要的原因之一。針對這種情況，可在古建筑中構建消防監督體系，保證消防部門和相關部門能遠距離觀察并排除可能的安全風險，同時還可以對消防人員的工作進行管理，實時發現違規作業并進行改正。消防設施在建筑救火中發揮著非常關鍵的作用，利用物聯網傳感器搭建監督體系為消防設施正常使用提供了基礎。在古建筑中借助物聯網可將消防設施的使用情況傳輸到手機端的App，隨時監督火災智能報警體系中的數據與運行情況、室內外消火栓水壓情況等，從而設定消防水池的檢測水位高度，來確?；馂膩砼R時有充足的水源。此外，監控電氣系統用電情況和承載能力，當出現電氣事故或存在安全風險時，監控發出警告提示，工作人員便可通過手機查看并及時前往檢查更新設備，規避電氣火災的發生。

3.4組織快速響應救火團隊

構建統一調整系統。當古建筑發生火災時，依據火災等級評估應急方案快速調整救火團隊前往現場，消防部門利用網絡設備調用古建筑結構模型和火災模型，及時了解火災的現場情況。消防人員可以事先了解古建筑的火災情況與附近環境，為更有效的滅火做準備。在滅火過程中如情況復雜，就要及時構建線上線下同步作業平臺，收集多部門的意見，及時制定出最有效的滅火方法。若古建筑地處偏遠地方，就要強化管理人員與工作人員的應急培育，在周邊搭建小型消防站，并鼓勵支持附近百姓搭建民間消防救援隊，做到發生火災時，能迅速前往施救，減少經濟損失。3.5完善自動滅火設備當下我國最常用的智能滅火設備包括氣體滅火、自動噴水滅火和細水霧滅火三種。前兩種由于古建筑自身密閉性不好，有些地方消防水源不足、設備噴射所產生的氣體與水滴容易損壞文物而不適合用于古建筑滅火，因此常用智能滅火設備就只有細水霧設備了。對于智能滅火設施，還可以通過物聯網對設備使用信息進行收集，查看其壓力和水源狀況，盡量做到隨時檢查更新，以確?；馂膩砼R時能正常運行。

3.6強化網絡消防安全宣傳工作

隨著互聯網信息技術的快速發展，人們收到信息的途徑越來越多，接收信息的進度也越來越快。因而，可以利用互聯網信息技術，加大宣傳力度、強化消防安全意識，加強人們對古建筑消防安全的重視，增強人們緊急避險技能，從而實現及時察覺古建筑的安全風險，減少火災事故發生頻率。例如，可以借助微信宣傳古建筑消防安全常識，或者微博小視頻的形式宣傳古建筑撲火技巧，充分利用各種互聯網技術強化古建筑消防安全宣傳工作，讓人們更加了解古建筑消防工作內容。

4結語

文章以古建筑為研究內容，通過大量數據分析、討論火災的發生原因與特性，提出了適合于古建筑的火災監控管理系統和自動滅火的智能防火方案，把線上的互聯網信息技術、互聯網的等級評價，檢查、監督方法與線下工作人員的管理和救援工作相配合，搭建古建筑智能化防火網絡平臺，以減少古建筑火災事件的發生頻率，從而減輕其帶來的經濟損失。古建筑作為一個國家歷史文明發展與進步的見證者，對社會歷史的研究工作有非常重要的研究價值，把它完整地傳承給下一代是我們應盡的義務和責任。因而古建筑火災的防護就成為了非常重要的工作，我們要時刻跟隨時代的發展腳步，學會運用最新方法強化防火工作的可靠性，保證其能一直流傳下去。

參考文獻：

[1]康茹,洛桑朗卡,閆峻,等.中國古建筑的火災危險性及對策[J].中國公共安全,2005(01):96.

[2]王才.中國古建筑消防安全現狀與對策[J].建筑建材裝飾,2018(10):112.

[3]高春,李理.古建筑消防規劃特性及防火對策淺析[J].中州建設,2009(17):80.

作者：杜蘇奎 單位：無錫市梁溪區消防救援大隊