木结构古建筑防火改造技术初探

1、木结构古建筑防火改造技术初探中国文化源远流长，古建筑是其中重要的历史瑰宝，它是我国宝贵文化遗产的重要组成部分。然而，我国曾多次发生古建筑火灾，特别是木结构古建筑，如山东曲阜市孔庙、四川省峨眉山金顶寺先后发生火灾，这些火灾均造成了难以弥补的损失和影响。古建筑具有不可再生性，是国家文明的重要标志，是全人类共同的宝贵财富。这对于研究研究中国的历史，对广大青少年进行爱国主义教育、开展对外文化交流和发展旅游事业，都具有十分重要的意义。因此，加强古建筑的防火设计，进一步对木结构古建筑进行防火改造，确保古建筑的安全，对于我们来说，是一项刻不容缓的任务。1、我国木结构古建筑的特点及火灾特殊性1.1我国木结构古

2、建筑特点我国木结构古建筑的特点主要体现结构布局等方面，也正是这些特点导致了其火灾的特殊性。首先是其结构特点，多采用以木架为主的结构方式，创造了与这种结构相适应的各种样式。这种结构主要是用木梁、木柱搭建筑起一个木的结构框架，然后采用其他的材料作为围护结构。布局特点，变化很多，单体建筑有殿、堂、厅、轩、楼、阁、塔、亭等等。采用均衡对称的方式，沿着纵与轴布局。我国木结构古建筑首先采用大出檐来防雨，但是大出檐影响光，从汉代起，就出现了微微上翘的屋檐。1.2木结构古建筑的火灾特殊性。由于木结构古建筑本身特点，导致其火灾特珠性。古建筑中的各种木材构件，具有良好的燃烧和传播火焰条件，起火后，犹如架满了干柴的

3、炉膛，而屋顶严实紧密，将导致在发生火灾时，屋顶内部的烟与热不易散发，温度快速积聚，迅速达到“轰燃”。古建筑的梁、柱、椽等构件，表面积大，木材的缝和拼接的缝隙多，并且大多数通风条件比较好，发生火灾后火势蔓快，燃烧猛烈，特别是在古建筑群落中极易形成群体火灾并且也极易造成房屋倒塌。与现代建筑相比较，古建筑火灾具有如下特珠性：1.2.1 火灾荷载大，耐火等级低。我国的古建筑多采用以木结构为主的结构形式，梁、斗、柱层层叠叠搭筑而成。一般的古建筑，每平方米的建筑面积大约需用1 立方米的木材，复杂的古建筑使用的还要多，火灾荷载远远高于现行的国家标准所规定的火灾荷载。古建筑中的木材，经过多年的干燥，含水量很低

4、，特别是一些枯朽的木材，由于质地疏松，表面积大，在干燥的季节，即使遇到火星也会起火。而且古建筑中的各种木材构件，具有良好的燃烧和传播火焰的条件，发生火灾时，屋顶内部的烟与热不易散发，温度快速积聚，迅速达到“轰燃”后果。1.2.2古人在修建各种建筑时很少有考虑防火间距，更不注意防火分隔。在建筑总体布局中讲究绝对对称或绝对自由、小巧、含蓄，使用高低错落、疏密相间的艺术手法。在庭院之间用带漏窗的短墙分隔；建筑之间用回廊连接，使景点层出不穷，从而达到步移景异的中国山水画式的艺术效果，致使古建筑密集。再加上建筑物的前后廊的屋檐伸出很长，便更显得防火间距不足了。至于防火分隔，当建筑物之间有硬山墙或风火墙时

5、还能起到一定的作用。而建筑间蜿蜒的回廊便无疑破坏了防火分隔与间距，把建筑物全连在一起，为火灾扩大蔓延创造了良好的条件。1.2.3 无避雷设施。从历史记载上看，古建筑受害最多而对古建筑威胁最大的莫过于雷击火灾。这是与古建筑的高度、环境、结构造型分不开的。由于古建筑本身空间大，又大多建于地势高处，有的建在山上，且周围有高大的树木，极易遭受雷击，但从目前看，大多数古建筑没有按规定安装避雷设施，个别的虽然安装了避雷针或避雷带，也未按规定检测，起不到避雷效果。2、木结构古建筑防火设计改造的原则及主要内容2.1建筑防火设计的原则。是指建筑防火设计工作必须遵循的理念、策略、方训和规则。当前，木结构古建筑防火

6、设计工作应重点遵循以人为本、依法设计、安全经济、统筹兼顾、科技创新等基本原则。坚持实事求是，充分考虑建筑的经济合理性，因地制宜、科学合理地控制建设成本和资源投入。谋求建筑设计安全可靠与经济适用二者的平衡，力争以最小的投入获取最大的经济、安全和社会效益，从而使木结构古建筑消防设计工作更好地服务于经济建设和社会发展。2.2木结构古建筑防火改造主要内容木结构古建筑防火设计涉及内容很多，主要包括防火间距、建筑结构和耐火等级、建筑材料防火、防火分区分隔、安全疏散、防烟排烟、消防设施、建筑防雷等建筑防火技术方面的设计。2.2.1建筑结构防火改造设计建筑结构的安全是整个建筑的生命线也是建筑防火设计的基础。建

7、筑物的耐火等级是研究建筑防火措施、规定不同用途建筑物需采取相应建筑防火措施的基本依据。在建筑防火设计中，正确选择和确定建筑物的耐火等级是防止建筑火灾发生和阻止火势蔓延扩大的一项治本措施。现存木结构古建筑建筑构件的耐火极限和燃烧性能达不到规范的要求，可采取适当的方法加以解决。常用的方法主要有：在木构件表面涂刷防火涂料做耐火保护层；对木结构做耐火吊顶和防火保护层包敷等等。2.2.2建筑材料防火选择木结构古建筑中的建筑材料绝大部分是可燃的，而且由于涂刷油漆，燃烧后产生大量的烟雾和有毒气体，给人员安全造成严重威胁。为了防止火灾的发生，或阻止、延缓火灾的发展，最大限度地减轻火灾危害，必须对可燃建筑材料的

8、使用及其燃烧性能进行有效的控制。木结构古建筑材料的防火改造设计应当遵循的原则是：对材料进行阻燃处理；与电气线路或发热物体接触的材料应采用不燃材料或进行阻燃处理；楼梯、通道和供人员疏散的走道内应采用不燃材料。2.2.3防火分区分隔设计木结构古建筑的建筑空间大，火灾时燃烧面积大，蔓延扩展快，因此在建筑内实行防火分区和防火分隔，可有效的控制火势的蔓延，既利于人员疏散和扑火救灾，也能达到减少火灾损失的目的。防火分区包括水平防火分区和竖向防火分区。水平防火分区是指在同一水平面内，利用防火隔墙、防火卷帘、防火门及防火水幕等分隔物，将建筑平面分为若干个防火分区、防火单元；竖向防火分区指上、下层分别用耐火的楼

9、板等构件进行分隔，对建筑外部采用防火挑檐、设置窗槛（间）墙等技术手段，对建筑内部设置的敞开楼梯、中庭等采取防火分隔措施等。2.2.4防烟排烟设计烟气是导致木结构古建筑火灾人员伤亡的主要原因，如何有效的控制火灾时烟气的流动，对保证人员安全疏散以及灭火救援行动的展开起着重要作用，而且火灾时，如能合理的排烟排热，对防止建筑物的轰燃、保护建筑也是十分有效的一种技术措施。烟气控制的方法包括合理划分防烟分区和选择合理的防烟、排烟方式。划分防烟分区是为了在火灾初期阶段将烟气控制在一定范围内，以便有组织的将烟气排出室外，使人员疏散、避难空间的烟气层高度和烟气浓度处在安全允许值之内。防排烟系统可分为防烟系统和排

10、烟系统。防烟、排烟是烟气控制的两个方面，是一个有机的整体，在建筑防火设计中，应合理设计防烟、排烟系统。2.2.5建筑防雷和电气设计因雷击和电气线路引起的火灾在整个木结构古建筑火灾中占了很大的比重。许多其他地区尤其是处在山区的古建筑几乎没有防雷措施。对于这些地方一定要尽快加装避雷设备，加装时要注意六项原则，即接闪功能；分流影响；均衡电位；屏蔽作用；接地效果；合理布线。2.2.6设置消防设施体系根据建筑的具体情况合理、实用地设置消防设施.特别是对一些古建筑的结构、疏散与现行规范存在先天不足的,就更需要增设消防设施来弥补,其中自动喷水灭火系统是增设消防设施的首选.在对建筑的整体防火安全作一个较为全面的评估后,结合建筑构造和装修的特点,合理布置自动喷水灭火系统的喷头、火灾自动报警系统的探测器等消防设施。3、结束语木结构古建筑的修复和改造设计涉及到许多的历史和文化内涵,不是单靠执行规范和标准就能使其保证安全的,并且在现有的规范中几乎没有涉及到古建筑的改造和修复。因此在实际的操作中应做到修复和改造既能保留各具特色的建筑造型和历史内涵，又能满足防火安全需要，使得各类风险损失降到最低。通过对建筑