木結構古建筑防火設計分析

木結構古建筑由于技術和年代等原因，在修建的時候并沒有太多有效的防火保護措施，作為木結構古建筑保護的重要基礎性工作之一，消防安全設計仍然是薄弱環(huán)節(jié)，有的地方甚至還是空白。近年來，我國就曾多次發(fā)生古木建筑火災，因此必須加強對木結構古建筑防火設計。
　　一、木結構古建筑的火災特點
　　1、燃燒強度大
　　木結構古建筑的建筑構件大多采用松、杉柏香樟等含油木質材料制作，木材用量多，火災荷載大，而且年代久遠，特別是寺廟建筑常年香火繚繞，木構件極為干燥，加之表面涂刷油漆，火災時，燃燒猛烈，火場中心溫度可達 1200 度以上。
　　2、火勢發(fā)展快
　　木結構古建筑發(fā)生火災時，火焰、熱煙氣在室內向上升騰，首先沿著殿堂垂直布置的木構件，以及懸掛的垂幔、幔帳、柱棉、飄帶、天帳等裝飾品迅速向上蔓延。火災蔓延至屋頂部位后，又會迅速沿屋頂向水平方向發(fā)展蔓延，再加上室內空氣對流條件好，極易造成全面燃燒。同時，大多數木結構古建筑相互毗鄰，通廊相連，火勢一旦突破著火建筑門窗會引起延燒，強烈的熱輻射也能導致毗鄰建筑著火。
　　3、屋頂易倒塌
　　木結構古建筑發(fā)生火災后，其倒塌的規(guī)律一般是屋頂首先倒塌，墻柱后塌。這是由于古木建筑火災首先是垂直向上蔓延，且其屋頂的屋架、桁、檁等構件截面積較小，而柱、梁截面積較大。火災時，古木建筑整體倒塌的時限持續(xù)時間較長。
　　4、文物易受損
　　木結構古建筑不僅自身價值無法估量，而且其室內通常還珍藏有大量經典、書畫、匾額等各類古代藝術珍品。火災時，木結構古建筑本身及室內文物極易受到破壞，甚至直接被大火燒毀，而且用水撲救還會使木構件加速腐朽，忌水的文獻史料、泥塑、唐卡、壁畫等也會遭受損壞。
　　二、木結構古建筑防火設計的原則
　　1、預防火災發(fā)生
　　隨著社會經濟的發(fā)展，古建筑內用火、用電、用油、用氣劇增，火險因素隨之日趨增多，如果疏于防火管理，極易引發(fā)火災事故。通過建筑防火設計工作，合理確定與古建筑使用功能相匹配的建筑耐火等級，嚴格控制建筑內可燃、易燃物和內裝修材料，設計安全可靠的供電、供氣、供油、供熱系統(tǒng)，可以提高古建筑本身的安全度，有效預防古建筑火災發(fā)生。
　　2、防控火災蔓延
　　原有木結構古建筑防火設計中大多沒有防火間距的概念，當古建筑某一部位著火時，極易迅速蔓延。通過在建筑防火設計工作中，應用防火間距和防火分區(qū)分隔技術.合理確定建筑防火劃距，嚴格劃分防火分區(qū)，設置避難空間，充分利用防火墻，防火門窗、防火卷簾、防火閥、防火封堵材料等防火分隔設施，可以將火災控制在一定范圍，嚴防火勢蔓延甚至“火燒連營”，從而最大限度地減少火災損失。
　　3、暢通生命通道
　　木結構古建筑一旦起火并失控，其產生的火焰和高溫、有毒煙氣將對建筑內生命造成嚴重危害。在此情況下，如果古建筑缺乏必要的安全疏散措施，建筑內的人員將來不及疏散逃生，極易造成群死群傷，給家庭和社會帶來不可挽回的損失。因此，通過在古建筑防火設計中工作中應用，應用安全疏散和煙氣控制技術，合理設置安全出口、疏散通道、應急照明裝置、疏散指示標志等安全疏散設施和自然排煙、正壓進風、機械排煙等防煙排煙系統(tǒng)，可以保障人員安全疏散，最大限度地減少火災人員傷亡。
　　4、創(chuàng)造撲救條件
　　木結構古建筑起火且擴大成災后，需要消防力量及時、有效處置。因此，通過在建筑防火設計中應用平面布置技術，合理設置消防水源、消防車通道、消防登高場地等建筑滅火救援設施，可以確保火災時消防人員及各類消防車輛、裝備能夠順利靠近或進入古建筑實施滅火救援，及時、有效的撲滅火災，搶救遇難人員。
　　三、木結構古建筑防火改造設計的主要內容
　　木結構古建筑防火設計涉及內容很多，主要包括總平面布置、防火間距、建筑結構和耐火等級、建筑材料防火、防火分區(qū)分隔、安全疏散、防煙排煙、消防設施、建筑防雷等建筑防火技術方面的設計。
　　1、總平面布置
　　木結構古建筑的總平面布置要滿足城市規(guī)劃和消防安全的要求。一是要根據建筑物的使用性質、規(guī)模、建筑高度、建筑體積及火災危險性等，從周邊環(huán)境、地勢條件、主導風向等方面綜合考慮，合理選擇建筑位置。二是要根據實際需要，合理劃分儲存區(qū)（包括露天儲存區(qū)）、輔助設施區(qū)、行政辦公和生活福利區(qū)等。三是為了防止火災時因輻射熱影響導破火勢向相鄰建筑蔓延擴大，并為火災撲救創(chuàng)造有利的條件，在總平面布置中，應合理確定古建筑與各類建（構）筑物、堆場、儲罐、電力設施及電力線路之間的防火間距。四是應根據各建筑物的使用性質、規(guī)模、火災危險性，考慮撲救火災時必需的消防車通道、消防水源和消防撲救面。
　　2、建筑結構防火改造設計
　　建筑結構的安全是整個建筑的生命線，也是建筑防火設計的基礎。建筑物的耐火等級是研究建筑防火措施、規(guī)定不同用途建筑物需采取相應建筑防火措施的基本依據。在建筑防火設計中，正確選擇和確定建筑物的耐火等級.是防止建筑火災發(fā)生和阻止火勢蔓延擴大的一項治本措施。現存木結構古建筑構件的耐火極限和燃燒性能達不到規(guī)范的要求，可采取適當的方法加以解決。常用的方法主要有：在木構件表面涂刷防火涂料做耐火保護層；對木結構做耐火吊頂和防火保護層包敷等等。
　　3、建筑材料防火改造設計
　　木結構古建筑中的建筑材料絕大部分是可燃的，而且由于涂刷油漆，燃燒后產生大量的煙霧和有毒氣體，給火災撲救和人員疏散造成嚴重威脅。為了防止火災的發(fā)生，或阻止、延緩火災的發(fā)展，最大限度地減輕火災危害，必須對可燃建筑材料的使用及其燃燒性能進行有效的控制。木結構古建筑材料的防火改造設計應當遵循的原則是：對材料進行阻燃處理；與電氣線路或發(fā)熱物體接觸的材料應采用不燃材料或進行阻燃處理；樓梯、通道和供人員疏散的走道內應采用不燃材料。 　　4、防火分區(qū)分隔設計
　　木結構古建筑的建筑空間大，火災時燃燒面積大，蔓延擴展快，因此在建筑內實行防火分區(qū)和防火分隔，可有效的控制火勢的蔓延，既利于人員疏散和撲火救災，也能達到減少火災損失的目的。防火分區(qū)包括水平防火分區(qū)和豎向防火分區(qū)。水平防火分區(qū)是指在同一水平面內，利用防火隔墻、防火卷簾、防火門及防火水幕等分隔物，將建筑平面分為若干個防火分區(qū)、防火單元；豎向防火分區(qū)指上、下層分別用耐火的樓板等構件進行分隔，對建筑外部采用防火挑檐、設置窗檻（間）墻等技術手段，對建筑內部設置的敞開樓梯、中庭等采取防火分隔措施等。
　　5、安全疏散設計
　　人身安全是消防安全的重中之重，以人為本的消防工作理念必須始終貫徹于整個消防工作，從特定的角度上說，安全疏散設計是木結構古建筑防火改造設計中最根本、最關鍵的技術，也是建筑消防安全的核心內容。保證建筑內的人員在火災情況下的安全是一個涉及建筑結構、火災發(fā)展過程、建筑消防設施配置和人員行為等多種基本因素的復雜問題。安全疏散設計的目標就是要保證建筑內人員疏散完畢的時間必須小于火災發(fā)展到危險狀態(tài)的時間。
　　木結構古建筑安全疏散設計的重點是：安全出口、疏散出口、緊急出口以及安全疏散通道的數量、寬度、位置和疏散距離。基本要求是：每個防火分區(qū)內最好保證有兩個安全出口；疏散路線必須滿足室內最遠點到房門，多層古建筑保證房門到最近樓梯的行走距離限值；疏散方向應盡量為雙向疏散；疏散寬度應保證不出現擁堵現象，并采取有效措施，在清晰的空氣高度內為人員疏散提供引導。
　　6、防煙排煙設計
　　煙氣是導致木結構古建筑火災人員傷亡的主要原因，如何有效的控制火災時煙氣的流動，對保證人員安全疏散以及滅火救援行動的展開起著重要作用，而且火災時，如能合理的排煙排熱，對防止建筑物的轟燃、保護建筑也是十分有效的一種技術措施。煙氣控制的方法包括合理劃分防煙分區(qū)和選擇合理的防煙、排煙方式。劃分防煙分區(qū)是為了在火災初期階段將煙氣控制在一定范圍內，以便有組織的將煙氣排出室外，使人員疏散、避難空間的煙氣層高度和煙氣濃度處在安全允許值之內。防排煙系統(tǒng)可分為防煙系統(tǒng)和排煙系統(tǒng)。防煙、排煙是煙氣控制的兩個方面，是一個有機的整體，在建筑防火設計中，應合理設計防煙、排煙系統(tǒng)。
　　總之，木結構古建筑以木材為主要建筑材料，是建筑易于起火的最主要原因。因此我們要加強對木結構古建筑的設計，有效預防和減少古建筑火災事故的發(fā)生，最大限度降低火災事故損失。