1月3日，距今600年歷史的云南大理巍山古城拱辰樓失火，樓上部木結(jié)構(gòu)部分被燒毀。拱辰樓始建于明朝，如此高大雄偉的明代古城樓完整地保存至今，在云南乃至全國實屬罕見。
近年來著名古城、古鎮(zhèn)、古村落發(fā)生火災(zāi)的情況經(jīng)常出現(xiàn)。頻繁發(fā)生的古建筑火災(zāi)事件對木建構(gòu)歷史文化遺產(chǎn)保護工作提出了警示。
我國古代的建筑多為木結(jié)構(gòu)，那么，古人在木建筑防火方面有哪些獨特的設(shè)計與經(jīng)驗？其中有哪些科學(xué)思想值得今人借鑒？
古代的建筑防火設(shè)計
清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑歷史與文物建筑保護研究所教授王貴祥在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時表示，“概念防火”是古代建筑形制中一種頗具特色的象征性防火設(shè)計。其中比較有代表性的建筑裝飾有鴟吻和藻井。
鴟吻是古代建筑房脊兩端高高聳起的飾物，形狀似龍形，卷頭縮尾，張開大口銜著正脊，背插寶劍。其形象有狎魚、海馬、鰲龜?shù)龋@些都是興云作雨的海中神獸，古人期望著借助它們的神力來避火。藻井是古代建筑的一種室內(nèi)裝飾元素，一般用于殿堂明間頂部中央，繪龍紋或菱、藕一類花卉。藻井有生水之意，從我國五行說中“水克火”的認識衍生而來。
“取名帶水”和“門不帶鉤”也具有極強的象征意味。例如存放《四庫全書》的七個閣中有六個閣都帶有水字偏旁。它們是“淵、源、津、溯、涸、匯”。而牌匾上的“門”字最后一筆直寫下來也是為了避“火鉤”之嫌。
“當(dāng)然這些都僅僅只是在象征意義上祈禱火災(zāi)不要發(fā)生，并不具有防火的真正功效。”王貴祥說。
要真正從技術(shù)上保護木構(gòu)建筑不被火災(zāi)侵害，還要從防火和滅火兩個角度著手。
鑒于木構(gòu)建筑的建材特性，古建防火的第一步即是對可燃構(gòu)件做阻燃處理。用涂抹灰泥的辦法來提高可燃構(gòu)件的防火性能，在我國古建筑中是采用最久且最廣泛的一種技術(shù)措施。
早在春秋時期，就有“火所未至，撤小屋，涂大屋”的火災(zāi)預(yù)防辦法。及至元朝，著名的農(nóng)學(xué)家王禎在他的《農(nóng)書》中對于建筑防火和防火材料更有詳盡的論述，他提出了“火得木而生，得水而熄，至土而盡”的理論，由此研制了“用磚屑為末，白善泥、桐油、枯莩碳、石灰”等五種材料，然后用“糯米膠”調(diào)和出一種比較原始的防火材料。
山墻、風(fēng)火檐、室內(nèi)防火墻、室外防火墻等防火分隔物也有防火和阻止火勢蔓延的作用。我國古建筑的山墻中，硬山墻和馬頭墻的防火效果較好。風(fēng)火檐的設(shè)計要求不能開設(shè)門窗洞口，而且還要把墻上的屋檐用磚或琉璃等非燃燒材料封嚴，不允許可燃構(gòu)件外露，以此達到阻止火勢從外部向內(nèi)部或從內(nèi)部向外部蔓延的目的。現(xiàn)存最完整的室內(nèi)防火墻是建于明朝的鑾儀衛(wèi)倉庫，每隔7間房屋空出一間，并將這間房屋砌成無門無窗的磚墻，具有很好的防火功能。護城河與城墻則是最好的室外防火隔離帶。
“當(dāng)火災(zāi)真正發(fā)生時，要做的是第一時間滅火，這時就體現(xiàn)了消防設(shè)施的重要性。”王貴祥介紹，消防最重要的即是水，建筑周圍設(shè)置的大量水缸實際上就是古代的消防設(shè)施，類似于現(xiàn)在的“滅火器”。
根據(jù)《大清會典》記載，紫禁城內(nèi)共有太平缸308口，每口缸可容水2000升，達到現(xiàn)在一輛水罐消防車的儲水容量。而且每口大缸有16名太監(jiān)編制專門管水。冬天為防凍，缸下面設(shè)置炭爐,為缸里的水加溫。
古建火災(zāi)頻發(fā)的原因
相對于西方古建筑的磚石結(jié)構(gòu)體系來說，中國的古代建筑以木結(jié)構(gòu)為其主要特點。單體古代建筑主要由磚石臺基、木結(jié)構(gòu)的屋身和瓦屋頂組成。木結(jié)構(gòu)古建筑的柱、梁、枋、檁、椽、斗拱等承重構(gòu)件，以及門、窗、隔斷等非承重構(gòu)件都由木質(zhì)材料構(gòu)成。
“木材本來就是干燥且易燃的材料，因此木結(jié)構(gòu)建筑一直存在如何防火滅火的問題。”王貴祥表示，現(xiàn)在木結(jié)構(gòu)古建火災(zāi)頻發(fā)有各種各樣的原因，但最根本的還在于其建筑材料的特性。
古建筑中的各種木材構(gòu)件，具有良好的燃燒和傳播火焰的條件，耐火等級低。而古建筑的平均木材量為每平方米使用1立方米木材，現(xiàn)代建筑則要求每平方米不超過20千克木材的火災(zāi)負荷量。由此換算，木構(gòu)古建的平均火災(zāi)負荷量是現(xiàn)代建筑的33倍。
“單體建筑中如此大的木材用量，要是放在現(xiàn)代建筑設(shè)計中，甚至是無法達到消防規(guī)范要求的。”王貴祥說。
根據(jù)北京市古代建筑研究所研究員王世仁的研究，古建筑用木材做成的柱子和梁架等主體結(jié)構(gòu)在發(fā)生火災(zāi)時的燃燒速度為每分鐘2厘米。由此推算，木構(gòu)建筑在起火以后，如果在15～20分鐘內(nèi)得不到有效滅火，即會出現(xiàn)大面積燃燒，溫度高達800～1000攝氏度。
房屋結(jié)構(gòu)方面，由于其屋頂結(jié)構(gòu)嚴實緊密，屋頂內(nèi)部的煙熱不易散發(fā)，溫度極容易積聚。建筑布局時，古人往往注意其藝術(shù)效果，而很少考慮防火間距和防火分隔。
“古代建筑的這些特點使得一旦出現(xiàn)火情，燃燒速度會非常之快，而且容易出現(xiàn)連片燃燒。”王貴祥解釋道，這就是古建保護領(lǐng)域常說的“轟燃”現(xiàn)象。
經(jīng)營性開發(fā)應(yīng)適可而止
隨著現(xiàn)代科技的進步，專業(yè)的防火和消防技術(shù)也越來越多，效果越來越好。木材阻燃、火災(zāi)探測、注氮控氧等技術(shù)在現(xiàn)代古建保護工作中發(fā)揮著重要作用。
王貴祥認為，從理論上講，現(xiàn)在可以從技術(shù)上完善古建筑的防火和消防設(shè)施。在針對古建筑的特殊性制定的消防方案中應(yīng)包括消防布局、消防站、消防通道、消防給水、消防設(shè)備等內(nèi)容。
“古建筑沒有現(xiàn)代建筑的消防規(guī)范和應(yīng)用，在這些方面是需要作一些補救措施的。”王貴祥說，“但之所以說它是理論上的，因為這種消防改造需要很大的投資，在具體實踐當(dāng)中往往容易被忽視。”
中國科學(xué)技術(shù)史學(xué)會建筑史專業(yè)委員會秘書長郭超告訴《中國科學(xué)報》記者：“古建筑的現(xiàn)代保護，缺的不是技術(shù)，是意識。”
近年來，古城、古鎮(zhèn)、古村落的旅游開發(fā)如火如荼，急功近利的古城改擴建和電路改造，極易讓原本就嚴重老化的電線負荷劇增，造成線路短路，引發(fā)火災(zāi)。近年頻繁發(fā)生的古建火災(zāi)事件中，很大一部分都發(fā)生于經(jīng)過商業(yè)開發(fā)的古建筑。過度的商業(yè)開發(fā)使古城古建原有的防災(zāi)功能基本瓦解，現(xiàn)代化的消防安全工作又跟不上，這是近年來古城古建火災(zāi)頻發(fā)的主要原因。
基于此，郭超呼吁：“古建筑的經(jīng)營性開發(fā)一定要適可而止！”
