长沙靖港古镇传统木构古建新型防火规划设计_冯瑞丹.pdf

湖南包装第 37 卷 2022 年 12 月163冯瑞丹（1996），男，武汉轻工大学在读硕士研究生。季岚（1980），女，武汉轻工大学副教授、硕士生导师，硕士。E-mail:jilan_2022-07-24长沙靖港古镇传统木构古建新型防火规划设计冯瑞丹FENG Rui-dan高玥GAO Yue季岚*JI Lan*New Fire Prevention Planning and Design of Traditional Wooden Buildings in Jinggang Ancient Town in Changsha（武汉轻工大学，湖北 武汉 430023）(Wuhan Polytechnic University，Wuhan，Hubei，430023)摘要：文章通过文献收集与案例分析的方法，梳理当前木构古建保护现状与现有消防规划方法，并指出其存在的局限性。结合木构古建的场地特征，探究木构古建消防规划的内在逻辑。提出构建传统木构古建新型防火规划策略，即自然式、被动式和主动式防火的有机结合。通过湖南长沙靖港古镇现有场地验证传统木构古建新型三级防火规划设计策略的可行性。传统木构古建新型防火规划设计不仅解决当下实际问题，还从长远的视角去思考和研究未来可能会产生的问题。关键词：古建筑；传统木构件；防火；消防规划设计；三级系统Abstract:Through the method of literature collection and case analysis,this paper combs the current protection status of ancient wooden buildings and the existing fire planning methods,and points out their limitations.Combined with the site characteristics of ancient wooden buildings,the internal logic of fire protection planning of ancient wooden buildings is explored.The paper puts forward a new fire prevention planning strategy for traditional wooden ancient buildings,that is,the organic combination of natural fire prevention,passive fire prevention and active fire prevention.Through the existing site of Jinggang Ancient Town in Changsha of Hunan Province,the feasibility of the new three-level fire prevention planning and design strategy for traditional wooden ancient buildings is verified.The new fire prevention planning and design of traditional wooden ancient buildings not only solves the current practical problems,but also considers and studies the problems that may arise in the future from a long-term perspective.Keywords:Ancient Buildings；Traditional Wood Components；Fire Fighting；Fire Planning and Design；Three-stage System作者简介：通信作者：收稿日期：1 传统木构古建防火研究现状传统木构古建作为见证百年历史文化的物质载体，在城市化的进程中遭受淡化，存在年久失修或缺乏管理、结构木料干燥和脆弱极易燃烧等问题，木构古建防火在全世界均是一个亟需解决的问题。传统木构古建在我国分布很广，且不同区域有不同类型，南方以徽派建筑最为有名，分布极广；北方传统木构古建类型更是多样，明清宫殿建筑、四合院民居风格都是其中典型代表。这些传统木构古建保留了多种多样的文化内涵，具有珍贵的文化历史价值，是全人类文化瑰宝1，但世界各国传统木构古建却屡遭火灾侵袭，造成无法挽回的损失，当前研究集中于技术和规范领域目前学术界关于木构古建防火主要集中于消防技术、古建筑灾后修复、发展策略等方面，这类研究均与木构古建防火相关问题息息相关。已有文献从技术视角进行分析，提出木构古建防火的原则、方法和途径。黄浦恩5（2017）对靖港古镇的研究发现古镇中公共空间和商业空间有相对应的问题，公共空间的占用造成消防通道的堵塞，商业空间和居住空间的重叠导致人货混装，两者都有严重的消防风险。图1 世界上被火灾破坏的传统建筑（图 1）。蒙慧玲2等（2014）为了解决宗教古建消防安全问题，对寺内消防技术进行升级改造，为自动喷水灭火的主动式消防研究领域提供了新思路；王新钢3等（2016）研制的水性膨胀型防火涂料以水为介质，无刺激味、无毒无害，可对木质古建进行二次装饰；李鸿飞4等（2020）对传统村落木结构建筑的古代传统防火措施进行总结，认为古代防火理念与现代防火技术体系不谋而合，可将两者结合，使防火更完善与高效。在当前传统木构古建防火规划研究中，研究者普遍认为目前传统木结构建筑深受火灾威胁，基本从传统防火方式和现代防火方式两个方面独立阐述，无法兼顾到既保护传统木构古建外貌又有效提供消防防护。因此，传统木构古建的消防安全亟需专项综合性研究和推广规划策略，文章通过研究不同主体的消防措施并提出设计策略，最终以设计案例呈现，以长沙靖港古镇为设计范围，给传统木构古建提供不同视角的研究方向。冯瑞丹，等：长沙靖港古镇传统木构古建新型防火规划设计DOI:10.19686/ki.issn1671-4997.2022.06.0421642022 年第 6 期湖南包装2 我国传统木构古建潜在火灾危险性因素分析2.1 耐火等级差，火灾危险大2.2 防火分隔和防火间距问题2.3 消防管理及消防设施存在不足我国传统木构古建一般使用的材料为砖木结构，以木架构为主、砖混为辅。其建筑材料一般使用杉木、楠木等油质木材，表面饰以清漆，经长时间使用木材里面的水分流失，极易燃烧。由于木架构结构特殊，使其在漂亮的外观下相当于一个充满燃烧物的“火室”。木架构内部空间空旷，木架构连接处形成各种大小空隙，通风条件优，极易形成爆燃。潘崇根7等（2018）提出使用阻燃剂可最大程度减少对传统木构古建的危害。使用类木耐火复合材料替代承重木构件和阻燃剂定时涂刷维护，可有效防火又不破坏原有古建木构美感，但在一定程度上影响木构古建结构“原真性”。传统木构古建群中的民居由数条大街小巷分隔而成，其实这就是木构古建聚落规划时留的防火间距，兼做居民步行通道。木构古建群一般都是连片分布，在营造城市建筑时就注意设置建筑之间的安全距离，采用火巷、马头墙和山墙等围合结构，形成了由市坊、街道组成的传统防火分区，可以在一定程度上起到防火作用，不至于形成“火烧连营”的情况。但伴随着居民的日常生活生产，违规搭建和杂物堆积的情况难以避免，传统自然式防火被破坏，自然式防火效果不断减弱。建筑设计防火规范GB 50016-2018 表 11.0.10 中详细描述民用木结构建筑之间及其与其他民用建筑的防火间距，而根据矢量数据和现场勘察发现靖港古镇大部分建筑之间的距离达不到 GB 50016-2018 要求（图 3）。刘勇8等（2014）提出需要独立规划现代消防通道并开发传统消防方式再利用的观点。古先人使用的消防手段与传统木构古建风格完美融合，又可一定程度上遏制火灾破坏，且长期实践行之有效，再结合现代消防通道的规划，减少建筑之间防火分隔与间隔过近带来的负面影响。传统木构古建作为特殊建筑需要保护原貌，因此普遍存在古建结构陈旧、内部材料松散、内部装饰材料组成的易燃物较多等防火难点。有的传统木构古建仍作为居民日常居住或者旅游开发现代生活居住需求对传统木构古建增加了许多消防风险，例如，木构古建群中的违规搭建、废弃木构古建、居民用电乱搭乱接等现象极易引起火灾，进而导致传统木构古建和人员的损失（图 2）。图3 建筑设计防火规范中防火间隔规范与矢量数据和现场勘察数据自 2019 年日本琉球首里城和法国巴黎圣母院事件以来，世界各国对传统木构古建的保护愈发重视。欧洲 CIB（国际建筑研究与文献委员会）W014 工作委员会将木构古建消防安全工程方法指导文件确定为高度优先计划；美国 NFPA（国家防火委员会）发布 NFPA914历史建筑消防规范 和 NFPA909文化财产（包括博物馆、图书馆和历史财产）保护规范 明确为木构古建提供消防规范；日本于 1897 年颁布 古社寺保存法 和 2003 年颁布 文化财产火灾预防相关对策调查研究报告，为世界各国古建消防提供范例。国内木构古建防火领域研究更为丰富，1984 年颁布 古建筑消防管理规则 规定消防安全主体；2003 年中外专家学者于北京开展“中国文物古迹保护准则研讨会”，提及木构古建防火重要性；2004 年在北京召开 古建筑消防管理研讨会 协调会，对木构古建消防具体管理规则进行研讨。现行的 建筑设计防火规范于 2021 年提出修订（征求意见稿），明确要求木构古建应设自动喷水灭火设备，设备需要照顾木构古建的建筑整体风格。防火规划设计策略应从被动防火的传统防火方式和主动防火的现代防火方式结合形式入手。以上研究对本文有一定启发意义，但忽略了技术和方法结合对具体空间消防总体规划合理性和高效性的促进作用，并通常没有形成木构古建防火系统性的保护方案。国内外对传统木构古建的消防规范法规定义较为完整，但未给出相应合适的木构古建消防规划设计路径，大而泛的古建消防规范无法适用各类传统木构古建。目前国内传统木构古建研究基本从两个角度展开：一是传统防火方式。例如，太平缸、马头墙和火巷等。二是现代防火方式。例如，防火涂料、耐火等级高的替代材料和自动消防系统等。目前国内外传统防火方式总结较为全面，现代防火方式也在不断发展，但没有将两者联系起来进行系统规划。单纯使用传统消防方式效率低，仅使用一般性现代消防方式会破坏木构古建审美和结构，因此，有必要结合具体空间综合性和系统性来考虑保护方式，补足该视角下的研究缺陷。在合理区域范围内规划传统消防和现代消防方式，结合两者优势的合理设计规划才能尽可能不破坏建筑结构和外观，又最大效率地保护传统木构古建，营造古镇居民良好的乡村人居环境6。图2 靖港古镇火巷中的违规搭建和废弃的传统木构古建冯瑞丹，等：长沙靖港古镇传统木构古建新型防火规划设计湖南包装第 37 卷 2022 年 12 月1653.1 自然式防火策略3.2 被动式防火策略传统防火策略的出现是基于传统木构古建聚落，古匠人已意识到“兵贵神速”在防火中的重要性。北宋 营造法式 提出建筑防火专门规定尺寸标准，例如其规定防火墙厚度需达 5m 等，这些充满古先人智慧的发明至今仍在使用，并且起到基础性作用，今天的自然式防火也是延续了古代的自然式防火，经过维护和创新，自然式防火将一直保护古建筑减少火灾的破坏（图 4）。传统木构古建在材料科学发展迅速的当下，可不受传统木材料限制，通过使用非易燃材料来替换传统木材，或使用耐火涂料形式来限制火源扩散。在 左传 襄公九年 记载“火所未至，撤小屋，涂大屋”，使用涂泥抹灰来增加建筑耐火强度，这是最早的被动式防火方式，起到了本质性作用（图 5）。3.1.1 相邻木建设置山墙 山墙是作用于建筑之间用于隔离火场的特