对文物建筑消防水系统的一点思考
2014年云南省迪庆藏族自治州香格里拉县独克宗古城发生火灾和贵州省黔东南州镇远县、从江县村寨发生连片火灾, 两起火灾造成了不小的经济损失, 但最让人痛心的是古文物文化的无法恢复。为了吸取教训保护国家文物财产, 公安部、住房和城乡建设部、国家文物局于2014年4月3日联合下发《关于加强历史文化名城名镇名村及文物建筑消防安全工作的指导意见》 (公消[2014]99号) , 同时印发《古城镇和村寨火灾防控技术指导意见》;同年, 国家文物局印发《关于公布文物消防安全百项工程和文物消防安全专项规划编制试点名单的通知》 (文物督函[2014]761号) 《关于加强全国重点文物保护单位安全防护工程申报审批与管理工作的通知》 (文物督发[2014]37号) 等相关文件等。笔者有幸参与了文物局百项工程的设计及评审, 经过近3年的深入了解, 对文物古村落 (建筑) 的消防水系统有几点个人看法, 现整理如下。
1 室内消火栓室外设置
国家文物局组织编制的《文物建筑防火技术导则 (试行) 》 (以下简称“导则”) 中, 从文物保护的角度出发, 提出了室内消火栓室外设置的概念, 尽量避免管线铺设进文物内部时对文物本体产生无法修复的破坏。此概念的提出及推行, 确实产生了积极作用, 但也存在一些问题。例如两层及两层以上的建筑, 室内消火栓设置在室外, 即使设置在门口, 很多时候也很难达到两股水柱到达, 甚至一股水柱到达的要求。如要满足任一点均有两股水柱到达的要求, 那必然消火栓要布置于室内, 这又会对文物本体有影响。因此可以看出, 消防保护与文物保护是相互制约相互妥协不断平衡的一个过程, 但最终的设计均应以文物保护作为最根本的原则。
2 消防用水量
2.1 消火栓水量的确定
“导则”5.4节及5.5节对室外室内消防水量均有说明, 表1、表2为原文内容摘抄。
由表1、表2可以看出, 与《消防给水及消火栓系统技术规范》 (GB 50974-2014, 以下简称“水消规”) 中表3.3.2建筑物室外消火栓设计流量及表3.5.2建筑物室内消火栓设计流量的数据相比较, “导则”中室外消防水量大多偏大一级, 室内消防水量一致。但“水消规”室内消防水量要求是“国家级文物保护单位的重点砖木或木结构的古建筑”, “导则”对此并无要求。
“导则”中表5.4.10 (见表1) 有一条注文“文物建筑集中分布且占地面积大于1公顷时, 按2次火灾计算用水量”。对于文物古村落建筑来说, 很容易就达到1hm2的标准, 笔者所评审过的项目中, 此部分多数按2次火灾来计算。
2.2 火灾延续时间的确定
“导则”5.2节对火灾延续时间有说明, 表3为原文摘抄。
由表3可以看出, 全国及省部级的文物建筑火灾延续时间采用3h, 目前笔者所审查的项目采用3h的为大多数。“水消规”没有明确指出文物建筑的火灾延续时间, 但如果归类到“其他公共建筑”的话, 应按2h考虑。
2.3 消防用水量的确定
根据上述各项的取值, 可以确定消防用水量。笔者所参与的设计及审查项目, 一般出现室外消防用水量25L/s、室内消防用水量20L/s的情况较多见, 在3h的火灾延续时间内, 1次火灾的用水总量为486m3, 如果文物古村落占地超过1hm2, 即按2次火灾计算, 消防用水量为972m3。目前国内的大多数文物建筑位于偏远地区, 能满足两路市政供水要求的项目很少, 因此消防水池就需要储存室外和室内的消防用水量。也就是说按上面的消防水量计算, 1座消防水池的有效容积为486m3或者972m3。
“水消规”6.1.6条规定“当室外采用高压或临时高压消防给水系统时, 宜与室内消防给水系统合用”, 且文物古村落的道路现状多以背街小巷1~2m的小路为主, 主要道路以3~4m为主。从系统的优化、开挖面对文物的影响大小及施工的难易程度等角度, 建议室内外消防给水系统合用。
上述举例情况, 合用之后的消防水量为45L/s (1次火灾) , 管材按普通钢管设计时, 采用DN150管径的沿程损失0.076 7mH2O/m, 采用DN200管径的沿程损失0.017 983mH2O/m, 占地面积稍微大点的文物古村落采用DN200的管径是合理的, 事实上笔者所设计及审查的项目, 从合理性来看, 能采用DN150管径的项目少之又少, 甚至还有出现DN300的情况。
3 水泵接合器
“导则”中对水泵接合器并没有作要求, 依据“水消规”5.4节的要求, 大多数文物建筑可不设置水泵接合器。笔者对“水消规”水泵接合器设置要求的理解是:新建建筑一般四周消防道路是满足消防车通行要求的, 一旦发生火灾, 消防车可以到达建筑跟前, 近距离直接参与灭火, 因此“水消规”规定5层以下的其他多层民用建筑可以不设置水泵接合器。但对于文物古村落 (建筑) 来说, 一般现有道路是很难满足消防车通行的要求, 或者文物建筑的建筑格局使消防车无法到达院落内部 (多数大门宽度不够且门口有台阶) , 那么从加强消防保护的可靠性来说, 此时消防水池的室外取水口位置及水泵接合器的设置就至关重要了。
4 山区无稳定水源
“导则”对消防水池的补水时间没有作要求, 根据“水消规”4.3.3条的要求“补水时间不宜大于48h, 但当消防水池有效总容积大于2 000m3时, 不应大于96h”。文物古村落 (建筑) 有些处于山区, 当地主要的饮用水水源是山泉水, 消防水池的补水水源也只能用山泉水, 笔者认为这种情况对于补水时间就不应再强求规范要求。
5 太平缸等涉及文物传承的消防设施
太平缸也称为静水缸, 是中国古代重要的消防设施, 例如故宫宫殿门口的吉祥缸。诸如此类设施不单单是消防器材, 更多是作为古代人民智慧结晶的体现, 是一种百年文化沉淀的直观实物体现。笔者认为如果文物建筑内有此类消防设施, 不应因现代消防设施的设置而取消, 但也不应由此类消防设施替代现代消防设施。
总之因文物古村落 (建筑) 文化价值只会越来越高, 此类建筑的防火要求也会越来越严格。通过以上对“导则”及“水消规”相关内容的比较与分析, 对文物古村落 (建筑) 的消防水系统的设计及评审, 笔者的具体意见及建议如下:
(1) 从文物保护的角度, 消防管线尽量避免进入文物本体内部。应针对文物古建筑的特点, 制定适合此类建筑的消防规定, 如有必要可以适当改进现有消防设施以适应此类建筑防火需要。例如:针对两层的古建筑, 可以考虑增加水带长度, 同时调整相应的消火栓出口压力的规定等。
(2) 现有“导则”计算消防用水量偏大。建议水量、火灾延续时间等取值应考虑文物古村落 (建筑) 主要结构形式等影响因素。
(3) 当文物古建筑周围、古村落道路不满足消防车通行要求时, 稳高压消防水系统应设置室外取水口及水泵接合器, 且其设置位置应便于消防车通行。
(4) 对于因自然现状条件而无法满足规范条款要求的部分, 应适当放宽标准。
(5) 尊重及保留文物古建筑内原有消防设施的文物属性。