摘要:古建筑因其獨特的歷史、文化價值,在防火保護方面面臨著特殊的挑戰(zhàn),現(xiàn)行的防火規(guī)范無法完全適用于該類建筑,此時以性能為基礎(chǔ)的防火安全設(shè)計便成為解決這一問題的有效方法。結(jié)合相關(guān)理念,以晉江紫峰里古厝群修建工程為研究對象,進行性能化防火設(shè)計,解決了現(xiàn)行規(guī)范框架下無法解決的消防設(shè)計問題。
關(guān)鍵詞:古建筑;性能化;防火設(shè)計;防火規(guī)范
古建筑,承載著獨特的文化遺產(chǎn)與歷史記憶,其內(nèi)蘊含的文化基因具有不可替代性,是解碼古代社會風(fēng)貌、藝術(shù)審美、科技進步乃至政治經(jīng)濟生活的珍貴鑰匙。然而,在古建筑的保護與傳承之路上,防火安全成為亟待解決的關(guān)鍵難題之一。古建筑多為木質(zhì)結(jié)構(gòu),年代久遠,材料易損,加之建筑群落緊密相連,缺乏必要的防火分隔,一旦遭遇火災(zāi),其脆弱性便暴露無遺,后果往往是毀滅性的。因此,確保古建筑免受火災(zāi)威脅,成為保護工作中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。
1 紫峰里古厝群歷史價值
紫峰里古厝群位于晉江市陳埭鎮(zhèn)涵口村,由當?shù)剜l(xiāng)賢和海外華僑在明清至民國時期相繼建造,在漫長的歷史長河中形成了當?shù)鬲毦咛厣臍v史風(fēng)貌,成為陳埭鎮(zhèn)歷史文化的重要載體。
該古厝群的結(jié)構(gòu)、建筑材料、平面布局上都保留著泉州傳統(tǒng)建筑的特點。建筑結(jié)構(gòu)主要采用傳統(tǒng)的穿斗梁架,建筑材料以磚木為主,平面形制是泉州典型的官式大厝格局,對稱布局,中間主厝,左右護厝。建筑整體展現(xiàn)了我國傳統(tǒng)民居建筑獨有的韻味,具有很高的建筑藝術(shù)價值和科學(xué)研究價值[1]。目前,部分樓棟已完成歷史建筑掛牌保護。
2 紫峰里古厝群主要消防安全隱患
2.1" 建筑耐火等級低
泉州市內(nèi)部分古建筑的耐火性能較低,僅達到《建筑防火設(shè)計規(guī)范》所規(guī)定的三級或四級標準[2],紫峰里古厝群亦是如此,其建筑以木質(zhì)結(jié)構(gòu)為核心,輔以石材和紅磚等材料構(gòu)建而成,整體上的耐火等級偏低,火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險高。
2.2" 建筑防火間距不足
依據(jù)現(xiàn)行的《建筑防火設(shè)計規(guī)范》,相鄰兩座四級耐火等級的單、多層民用建筑之間的防火間距不應(yīng)小于12m,本工程各樓棟間距多在3~4m范圍內(nèi),距離最近者只有0.8m,無法滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。
2.3" 疏散問題
本工程是古建筑活化利用工程,改造后的經(jīng)營業(yè)態(tài)可能為商業(yè)零售、餐飲、休閑、展覽等類型,人員流動性較大,涉及重要的安全疏散問題。
古厝群中的多數(shù)建筑僅配備了一部疏散樓梯,且部分建筑的疏散樓梯為敞開式設(shè)計,即便為封閉樓梯間也未采用防火門或防火構(gòu)件進行分隔。此外,樓梯的材質(zhì)大多為木質(zhì),且寬度不足1.1m。建筑首層部分疏散出口凈寬度小于0.8m,疏散門設(shè)有門檻,且均朝內(nèi)開啟,這導(dǎo)致疏散距離過長的問題。因此,本工程建筑樓梯材質(zhì)、樓梯間數(shù)量和形式、疏散距離和寬度、疏散門形式均存在不滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求,這也是泉州古建筑普遍面臨的消防安全問題。
3 紫峰里古厝群性能化防火設(shè)計概述
性能化防火設(shè)計是以明確安全目標為核心,依據(jù)建筑的空間布局、功能需求等條件,靈活選擇并整合各種防火措施,以形成綜合的防火設(shè)計方案。在設(shè)計過程中,需全面統(tǒng)籌各防火子系統(tǒng),如排煙系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、疏散系統(tǒng)等,確保其能夠協(xié)同作用,而非簡單疊加。此外,通過預(yù)測火災(zāi)特性,以驗證設(shè)計方案是否達到安全目標。
3.1" 確定消防安全總體目標
在基本確定建筑的使用功能后,針對以上主要消防安全問題,明確了消防安全總體目標,具體包括:①確保使用者的生命安全得到全面保障。②保障建筑結(jié)構(gòu)具備足夠的防火安全性,以有效控制火勢蔓延,減少財產(chǎn)損失,并降低火災(zāi)給商業(yè)運營帶來的不便。
3.2" 確定消防原則與基本對策
3.2.1" 保證人員安全的基本對策
本工程因建筑歷史保護需要,可將疏散出口之間的最近邊緣水平距離小于5.0m的出口視為一個安全出口,其凈寬可疊加計算以滿足現(xiàn)行規(guī)范要求,兩疏散出口間不得有任何障礙物。對于疏散門無法外開的,應(yīng)在經(jīng)營期間保持常開。樓梯間設(shè)置不滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的,應(yīng)限制二層的使用人數(shù),且不得設(shè)置旅館、民宿等提供住宿的服務(wù)類場所。
原則上,若場所的安全出口或疏散樓梯的凈寬小于0.8m,不應(yīng)作為對外經(jīng)營用房使用,然而,本工程單個建筑存在多扇外門,部分建筑甚至擁有10余扇,見圖1,且這些外門自建成以來一直作為疏散口使用,強行改造將破壞其歷史價值?;谌藛T疏散模擬的結(jié)果,本項目設(shè)有4個以上不同方向出口的建筑視為能夠滿足正常疏散要求。
設(shè)置緊急救援逃生裝置,如與相鄰建筑連通的屋面連廊、外掛樓梯、豎向爬梯及緩降繩索等,并在相應(yīng)房間內(nèi)配置防毒面罩。
全面部署集中式報警系統(tǒng)、消防應(yīng)急廣播系統(tǒng)、安全疏散指示系統(tǒng)和應(yīng)急照明系統(tǒng),及時通知建筑內(nèi)的人員進行疏散。
全面設(shè)置自動噴淋系統(tǒng)、滅火器等消防設(shè)備設(shè)施,在建筑內(nèi)部設(shè)置消防軟管卷盤或輕便消防水龍,并增加室外消火栓的數(shù)量,選擇合理位置設(shè)置微型消防站,以提高撲滅初期火災(zāi)的能力。
3.2.2" 控制火災(zāi)蔓延基本對策
合理劃分防火控制分區(qū)。按照總建筑面積不大于2500m2的原則,將改造區(qū)內(nèi)建筑劃分為7個防火控制分區(qū)(組),見圖2。各分區(qū)組之間的防火間距不得小于12m,組內(nèi)建筑之間的防火間距不宜小于4m。兩側(cè)建筑相鄰?fù)鈮Φ拈T、窗、洞口之間最近邊緣的水平距離不應(yīng)小于2m,否則要采取設(shè)置防火墻、甲級防火門窗等防火分隔措施,并在相應(yīng)的門窗洞口位置增設(shè)噴淋頭等防火措施。
限制固定設(shè)施和內(nèi)飾材料。建筑墻體、梁、柱、樓板、疏散樓梯和屋頂承重構(gòu)件等燃燒性能難以滿足規(guī)范要求的,應(yīng)通過涂刷防火漆等措施使其燃燒性能不低于B1級。
此外,本工程在廚房用火及電氣防火方面也做了相應(yīng)要求,例如,改造為博物館(陳列館)、辦公場所等功能區(qū)域時,不應(yīng)在建筑內(nèi)設(shè)置使用明火的廚房。熱加工區(qū)域應(yīng)設(shè)置在專用房間內(nèi),且與其他區(qū)域采取防火分隔措施。若上部樓板或其支撐結(jié)構(gòu)為木構(gòu)件,應(yīng)采用耐火極限不低于0.5h的不燃材料進行保護。同時,配電設(shè)備需滿足相應(yīng)的防護等級要求,電線電纜等電氣材料應(yīng)滿足B1級燃燒性能標準。
4 紫峰里古厝群消防安全性評估
性能化防火設(shè)計必須結(jié)合評估驗證來確定方案是否達成既定的消防安全目標。發(fā)生火災(zāi)時最重要的目標是保障使用者的生命安全。整個建筑及其消防系統(tǒng)需協(xié)同運作,為建筑內(nèi)所有人員提供充足的時間撤離至安全區(qū)域,并確保在疏散過程中,不會遭受火災(zāi)的任何傷害。
保證安全疏散的判定準則為:RSET(考慮一定的TS安全裕度)<ASET,即建筑內(nèi)人員撤離至安全區(qū)域所需的時間(RSET)小于火勢發(fā)展到超出人體耐受極限的時間(ASET)。
以上為本工程性能化防火設(shè)計主要步驟,也提出了一些日常管理的建議,設(shè)計方案邀請了古建筑及消防相關(guān)專業(yè)人員進行了評審并順利通過。
5 結(jié)束語
性能化防火設(shè)計為設(shè)計人員提供了一種更加高效靈活的選擇,彌補了傳統(tǒng)規(guī)范的不足,可為古建筑提供一套較為完善的防火安全保障方案。我國目前對于消防性能化設(shè)計的相關(guān)管理辦法和規(guī)范日漸成熟,該設(shè)計方法在推進消防設(shè)計及消防設(shè)備創(chuàng)新方面承擔(dān)了越來越重要的角色,也是防火設(shè)計的發(fā)展趨勢。
參考文獻
[1]李娜.歷史建筑性能化防火設(shè)計分析[J].天津建設(shè)科技,2023,33(1):70-74.
[2]李澤裕.泉州市歷史建筑防火安全策略初探[J].福建建材,2022(2):107-109.
[3]秦閏琦.基于FDS仿真模擬的密集型歷史聚落性能化防火研究[D].南京:東南大學(xué),2021.