[文章]：浅谈古建筑修复、改造中的防火设计

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浅谈古建筑修复、改造中的防火设计


    当今时代，城市建设不仅要注重于现代建筑的创新、建造，还应注重对历史建筑的保护和修复。历经沧桑的历史建筑因为具有独特的造型和风格以及丰富的历史文化内涵，在现代社会中受到人们的瞩目，它们记载了历史的足迹，凝聚了人类的智慧，见证了发展的脉络。岁月的摧残，使其中一些历史建筑已破旧不堪。近年来，随着经济技术的发展和人们对文物建筑的逐步重视，对古建筑的保护和修复已提到了一个比较重要的高度，只有对历史的尊重，才能做到求新和发展。古建筑的修复和改建工程完全不同于一般的改建工程，修复和改造应使古建筑在现代社会中既能保留建筑固有的历史风貌，重新发挥出其原有的璀璨的光芒，满足国家关于文物保护建筑有关法律、法规，又要尽量保证消防安全的要求，保证修复和改建后的安全使用，这是我们面临的难点和需要协调的技术重点，现就笔者近年来在古建筑的建筑防火审核中遇到的问题和解决办法谈一些个人的看法。

1  古建筑改造的类型

    古建筑的修复和保护由于被保护建筑的自身历史价值、历史地位、建筑质量、被损程度和人文历史环境等因素的不同，而采取不同的修复方式。一般分为三类，第一类是最常见的做法：修旧如旧，即尽可能地恢复被保护建筑的原有风格，甚至使其焕然一新，这种做法一般用在寺庙和名人的故居等，原有的用途未被改变或作为参观等使用；第二类是新旧对比：强调修缮的时代痕迹，使得修缮的部位可以明显地区别于原有部分，这种方式在欧洲的古老建筑中比比皆是，但在国内较少被采用；第三类是用现代的空间艺术语言与已存在的历史建筑进行对话，这种方式已越来越被普遍地接受，尤其在古建筑扩建、改建的过程中使用得较为广泛，最成功的应该是罗浮宫的扩建工程。而目前对古建筑的改建中往往是旧瓶装新酒，即赋予历史建筑新的用途或增设现代化的功能和措施，使其能较好地适应现代社会和生活的需要。

2  古建筑防火设计的重点

    针对上述不同的改建、修复的特点，在建筑防火中应重视以下几个方面。
2．1  提高耐火等级、降低火灾荷载
    结构防火是修复、改造首先遇到的问题，古建筑的时间少则几十年、多则上百年的历史，一般为木结构、木屋架，耐火极限极低，要完全达到同样耐火等级的现代建筑的防火间距、防火分区、防烟分区、疏散系统等方面的要求是很难做到的，并且由于文物保护建筑的特殊要求，其建筑结构一般是不允许改变的，要保证建筑结构上的安全，使古建筑满足消防安全的要求，我们对古建筑的结构防火应分以下情况判定：
    (1)文物保护范围内的、有特色的，并且经过专门机构的检测,能继续使用的，属被保护和保留的建筑结构应首先确定其耐火极限，并按照现行的有关建筑设计防火规范校核该建筑的防火分区、疏散系统等是否能与其原有的耐火等级相匹配，如匹配可不对其结构作防火处理；反之，则应采用对其结构进行防火保护或处理来提高其耐火等级。
    (2)如不在保护范围内的建筑结构可以用耐火极限较高的现代建筑材料来替代。如原有建筑内已破旧不堪的木楼板，可以采用混凝土现浇楼板来替代。
    (3)当建筑的耐火等级较低，消防设计的其他部分也不能满足现行规范的要求时，应采取增设消防设施的方式来达到防火，即在不破坏古建筑的原有结构、不影响其使用功能、满足古建筑装饰效果的前提下，增设以自动喷水灭火系统、火灾自动报警系统为主的防火装置和排烟系统。上海市的徐家汇藏书楼等古建筑的修复、改造，均增设了自动喷水灭火系统和火灾自动报警系统，由此做到防范于初燃、控制于小火，不危及建筑结构的消防安全的要求。
2．2  重视安全疏散、配置辅助设施
    修复、改造遇到的第二个问题是疏散问题，没有改变用途的古建筑一般不存在疏散的问题，因为从原有的使用功能出发，其原有的设计也应该能满足要求，因此，在这种建筑内要增设楼梯是不必要的。但在仅保留建筑的外貌和有特色的内部结构的第三类古建筑内，是否增设楼梯就要以改造后的使用功能和配套设施来决定了。如坐落在上海南苏州路107号的原新天安堂的改造，原是天主教堂，只有一层，解放后被上海照明灯具厂接收作为三层办公用，但在以后可能将配合外滩的改造恢复为原有的用途。鉴于这种情况，根据《建筑设计防火规范》的要求，作为办公建筑时应设置两部楼梯，因此在大修改造中要求在其不属于历史保留建筑的附楼内增设一部楼梯，如以后恢复教堂使用时，附楼将被拆除，教堂也恢复原有功能和原有的风貌。
    有的建筑由于其结构的因素或文物保护的有关要求，无法增设楼梯，为保证疏散，可以因地制宜，根据建筑的功能用途的特点采取设置缓降梯、直爬梯等辅助疏散设施，同时严格控制室内的装修材料，提高自动喷水灭火系统等防护等级来提高建筑的防范系数，确保人员的安全。
2．3  合理防火分隔，有效组织排烟
    在古建筑的修复改造中如何满足现行规范的防火分区、防烟分区的要求，亦是一个十分重要的内容。古建筑一般没有防火分区和防烟分区的概念，而是按照使用功能、建筑结构、建筑特色来决定使用面积的大小。在对其改造和修复中，可按照以下的原则来对防火、防烟分区进行合理的划分：
    (1)结合功能合理防火分隔，明确古建筑和老建筑改造后的使用功能，根据改造后需增设的现代化使用功能的需求和火灾危险性，以及改造中消防设施的情况来确定防火分区的面积。
    (2)注意分隔与疏散的统一协调，在分隔时，应以防火墙为主。对需要连续空间的场所不能简单采取防火卷帘进行分隔，防止因卷帘下落后造成人员疏散出口减少或形成袋形走道等安全疏散上极不利现象的产生。
    (3)有效增设排烟设施，提高对烟气的控制能力。根据建筑的实际情况，采用挡烟垂壁等措施划分防烟分区。对建筑内部结构须大量保留的古建筑应尽量采用自然排烟方式，如确不能达到自然排烟方式的有关要求，而按照现有规范应设置排烟设施的场所和部位则应增设机械排烟系统。
2．4  设置消防设施、增强自防能力
    修复、改造古建筑的消防重点应该是根据建筑的具体情况合理、实用地设置消防设施。特别是对一些古建筑的结构、疏散与现行规范存在先天不足的，就更需要增设消防设施来弥补，其中自动喷水灭火系统是增设消防设施的首选。在对建筑的整体消防安全作一个较为全面的评估后，结合建筑构造和装修的特点，合理布置自动喷水灭火系统的喷头、火灾自动报警系统的探测器等消防设施。
    (1)坚持改建到哪里、消防改造到哪里，与新增功能、设施同步。即视改建后建筑的耐火等级、须增设的功能设施来确定消防设施的设置，并与功能设施的增设同步进行。这样，消防设施的增设既不会影响建筑的风貌，又使改建后增加现代需求功能的古建筑在消防设计上达到安全要求。
    (2)合理布置设施，满足功能需求，追求实效性。消防设施的增设应与建筑的整体风格相和谐，尽量做到不影响建筑的内部结构。如吊顶要保留的，可将顶喷改为侧喷，大空间须增设自动喷水灭火系统的，可考虑设置新型的数控智能射水器等，报警采用红外对射探测器。

3  古建筑修复、改造案例

3．1  上海展览中心
    上海展览中心是1954年由前苏联中央设计院设计建成的俄罗斯巴洛克式的建筑，是中国建筑业"学苏时代"的三栋代表作中最完美的一处，是上海市现代优秀保护建筑。整个建筑按照南展北会的格局布置，是上海的政治文化中心。在对该建筑群的修复、加固和改造中，根据现代社会对展示空间及会议办公的要求已与解放初期发生了巨大的变化的现状，其内部设计增设了复杂的电讯系统、空调系统、保安系统等，这些系统的增设势必对建筑的消防系统提出了更高的要求，根据建筑原有的结构和改造后的要求，按照消防安全设计的原则，对展览中心的大修改造应做到：
    (1)防火分区和安全疏散应满足规范要求，如确有困难的应采取必要的补救措施。以友谊会堂为例来说明改造的过程，友谊会堂为地上三层建筑，高度26.31m，建筑面积9 848m2。底层为休息厅、咖啡厅和大堂，第二层为舞台、电影院，第三层为宴会厅，因高度超过24 m，要求友谊会堂的楼梯间改为封闭楼梯间，每层为一个防火分区。
    在友谊会堂的贵宾厅，为解决贵宾休息室的疏散必须穿越舞台的矛盾，增设了一个可通相邻防火分区的出口。
    (2)消防设施应按照现行规范的有关要求执行，一层大堂和二楼观众厅部分的天顶的花饰和风貌属于保留部分，且无可燃物，故可以不安装喷淋；舞台区因可燃物较多，设置了雨淋系统，其余的房间，如贵宾室、化妆间、剧场休息厅等均设置了自动喷水灭火系统；三层宴会厅因有吊顶，要求设置了上、下喷淋，并对内装修材料进行了控制；友谊会堂的舞台、贵宾室及电影院按照现行规范的要求设置了机械排烟系统。经过改造后的友谊会堂能基本满足现行有关消防技术规范的要求。
    (3)合理协调疏散和防火分隔，优化疏散系统。例如展览中心的东一馆(地上二层，高度13.4m，建筑面积10 585m2)、西一馆(地上二层，高度13.4m，建筑面积10 762 m2)是作为大型展览使用的展厅，面积较大。并且在展览厅内各设有一部敞开楼梯，原设计是在敞开楼梯处设置防火卷帘来进行防火分区的划分，从防火分区的面积上能满足规范的要求。经审核，考虑到设置在楼梯口的防火卷帘不利于发生火灾时人员的疏散，并且从人的逃生本能上应该是哪里来、哪里逃的一个疏散路线，认为在楼梯口处设置防火卷帘对人员的疏散、逃生极为不利，故向设计者提出以防火水幕替代防火卷帘作为防火分区的隔断，并且在敞开楼梯处设置挡烟垂壁来防止烟气的竖向蔓延方案，这样，既满足了防火分区和防烟分区的要求，也保证了火灾时人员疏散的可靠性，取得了比较好的效果。
    (4)充分利用新技术、新产品来保证展览中心改建后的安全。如展览中心的中央大厅高大宽敞，设置普通的火灾报警探测器确有困难，故设置了红外光束探测器；序馆区因为有特色的圆拱顶建筑花饰，设置喷头将会破坏原建筑风貌，故建议设置数控智能射水器(现由于具体情况，管径已预留，射水器待有条件时增设)。
    改建后的展览中心基本消除了原有的火灾隐患，以上海市的标志性建筑重新展示给人们，为上海举办各类大型的政治和展示活动提供了安全保障。
3．2  马勒住宅
    马勒住宅位于上海市陕西南路与延安中路交口，是一组北欧挪威式建筑，属于上海市市级优秀近代建筑文物保护单位。解放后为共青团市委所在地，现为衡山集团所有。马勒住宅为砖木与钢筋混凝土混合结构，主楼三层，局部五层，建筑面积约3000m'。改造后的用途为酒店。根据这一用途和经文物管理部门确定的保护范围，对马勒住宅的改造主要提出如下的要求：
    (1)建筑内设置自动喷水灭火系统和火灾自动报警系统来提高建筑的防火安全系数。由于建筑内的大部分吊顶属于建筑文物须保留下来，设置顶喷将会破坏原有的吊顶，根据实际情况建议改为侧喷，既保留了建筑文物，又使老建筑提高了安全系数。
    (2)由于年代的长远不能保留下来，需要重新制作的吊顶应为轻钢龙骨石膏板吊顶；经翻修后采用的吊顶及木墙面应进行防火处理；维持原状的木楼梯、木墙面等应经防火处理，涂刷透明的防火涂料。
    在马勒住宅中没有设置室内消火栓系统，因为该建筑原为住宅使用，没有公共部分，而且房间和走道的墙面极具特色，室内消火栓的设置将会破坏其风貌，考虑到自动喷水灭火系统是很可靠的消防灭火设施，且较大程度地提高了建筑的自救能力，故可以不设置室内消火栓系统。改造后的马勒住宅以其独特的建筑风貌吸引了众人的目光。
    古建筑的修复和改造涉及到许多的历史和文化内涵，不是单靠执行规范和标准就能使其保证安全的，并且在现有的规范中几乎没有涉及到古建筑的改造和修复。因此在实际的操作中应做到既满足消防安全，又使修复和改造能保留各具特色的建筑造型和历史内涵。
    通过对建筑的结构、疏散系统、防火分区、防烟分区、装修材料、能否增设消防设施等各方面的综合安全系数的科学评估来考虑和确定古建筑在修复、改造过程中要达到消防安全所应具备的条件，并且充分地利用新产品、新技术，使古建筑在现代社会中能安全、合理的得到使用，并继续发挥其功能和作用，使更多的人从中体会到当时的文化历史背景，看到人类进步的足迹。

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