關(guān)于黟縣宏村古建筑群消防系統(tǒng)實施的論述

許志敏，胡陽

1.合肥科大立安安全技術(shù)有限責(zé)任公司；2.安徽省消防救援總隊

本文主要針對黟縣宏村古建筑群消防系統(tǒng)的概況、原有消防現(xiàn)狀、設(shè)計理念、防護(hù)功能、實施重難點及后期養(yǎng)護(hù)進(jìn)行分析論述。

一、古建筑群消防概況

宏村，古稱弘村，位于黃山西南麓，距黃山市黟縣縣城10公里。宏村始建于南宋紹興年間（公元1131—1162年），距今約有900年的歷史[1]。

村中兩棵古樹—白果樹和紅楊樹是“牛角”，湖光山色與層樓疊院和諧共處，自然景觀與人文內(nèi)涵交相輝映，是宏村區(qū)別于其他民居建筑布局的特色，成為當(dāng)今世界歷史文化遺產(chǎn)一大奇跡。

整體消防系統(tǒng)按照宏村古建筑群的防護(hù)要求進(jìn)行設(shè)計，防護(hù)對象共分為三類：一類防護(hù)對象3棟，二類防護(hù)對象95棟，三類防護(hù)對象共265棟。消防主要實施內(nèi)容包括線路改造系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、廣播疏散系統(tǒng)、分布式光纖測溫系統(tǒng)、超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)及自動噴水-高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)和室外自動消防炮滅火系統(tǒng)等。

線路改造系統(tǒng)涉及宏村整體的線路改造，包括開挖路面、主線路敷設(shè)、路面石板鋪設(shè)、電表箱安裝等；火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中共3臺主機(jī)，分別位于監(jiān)控中心、村委會及樂彼園。前端設(shè)備由感煙探測器、手動報警按鈕、聲光報警器、感溫探測器、可燃?xì)怏w探測器、控制模塊和監(jiān)視模塊等組成；廣播疏散系統(tǒng)由數(shù)字調(diào)諧器、CD播放器、電源時序器、IP式對講尋呼話筒及一鍵求助終端組成；分布式光纖測溫系統(tǒng)由1臺測溫主機(jī)、用戶軟件、感溫光纜、通信光纜、光纖配線架和室外接續(xù)盒等組成；超細(xì)干粉系統(tǒng)由懸置式滅火器加聯(lián)動溫感組成；自動噴水-高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)由噴頭、管網(wǎng)和小型泵組組成，局部采用移動式細(xì)水霧推車進(jìn)行機(jī)動滅火；室外自動消防炮分布在村落北側(cè)的山林邊界線上，起到阻隔山火的防火隔離作用。整個消防系統(tǒng)采用了智慧消防平臺的組網(wǎng)模式，統(tǒng)一采集信號后進(jìn)行數(shù)字化集中管理。

二、古建筑群原有消防現(xiàn)狀

宏村整個村落原有的消防系統(tǒng)設(shè)施有以下幾個部分：

（1）蓄水系統(tǒng) 主要由西北的西溪、村中的月沼、村南的南湖及遍布全村的水圳組成，火災(zāi)時可以隨時隨地取水滅火。

（2）古人設(shè)計的防火墻—馬頭墻，能夠起到阻隔火災(zāi)蔓延的作用。

（3）市政供水進(jìn)村后直連的室外消火栓系統(tǒng)、每戶配備的ABC干粉滅火器及景區(qū)消防三輪車。

（4）村北鄰近大片山林，與建筑物僅一條小道相隔，一旦出現(xiàn)林火將殃及村落，缺少有效防護(hù)措施。

（5）村內(nèi)巷道大多狹窄，不便大型消防車輛進(jìn)行撲救。

（6）村內(nèi)民居大多經(jīng)營農(nóng)家樂，人員密集且戶內(nèi)線路安全隱患存在較多。廚房內(nèi)均使用石油液化氣鋼瓶，平時烹飪過程中液化氣泄露現(xiàn)象普遍存在。

三、設(shè)計理念及防護(hù)功能

“十四五”文化和旅游發(fā)展規(guī)劃中提出“推進(jìn)文化和旅游業(yè)態(tài)融合、產(chǎn)品融合、市場融合、推動旅游演藝、文化遺產(chǎn)旅游、文化主題酒店、特色節(jié)慶展會等提質(zhì)升級，支持建設(shè)集文化創(chuàng)意、旅游休閑等于一體的文化和旅游綜合體”。宏村于2000年被遴選為世界文化遺產(chǎn)地，綜合宏村的文化主題酒店現(xiàn)狀及古建筑磚木結(jié)構(gòu)的固有形式，設(shè)計理念本著不破壞古建筑觀瞻及古文化氛圍為前提，在每戶民居內(nèi)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和民居內(nèi)可燃?xì)怏w探測系統(tǒng)，以防范火災(zāi)于未然，對燃?xì)庑孤┈F(xiàn)象能夠及時進(jìn)行預(yù)報警。設(shè)計系統(tǒng)管線布置盡可能地隱蔽敷設(shè)并作相應(yīng)融入古樸景觀的處理，探測器安裝在滿足施工規(guī)范的前提下盡可能優(yōu)化布點位置，確保設(shè)備安裝觀感不突兀且能滿足報警功能需求。一類、二類文物保護(hù)民居單設(shè)了一鍵求助應(yīng)急按鈕，以備突發(fā)事件應(yīng)急使用[2-3-4]。

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)中共設(shè)計3臺報警控制主機(jī)，分別位于監(jiān)控中心、南湖書院和東村委會。前端火災(zāi)報警設(shè)備由感煙探測器3064只，感溫探測器274只，可燃?xì)怏w探測器257只，手動報警按鈕287只，聲光報警器270只，監(jiān)視、控制模塊等組成；電氣火災(zāi)監(jiān)控采用剩余電量檢測；分布式光纖測溫系統(tǒng)由1臺測溫主機(jī)和室內(nèi)感溫光纜組成；廣播疏散系統(tǒng)由室外防水音柱54處及一鍵求助終端94套組成。

火災(zāi)報警設(shè)備的煙感、溫感探測器主要安裝在每戶的客廳、臥室、廚房、餐廳、回廊、倉庫內(nèi)，起到對初期火災(zāi)煙霧或局部溫升進(jìn)行探測報警，報警信號通過有線的形式傳輸?shù)较揽刂浦行摹?/p>

可燃?xì)怏w報警系統(tǒng)主要是安裝于廚房液化氣罐附近的燃?xì)馓綔y器，燃?xì)庑孤﹫缶笙嚓P(guān)的報警位置信息可以通過輸入模塊傳送到消防控制中心。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是對每戶的主進(jìn)戶線進(jìn)行漏電電流的實時監(jiān)測及報警，一旦發(fā)生漏電異常信號消防控制中心可以收到相關(guān)報警信息。

在承志堂內(nèi)設(shè)置了分布式感溫光纖測溫系統(tǒng)，利用溫度變化對激光束在光纖中傳導(dǎo)的影響來監(jiān)測探測區(qū)域的實時溫度，在承志堂內(nèi)共繞梁、柱敷設(shè)長約230米、外徑為4mm的整條鎧裝光纜，并設(shè)置了9個分段報警區(qū)域。該系統(tǒng)在古建筑中使用的優(yōu)點是：1.可以完全規(guī)避強弱電進(jìn)入木結(jié)構(gòu)的古建筑內(nèi)；2.可以實時監(jiān)測現(xiàn)場線性探測區(qū)域每一段的溫度；3.可以設(shè)置線性感溫的報警長度，從而可以避免某一小段溫升引發(fā)的誤報警—比如可以避免陽光長期照射產(chǎn)生高溫的局部誤報，能確保最小影響景點觀瞻的前提下精準(zhǔn)、及時地進(jìn)行溫度實時監(jiān)測和火災(zāi)探測報警。

廣播疏散系統(tǒng)中的立桿采用融入背景風(fēng)格的“馬頭墻”外觀設(shè)計，安裝后不破壞村落中原始風(fēng)貌。對于狹窄巷道的區(qū)域設(shè)計安裝落地式石形揚聲器，水塘邊設(shè)計安裝在樹上的懸掛式揚聲器，共計54處。廣播疏散系統(tǒng)中加入了一鍵求助的按鈕功能，共計94套。

整個村落中選取了兩戶安裝水噴淋自動滅火系統(tǒng)作為試點，利用院落中的天然水池作為消防水池，消防水泵采用了隱蔽式的潛水式消防泵。泵組參數(shù)—潛水式消防泵XBD 2.0/10-Q（一用一備）Q：10L/s，H：0.2Mpa，2.5kw；景觀水池有效容積：5立方米?？紤]到水系統(tǒng)管道及泵組施工對古建筑裝飾、裝修破壞較大，故不做推廣。

另選取了兩戶安裝高壓細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，同時配置了6套移動式高壓細(xì)水霧推車以滿足村落中狹小巷道的機(jī)動滅火需求。高壓細(xì)水霧管道外徑較小，一般為12mm-20mm，在古建筑木結(jié)構(gòu)中容易隱蔽，對古建筑觀感幾乎零影響。系統(tǒng)噴灑過程中用水量少、霧化效果好，噴灑霧滴直徑DV0.99＜100um，在古建筑內(nèi)使用可以避免水漬污染及水壓對古建筑造成的二次損害。

在整個系統(tǒng)的主控制室和兩個分控室及柴油發(fā)電機(jī)房內(nèi)設(shè)置了懸置式超細(xì)干粉滅火器并由獨立式感溫探測器聯(lián)動組成。

針對村北鄰近山林約1.2公里的邊界線需設(shè)置防火隔離帶的現(xiàn)狀，考慮邊界線上高低不平、曲折復(fù)雜，經(jīng)過現(xiàn)場實地勘察后決定設(shè)計消防自動水炮滅火系統(tǒng)，以確保山林火災(zāi)發(fā)生時能形成有效的水幕隔離帶。為了保證室外山林火災(zāi)的滅火效果，選擇設(shè)計室外型消防水炮，其流量大、射程遠(yuǎn)、滅火效果好。

在傳統(tǒng)消火栓的基礎(chǔ)上，對整個宏村室外消火栓進(jìn)行了信息化智慧升級。在消火栓栓頭支管上安裝無線水壓傳感器，起到實時監(jiān)測室外消防栓漏水、無水、移位等異常狀況，并將信息通過無線傳輸技術(shù)及時推送給監(jiān)管及維護(hù)人員。

整個村落智慧消防平臺的搭建設(shè)計了以下幾方面：

消防報警遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、水源系統(tǒng)監(jiān)測、室外消火栓壓力監(jiān)測、聯(lián)動型無線雙向獨立式煙感、安消聯(lián)動、煙火視頻分析、消防綜合管理、消防數(shù)據(jù)報表等。

其中，消防報警遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[5]是通過對宏村火災(zāi)報警聯(lián)動控制系統(tǒng)的實時監(jiān)測，將前端設(shè)備的運行狀態(tài)和工作情況實時推送給消防值班人員和安全負(fù)責(zé)人，打破消防系統(tǒng)孤立的現(xiàn)狀，為消防安全管理提供抓手。

水源系統(tǒng)監(jiān)測是針對宏村內(nèi)的兩大天然水源—南湖和月沼的消防水源數(shù)據(jù)進(jìn)行實時采集和監(jiān)測，根據(jù)數(shù)據(jù)的實時變化，提示、通知相關(guān)部門及領(lǐng)導(dǎo)安排隱患排查和整改，為消防車輛滅火的持續(xù)供水提供數(shù)據(jù)支撐。

通過在室外消火栓上安裝物聯(lián)網(wǎng)壓力傳感器[6]，實時監(jiān)測室外消火栓水壓異常狀況，結(jié)合GIS地圖系統(tǒng)，可實現(xiàn)室外消火栓的快速定位，方便維護(hù)人員和救援人員快速到達(dá)指定的室外消火栓位置。

為了減少消防施工對文物古建筑的損壞，在南湖書院、汪氏宗祠、承志堂三個國家一級保護(hù)古建筑安裝了聯(lián)網(wǎng)型無線獨立式煙感，實現(xiàn)南湖書院、汪氏宗祠、承志堂內(nèi)部火災(zāi)煙霧的實時探測和報警，實時提醒管理單位及消防主管部門發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，更加全面地保障南湖書院、汪氏宗祠、承志堂的消防安全。

安消聯(lián)動是將村落內(nèi)部88個安防攝像機(jī)資源進(jìn)行集成、聯(lián)動，當(dāng)發(fā)生警情時，平臺自動彈出對應(yīng)視頻監(jiān)控畫面，實現(xiàn)報警的遠(yuǎn)程確認(rèn)和現(xiàn)場火情記錄。

煙火視頻分析是充分利用村落內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)的實時圖像，采用獨創(chuàng)的算法，進(jìn)行實時探測監(jiān)控區(qū)域可能發(fā)生的火焰和煙霧，使現(xiàn)有安防監(jiān)控系統(tǒng)具有火災(zāi)探測預(yù)警功能。

消防綜合管理包含值班查崗、資產(chǎn)管理、聯(lián)網(wǎng)單位信息等，全方位解決村落中消防人、事、物的統(tǒng)一監(jiān)管，提高消防安全水平。

消防數(shù)據(jù)報表是指平臺監(jiān)控數(shù)據(jù)定期（按月/季度）形成數(shù)據(jù)報表并自動推送，方便消防管理人員掌握消防狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)消防安全隱患并排查，指導(dǎo)下一步消防管理的工作重點，在一定程度上可減少火災(zāi)的發(fā)生，提高消防安全管理水平。

為了充分發(fā)揮本消防系統(tǒng)的功能，對于火災(zāi)報警后的聯(lián)動處置流程設(shè)計如下：

（1）村落中戶內(nèi)發(fā)生前期火災(zāi)煙霧或燃?xì)庑孤﹫缶?，監(jiān)控中心報警主機(jī)會收到報警。監(jiān)控中心值班人員發(fā)現(xiàn)火警后首先切換智慧消防大屏幕進(jìn)行火警的位置確認(rèn)，隨后調(diào)用附近監(jiān)控攝像機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。

（2）大屏幕確定火警位置后，消防隊立即安排小型消防車前往火警發(fā)生地進(jìn)行滅火處置；火警點附近的消防疏散廣播開始進(jìn)行廣播疏散。

（3）大屏幕監(jiān)控進(jìn)行全程火情記錄，并在確認(rèn)火警解除后復(fù)位報警主機(jī)。

四、實施過程中的重難點

（一）工程實施進(jìn)程

宏村景區(qū)為原住民景區(qū)，施工的每個區(qū)域均為正在營業(yè)的場所，且施工的整體工序是不連續(xù)的；個別原住居民不配合施工等[7]。

（二）確保避免對古民居及國寶文物建筑的二次破壞

1.施工中盡量避免明敷管道，在明敷管道的外表涂刷背景色；對已有的二次吊頂進(jìn)行開設(shè)檢修口的方式從吊頂上敷設(shè)，無吊頂?shù)难亓褐趁尜N角敷設(shè)；對非古墻體進(jìn)行隱蔽式開孔及沿各民居之前的路由管路進(jìn)出戶；室外局部重新開啟石板進(jìn)行隱蔽敷設(shè)管道。

2.對布置于景區(qū)各路口的廣播立桿進(jìn)行貼近景點風(fēng)貌的外觀設(shè)計，盡量避免同景區(qū)風(fēng)貌的格格不入。

（三）施工工藝的多變性

為了滿足施工現(xiàn)場的施工要求需隨機(jī)的進(jìn)行工藝調(diào)整，比如土圍墻上固定電管需采用傘式飛機(jī)脹管；廣播揚聲器安裝靠近重要景點區(qū)域的采用落地青石造型，靠近湖邊的選擇樹干上吊裝的形式；電管敷設(shè)時為避免大彎頭而采用可拆卸直角彎頭等。

（四）系統(tǒng)運行的不利環(huán)境

1.整個系統(tǒng)完成后由于大部分民居建筑都是經(jīng)營場所，每半年都會有許多民居場所進(jìn)行內(nèi)裝修，導(dǎo)致本戶系統(tǒng)管線拆除后設(shè)備故障且很難短時間恢復(fù)。

2.皖南地區(qū)濕度大雨水多，大多數(shù)民居沿襲了傳統(tǒng)的屋面做法—屋面沒有防水層，屋內(nèi)同屋外僅一瓦之隔，瓦片常常被小動物踩翻導(dǎo)致下雨漏水。由此會導(dǎo)致安裝在吊頂或斜屋面上的探測器進(jìn)水發(fā)生故障，對于安裝在吊頂內(nèi)的水滅火系統(tǒng)管道冬季也等同于在室外大有被凍裂的可能。

3.對于不通風(fēng)的消防控制室及無人值守的分控室均設(shè)置抽濕機(jī)，否則主機(jī)設(shè)備無法正常運行。

五、實施后擬優(yōu)化方案

（1）為了避免明敷管道及內(nèi)裝修拆裝對火災(zāi)報警系統(tǒng)的損壞，報警探測系統(tǒng)宜采用單戶內(nèi)無線傳輸、戶與戶之間有線組網(wǎng)的“無線+有線”的綜合模式。

（2）探測器的選型宜選用防水型探測器，或做防水密封處理。

（3）傳統(tǒng)噴淋滅火系統(tǒng)對古建筑觀瞻和結(jié)構(gòu)影響大，施工難度大且冬季不宜進(jìn)行保溫，宜采用移動式細(xì)水霧滅火裝置或高壓細(xì)水霧消火栓。

（4）對于廚房烹飪區(qū)域宜增加懸置式超細(xì)干粉滅火系統(tǒng)并接入報警系統(tǒng)。

（5）對于消防火災(zāi)報警的及時確認(rèn)宜做到每戶均能調(diào)用相應(yīng)的攝像機(jī)預(yù)置位進(jìn)行圖像確認(rèn)。

（6）宜采用圖像型火災(zāi)探測系統(tǒng)對商業(yè)民居和重點文物進(jìn)行消防、安防一體化全方位監(jiān)控。

（7）宜配置兩臺無人機(jī)對整個景區(qū)進(jìn)行定時巡檢及確認(rèn)火情、快速出警使用。

（8）整體消防報警系統(tǒng)宜預(yù)留城市消防監(jiān)控接口，用來后期對接黟縣古民居群整體智慧消防平臺，并可支持消防信息手機(jī)聯(lián)網(wǎng)管理、查詢等。

六、系統(tǒng)的后期運行維護(hù)

在整個宏村的消防系統(tǒng)完善后，才真正進(jìn)入該系統(tǒng)的生命周期，也是該系統(tǒng)執(zhí)行其使命的開始。在系統(tǒng)運行的每一天都應(yīng)該時時進(jìn)行運行記錄，每個月都需進(jìn)行系統(tǒng)的整體性能測試，每一季度進(jìn)行一次預(yù)演，每年進(jìn)行一次全面檢查。如此才能真正地讓該系統(tǒng)不形同擺設(shè)，關(guān)鍵時能發(fā)揮其應(yīng)有功能，為世界文化遺產(chǎn)的保護(hù)盡一份責(zé)任與義務(wù)。