本報記者 韓天琪
1月3日，距今600年歷史的雲南大理巍山古城拱辰樓失火，樓上部木結構部分被燒毀。拱辰樓始建於明朝，如此高大雄偉的明代古城樓完整地保存至今，在雲南乃至全國實屬罕見。
近年來著名古城、古鎮、古村落發生火災的情況經常出現。頻繁發生的古建築火災事件對木建構歷史文化遺產保護工作提出了警示。
我國古代的建築多為木結構，那麼，古人在木建築防火方面有哪些獨特的設計與經驗？其中有哪些科學思想值得今人借鑑？
古代的建築防火設計
清華大學建築學院建築歷史與文物建築保護研究所教授王貴祥在接受《中國科學報》記者採訪時表示，「概念防火」是古代建築形制中一種頗具特色的象徵性防火設計。其中比較有代表性的建築裝飾有鴟吻和藻井。
鴟吻是古代建築房脊兩端高高聳起的飾物，形狀似龍形，卷頭縮尾，張開大口銜著正脊，背插寶劍。其形象有狎魚、海馬、鰲龜等，這些都是興雲作雨的海中神獸，古人期望著藉助它們的神力來避火。藻井是古代建築的一種室內裝飾元素，一般用於殿堂明間頂部中央，繪龍紋或菱、藕一類花卉。藻井有生水之意，從我國五行說中「水克火」的認識衍生而來。
「取名帶水」和「門不帶鉤」也具有極強的象徵意味。例如存放《四庫全書》的七個閣中有六個閣都帶有水字偏旁。它們是「淵、源、津、溯、涸、匯」。而牌匾上的「門」字最後一筆直寫下來也是為了避「火鉤」之嫌。
「當然這些都僅僅只是在象徵意義上祈禱火災不要發生，並不具有防火的真正功效。」王貴祥說。
要真正從技術上保護木構建築不被火災侵害，還要從防火和滅火兩個角度著手。
鑑於木構建築的建材特性，古建防火的第一步即是對可燃構件做阻燃處理。用塗抹灰泥的辦法來提高可燃構件的防火性能，在我國古建築中是採用最久且最廣泛的一種技術措施。
早在春秋時期，就有「火所未至，撤小屋，塗大屋」的火災預防辦法。及至元朝，著名的農學家王禎在他的《農書》中對於建築防火和防火材料更有詳盡的論述，他提出了「火得木而生，得水而熄，至土而盡」的理論，由此研製了「用磚屑為末，白善泥、桐油、枯莩碳、石灰」等五種材料，然後用「糯米膠」調和出一種比較原始的防火材料。
山牆、風火簷、室內防火牆、室外防火牆等防火分隔物也有防火和阻止火勢蔓延的作用。我國古建築的山牆中，硬山牆和馬頭牆的防火效果較好。風火簷的設計要求不能開設門窗洞口，而且還要把牆上的屋簷用磚或琉璃等非燃燒材料封嚴，不允許可燃構件外露，以此達到阻止火勢從外部向內部或從內部向外部蔓延的目的。現存最完整的室內防火牆是建於明朝的鑾儀衛倉庫，每隔7間房屋空出一間，並將這間房屋砌成無門無窗的磚牆，具有很好的防火功能。護城河與城牆則是最好的室外防火隔離帶。
「當火災真正發生時，要做的是第一時間滅火，這時就體現了消防設施的重要性。」王貴祥介紹，消防最重要的即是水，建築周圍設置的大量水缸實際上就是古代的消防設施，類似於現在的「滅火器」。
根據《大清會典》記載，紫禁城內共有太平缸308口，每口缸可容水2000升，達到現在一輛水罐消防車的儲水容量。而且每口大缸有16名太監編制專門管水。冬天為防凍，缸下面設置炭爐,為缸裡的水加溫。
古建火災頻發的原因
相對於西方古建築的磚石結構體系來說，中國的古代建築以木結構為其主要特點。單體古代建築主要由磚石臺基、木結構的屋身和瓦屋頂組成。木結構古建築的柱、梁、枋、檁、椽、鬥拱等承重構件，以及門、窗、隔斷等非承重構件都由木質材料構成。
「木材本來就是乾燥且易燃的材料，因此木結構建築一直存在如何防火滅火的問題。」王貴祥表示，現在木結構古建火災頻發有各種各樣的原因，但最根本的還在於其建築材料的特性。
古建築中的各種木材構件，具有良好的燃燒和傳播火焰的條件，耐火等級低。而古建築的平均木材量為每平方米使用1立方米木材，現代建築則要求每平方米不超過20千克木材的火災負荷量。由此換算，木構古建的平均火災負荷量是現代建築的33倍。
「單體建築中如此大的木材用量，要是放在現代建築設計中，甚至是無法達到消防規範要求的。」王貴祥說。
根據北京市古代建築研究所研究員王世仁的研究，古建築用木材做成的柱子和梁架等主體結構在發生火災時的燃燒速度為每分鐘2釐米。由此推算，木構建築在起火以後，如果在15～20分鐘內得不到有效滅火，即會出現大面積燃燒，溫度高達800～1000攝氏度。
房屋結構方面，由於其屋頂結構嚴實緊密，屋頂內部的煙熱不易散發，溫度極容易積聚。建築布局時，古人往往注意其藝術效果，而很少考慮防火間距和防火分隔。
「古代建築的這些特點使得一旦出現火情，燃燒速度會非常之快，而且容易出現連片燃燒。」王貴祥解釋道，這就是古建保護領域常說的「轟燃」現象。
經營性開發應適可而止
隨著現代科技的進步，專業的防火和消防技術也越來越多，效果越來越好。木材阻燃、火災探測、注氮控氧等技術在現代古建保護工作中發揮著重要作用。
王貴祥認為，從理論上講，現在可以從技術上完善古建築的防火和消防設施。在針對古建築的特殊性制定的消防方案中應包括消防布局、消防站、消防通道、消防給水、消防設備等內容。
「古建築沒有現代建築的消防規範和應用，在這些方面是需要作一些補救措施的。」王貴祥說，「但之所以說它是理論上的，因為這種消防改造需要很大的投資，在具體實踐當中往往容易被忽視。」
中國科學技術史學會建築史專業委員會秘書長郭超告訴《中國科學報》記者：「古建築的現代保護，缺的不是技術，是意識。」
近年來，古城、古鎮、古村落的旅遊開發如火如荼，急功近利的古城改擴建和電路改造，極易讓原本就嚴重老化的電線負荷劇增，造成線路短路，引發火災。近年頻繁發生的古建火災事件中，很大一部分都發生於經過商業開發的古建築。過度的商業開發使古城古建原有的防災功能基本瓦解，現代化的消防安全工作又跟不上，這是近年來古城古建火災頻發的主要原因。
基於此，郭超呼籲：「古建築的經營性開發一定要適可而止！」
《中國科學報》 (2015-01-23 第6版 歷史)