防火涂料在中国古代木结构建筑中的应用

2014年1月11日凌晨1时27分，位于云南迪庆藏族自治州州府香格里拉县的独克宗古城发生大火，焚毁百余建筑。我们惋惜这座历史名城毁于一旦，叹息工艺精良的木结构建筑群竟这样化为灰烬。

城内通道狭窄、消防设施供水水压不足、防火意识薄弱。其中，房屋多为土木结构，且连片成群易燃烧成为人们热议的原因。我们的祖先在建造精巧的木结构建筑时，也深深领悟到木生火的道理。为了防火，历代能工巧匠因地制宜地发明了彩绘、护城河、防火墙、水袋等措施。至今保存较好的安徽徽州民居，其高出房顶的防火马头墙已经成为显著特色。

安徽民居的特色马头墙其实是防火设施

古代防火设计中，故宫是最为典型的范例。宫外有金水河、护城河保驾护航，宫内有河道弯曲穿过；除此之外，80多口水井分布其中。紫禁城内还有大缸308口，太和殿、保和殿前各4口；每口缸可容水2000升，比现代水车容量还大。因忌讳水、火二字而得名的“太平缸”、“吉祥缸”是故宫最具特色的防火设备。源于生活实践的智慧成就了千百年来人与木和谐相生的居住格局。木结构易燃的意识也一并进驻我们的大脑，比如这次香格里拉大火，人们将首要原因归结于木结构易燃。当钢筋混凝土的房屋建筑成为居住主流选择后，这种认识依然根深蒂固在国人的脑海中，但事实是木结构并非最易燃。

美国国家林产品协会西北研究所提供的测试结果表明，大截面木构件遇火时，其强度保持时间比金属长。当温度升至230摄氏度时，钢材的强度急剧下降；750摄氏度时，其强度只有原来的10%。木材在温度达到250摄氏度时才会燃烧；火势凶猛的情况下，它通常会以每分钟0.64毫米的速度碳化，碳化层将木材与外界隔离从而提高了木材可承受的温度。因此，在一场持续30分钟的大火中，木材的每个暴露表面只有19毫米因碳化而损失，余下绝大部分原始截面完整无损。

随着居住方式的改变，古人的防火智慧已不足以抵挡灾难。今人继续探索，依靠现代技术和手段解决木结构防火问题。木材内部结构的改变是解决途径之一。现代木结构基本摈弃了使用原木，取而代之的是规格材和工程木材料，如CLT交错层积材、胶合木等；这些材料的强度、耐久性、稳定性、环保性、经济性远远高于一般木材。环保防火涂料的应用是解决问题的另一种思路。位于青岛的某重型木结构建筑，其SPF（云杉-冷杉-松）结构板材支撑起的浮云屋顶，经防火涂料处理达到了阻燃目的。

木材阻燃处理分为浸渍溶剂型阻燃剂与涂刷木结构防火涂料两种方式。木结构防火涂料以水作溶剂，有机和无机复合材料作粘结剂，加入高效阻燃剂和助剂配制而成，是一种集环保、装饰、防火于一体的新型涂料品种。平整的涂膜遇火时膨胀发泡形成泡沫层，泡沫层不仅隔绝氧气，还因质地疏松而具有良好的隔热性能，可延滞热量传向木材的速率；涂层膨胀发泡产生泡沫层的过程因为体积扩大而呈吸热反应，消耗大量热量，有利于降低火灾现场温度。木结构防火涂料凭借无毒、无污染、涂层性能稳定、适应各类气候条件、便于施工等优点，被广泛应用于礼堂、影剧院、宾馆、医院等建筑中。

在钦佩古人防火智慧，感叹今人防火精妙技术的同时，我们不由得沉思：在建筑材料如此丰富的现代社会，人类为何始终对安全舒适的木结构建筑保有热情？应当说，这一切都源于对木的不舍、对自然的眷恋和对品质生活的不懈追求。

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