目的成就。随着现代化城市的发展,在我国各大城市,散布着大量的年代久远的历史建筑,它们尚不属于文物保护建筑,但它们在在历史变迁中都几经改造和改建。当前,由于社会发展的需要,它们被赋予新的建筑功能,从而进行再次的活化利用。然而这些历史建筑的建造时间久远,建筑整体布局、内部结构、建造材料及消防设施等均无法达到现代社会新功能所需满足的消防安全要求,如果不对其消防安全进行充分合理的提升改造,这些历史建筑对其本身乃至周围的片区均存在非常高的火灾安全隐患。因此,我们需要在历史建筑的更新改造过程中,多维度提升其防火韧性,从而寻到一条延续其生命的韧性发展之路。
1相关概念研究
1.1韧性城市
“十四五”规划提出顺应城市发展新理念新趋势,开展城市现代化试点示范,建设宜居、创新、智慧、绿、人文、韧性城市。由此可见,“韧性城市”已经进入了我国的国家战略,是我国城市化建设的重要目标。“韧性城市”的概念于2005年由韧性城市联盟提出,主要指城市系统在遭遇外界(灾害)刺激时,能凭借自身能力很好地抵御和减轻灾害,并通过合理调配资源从而在灾害中快速恢复过来的城市系统。而防火韧性的概念就是指城市在面对火灾等突发事件时抗御火灾的整体能力,能减少火灾对建筑单体乃至城市片区造成的人员伤亡和经济损失,并迅速恢复到常态化运营。
1.2历史建筑
历史建筑是经市、县人民政府确定公布的具有一定保
摘要 随着城市化进程的进一步加快,我国的城市现代化程度在不断提升,但在城市发展的一些中心区域,由于受技术革新、政策变化及维保缺失等复杂因素的影响,部分历史建筑的防火韧性已远远无法达到现代韧性城市的要求,给建筑单体乃至城市片区均带来了非常大的火灾隐患。以杭州历史建筑浙江胜利剧院的活化利用项目为例,通过全面分析其现存的消防安全隐患,提出消防安全提升的目标和策略,从而采取相应措施重塑其防火韧性,希望探索出一条韧性城市发展背景下历史建筑的活化更新之路。
关键词 韧性城市;历史建筑;防火韧性;重塑中图分类号 TU998文献标识码 A
DOI 10.19892/jki.csjz.2023.10.55
Abstract With the further acceleration of the urbanization process, the degree of urban modernization in China is constantly improving. However, in some central areas of urban development, due to the impact of complex factors, such as technological innovation, policy changes and lack of maintenance, the fire prevention resilience of some historical buildings is far from meeting the requirements of modern resilient cities, which has brought great fire hazards to individual buildings and even urban areas. This paper takes the activation and utilization project of Zhejiang Shengli Theater, a historical building in Hangzhou, as an example, comprehensively analyzes its existing fire safety hazards, puts f
orward the goals and strategies for improving fire safety, and then takes corresponding measures to remodel its fire prevention resilience, hoping to explore a way of activation and renewal of historical buildings in the context of the development of a resilient city.
Key words resilient city; historic building; fire prevention resilience; remodeling
我国作为世界上历史最悠久的国家之一,城市建设一直拥有悠久的历史传统和先进的建造工艺,取得了举世瞩
作者简介:应振(1980-),男,高级工程师、国家一级注册建筑师、国家注册城乡规划师。研究方向:建筑设计与消防安全结合一体化。杨都(1988-),女,高级工程师、国家一级注册建筑师。研究方向:建筑消防安全性提升。作者单位:浙江大学建筑设计研究院有限公司
韧性城市背景下历史建筑的防火韧性重塑
——以浙江胜利剧院消防提升项目为例
Remodeling the Fire Prevention Resilience of Historical Buildings in the Context of Resilient Cities: A Case of the Fire Protection Improvement Project of Zhejiang Shengli Theater
应 振 杨 都
Ying Zhen, Yang Du
护价值,能够反映历史风貌和地方特,未公布为文物保护单位,也未登记为不可移动文物的建筑物、构筑物。对于大多数历史建筑而言,其建设年代久远,建造时的建筑工艺及相应标准远远低于现代标准。同时经过岁月的洗礼,其周边环境往往发生了较大的变化,其结构安全性和耐火安全性已大大低于初始建造时的预设值,导致保护其留存至今的城市韧性被大大削弱。另外,由于现代社会防火标准及防火技术的大幅发展,相较于现代建筑,历史建筑的防火韧性已无法达到现行防火标准的各类要求,远远无法满足现代社会功能运营的需求。
2浙江胜利剧院消防提升案例
2.1项目简介杭州影院
浙江胜利剧院(以下简称“胜利剧院”)始建于民国二十三年(1934年),地处延龄路(今延安路)中段,由上海联华影业公司与杭州地产商合资建造,初名联华大戏院。民国初年,杭州电影只在茶馆、戏馆、教会礼堂中有一些零星放映,先后有杭州大世界游艺场电影场、杭州影戏院、西湖大礼堂等固定放映场所,而联华大戏院于1935年1月18日正式对外营业。
当时的联华大戏院设沙发座椅1 170座,为20世纪30年代杭州市设备最完善的电影院。联华大戏院的门面仿
照上海戏院的建筑模式,水泥山墙高耸,水磨地坪细密,宽墙窄窗,线条竖直,配上高高的台阶,闪亮的霓虹灯,引得观众渐入佳境,进得厅堂,品味戏剧影片。
2018年,胜利剧院被列入杭州市第七批历史建筑保护名录(见图1)。胜利剧院的保护范围,将与周边历史建筑保护范围统筹考虑,距离本体约5 m,用地面积约4  021 m 2。根据控制要求,除了因保护所必须建设的设施外,不得进行建设工程。而且,还要对其进行整体修缮,加强风貌保护。建设控制地带的范围是,北至长生路,东至延安路,西至东坡路,南至学士路,用地面积约23  083  m 2。控制要求新建建筑应当在体量、形式、风貌等方面与历史建筑协调,不得影响历史建筑安全。
2.2消防现状与火灾危险性
项目建筑面积约3 620 m 2,其中剧场部分约2  560  m 2,影院部分约1 060 m 2。建筑高度23.985 m,建筑层数4层。项目北侧为剧场,南侧为影院。剧场一层从东向西依次为门厅、观众厅楼座、舞台、后台化妆间,观众厅二层为池座,门厅上方为三层办公及设备区域。一层南侧为贵宾室和侯座大厅,二层至四层为影院。
胜利剧院作为历史建筑至今仍在使用,在历史变迁中,几经改造、改建(见图2),但其消防现状已无法满足继续使用的要求。
图1 
杭州市第七批历史建筑保护规划图册胜利剧院区域(图片来源:杭州市规划与自然资源局)
根据实地考察,胜利剧院防火、疏散等无法满足现行
规范要求,防火保护措施薄弱,周边建筑状况复杂,火灾隐患大。其火灾危险性具体体现在以下几个方面。
2.2.1建筑状态
胜利剧院始建于20世纪30年代,已经采用了当时先进的建筑材料与技术,主体为钢筋混凝土框架结构,观众厅屋顶在1999年改造后采用钢网架结构。经过时间流逝,防火保护材料腐蚀、脱落,建筑整体耐火等级达不到现行规范的要求。
2.2.2火灾荷载
因为剧院建筑的特殊情况,该项目内部存在大量木材、织物类的装修材料,如木地板、木楼梯、地毯、座椅、幕布等,这些材料虽然提升了剧院内部的艺术性和舒适度,但经过长时间使用,木材干燥、疏松,织物磨损,存在达不到防火要求的可能性,总体上增加建筑的火灾荷载。
2.2.3火灾隐患
根据现状,胜利剧院内部及周边存在诸多无记录的改建与加建,采用了临时的搭建手法和材料,包括木材、塑钢板等(见图3),与其他区域之间未做有效的防火分隔,甚至连接两个建筑。加建的区域常常作为库房使用,容易引起火灾,影响其他区域。与胜利剧院贴临的沿街商业主要为餐饮功能,屋顶设置
大量油烟管道,易沉积油污。天井等区域电线私拉乱接现象严重,容易引起电气火灾。
2.2.4周边情况
胜利剧院与周边建筑间距小,虽本身为钢筋混凝土框架结构建筑,但周边建筑如齐心里采用砖木结构,其建筑耐火等级为三、四级,耐火性能差。齐心里有外露的可燃性屋檐(见图4),两座建筑相邻外墙开设有门窗洞口,发生火灾时,互相产生不利影响。
2.2.5消防设施
剧院建造年代久远,未设置自动喷水灭火系统、舞台葡萄架雨淋系统、防排烟设施等。虽设置室内消火栓系统、火灾报警系统、应急照明系统,但年久失修,消防设施已无法正常使用。一旦发生火灾,该建筑不具备火灾预警和自动灭火的能力。
2.2.6疏散能力
剧院属于人员密集场所,火灾发生时,同一时间需要
疏散的人数较多。剧场楼座至池座的楼梯为木楼梯,达不到作为疏散楼梯的要求;影院四层区域只有一座楼梯,疏散楼梯数量不足。剧场疏散门开启也存在诸多不合理的部分,例如开启后阻挡疏散路径,缩
小了疏散宽度等。疏散能力不足在发生火灾时容易造成疏散不及时,也存在造成拥堵、踩踏恶性事件的风险。
因此,在保护胜利剧院原有风貌、空间功能、建筑布局的基础上,对其进行消防评估与相关修缮提升,使其符合实际防火的要求和相关消防法律法规的需要,对于胜利剧院自身的使用和城市公共空间的安全具有重要意义。
2.3消防提升难点
2.3.1文化价值
目前,大多数历史建筑为适应现代人的生活方式,在面临改造时已经丧失其原有的时代定位,被赋予了很多商业化功能,其文化和艺术价值的保留仅停留在外壳。胜利剧院能在不断的改造中始终保持初始的建筑功能,已属难得。在提升改造中,需要控制改造力度,最小干预,表里一致,保存、延续历史建筑的真实历史信息和价值。
2.3.2经济效益
历史建筑的收益分为内部经济效益和外部经济效益。胜利剧院的内部经济效益来自承接的演出和播放的影片,外部经济效益包括社会效益、文化效益、土地增值效益等。改造和提升的成本需要所有者承担,
但外部效益不能由所有者直接获取,成本和收益无法平衡。同时暂停营业之前,胜利剧院承接各类演出,演出类型涵盖演唱会、话剧歌曲、体育赛事、音乐会、相声、舞蹈等,自2021年停业以来,已经造成了内部经济收益的损失。所以,提出安全适用、技术先进、经济合理的方案是消防提升另一个难点。
2.3.3社会安全性
消防提升的根本目的在于确保建筑使用的安全性,应力求改善、提升原建筑消防安全水平。社会安全性如何与经济效益和文化价值形成有机统一,是历史建筑消防提升过程中需要平衡、解决的问题。
2.4执行标准和提升目标
由于历史建筑建造年代久远,而防火规范一直在更替,
1991年浙江胜利剧院改造工程
年浙江胜利剧院改造工程
2008年浙江胜利剧院改造工程
主要涉及观众厅、门厅、休息厅、楼梯、售票厅、办公室等区域的改造与装修。
主要涉及剧院观众厅的立面装修及电气弱电的改造
图2 胜利剧院近年来改造记录(图片来源:作者自绘)
图4 周边砖木结构建筑的可燃性屋檐(图片来源:作者自摄)
图3 加建采用未经过防火保护的钢梁与木楼板(图片来源:作者自摄)
完全按照现行防火规范执行可能会违背历史建筑保护的原则,破坏建筑的形态和文化价值。2001年美国国家防火协会(NFPA)颁布的2001 NFPA914《历史建筑防火规范》,是世界第一部针对历史建筑消防安全的系统完整的防火规范。NFPA914的独特之处在于包含“指令性规范”和“性能化规范”两部分,前者类似其他规范具有强制性,而后者则持建议性态度,允许历史建筑在采用一定特殊的防火措施后不再满足强制性条文,从而大大提高了历史建筑防火保护的灵活程度。NFPA914《历史建筑防火规范》的出现和发展,全面系统地兼容了各类历史建筑防火保护理论和技术,促进了国外历史建筑防火保护工作规范和有效地开展,标志着国外历史性建筑防火保护发展已进入相对成熟与稳定的阶段。
我国《住房和城乡建设部办公厅关于做好建设工程消防审计查收验收工作的通知》(建办科〔2021〕31号)第二款也对历史建筑的规范执行提出了要求:“历史文化街区、历史建筑改造确实无法满足现行国家工程建设消防技术标准要求的,应制定科学合理的技术方案,由当地主管部门会同有关部门,组织工程建设单位、业主单位、利害相关人等依法会商解决,确保满足消防安全需要。”这种性能化防火方法将提高历史建筑防火保护的便捷性和可操作性,以及人们对不同历史建筑进行防火保护的工作效率,符合城市发展的可持续性要求。
本次胜利剧院消防安全性提升的目标为:以国家有关历史文化建筑保护和基本消防建设的方针政策为依据,在保护胜利剧院传统建筑风貌的前提下,开展建筑消防安全性提升工作,完善消防设施建设,构建消防救援网络。在执行标准上尽可能靠拢现行消防规范,采用常规方法设计无法满足建筑的使用要求时,提供具有针对性的消防设计安全策略。对消防安全策略进行定性、定量分析,判定其是否达到消防安全目标。建立科学、有效、可行的消防安全保障体系,提升预防火灾、控制火势蔓延和灭火救援的能力。
2.5消防安全性提升措施
2.5.1预抗性提升措施
(1)耐火等级
胜利剧院建造年代久远,建筑耐火等级不明确。根据现行规范,剧场、电影院、礼堂宜设置在独立的建筑内,采用三级耐火等级建筑时,不应超过2层。胜利剧院三、四层均设置影厅,按现行规范要求应按一、二级耐火等级考虑。建筑主体为钢筋混凝土结构,满足整体按二级耐火等级建筑提升的先提条件。同时,观众厅疏散楼梯宽度偏小,按二级耐火等级建筑计算时,楼座可保留相对多的座椅数量。提高历史建筑的耐火等级标准,能够有效提升历史建筑预防和抵御火灾的能力。以二级耐火等级为标准,现场抽查建筑构件燃烧性能和耐火极限,钢筋混凝土梁、柱基本能够满足要求,少量区域采用木楼板,达不到楼层防火分隔的要求,需要增加水平的防火隔断,使完整性和隔热性达到耐火极限要求。局部隔墙、楼梯材料或厚度不满足相应构件耐火极限要求,需要进行整改。观众厅的屋顶钢结构网架年久失修,表面防火涂料破损脱落,需要将膨胀、碳化和脱落的防火涂料部位清除干净,重新喷涂钢结构防火涂料,以确保钢结构网架恢复至规范要求的耐火极限。
(2)防火间距
胜利剧院周边建筑密度大,相邻建筑之间间距小。北侧齐心里同为历史建筑,采用砖石结构和木结构,并且有外露的可燃性屋檐。胜利剧院与齐心里相邻外墙都有开设门窗洞口,现状二者最近处只有1.2 m(不考虑挑檐的情况下)。西南侧为二层餐饮商铺,与胜利剧院贴邻,油烟管道聚集,火灾危险性大。东南侧为三层社区服务用房及沿街商铺,胜利剧院与相邻建筑围合成一个狭长内院,两侧间距约1.3 m。内院堆放工具和垃圾桶,电线私拉乱接现象严重。内院两侧墙体均有开设门窗洞口,如发生火灾,
容易蔓延。胜利剧院三层窗与相邻建筑屋顶天窗距离约1 m。依据规范,两座建筑相邻较高一面外墙为防火墙,或高出相邻较低一座一、二级耐火等级建筑的屋面15 m 及以下范围内的外墙为防火墙时,其防火间距不限。此处应封堵防火间距不足处的外墙,建议采用假窗的形式,保留外立面现状,在不满足防火间距位置的开窗位置内侧进行封堵。开窗位置封堵后,增设机械排烟系统。
(3)内部装修
因为剧院内部装修采用大量木材、织物,对装修材料应进行现场抽样。木材表面应经过防火处理,地毯、地胶板应更换为燃烧性能B1级的材料。舞台幕布经核实已采用阻燃幕布。织物软包座椅数量大,对座椅进行委托检测,经过检测,证明其燃烧性能达到B1级,满足装修材料要求。
(4)管线敷设
项目现状普通负荷YJV电缆明敷且较多区域未穿管。应将原有明敷电缆穿金属套管或金属槽盒并做防火封堵等措施。新增非消防电缆采用低烟无卤型,新增消防电缆采用矿物绝缘类不燃性电缆。非消防配电系统增加火灾漏电报警系统。
2.5.2应急性提升措施
(1)安全疏散
剧场观众厅的疏散距离和宽度都无法满足要求。通过设置自动灭火系统、正压送风等措施来解决疏散距离不足的问题。疏散宽度不足,可以通过两种手段来解决:一是控制疏散人数,拆除部分观演角度不好的固定座椅;二是增加疏散宽度,对原有不作为疏散用的楼梯进行改造,使其满足疏散要求,可承担部分疏散宽度。对整体的疏散路径进行整理,完善疏散路径上的标识系统。
(2)防火分隔
对违章改建、加建的部分应予以拆除。改建、加建部
分往往未经过专业人员的设计,不论从结构安全性还是消防安全性上,都是没有保障的。对门窗洞口处有防火分隔要求的,也应统一更换防火门窗。
(3)消防水源
近期从延安路引入一路市政消防供水管,管径为DN100,工作日下午实测水压为0.25 MPa。项目靠近延安路侧虽还有两路进水管,一是年久失修,未能进行管径复核;二是同在延安路,不满足两路供水要求。
根据消防水量复核,项目提升后采用一路供水,设置自备消防水池和泵房。将剧院一层南侧现状卫生间改造成消防泵房,将卫生间移位。泵房内设消防水池(约70 t)、两台喷淋泵、一套稳压装置、一个湿
式报警阀。在相邻建筑屋顶设置18 t高位消防水箱。可利用原有4 t消防水罐,再增设3个5 t的消防水罐;也可重新设置一个不锈钢拼装消防水箱(3 m×6 m×1.5 m)。
(4)自动灭火系统
胜利剧院整个建筑内部未设置自动喷水灭火系统。根据现状,确定提升方案为在整个建筑内除舞台外的所有部位,增设自动喷水灭火系统,作为主要保护措施。吊顶装修为无格栅、无网格吊顶,按中危险Ⅰ级配置,火灾延续时间按1 h,确定喷淋用水量。剧院和影厅均为人员密集场所,采用快速响应喷头。舞台葡萄架下方设置喷射型自动射流灭火装置(见图5),作为补充保护措施,喷头设置在舞台两侧,位置在两道幕布中间,成对射状。受现场泵房面积条件限制,该水量不与喷淋用水叠加,仅作为不设雨淋系统的补充措施。
(5)舞台、观众厅排烟设施
舞台区域面积430 m2,高度约23 m,缺少排烟设施。舞台增设机械排烟系统,结合现场实际情况,在舞台后侧靠墙位置原有空调送回风管上增设竖向排烟风管各一支,排烟风机放置于四楼通风空调机房。
剧院观众厅分为池座和楼座,吊顶呈“倒三角形”布置,火灾时烟气会通过斜坡吊顶面向上蔓延,且楼座后方吊顶下净高2.8 m,后排区域整体蓄烟空间体量小,烟气会使楼座后排区域快速沉降至危险临界点。
提升方案为在观众厅增设机械排烟系统,将原有空调系统改造为排烟与空调合用,将部分空调风管外包保温材料橡塑改为离心玻璃棉。排烟风机放置于四楼通风空调机房及屋顶空地,池座发生火灾时采用均匀排烟,楼座发生火灾时采用后端重点排烟。在原有闷顶内两支总管(1 000 mm×800 mm)上增设排烟支管并设置排烟阀,直接引至楼座后部,并在吊顶上开设排烟口,原有支管上设置电动防火阀,火灾时根据火灾发生的不同位置联动开启或关闭相应阀门实现两种排烟模式。
(6)消防电源
为了消防控制室、消防水泵房、防烟和排烟风机房用电可靠性,周边项目引入一路380 V电源作为消防负荷备用电源。因现周边暂无条件借用,本项目单台变压器低压侧两路耐火电缆供电给消防末端双电源箱,在变压器低压配电柜侧预留辅助电源转换措施,在一层安全口部外侧预留后期借用电源接入电源开关箱。
(7)火灾自动报警系统
舞台区域及局部观众厅区域净高较高(超12 m)且未设火自报警探测器。提升后设置吸气式探测器,局部增加红外对射报警。观众厅区域增置烟感探测器。
原火灾报警系统无排烟联动,新增加排烟设备后需将原消防值班室调整为消控室(增加联动控制器、消防电话、消防广播及图形显示器、消防设备电源监控系统、电气火灾监控系统等设备)。
2.5.3响应性提升措施
(1)消防救援
胜利剧院周边的消防站分布总体密集(见图6),距离最近的是在其东南方向约500 m的杭州市上城区大队湖滨消防救援站与中国消防救援,在其南约200 m处有4个微型消防站,此4个微型消防站位于龙翔桥地铁站周边商业场所内。使得胜利剧院的灭火救援能力得到了有效保障。内部有一个微型消防站,微型消防站配备必要的消防器材,并定期对胜利剧院内管理人员进行相关业务技能及知识培训,满足微型消防站人员配备要求。
(2)消防车道
胜利剧院东侧,消防车可利用延安路通行。西侧消防车可利用东坡路通行,并通过胜利剧院南北两侧的巷内道路进行消防支援,满足消防车通行4 m的宽度及9 m转弯半径要求(见图7)。
图6 周边消防站分布情况(图片来源:作者改绘)图7 周边消防车通行情况(图片来源:作者自绘)
图5 舞台上空喷射型自动射流灭火装置设置区域(图片来源:作者自摄)