探尋古建筑里的防火奧秘（賡續歷史文脈·探尋古建智慧）

本報記者 李俊杰

皖南村落的馬頭墻。 施亞磊攝

馬頭墻一景。 馬睿姍繪

團隊成員在貴州村寨調研古建筑。 胡皓瑋攝

清晨，皖南村落的馬頭墻從晨霧里顯出了輪廓。那些墻脊像被一雙巧手捏過，有的昂然翹首，如駿馬揚鬃；有的低眉斂目，層層疊疊擠在巷弄盡頭，引得游客紛紛駐足拍照。

馬頭墻在游客看來是鏡頭里的詩意，對于中國科學技術大學火災安全全國重點實驗室紀杰團隊而言，卻是古人藏在磚瓦間的防火智慧。

紀杰是中國科學技術大學火災安全全國重點實驗室副主任。自承擔國家重點研發計劃項目“文物建筑火災蔓延機理與評估預警關鍵技術研究”以來，紀杰團隊調研了近百家文保單位，除了開展科學研究，還系統梳理了中國古人的防火智慧，再把這些內容編纂成科普讀物，借助科普進校園活動，激發更多青少年對優秀傳統文化和消防科技的興趣。

“古建像一本厚重的書，我們要做的就是讀懂古人的防火智慧”

晨曦初露，皖南村落一片寂靜，紀杰已帶著團隊來到一處院落大門前。“這兩扇木質大門上鋪滿了水磨方磚，中間打孔，用鐵釘固定，避免發生火災時火焰直接炙烤木頭。從某種程度上看，這類‘防火門’的性能不輸于現代防火門。”紀杰說。

這樣的實地勘察，是紀杰團隊的日常工作。他們發現，古人的防火智慧就在皖南村落的磚磚瓦瓦中：窄窄的防火巷將成片建筑分隔成一個個獨立的“防火分區”，緊急時還可以作為疏散通道；天井里的水缸總蓄滿水，是常備的火災應急水源；閣樓木樓板下加設細沙層，上覆方磚，一旦起火，火焰燒穿木板，細沙和方磚落下就能滅火……

其中，最具代表性的就是馬頭墻。紀杰抬手比畫著墻脊與屋頂的高度差說：“這種五疊式馬頭墻比兩側民居屋頂高出1到2米，可以很好地阻斷木質屋頂橫向蔓延的火焰。”

皖南民居始建于北宋，團隊經調研發現，南宋時期，我國已擁有防隅軍兵、潛火軍兵等專職消防隊伍，孕育出體系完備的“古代消防應急處置流程”：望火樓鋪兵在觀察到火情后，白天用信號旗、晚上用燈籠向官兵們發出警報，標明起火位置；同時，馬兵飛奔傳信給廂主等官員，以便領兵開展協同救援。“這套‘報警—調度—處置’流程和現代處理火情的流程高度相似，古人用比較原始的工具就實現了高效聯動。”紀杰介紹。

幾年間，紀杰團隊的足跡遍布安徽、云南、西藏、陜西等10余個省份。從皖南徽派民居到西藏布達拉宮，從甘肅敦煌莫高窟到北京故宮，團隊調研了大量文保單位。“每一處都是古人防火智慧的‘活化石’。古建像一本厚重的書，我們要做的就是讀懂古人的防火智慧。”紀杰說。

“讓青少年既了解歷史，增強文化自信，又掌握防火的技能”

“故宮的屋脊獸、藻井都跟防火有關？”“古人滅火時還有人專門負責在邊上拆房子？”安徽省淮南實驗中學山南第一中學報告廳內，紀杰將古人的防火智慧娓娓道來。臺下，同學們聽得格外認真。“原來蘇東坡不僅會寫詩，還懂防火!”聽了講座后，七年級學生蔣靈犀興奮地說，“以后去故宮玩，我要給爸爸媽媽講金水河的防火秘密。”

這是紀杰團隊開展科普進校園活動的其中一站，講座內容大多源自團隊編纂的科普讀物——《火團團大冒險：探尋火的奧秘與中國古人防火智慧》。

“古建背后蘊藏的防火智慧，有些現在還在發揮作用。游客參觀時往往只欣賞到古建的美，卻忽略了背后的信息。”幾年前，紀杰團隊在掌握大量資料的基礎上，萌生了編纂科普圖書的想法，“通過講故事，讓青少年既了解歷史，增強文化自信，又掌握防火的技能，強化科學認知。”

為了編好這本書，紀杰團隊耗時大半年討論框架，決定從“時空”和“人物”兩條線索展開：“時空線”聚焦不同朝代的防火智慧，唐朝長安的更夫、宋朝汴京的望火樓和清朝消防隊火班都被囊括其中；“人物線”則通過設計卡通形象“火團團”以及它的4段冒險旅程，帶領讀者探索中國古人的防火智慧。

為了增加可讀性，團隊計劃用大篇幅的漫畫來呈現知識點，但如何才能找到一位懂火災科學的漫畫師？紀杰指著書中一幅房屋著火的漫畫說，“就拿這幅圖來說，交給普通的漫畫師來畫，火焰大概會畫成從窗戶兩側的空隙里冒出來，但古代房屋的窗戶大多是木制的、紙糊的，火會率先燒破窗戶紙躥出來。”

由于一直找不到合適人選，書的進度一度被擱置。后來，團隊偶然得知當時實驗室的一位火災學博士涂然喜歡畫漫畫。他對火災學的了解和深厚的繪畫功底，既能保證繪畫的科學性，也能讓轟燃、回燃、火三角等科學概念躍然紙上。“紀杰老師特別重視將枯燥的科學知識變為有趣的直觀呈現，在團隊的反復打磨下，故事、漫畫、人物、知識點都變得越來越有趣，最終實現了科學性與趣味性的統一。”涂然說。

2024年1月，圖書正式出版，不久便成為青少年科普暢銷書。此后，紀杰團隊還積極開展公益科普講座、圖書捐贈、閱讀分享會及實驗展演等活動，向大中小學、社區及基層消防和文保單位捐贈圖書6000余套。

“用現代科技，為古建‘活化石’筑起安全屏障”

“嘀——”安徽省黟縣宏村的消防監控室彈出報警提示，顯示“棲木居”區域風險超過安全閾值。值班人員立即前往現場確認，發現“棲木居”附近客流量激增，同時一商戶在疏散通道堆積貨物。工作人員立即協助商戶搬走貨物，并加強巡視，及時消除了安全隱患。

我國文物建筑多為木結構，火災風險較高，這個“早發現、早處置”的場景，得益于紀杰團隊研發的文物建筑火災風險動態評估系統，也是團隊圍繞國家重點研發計劃項目的研究成果。2020年承擔該項目后，紀杰團隊在基礎研究和技術研發方面同時發力，用科技守護文物安全。

團隊首先聚焦“木結構文物建筑怎么燒起來”這個關鍵問題，在實驗室模擬了溫度、濕度、風速等不同環境下木材的引燃、燃燒、火蔓延過程。通過自主研制的木結構燃燒、火蔓延實驗平臺，團隊建立了多因素影響下木材引燃及燃燒模型、木構件燃燒突變及火蔓延加速數理模型等。隨后，團隊還在安徽黃山開展了皖南二層木結構民居全尺寸火災實驗，對上述理論模型進行了驗證。

基于這些研究，紀杰團隊研發了適用于文物建筑的火災風險動態評估系統。通過實時監測和計算，快速實現對文物建筑的火災風險分析，一旦發現超過閾值立即報警，并提出針對性整改建議。

“文物建筑周圍存在水汽、沙塵、煙霧等容易引發誤報的干擾源，普通的早期火災探測器誤報率很高，如何提升探測器的適用性和抗干擾性至關重要。”團隊成員、中國科學技術大學火災安全全國重點實驗室副教授丁龍介紹。針對這個問題，團隊研制了適用于文物建筑的抗干擾雙光電、圖像型火災探測系統，采用感煙、感溫和視頻圖像多類型探測器數據融合算法，能在火災早期快速、精準地識別火情。

目前，團隊研發的技術裝備已在北京故宮、西藏布達拉宮、安徽宏村等7處世界文化遺產和全國重點文物保護單位展開應用。同時，技術裝備也服務于國家文物局《文物博物館單位消防演練工作指引》編制等。

“文物建筑是不可再生的文化遺產，我們的目標是用現代科技，為古建‘活化石’筑起安全屏障，讓它們帶著古人的智慧，更好地走向未來。”紀杰說。

馬頭墻有什么用途

徽派建筑以白墻黛瓦著稱，兼具美學與科學設計的馬頭墻是其中代表。

馬頭墻的歷史可追溯至明代中后期。當時徽州聚族而居，房屋密集、屋舍連片，由于建筑多為木質結構，火災容易快速蔓延。為減少火患，人們在長期防火實踐中逐步形成一種特殊的建筑構造形式：在兩棟房屋之間將山墻加高，墻頭顯著高出屋頂，可有效阻斷火勢在相鄰住戶間蔓延，起到封火墻的作用，同時還兼具了防風效果。

工匠在修砌時，通常會將墻頂建造成隨屋頂變化的階梯狀，高低起伏、層層疊落。每一層的端頭多加上微微上翹的裝飾，遠遠看去，就像是一匹匹昂首站立的駿馬。它不僅造型美觀，更以卓越的防火功能成為徽派建筑的特色，展現著中國古人的智慧、審美與匠心。

(本報記者李俊杰整理)

《 人民日報 》( 2026年01月16日 06 版)