与烈焰狂魔斗法千年——中国消防技术的发展

作者:殷元宗来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-04-23

古人都咋灭火?

一把大火肆虐了著名的巴黎圣母院,在消防技术相对成熟的今天,人类还是会时常因为一些原因在与火的大战中败下阵来,那么在技术相对不太发达的过去,面对无情的烈焰狂魔,我们的中国先民有什么好的办法呢?让我们来了解一下中国先民和烈焰狂魔的千年斗法!

央视新闻

当地时间4月15日傍晚,巴黎圣母院突发大火(图源:央视新闻


先秦——明:独立发展的传统消防时代

从最早的茅茨土阶时代(茅草屋顶,夯土地基),到大规模使用木质材料的木建筑时代,中国建筑材料的易燃性一直都让消防成为一个很严峻的问题。而消防也确实起源很早。

在甘肃大地湾的新石器时代仰韶文化遗址中发现,其建筑的顶梁柱、附壁柱和角柱上均有用草泥土围在柱外形成的防火保护层。该实物证明我国消防历史至少可以追溯到6000年以前。有文字记载以后,火灾频繁地出现在历史典籍中。商代甲骨文中,已经出现了“火”字和“灾”字,如今代表各种灾难的灾字,最早就是从先民对火灾的可怕记忆中诞生的。

考古学家在甲骨中发现了两片涂红的甲骨卜辞,记载了商王武丁时期奴隶防火烧了奴隶主粮仓的事件,这是目前发现的最早有文字记载的火灾。西周以后,随着社会经济发展,中国先民生产和生活上用火更加频繁,火灾自然更加屡见不鲜。仅据《春秋》《左传》两部典籍统计,鲁国在短短200年间就发生了7起火灾。

为此,先秦人民探索出一些很实用的消防措施。从新石器时代传承下来的制作泥土防火层依然盛行。韩非子还发展了这个技术,就是为“火源点”设置屏障,如炉灶要设置屏障,烟囱要比屋面高约1.3米,以防火星落到茅草屋顶上。墨子则偏重总结“灭火”方案:如在城内开凿水井,每隔一百步开凿一个,并随时备好麻布斗、革盆等储水器皿;必要时,准备一些砂石。

唐宋时期,中国消防技术迎来了一个小高峰。首先体现为灭火工具的多样化。唐代出现了溅筒灭火器,溅筒灭火器是把竹子按竹节断开,然后剥离出竹子的薄皮,缝合成袋,将水注入袋中,置一粗大的水管,三五人按压令其喷水灭火。紧接着在北宋时期,又接连出现了水囊、唧筒(类似于现代水泵)等消防工具。

宋代的唧筒、水囊(来源:中国消防)

宋代的唧筒、水囊(来源:中国消防)

宋代还出了一种大型的防火设施——望火楼。望火楼整体呈方柱形,有二层,其修建选址有特殊要求,需要在全城地势最高的地方修建,而且望火楼还有严格的高度规定,一般需要9米以上,上面有“消防兵”把守,可以算最早的城市消防站了。

有消防站,消防兵也就应运而生。宋代出现了职业的消防兵,并组成专门的消防队,配合望火楼的消防兵进行消防工作。到南宋淳佑年间,首都临安配置有消防队7队,共5000余名消防兵,望火楼数量也达到10座。

宋代望火楼复原图(来源:CNKI)

宋代望火楼复原图(来源:CNKI)


明朝以来:水铳的传入,消防中西结合的时代

时间推进到500年前的明朝后期,在中国消防技术发展的日趋成熟之时,一种新式消防技术悄然传入中国。当时有一个从德国远道而来的传教士,中文名叫邓玉函,他来中国后并未大力传教,而是普及当时欧洲先进的天文学、医学和机械学基础知识。

与此同时,中国陕西有个人叫王徵,他虽然中了进士,但除了研究四书五经之外,还喜欢研究简便、精妙的机械知识。二人在中国的扬州认识之后一拍即合,于是,由邓玉函口译,王徵笔述并绘图,两人于天启七年(1627年)合作完成了一部系统介绍西方机械原理的专著——《奇器图说》。

在《奇器图说》的第三卷末尾,介绍了一种当时流行于欧洲的灭火神器——以人力催动的双杠活塞式压力水泵,被称为水铳。并配有四副图,全面地介绍了水铳的制作方法,使用方式和相关性能。

水铳四图(来源:奇器图说)_副本

水铳四图(来源:奇器图说)

图一为水铳制作的分解图,并给每个零件标上了标识。图二为无轮水铳,图三为有轮水铳,图四分别描绘了有轮水铳和无轮水铳灭火时的场景。简单来说,水铳的灭火原理是:

一、 活塞的运动为水铳的“筒”制造一个真空环境,气压差便将水铳水槽内的水压入筒中;

二、 以人力让活塞运动,使水沿着出水口喷射而出。

由于喷出速度极快,跟古代火器发射的弹丸似的,所以起名水铳。

水铳的工作原理和中国宋代的唧筒类似,不过其独创巧妙之处在于,让两个唧筒“合作”,也就是两个筒以一根杆相连,一筒负责吸水,一筒负责喷水,如此循环,保证喷出的水流是连续的,灭火效率更高,效果更好。其实,从水铳的原理我们就能看出,这就是最早的具有消防泵性质的灭火工具了。它后来还有了一个我们更加熟悉的名字——“洋水龙”。

在随后的清朝顺治年间,水龙首先传入上海,随即被推广到江苏、浙江和广东等地。由于其灭火效果出奇得好,不久北方地区也开始引入并仿制,并于雍正年间为皇家所用。清朝雍正年间制造的大型供皇家灭火使用的水龙,其射程竟可达30米。是时,朝鲜景宗来清朝引入水铳技术,很好地处理了朝鲜的火灾。

洋务运动之后,这种人工的水龙开始逐渐被新兴的机动消防泵所代替,当时创办于天津的北洋铁工厂,除了生产抽水机、锅炉等之外,也生产消防水龙。而自从水龙问世以来,一直难以解决的“及时赶到火灾现场”的难题,也于1907年消防车的引进得到了解决。

19世纪,欧洲化学家们开始利用化学元素制造出大红瓶——干粉灭火器、泡沫灭火器等,可以应对更多因素导致的,而用水难以解决的火灾,比如由电引发的火灾,可以用干粉灭火器。一战后,这些新式灭火材料大量传入中国,并与传统的水灭火方式一起驰骋于消防工作中。

二氧化碳灭火器(图源:维基百科)

二氧化碳灭火器(图源:维基百科)

目前的新式灭火器从成分来说,基本上已经可以达到环保的要求,不过用过灭火器的人都知道,它从轻便性上来讲,肯定还是有缺陷的。所以,未来灭火器的研制,要解决的是如何在高效灭火、环保的前提下,实现灭火器材的轻便、易携。


【参考资料】

1.《营造法式》[宋]李诫,重庆出版社,2018-12-01

2.《春秋左传注》(修订本)杨伯峻,中华书局,2016-11-01

3.《甲骨文合集》胡厚宣,中华书局,1982-03-01

4.《奇器图说》(德)邓玉函 [明]王徵,重庆出版社,2010-02-01

5.《中国消防史简史》孟正夫,群众出版社,1984-08-01

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