屋頂防火墻
類似巴黎圣母院這樣的木結(jié)構(gòu)屋頂防火，自古以來就是一個(gè)難題。在人類長期與災(zāi)害斗爭的歷程中，也探索出了很多卓有成效的方法。例如，去過我家鄉(xiāng)安徽的朋友們想必都對(duì)徽派建筑上的馬頭墻（圖1）印象深刻。而馬頭墻除了裝飾外，一個(gè)很重要的用途就是作為防火隔斷，防止火勢(shì)在屋頂?shù)募芸湛臻g里面快速蔓延。而昨日《紐約時(shí)報(bào)》也提出，巴黎圣母院應(yīng)該考慮采用防火墻來提高其抗火能力（圖2）。
圖1 徽派建筑的馬頭墻（陸新征攝）
圖2 《紐約時(shí)報(bào)》建議的防火墻位置（圖片來源：紐約時(shí)報(bào)）
當(dāng)然，《紐約時(shí)報(bào)》提出的設(shè)置防火墻的方案只是一個(gè)概念建議，到底是否有效需要通過科學(xué)手段加以檢驗(yàn)。在暫時(shí)不具備更好的研究條件的情況下，我們采用此前建立的火災(zāi)計(jì)算流體力學(xué)（CFD）模型，研究《紐約時(shí)報(bào)》提議的防火墻設(shè)置的可行性。
首先告訴大家一個(gè)好消息，在按照《紐約時(shí)報(bào)》的建議設(shè)置防火墻后（圖3中屋頂處黃色幾何體即為防火墻），
圖3 方案A模型
火災(zāi)流體力學(xué)計(jì)算軟件FDS計(jì)算得到的火災(zāi)蔓延結(jié)果如圖4所示。嗯，確實(shí)，方案A設(shè)置防火墻后，火災(zāi)被有效隔斷在起火的塔尖底部，沒有進(jìn)一步蔓延到十字形屋頂上，巴黎圣母院的悲劇本是可以避免的。
圖4 方案A火災(zāi)蔓延結(jié)果
那是不是只要設(shè)置防火墻就解決問題了呢？事情哪有那么簡單啊，我們還做了另一個(gè)防火墻設(shè)置方案（圖5，方案B）。方案A和方案B中防火墻的位置相同，但是高度不同，其中方案A的防火墻高于教堂屋頂，方案B的防火墻與教堂屋頂高度相近。
圖5 方案B模型
方案B模擬得到的火災(zāi)蔓延結(jié)果如圖6所示。在方案B中，由于防火墻高度僅與屋頂平齊，不能很好的阻止火苗的蔓延，防火墻并未完全達(dá)到抑制火災(zāi)蔓延的效果。
圖6 方案B火災(zāi)蔓延結(jié)果
小結(jié)一下，本文采用CFD模擬對(duì)比了不同防火墻布置方案下巴黎圣母院火災(zāi)的蔓延過程，從我們簡單的模擬中可以得到兩個(gè)結(jié)論：
1）在屋頂增設(shè)防火墻對(duì)火災(zāi)蔓延是有效果的；
2）防火墻不能隨意設(shè)置，必須進(jìn)行合理可靠的設(shè)計(jì)，才能達(dá)到抑制火災(zāi)蔓延的效果。
