2018年9月2日，位于里約熱內(nèi)盧的巴西國(guó)家博物館不幸燃起大火，200年來(lái)積累的2000余萬(wàn)件珍貴文物、標(biāo)本、錄音大部分被付之一炬。或許大家通過(guò)2016年里約奧運(yùn)會(huì)就了解到巴西的混亂局勢(shì)。如今這個(gè)國(guó)家在陷入對(duì)未來(lái)的迷茫時(shí)，也遺忘了過(guò)往的記憶，不禁讓人扼腕嘆息。

悲劇發(fā)生的最重要原因就是經(jīng)費(fèi)匱乏，場(chǎng)館老化，消防設(shè)施嚴(yán)重不足，導(dǎo)致火勢(shì)一發(fā)而不可收拾。這方面我國(guó)古人有很多非常慘痛的教訓(xùn)，因此古代紫禁城就非常注重防火，在水系開(kāi)挖、建筑之間的相互隔離、建筑材料的選擇、消防設(shè)施的配備、消防人員的設(shè)置方面積累了非常多的經(jīng)驗(yàn)，但是以古代的科技水平和人力，要想戰(zhàn)勝火魔顯然還是力有不逮。

故宮里遍地都有的大水缸，用于存水滅火。

在一片金碧輝煌的故宮中，作為皇家藏書(shū)樓的文淵閣卻采用黑色琉璃瓦頂，因?yàn)楹谏魉运畨夯穑员２貢?shū)樓的安全。這樣的圖書(shū)館防火方式，優(yōu)點(diǎn)是極具文化內(nèi)涵和景觀價(jià)值，缺點(diǎn)也很明顯，就是完全不靠譜。（圖片來(lái)自故宮博物院官網(wǎng)）

那如何用現(xiàn)代科技為珍貴的文物、書(shū)籍保駕護(hù)航呢？

應(yīng)對(duì)火災(zāi)，最基本的辦法顯然還是澆水。現(xiàn)代的博物館、圖書(shū)館，也包括其他各類大型建筑物內(nèi)，都設(shè)有自動(dòng)消防噴淋系統(tǒng)，能夠自動(dòng)感應(yīng)火勢(shì)、啟動(dòng)噴淋。

北館一層大廳天花板上密密麻麻的消防噴淋頭

這種自動(dòng)噴淋系統(tǒng)的工作原理是噴淋頭中的感溫元件受熱打開(kāi)，使管道內(nèi)的水噴灑出來(lái)，其關(guān)鍵就在于感溫元件上，常用低熔點(diǎn)合金和感溫玻璃球兩種。利用低熔點(diǎn)合金來(lái)感溫好理解，玻璃球是如何感溫的呢？

逸夫館二層中文科技圖書(shū)借閱區(qū)的消防噴淋系統(tǒng)，噴頭用紅色感溫玻璃球控制。

原來(lái)，玻璃球感溫不是靠玻璃本身的熱脹冷縮，而是依靠玻璃球內(nèi)充裝的高熱膨脹系數(shù)的有機(jī)液體來(lái)感溫。當(dāng)溫度升高到一定程度，密封的有機(jī)液體對(duì)玻璃球施加的應(yīng)力超過(guò)玻璃的強(qiáng)度，玻璃球破裂，即打開(kāi)噴頭。

根據(jù)公稱動(dòng)作溫度的不同，感溫玻璃球內(nèi)的液體被染成不同的顏色。圖書(shū)館這種紅色的玻璃球表明其開(kāi)啟溫度是68℃。

但是，用水滅火也存在一個(gè)問(wèn)題，就是對(duì)于書(shū)籍和很多文物來(lái)說(shuō)，噴水無(wú)異于二次傷害。不會(huì)留下一絲痕跡的氣體滅火劑是更好的選擇。不過(guò)氣體比較容易散失，也有可能導(dǎo)致人員窒息、中毒，因此適用于較為封閉的、不對(duì)外開(kāi)放的房間，比如文物庫(kù)房和閉架書(shū)庫(kù)。

大家以前有沒(méi)有在逸夫館一層注意到這個(gè)房間呢？

逸夫館一層密集書(shū)庫(kù)就是采用氣體滅火的，旁邊有個(gè)儲(chǔ)存氣體滅火劑鋼瓶的房間，那具體用的是哪種氣體呢？

氣瓶間里大概就是這樣的（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

我回想起以前我經(jīng)常去母親就職的圖書(shū)館，在書(shū)庫(kù)旁邊也有一個(gè)神秘的小隔間，門口的標(biāo)簽給在中學(xué)里剛剛接觸化學(xué)的我留下了極其深刻的印象：“七氟丙烷”。

沒(méi)錯(cuò)，七氟丙烷（以及六氟丙烷）就是一種高效的氣體滅火劑。與其他鹵代烴類化學(xué)滅火劑（比如已經(jīng)停產(chǎn)的“1211”滅火劑——CF2ClBr）相比，七氟丙烷的優(yōu)勢(shì)是完全不會(huì)破壞臭氧層。順便說(shuō)一句，平時(shí)說(shuō)的無(wú)氟冰箱，其實(shí)不是制冷劑不含氟元素，而是不含氟利昂（二氟二氯甲烷等氟氯代烴），真正破壞臭氧層的是其中的Cl而不是F，對(duì)于滅火劑同理，這些含氯、溴的鹵代烴類物質(zhì)被保護(hù)臭氧層的《蒙特利爾公約》所限制。盡管七氟丙烷的溫室效應(yīng)非常強(qiáng)，可達(dá)二氧化碳的3500倍，但是它在大氣中的壽命比較短，不會(huì)造成長(zhǎng)期的影響，從全球變暖的角度來(lái)看也是相對(duì)比較環(huán)保的。

七氟丙烷，CF3CHFCF3，商品代號(hào)HFC-227ea、FM200（圖片來(lái)自百度百科）

七氟丙烷的滅火機(jī)理主要是中斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。從化學(xué)反應(yīng)的角度看，有機(jī)物燃燒的過(guò)程是各種活潑的自由基與可燃物、氧氣間發(fā)生的劇烈的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。七氟丙烷熱解產(chǎn)生含氟自由基，能夠捕捉活潑的自由基，中斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而起到滅火的作用。此外，七氟丙烷也能以吸熱和稀釋氧氣的物理機(jī)制滅火。

除了化學(xué)上的一劍封喉，完全依靠物理上的甕中捉鱉同樣可以滅火，這類氣體滅火劑有二氧化碳和IG541（52%氮、40%氬、8%二氧化碳混合氣體），通過(guò)籠罩可燃物、稀釋氧氣來(lái)使火焰窒息。

七氟丙烷的化學(xué)抑制作用勝在滅火速度快，滅火劑用量小，然而七氟丙烷熱解會(huì)產(chǎn)生一定量的HF，可能對(duì)珍貴文物造成腐蝕，也對(duì)人有刺激性，還會(huì)產(chǎn)生全氟異丁烯等有毒氟代烴，對(duì)人員造成傷害。IG541則正好與之相反，無(wú)毒無(wú)害，但是滅火速度相對(duì)慢一些，滅火劑用量大一些，好在IG541足夠便宜。至于二氧化碳，由于高濃度二氧化碳會(huì)造成人員窒息，應(yīng)用范圍比較小。權(quán)衡利弊，國(guó)家博物館使用的是IG541，以確保珍貴文物萬(wàn)無(wú)一失；我母親工作的某圖書(shū)館使用七氟丙烷；至于清華圖書(shū)館用的是哪種，目前我還沒(méi)有查到相關(guān)信息。

博物館、圖書(shū)館的消防安全是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，從建筑的設(shè)計(jì)到日常的維護(hù)，存在很多很多學(xué)問(wèn)，自動(dòng)滅火系統(tǒng)只是其中一個(gè)亡羊補(bǔ)牢的環(huán)節(jié)。要防患于未然，離不開(kāi)長(zhǎng)期、大量的資金投入和工作人員的悉心維護(hù)。

巴西國(guó)家博物館的教訓(xùn)告訴我們，一座博物館、圖書(shū)館的狀況，就是一個(gè)國(guó)家狀況的真實(shí)寫(xiě)照；一個(gè)國(guó)家對(duì)待自己的博物館、圖書(shū)館的態(tài)度，就是對(duì)待自己的歷史與文化的態(tài)度，也是對(duì)待自己的未來(lái)的態(tài)度。希望大家下次走進(jìn)博物館、圖書(shū)館享受文化盛宴時(shí)不要忘記這些人類文化的守護(hù)神。

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