2018年9月2日，位于里約熱內(nèi)盧的巴西國家博物館不幸燃起大火，200年來積累的2000余萬件珍貴文物、標(biāo)本、錄音大部分被付之一炬?；蛟S大家通過2016年里約奧運會就了解到巴西的混亂局勢。如今這個國家在陷入對未來的迷茫時，也遺忘了過往的記憶，不禁讓人扼腕嘆息。
悲劇發(fā)生的最重要原因就是經(jīng)費匱乏，場館老化，消防設(shè)施嚴(yán)重不足，導(dǎo)致火勢一發(fā)而不可收拾。這方面我國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，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，作為皇家藏書樓的文淵閣卻采用黑色琉璃瓦頂，因為黑色主水，以水壓火，以保藏書樓的安全。這樣的圖書館防火方式，優(yōu)點是極具文化內(nèi)涵和景觀價值，缺點也很明顯，就是完全不靠譜。（圖片來自故宮博物院官網(wǎng)）
那如何用現(xiàn)代科技為珍貴的文物、書籍保駕護(hù)航呢？
應(yīng)對火災(zāi)，最基本的辦法顯然還是澆水?，F(xiàn)代的博物館、圖書館，也包括其他各類大型建筑物內(nèi)，都設(shè)有自動消防噴淋系統(tǒng)，能夠自動感應(yīng)火勢、啟動噴淋。
北館一層大廳天花板上密密麻麻的消防噴淋頭
這種自動噴淋系統(tǒng)的工作原理是噴淋頭中的感溫元件受熱打開，使管道內(nèi)的水噴灑出來，其關(guān)鍵就在于感溫元件上，常用低熔點合金和感溫玻璃球兩種。利用低熔點合金來感溫好理解，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，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)液體來感溫。當(dāng)溫度升高到一定程度，密封的有機(jī)液體對玻璃球施加的應(yīng)力超過玻璃的強(qiáng)度，玻璃球破裂，即打開噴頭。
根據(jù)公稱動作溫度的不同，感溫玻璃球內(nèi)的液體被染成不同的顏色。圖書館這種紅色的玻璃球表明其開啟溫度是68℃。
但是，用水滅火也存在一個問題，就是對于書籍和很多文物來說，噴水無異于二次傷害。不會留下一絲痕跡的氣體滅火劑是更好的選擇。不過氣體比較容易散失，也有可能導(dǎo)致人員窒息、中毒，因此適用于較為封閉的、不對外開放的房間，比如文物庫房和閉架書庫。
大家以前有沒有在逸夫館一層注意到這個房間呢？
逸夫館一層密集書庫就是采用氣體滅火的，旁邊有個儲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（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
我回想起以前我經(jīng)常去母親就職的圖書館，在書庫旁邊也有一個神秘的小隔間，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”。
沒錯，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)勢是完全不會破壞臭氧層。順便說一句，平時說的無氟冰箱，其實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，不會造成長期的影響，從全球變暖的角度來看也是相對比較環(huán)保的。
七氟丙烷，CF3CHFCF3，商品代號HFC-227ea、FM200（圖片來自百度百科）
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），通過籠罩可燃物、稀釋氧氣來使火焰窒息。
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產(chǎn)生一定量的HF，可能對珍貴文物造成腐蝕，也對人有刺激性，還會產(chǎn)生全氟異丁烯等有毒氟代烴，對人員造成傷害。IG541則正好與之相反，無毒無害，但是滅火速度相對慢一些，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造成人員窒息，應(yīng)用范圍比較小。權(quán)衡利弊，國家博物館使用的是IG541，以確保珍貴文物萬無一失；我母親工作的某圖書館使用七氟丙烷；至于清華圖書館用的是哪種，目前我還沒有查到相關(guān)信息。
博物館、圖書館的消防安全是一個非常復(fù)雜的問題，從建筑的設(shè)計到日常的維護(hù)，存在很多很多學(xué)問，自動滅火系統(tǒng)只是其中一個亡羊補(bǔ)牢的環(huán)節(jié)。要防患于未然，離不開長期、大量的資金投入和工作人員的悉心維護(hù)。
巴西國家博物館的教訓(xùn)告訴我們，一座博物館、圖書館的狀況，就是一個國家狀況的真實寫照；一個國家對待自己的博物館、圖書館的態(tài)度，就是對待自己的歷史與文化的態(tài)度，也是對待自己的未來的態(tài)度。希望大家下次走進(jìn)博物館、圖書館享受文化盛宴時不要忘記這些人類文化的守護(hù)神。
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