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麻庭光
东南大学热能学士硕士，马里兰大学消防硕士，机械博士。目前在俄克拉荷马州立大学教书，主要教授火灾动力学和水力学，主要研究气体可燃性与灭火理论，推导公式若干，也同时关注群体逃生的恐慌理论和气候变化导致的消防文化。
今天的北京城是在金代中都（南城）和元代新建大都（北城）基础上形成的。至元四年（1267年），忽必烈在原金中都城东北营建大都新城（又称北城），让精于《周易》及邵氏《经世书》的儒家代表人物刘秉忠担任规划设计师，从儒家《周礼》的基本原则出发，沿袭汉代闾里制和隋唐里坊制的某些经验，把原来金中都城的62个坊，扩充到南北两城共112个坊，用大街、小街、火巷和衖通（胡同）加以分隔。按元代成书的《析津志》记载：“大街二十四步阔，小街十二步阔。三百八十四火巷，二十九衖通”。到明代，北京只剩下东城明时坊仍然保留了一条火巷。与此同时，胡同数从原来的29条，增加到459条，可见原来的火巷被改称胡同了。今天，数千条胡同已经作为北京的建筑文化特色之一，每天都得到外地游客的热捧和追访。
图1.元大都城市布局设计图。
根据史料记载和民间传说，学术界对“胡同”一词含义和来源的解释通常有以下几种：“水井说”“浩特说”“胡人大同”（口号说）“霍通说”“辽金说”。笔者赞成后两种说法，即元代之前，胡同在北京就存在，只不过元代把大部分胡同改叫火巷，明代又改回去了。问题在于，为什么入主中原不久的蒙古统治者，需要在规划大都时设计那些火巷？
北京的火灾历史
和历代相比，宋代的火灾问题最多，超越汉唐，明清难敌。那么，宋代为何多火灾呢？宋太祖建国时所鼓吹的“火德说”（政治舆论）显然不能说明所有的问题。一个社会的火灾问题，往往与当地的气候、燃料和人口有关。 那么，这三个影响因素在宋代有什么特殊性呢？第一，宋代的生产水平提高，商品（表现为燃料负荷）急剧增加，增加了大火的风险；第二，某些城市（如首都开封和后来的临安）的人口增加，产生了大量的高层建筑；第三，商品经济的发展，导致破墙开店，破坏了汉唐以来市坊制的隔离效果，宋代无法禁夜，但需要禁火；第四，按照竺可桢的研究，宋代的气候变化非常显著，气候的变化会增加失火和火势蔓延的概率；第五，也是最关键的一条，宋代的建筑特色是土坯墙瓦顶，处于从草竹屋向砖瓦房的过渡时期，因此建筑的防火效果不如后来的建筑。
在宋代城市风俗画《清明上河图》（图2）中，除了卷首的荒郊野外和近郊开始的地方有一些茅草房屋之外，整幅画卷的建筑几乎都是土坯墙瓦屋面。由于当时的土坯墙没有很大的载荷能力，所以通常比较低矮，显示其从草屋顶而来的转化发生不太久。这意味着室内天花板必然也低，即室内的防火间距小，如果失火，室内达到轰燃（全面着火）的速度比较快，因此救火不方便。越巫曾经向汉武帝建议“高屋防火”，有着相当深刻的防火考量。通常草屋便于通风透气，所以可以低矮，改成瓦屋之后，一定要“邃宇高堂”，才能避免室内防火间距小、快速达到轰燃的危害，也可以避免通风不畅的情况。之所以产生这种局面，很可能是因为当时的汴河交通运输方便，可以提供廉价的木材，使得砖瓦替代不是那么紧迫。
图2.《清明上河图》中城市房屋以瓦屋面为主，却继承沿用了草木结构的土坯墙，比较低矮，难以防火。
相比之下，清代绘制的清院本《清明上河图》（图3），就反映了清代的砖墙瓦顶建筑，和宋代占地面积大却相当低矮的土墙瓦屋相比，显然有砖有瓦的建筑更防火，失火以后达到轰燃所需的时间更长、更耐火。
图3.清代的《清明上河图》中，砖墙瓦屋的设计就不再拥有土墙草屋的低矮特征，砖瓦高屋更利于防火。
由于上述原因，宋代面临严重的火灾问题，而北方辽金面临着相似的火灾困境。由于气候变化的周期性，南方杭州的火灾是周期性的，北方燕京的火灾也是周期性的。就在1132年、1134年、1137年的临安发生重大火情之后，“金皇统九年（1149年）乙丑，燕京（今北京市）大火，屋宇一空，死三干余人。金主以失火及不救火罪斩二百四十三人。”一个气候周期之中，就在临安1201年、1204年发生重大灾情之后，“金卫绍王大安三年（1211年）四月二十日，大悲阁发生火灾，连续烧了5天，蔓延烧毁10000多家。”
按照气候周期的60年规律，1270年前后应当是暖相气候高峰年（北京比南方晚10年左右），应当产生大量的火灾问题。不过，1215年蒙古政权攻占金中都的过程中，烧毁了皇宫，打破了火灾周期，让预期中的大火没有发生。但在这一轮暖相火灾形势面前，元大都的设计者不得不考虑城市规划中的防火间距问题。
宝佑五年（1257年）八月十八日，宋理宗召右本相兼枢密使陈元凤商议消防治理事宜，当时批准了临安府上奏的关于房屋保持两丈间距的意见。这一防火间距是否在杭州得到贯彻，我们没有数据，无法考证。可是这一防火间距，被运用到元大都的建设过程中。那么，元大都的火巷有多宽呢？1964年至1974年，中国科学院考古研究所和北京市文物工作队，共同勘察了元大都的城垣、街道、河湖水系等遗迹。 调查结果发现，新城中轴线上的大街宽度为28米，其他主要街道宽度为25米，火巷宽约6米至7米。宋代一尺31.4厘米，一丈3.14米，两丈就是6.3米，刚好符合元代大都的火巷宽度标准。也就是说，1267年的元代大都建设过程中恰好贯彻了 10年前宋理宗批准确立的两丈宽防火间距。
元代火巷的消防特征
在消防理论当中，火巷是用两道防火墙封闭起来的受保护的消防逃生通道，其火场功能有三：防火隔离，逃生通道和救火便利。元代火巷至少有两丈宽，完全满足现代意义下防火隔离的需要。为救火便利，元大都街道分布的基本形式是：在南北向的主干大道的东西两侧，等距离地平列着许多东西向的火巷。从大街到达民居，非常方便，符合现代社会条件下救火便利的要求，当然，元代完全没有专业的救火队伍，救火便利不是主要考量指标。通常火巷两边有墙壁连续的密封阻隔，形成了受防火墙保护的安全逃生通道。按照《逃生学原理》中的定义，这是逃生通道的一部分，叫做Exit Access（出口到达），可以保护逃生者撤离。虽然当时的设计者完全忽视了逃生的要求，也缺乏这方面的意识，但元大都火巷具有这些功能，这可能是中外民族共同拥有的逃生经验或共识吧。 图4.典型的胡同设计。
关于火巷的宽度和笔直设计，过去有一种常见的解释是，由于蒙古人的马上文化，元朝在规划时，没有采用传统的窄巷和胡同作街道，而是选用更宽、更直、更有利于车马进出的火巷。从生活的便利角度来说，似乎是合理的。然而有多少人进出家门需要车马呢？显然，这种解释有些想当然了。是气候变化带来的防火需要，形成了火巷的最低宽度。那么，什么样的火灾气候，导致人们在设计街道宽度时需要考虑防火间距呢？通常暖相气候多大风，风大助火势蔓延，需要使用防火墙或防火巷来对抗火灾。对此，我们可以从当时的火灾发展特征和消防对策找到线索，还可以从其他方面找到气候变化的信息。
元代建都的气候线索
元代本来是游牧民族建立的，可是这些马上民族到达中原地带，也开始做原材料贸易，比如竹木交易。元初，北方的元政府每年都要砍下大量竹子进行官民贸易。1267年，批准怀孟（今河南沁阳）等路成立官办的司竹监；1285年，罢司竹监，采取官民两便的自卖纳税；1286年，在黄河北岸的卫州（今河南汲县）增设竹课提举司，统筹河南、湖北区域竹货贸易，复由陕西抽调官员前往协助办课；到1292年，黄河流域的竹资源渐告枯竭。时丞相完泽上奏：“怀孟竹课，频年砍伐已损，课无所出，科民以输，宣罢其课，长养数年”。迫于现实，忽必烈遂下令停止沁阳一带竹课。也就是说，从1267年到1292年的25年间，元政府对竹木贸易进行课税，赚了不少钱。
通常北方的竹子需要暖相气候才能顺利生长，竺可桢先生在其《中国五千年来气候变迁的初步研究》认为：竹是亚热带植物，因为华北变冷所以竹子北限南移了3度左右，从而使广大地区不适合竹的生长，故竹资源锐减乃至消失。竺可桢据此得出的结论是14世纪全球变冷导致华北竹林消失，而反驳者（牟重行先生）根据《北游录》中记录“卫辉、淇县多竹，摄政王剪竹沥，除课民剪，每巨竹可沥十斤”，否定了他的结论。显然，他们都没有意识到，影响竹林兴衰的气候变化周期，远远比他们认为的要小，其实只有60年，因此如果你在不同的周期，看到不同的竹林兴衰效果，以此来判断该世纪的暖相和冷相，当然是不妥的。元代之所以能够在北方对竹子征收25年的交易税，这是因为气候周期的30年暖相刚好覆盖该时段。
从当时的火政角度，也可以看出当时气候变化的端倪。通常冷相防点火，暖相防蔓延。1257年，宋理宗同意把杭州的防火间距定为两丈，这是典型的防蔓延，因此是暖相（气候应对措施）。可是到1286年的马可波罗到访行在（Kinsai，即杭州）的时候，气候已经转冷，所以马可波罗看到的防火措施主要是禁火、停水和遮荫哨所，这三样是防点火的应对措施。与此同时的1295年，皖南旌德县尹王桢研究防火并提出《法制长生屋》，也是防止点火（冷相），不是防蔓延（暖相），这是从农学家王桢的眼中得出的结论。从当时的火政对策，我们可以认为，由于冷相气候导致北方的竹林无法顺利成长，于是忽必烈不得不停止竹监司的运作。后来华北的竹林有所恢复，从另一方面证明气候的周期性变化。
那么，为什么要暖相气候才能建都？历史上，隋代的大兴城（582年），五代后周的开封城（955年）和元代的大都城（1267年），都是在暖相气候中动工的。而且开封在1016年和1075年分别进行的扩建过程，也发生在暖相气候。其中重要的原因是，暖相气候雨水多、收成好、木材便宜、有多余的劳动力和经济收入投入到浩大的工程建设当中。那么，暖相气候一定要防火吗？显德二年（955年，暖相），周世宗柴荣两次发布诏书，要求对开封城市全面扩建，理由是“旧城狭窄，常有火烛之忧”。所以，五个完整的气候周期之后，元代大都的重建工作需要借鉴开封的城市设计经验，把防火间距纳入城市规划。该重建工程虽然没有发布类似的诏书，但从同时代宋理宗对火灾和防火巷的认识可以看出，元大都建设的时段也有相似的火灾形势，需要认真考虑防火规划。
城市规划的影响
那么，火巷管用吗？非常管用。大规模的城市大火，除了皇宫发生的灾情，从未在新建成的大都、后来的北京城内发生过，靠得就是这些有效的防火隔离。清代北京虽然发生500余起火灾，但主要是建筑火灾，如皇宫和衙门等，大规模的城市民居火灾则一次没有。仰赖这些防火设计，北京的第一支救火会在道光统治末期的1848年才组织形成，比邻居天津晚了186年（3个气候周期）。通过设计符合防火要求的城市布局，北京城从此远离城市大火，完成了从“野蛮”社区（竹木建筑）向“文明”社区（砖瓦建筑）的转变过程。放眼全国，只有这一座城市从一开始就做到这一点，这是因为首都的规划大都发生在暖相气候周期。
东南大学热能学士硕士，马里兰大学消防硕士，机械博士。目前在俄克拉荷马州立大学教书，主要教授火灾动力学和水力学，主要研究气体可燃性与灭火理论，推导公式若干，也同时关注群体逃生的恐慌理论和气候变化导致的消防文化。
今天的北京城是在金代中都（南城）和元代新建大都（北城）基础上形成的。至元四年（1267年），忽必烈在原金中都城东北营建大都新城（又称北城），让精于《周易》及邵氏《经世书》的儒家代表人物刘秉忠担任规划设计师，从儒家《周礼》的基本原则出发，沿袭汉代闾里制和隋唐里坊制的某些经验，把原来金中都城的62个坊，扩充到南北两城共112个坊，用大街、小街、火巷和衖通（胡同）加以分隔。按元代成书的《析津志》记载：“大街二十四步阔，小街十二步阔。三百八十四火巷，二十九衖通”。到明代，北京只剩下东城明时坊仍然保留了一条火巷。与此同时，胡同数从原来的29条，增加到459条，可见原来的火巷被改称胡同了。今天，数千条胡同已经作为北京的建筑文化特色之一，每天都得到外地游客的热捧和追访。
图1.元大都城市布局设计图。
根据史料记载和民间传说，学术界对“胡同”一词含义和来源的解释通常有以下几种：“水井说”“浩特说”“胡人大同”（口号说）“霍通说”“辽金说”。笔者赞成后两种说法，即元代之前，胡同在北京就存在，只不过元代把大部分胡同改叫火巷，明代又改回去了。问题在于，为什么入主中原不久的蒙古统治者，需要在规划大都时设计那些火巷？
北京的火灾历史
和历代相比，宋代的火灾问题最多，超越汉唐，明清难敌。那么，宋代为何多火灾呢？宋太祖建国时所鼓吹的“火德说”（政治舆论）显然不能说明所有的问题。一个社会的火灾问题，往往与当地的气候、燃料和人口有关。 那么，这三个影响因素在宋代有什么特殊性呢？第一，宋代的生产水平提高，商品（表现为燃料负荷）急剧增加，增加了大火的风险；第二，某些城市（如首都开封和后来的临安）的人口增加，产生了大量的高层建筑；第三，商品经济的发展，导致破墙开店，破坏了汉唐以来市坊制的隔离效果，宋代无法禁夜，但需要禁火；第四，按照竺可桢的研究，宋代的气候变化非常显著，气候的变化会增加失火和火势蔓延的概率；第五，也是最关键的一条，宋代的建筑特色是土坯墙瓦顶，处于从草竹屋向砖瓦房的过渡时期，因此建筑的防火效果不如后来的建筑。
在宋代城市风俗画《清明上河图》（图2）中，除了卷首的荒郊野外和近郊开始的地方有一些茅草房屋之外，整幅画卷的建筑几乎都是土坯墙瓦屋面。由于当时的土坯墙没有很大的载荷能力，所以通常比较低矮，显示其从草屋顶而来的转化发生不太久。这意味着室内天花板必然也低，即室内的防火间距小，如果失火，室内达到轰燃（全面着火）的速度比较快，因此救火不方便。越巫曾经向汉武帝建议“高屋防火”，有着相当深刻的防火考量。通常草屋便于通风透气，所以可以低矮，改成瓦屋之后，一定要“邃宇高堂”，才能避免室内防火间距小、快速达到轰燃的危害，也可以避免通风不畅的情况。之所以产生这种局面，很可能是因为当时的汴河交通运输方便，可以提供廉价的木材，使得砖瓦替代不是那么紧迫。
图2.《清明上河图》中城市房屋以瓦屋面为主，却继承沿用了草木结构的土坯墙，比较低矮，难以防火。
相比之下，清代绘制的清院本《清明上河图》（图3），就反映了清代的砖墙瓦顶建筑，和宋代占地面积大却相当低矮的土墙瓦屋相比，显然有砖有瓦的建筑更防火，失火以后达到轰燃所需的时间更长、更耐火。
图3.清代的《清明上河图》中，砖墙瓦屋的设计就不再拥有土墙草屋的低矮特征，砖瓦高屋更利于防火。
由于上述原因，宋代面临严重的火灾问题，而北方辽金面临着相似的火灾困境。由于气候变化的周期性，南方杭州的火灾是周期性的，北方燕京的火灾也是周期性的。就在1132年、1134年、1137年的临安发生重大火情之后，“金皇统九年（1149年）乙丑，燕京（今北京市）大火，屋宇一空，死三干余人。金主以失火及不救火罪斩二百四十三人。”一个气候周期之中，就在临安1201年、1204年发生重大灾情之后，“金卫绍王大安三年（1211年）四月二十日，大悲阁发生火灾，连续烧了5天，蔓延烧毁10000多家。”
按照气候周期的60年规律，1270年前后应当是暖相气候高峰年（北京比南方晚10年左右），应当产生大量的火灾问题。不过，1215年蒙古政权攻占金中都的过程中，烧毁了皇宫，打破了火灾周期，让预期中的大火没有发生。但在这一轮暖相火灾形势面前，元大都的设计者不得不考虑城市规划中的防火间距问题。
宝佑五年（1257年）八月十八日，宋理宗召右本相兼枢密使陈元凤商议消防治理事宜，当时批准了临安府上奏的关于房屋保持两丈间距的意见。这一防火间距是否在杭州得到贯彻，我们没有数据，无法考证。可是这一防火间距，被运用到元大都的建设过程中。那么，元大都的火巷有多宽呢？1964年至1974年，中国科学院考古研究所和北京市文物工作队，共同勘察了元大都的城垣、街道、河湖水系等遗迹。 调查结果发现，新城中轴线上的大街宽度为28米，其他主要街道宽度为25米，火巷宽约6米至7米。宋代一尺31.4厘米，一丈3.14米，两丈就是6.3米，刚好符合元代大都的火巷宽度标准。也就是说，1267年的元代大都建设过程中恰好贯彻了 10年前宋理宗批准确立的两丈宽防火间距。
元代火巷的消防特征
在消防理论当中，火巷是用两道防火墙封闭起来的受保护的消防逃生通道，其火场功能有三：防火隔离，逃生通道和救火便利。元代火巷至少有两丈宽，完全满足现代意义下防火隔离的需要。为救火便利，元大都街道分布的基本形式是：在南北向的主干大道的东西两侧，等距离地平列着许多东西向的火巷。从大街到达民居，非常方便，符合现代社会条件下救火便利的要求，当然，元代完全没有专业的救火队伍，救火便利不是主要考量指标。通常火巷两边有墙壁连续的密封阻隔，形成了受防火墙保护的安全逃生通道。按照《逃生学原理》中的定义，这是逃生通道的一部分，叫做Exit Access（出口到达），可以保护逃生者撤离。虽然当时的设计者完全忽视了逃生的要求，也缺乏这方面的意识，但元大都火巷具有这些功能，这可能是中外民族共同拥有的逃生经验或共识吧。 图4.典型的胡同设计。
关于火巷的宽度和笔直设计，过去有一种常见的解释是，由于蒙古人的马上文化，元朝在规划时，没有采用传统的窄巷和胡同作街道，而是选用更宽、更直、更有利于车马进出的火巷。从生活的便利角度来说，似乎是合理的。然而有多少人进出家门需要车马呢？显然，这种解释有些想当然了。是气候变化带来的防火需要，形成了火巷的最低宽度。那么，什么样的火灾气候，导致人们在设计街道宽度时需要考虑防火间距呢？通常暖相气候多大风，风大助火势蔓延，需要使用防火墙或防火巷来对抗火灾。对此，我们可以从当时的火灾发展特征和消防对策找到线索，还可以从其他方面找到气候变化的信息。
元代建都的气候线索
元代本来是游牧民族建立的，可是这些马上民族到达中原地带，也开始做原材料贸易，比如竹木交易。元初，北方的元政府每年都要砍下大量竹子进行官民贸易。1267年，批准怀孟（今河南沁阳）等路成立官办的司竹监；1285年，罢司竹监，采取官民两便的自卖纳税；1286年，在黄河北岸的卫州（今河南汲县）增设竹课提举司，统筹河南、湖北区域竹货贸易，复由陕西抽调官员前往协助办课；到1292年，黄河流域的竹资源渐告枯竭。时丞相完泽上奏：“怀孟竹课，频年砍伐已损，课无所出，科民以输，宣罢其课，长养数年”。迫于现实，忽必烈遂下令停止沁阳一带竹课。也就是说，从1267年到1292年的25年间，元政府对竹木贸易进行课税，赚了不少钱。
通常北方的竹子需要暖相气候才能顺利生长，竺可桢先生在其《中国五千年来气候变迁的初步研究》认为：竹是亚热带植物，因为华北变冷所以竹子北限南移了3度左右，从而使广大地区不适合竹的生长，故竹资源锐减乃至消失。竺可桢据此得出的结论是14世纪全球变冷导致华北竹林消失，而反驳者（牟重行先生）根据《北游录》中记录“卫辉、淇县多竹，摄政王剪竹沥，除课民剪，每巨竹可沥十斤”，否定了他的结论。显然，他们都没有意识到，影响竹林兴衰的气候变化周期，远远比他们认为的要小，其实只有60年，因此如果你在不同的周期，看到不同的竹林兴衰效果，以此来判断该世纪的暖相和冷相，当然是不妥的。元代之所以能够在北方对竹子征收25年的交易税，这是因为气候周期的30年暖相刚好覆盖该时段。
从当时的火政角度，也可以看出当时气候变化的端倪。通常冷相防点火，暖相防蔓延。1257年，宋理宗同意把杭州的防火间距定为两丈，这是典型的防蔓延，因此是暖相（气候应对措施）。可是到1286年的马可波罗到访行在（Kinsai，即杭州）的时候，气候已经转冷，所以马可波罗看到的防火措施主要是禁火、停水和遮荫哨所，这三样是防点火的应对措施。与此同时的1295年，皖南旌德县尹王桢研究防火并提出《法制长生屋》，也是防止点火（冷相），不是防蔓延（暖相），这是从农学家王桢的眼中得出的结论。从当时的火政对策，我们可以认为，由于冷相气候导致北方的竹林无法顺利成长，于是忽必烈不得不停止竹监司的运作。后来华北的竹林有所恢复，从另一方面证明气候的周期性变化。
那么，为什么要暖相气候才能建都？历史上，隋代的大兴城（582年），五代后周的开封城（955年）和元代的大都城（1267年），都是在暖相气候中动工的。而且开封在1016年和1075年分别进行的扩建过程，也发生在暖相气候。其中重要的原因是，暖相气候雨水多、收成好、木材便宜、有多余的劳动力和经济收入投入到浩大的工程建设当中。那么，暖相气候一定要防火吗？显德二年（955年，暖相），周世宗柴荣两次发布诏书，要求对开封城市全面扩建，理由是“旧城狭窄，常有火烛之忧”。所以，五个完整的气候周期之后，元代大都的重建工作需要借鉴开封的城市设计经验，把防火间距纳入城市规划。该重建工程虽然没有发布类似的诏书，但从同时代宋理宗对火灾和防火巷的认识可以看出，元大都建设的时段也有相似的火灾形势，需要认真考虑防火规划。
城市规划的影响
那么，火巷管用吗？非常管用。大规模的城市大火，除了皇宫发生的灾情，从未在新建成的大都、后来的北京城内发生过，靠得就是这些有效的防火隔离。清代北京虽然发生500余起火灾，但主要是建筑火灾，如皇宫和衙门等，大规模的城市民居火灾则一次没有。仰赖这些防火设计，北京的第一支救火会在道光统治末期的1848年才组织形成，比邻居天津晚了186年（3个气候周期）。通过设计符合防火要求的城市布局，北京城从此远离城市大火，完成了从“野蛮”社区（竹木建筑）向“文明”社区（砖瓦建筑）的转变过程。放眼全国，只有这一座城市从一开始就做到这一点，这是因为首都的规划大都发生在暖相气候周期。