高校圖書館防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

徐鐘銘,王 雨

(四川師范大學(xué)工學(xué)院,四川成都610101)

圖書館是人類文化遺產(chǎn)的寶庫，其館藏圖書則是人類歷史文化遺產(chǎn)的重要組成部分，是不可再生的人文資源[1]。高校圖書館是學(xué)校的文獻(xiàn)信息資源中心，具有知識(shí)密集、設(shè)備設(shè)施密集、讀者流量大等特點(diǎn)，任何使圖書館的館舍、讀者、文獻(xiàn)信息資源和設(shè)備設(shè)施遭受損失的事件都有可能導(dǎo)致圖書館的安全危機(jī)[2]。

2004年9月2日晚，一場(chǎng)大火使魏瑪安娜·阿瑪麗婭公爵夫人圖書館 ( Herzogin Anna AmaliaBibliothek) 遭受滅頂之災(zāi)，3萬卷古籍善本被付之一炬，損失高達(dá)幾千萬歐元[3]。諸如此類“文明的劫難”并不罕見，它給人類帶來不可彌補(bǔ)的損失，尤其是一些彌足珍貴的絕版、孤本、善本及古玩字畫，一旦焚毀，將造成永久的無法彌補(bǔ)的歷史遺憾[4]。

文章以某高校圖書館為例，通過對(duì)其消防防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析研究，了解該圖書館的消防防排煙系統(tǒng)現(xiàn)狀，分析比較其優(yōu)缺點(diǎn)，查找不足，提出相關(guān)意見和措施，促使其進(jìn)一步改善消防條件、加強(qiáng)有關(guān)方面的管理。

該圖書館建筑面積31 469.73 m2，建筑高度53.45 m，主樓12層，循環(huán)式附樓5層。設(shè)計(jì)藏書量200萬冊(cè)，現(xiàn)有各類藏書約50萬冊(cè)，其中中文圖書26萬冊(cè)、外文圖書2萬冊(cè)、中外文期刊12萬冊(cè)、古籍文獻(xiàn)10萬冊(cè)。是集藏書、閱讀、電子閱覽、學(xué)術(shù)交流、檔案管理為一體的綜合性建筑。該圖書館耐火等級(jí)為一級(jí)，符合《圖書館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》( GBJ 38—99)6.1.2條規(guī)定，屬一類公共建筑，負(fù)一層有消防水池和設(shè)備用房，地上1～11層為檔案庫房、開架閱覽室、專業(yè)閱覽室等；設(shè)計(jì)使用年限為50 a；抗震設(shè)防烈度六度。

1 防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

1.1 防排煙系統(tǒng)概況

圖書館閱覽室、書庫、采編、編目室、報(bào)告廳設(shè)機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用有組織機(jī)械送風(fēng)，無組織排風(fēng)的通風(fēng)形式。送風(fēng)形式采用帶調(diào)節(jié)閥單層百葉風(fēng)口頂送。送風(fēng)量按2次/h換氣次數(shù)計(jì)算，送風(fēng)機(jī)設(shè)于專用機(jī)房。有外窗的辦公室自然通風(fēng)。衛(wèi)生間設(shè)計(jì)設(shè)機(jī)械排風(fēng)，排風(fēng)量按10次/h換氣次數(shù)計(jì)算。書庫采用移動(dòng)除濕機(jī)除濕。

排煙風(fēng)機(jī)及加壓風(fēng)機(jī)等平時(shí)就地檢測(cè)控制，火災(zāi)時(shí)通過火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)或通過消防控制室實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，并均可在消防控制室和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行自動(dòng)/手動(dòng)控制啟停，并將運(yùn)行狀態(tài)及故障信號(hào)送至消防控制室顯示。該圖書館所有消防用電設(shè)備熱繼電器只報(bào)警、不跳閘。空氣斷路器具有短路保護(hù)，過負(fù)荷只報(bào)警、不跳閘。

1.2 防排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.2.1 防排煙系統(tǒng)設(shè)置分析

《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50045-95(2005年版)》(以下簡稱“《高規(guī)》”)8.4.1、8.3.1、8.3.8條規(guī)定：一類高層建筑的下列部位應(yīng)設(shè)置機(jī)械排煙設(shè)施：無直接自然通風(fēng)，且長度超過20 m的內(nèi)走道或雖有直接自然通風(fēng)，但長度超過60 m的內(nèi)走道；不具備自然排煙條件或凈空高度超過12 m的中庭。不具備自然排煙條件的防煙樓梯間、消防電梯間前室或合用前室應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的機(jī)械加壓送風(fēng)的防煙設(shè)施；樓梯間宜每隔二至三層設(shè)一個(gè)加壓送風(fēng)口，前室的加壓送風(fēng)口應(yīng)當(dāng)每層設(shè)一個(gè)。

該圖書館中庭凈高22.45 m。1層內(nèi)走道以及報(bào)告廳設(shè)機(jī)械排煙系統(tǒng)，排煙量60 m3/m2·h。面積超過100的房間設(shè)置可開啟的外窗面積不小于房間面積的2 %。防煙樓梯間和合用前室設(shè)機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)，加壓送風(fēng)機(jī)吊裝于樓梯間板下，火災(zāi)發(fā)生時(shí)保證防煙樓梯間10 Pa至50 Pa的余壓值，合用前室25 Pa至30 Pa的余壓值。主樓頂部設(shè)置了兩臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)行排煙；在防煙樓梯間、前室和合用前室處及內(nèi)走道處都設(shè)置了正壓送風(fēng)系統(tǒng)。主樓部分樓梯間每隔兩層設(shè)置了1個(gè)百葉加壓送風(fēng)口；前室每層設(shè)置了1個(gè)百葉加壓送風(fēng)口，符合規(guī)范要求設(shè)置的加壓送風(fēng)口數(shù)量。

該圖書館加壓送風(fēng)和機(jī)械排煙系統(tǒng)的風(fēng)道均采用了金屬材料，最大風(fēng)速為7.19 m/s，其中送風(fēng)口的風(fēng)速為1.76 m/s，排煙口的風(fēng)速為3.89 m/s，均符合《高規(guī)》8.1.5.1、8.1.5.3條最大風(fēng)速不應(yīng)大于20 m/s，送風(fēng)口風(fēng)速不宜大于7 m/s和排煙口風(fēng)速不宜大于10 m/s的規(guī)定。

《高規(guī)》規(guī)定：每個(gè)防煙分區(qū)的建筑面積不宜超過500 m2，且防煙分區(qū)不應(yīng)跨越防火分區(qū)。主樓部分每層為三個(gè)防煙分區(qū)，裙樓部分每層為七個(gè)防煙分區(qū)，之間均由固定式擋煙垂壁進(jìn)行分隔，各功能區(qū)域均嚴(yán)格按照規(guī)范要求將防火分區(qū)最大面積控制在了500 m2以內(nèi)，符合規(guī)范要求。

1.2.2 機(jī)械排煙系統(tǒng)風(fēng)量校核

裙樓部分一至五層最大防煙分區(qū)面積為483.6 m2，機(jī)械排煙系統(tǒng)設(shè)有2臺(tái)軸流排煙風(fēng)機(jī)。一臺(tái)為GWF-Ⅰ- m-No5型消防排煙軸流風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為2 900 r/ min，工況風(fēng)量8 860 m3/h、全壓610 Pa、裝機(jī)容量3 kW；另一臺(tái)GWF-Ⅰ- m-No5.5型消防排煙軸流風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為2 900 r/ min，工況風(fēng)量14 000 m3/h、全壓450 Pa、裝機(jī)容量4 kW。規(guī)范要求每臺(tái)風(fēng)機(jī)應(yīng)按照最大防煙分區(qū)面積每平方米面積不小于60 m3/h計(jì)算，排煙風(fēng)機(jī)排煙量為最大防煙分區(qū)面積×60 m3/h進(jìn)行確定。該圖書館裙樓所采用的排煙風(fēng)機(jī)單臺(tái)最小排煙量為8 860 m3/h，可計(jì)算該排煙風(fēng)機(jī)最大排煙量為：

Q=A×60=483.6×60=29 016 m3/h>
14 000+8 860=22 860 m3/h

(1)

不符合規(guī)范要求。

規(guī)范規(guī)定，當(dāng)中庭部分的體積小于17 000 m3時(shí)，排煙量按其體積的6次/h換氣計(jì)算。因此，中庭的最大排煙量：

Q=(16.8×16.8×22.45+1/3×16.8×16.8×4.3)×6
=40 445.0 m3>14 000+8 860=22 860 m3/h

(2)

不符合規(guī)范要求。

該圖書館主樓六至十一層內(nèi)走道長度為45.7 m，設(shè)有1 臺(tái)GWF-Ⅰ- m-No5型消防排煙軸流風(fēng)機(jī)。每個(gè)房間為單獨(dú)防煙分區(qū)，走廊為最大一個(gè)防煙分區(qū)，面積為279.91 m2。每臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)擔(dān)負(fù)兩個(gè)以上排煙分區(qū)排煙任務(wù)，該排煙風(fēng)機(jī)最大排煙量為：

Q=A×60=279.91×60=16 794.6 m3/h<
14 000+8 860=22 860 m3/h

(3)

符合規(guī)范要求。

1.2.3 機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量校核

《高規(guī)》8.3.2條規(guī)定：機(jī)械加壓送風(fēng)系統(tǒng)擔(dān)負(fù)層數(shù)小于20層時(shí)，加壓送風(fēng)量防煙樓梯間為16 000～20 000 m3/h，合用前室為12 000～16 000 m3/h，消防電梯間前室為15 000～20 000 m3/h。該圖書館防煙樓梯間的加壓送風(fēng)量為19 000 m3/h，前室及合用前室加壓送風(fēng)量為20 000 m3/h，符合規(guī)范要求。

1.2.4 加壓送風(fēng)口面積校核

該圖書館防煙樓梯間加壓送風(fēng)量為19 000 m3/h，合用前室加壓送風(fēng)量為20 000 m3/h，樓梯間每隔兩層設(shè)置了一個(gè)送風(fēng)口，共有4個(gè)送風(fēng)口，且風(fēng)速為5 m/s。防煙樓梯間加壓送風(fēng)口的截面積為：

F=19 000/(3 600×5×4)=0.264 m2

實(shí)際送風(fēng)口面積為0.28 m2

(4)

合用前室加壓送風(fēng)口的截面積為(按同時(shí)開啟3個(gè)門計(jì)算)

F=20 000/(3 600×5×3)=0.370 m2
實(shí)際送風(fēng)口面積為0.47 m2>0.370 m2

(5)

符合規(guī)范要求。

2 結(jié)束語

通過對(duì)該圖書館相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙的查看以及對(duì)圖書館現(xiàn)場(chǎng)的勘察測(cè)量與校驗(yàn)，對(duì)圖書館的消防防排煙系統(tǒng)做了一個(gè)初步的探索分析，總結(jié)顯示該圖書館裙樓部分機(jī)械排煙風(fēng)量校核顯示風(fēng)機(jī)選型不符合要求，應(yīng)更換符合要求的風(fēng)機(jī)。

根據(jù)本課題研究的實(shí)際情況，對(duì)該高校圖書館提出以下相關(guān)建議：

(1)加強(qiáng)對(duì)高校圖書館火災(zāi)危險(xiǎn)源的控制和消防管理，嚴(yán)格限制可燃物和火災(zāi)危險(xiǎn)源。

(2)加強(qiáng)包括防排煙系統(tǒng)在內(nèi)的各消防系統(tǒng)的維護(hù)，保證其高效正常運(yùn)行。

(3)加強(qiáng)日常管理，定期組織師生進(jìn)行圖書館消防疏散演練。

(4)高校圖書館不應(yīng)隨意改建或變更使用性質(zhì)，確需更新、改建和變更使用性質(zhì)時(shí)，應(yīng)及時(shí)向消防部門申報(bào)審核，從源頭上避免產(chǎn)生火災(zāi)隱患。

[1] 蘇全有，王海波. 對(duì)我國圖書館火災(zāi)研究的回顧與反思[J]. 洛陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2012,27(2)：65-70

[2] 徐芳. 圖書館危機(jī)預(yù)警管理系統(tǒng)構(gòu)建研究[D]. 天津工業(yè)大學(xué)，2007

[3] 田林芹，王洪志，王震. 淺談高校圖書館消防安全工作[J]. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2007,(3)：101-102

[4] 馮忠紅. 對(duì)高校圖書館消防安全工作的思考[J]. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009,19(35)：26-28