博物館的消防設(shè)計(jì)及啟示

簡(jiǎn)介： 闡述了博物館建筑防火安全的特殊性。分別對(duì)該工程的消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、水噴霧滅火系統(tǒng)、智能消防水炮系統(tǒng)、氣體消防系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。并就其中的一些技術(shù)問題進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵字：博物館防火安全消防水炮水噴霧滅火

1 工程概況
　　博物館規(guī)劃建設(shè)用地面積24133.7㎡，總建筑面積63390㎡。建筑高度(檐口)36.4m，地上5層，地下2層，地下3層為2．2m層高的設(shè)備夾層。工程性質(zhì)為大型綜合性博物館建筑。其中地上各層和地下1層南區(qū)為展陳、社教、科研、辦公、保安、綜合服務(wù)等功能區(qū)，由三大部分組成：橢圓斜展廳、矩形基本展廳、行政辦公區(qū)(見圖)

　　1)地下1，2層北區(qū)為地下車庫(kù)，地下2層南區(qū)為藏品庫(kù)、設(shè)備機(jī)房、人防等。

　　博物館是一座全面反映中國(guó)悠久歷史、燦爛文化、革命傳統(tǒng)和現(xiàn)代化建設(shè)成就，展示國(guó)際大都市風(fēng)貌的博物館。館內(nèi)展示和珍藏著代表中華民族五千年歷史的重要文物。消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不但要重在防，而且要重在滅。除設(shè)有普通的消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)外，還設(shè)有水噴霧滅火系統(tǒng)、智能消防水炮系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)等特殊的消防措施。

2 消防總水量的確定

　　消防水池容積按所有水消防系統(tǒng)同時(shí)作用來(lái)計(jì)算，顯然是不經(jīng)濟(jì)也是不可能的，消火栓系統(tǒng)和自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是全方位保護(hù)，任何一處著火，兩個(gè)系統(tǒng)都要發(fā)揮作用。水噴霧系統(tǒng)為鍋爐房服務(wù)，水炮系統(tǒng)為禮儀大廳服務(wù)，兩系統(tǒng)都是局部保護(hù)。很明顯，水噴霧系統(tǒng)和水炮系統(tǒng)不可能同時(shí)作用，但兩系統(tǒng)是否會(huì)與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)同時(shí)作用呢?筆者認(rèn)為，可從兩方面來(lái)考慮：一是從一處著火考慮。鍋爐房是一個(gè)獨(dú)立的防火分區(qū)，內(nèi)部只是水噴霧系統(tǒng)。一旦著火，除水噴霧系統(tǒng)作用外，鍋爐房以外的消火栓系統(tǒng)協(xié)助滅火。這種情況，水噴霧系統(tǒng)不與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和水炮系統(tǒng)同時(shí)作用。二是從安全角度出發(fā)。鍋爐房著火，不排除波及鄰近區(qū)域的可能性，鄰近區(qū)域的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)將作用。所以，可以認(rèn)為水噴霧系統(tǒng)與自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)和消火栓系統(tǒng)同時(shí)作用。兩種可能性都是存在的。禮儀大廳也同此考慮。針對(duì)博物館的重要性，消防水量的確定還是要保守一些。所以，有兩種同時(shí)作用的系統(tǒng)組合，一種組合是水噴霧系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)；另一種組合是水炮系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、消火栓系統(tǒng)。消防水量按上述兩種組合的較大值確定為650m3，計(jì)算見表1。

3 消火栓系統(tǒng)

　　室內(nèi)消火栓水量30L／s，延續(xù)時(shí)間3h。系統(tǒng)為穩(wěn)高壓制，豎向不分區(qū)。系統(tǒng)示意見圖2。館內(nèi)防火分區(qū)的分隔，多處設(shè)置了防火卷簾，防火卷簾的種類與水消防系統(tǒng)密切相關(guān)。根據(jù)“高規(guī)”第5．4．4條的條文說(shuō)明，如采用無(wú)機(jī)復(fù)合特級(jí)防火卷簾，則不需水冷卻。但此種防火卷簾軌道較寬，建筑空間美觀受到影響，為此建筑要求采用汽霧式特級(jí)防火卷簾 (“高規(guī)”條文說(shuō)明第5．4．4條將此種卷簾納入了特級(jí)防火卷簾之列)。其作用機(jī)理是：當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，感溫閥開啟，簾節(jié)內(nèi)充水，水滿外溢形成“水簾”，火場(chǎng)高溫致使部分水汽化，在水汽雙重作用下，把簾面的溫升始終限制在一個(gè)極低的水平，進(jìn)而有效阻斷火災(zāi)蔓延。既然是特級(jí)防火卷簾，就意味著不設(shè)置獨(dú)立的噴水滅火系統(tǒng)。所以，汽霧式特級(jí)防火卷簾所需要的3 h冷卻水從附近的消火栓管道接至卷簾，由68℃感溫閥控制水路開啟。消防水池的容積和消火栓加壓泵均考慮了這部分水量。由于水量很小，不但對(duì)消火栓系統(tǒng)影響不大，而且簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。

4 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)

　　4．1 設(shè)計(jì)流量的確定(表2)
　　<自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范>(簡(jiǎn)稱“自規(guī)”)第9．1．3條要求設(shè)計(jì)流量按作用面積內(nèi)的噴頭實(shí)際流量之和計(jì)算，噴頭布置疏密影響設(shè)計(jì)流量的大小，這與噴水強(qiáng)度與作用面積的乘積是有出入的。精確計(jì)算應(yīng)經(jīng)水力計(jì)算算出每個(gè)噴頭的流量。而往往在噴頭布置之前就要確定設(shè)計(jì)流量，我們就按噴水強(qiáng)度乘作用面積，再乘一個(gè)1．3的安全系數(shù)確定設(shè)計(jì)流量，本工程自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量按表1各部位的最大值確定為28 L／s。施工圖完成后，經(jīng)水力計(jì)算復(fù)核每個(gè)噴頭流量，與設(shè)計(jì)流量基本吻合。

　　4．2 系統(tǒng)的選擇

　　系統(tǒng)為穩(wěn)高壓制，豎向不分區(qū)，見圖3。展廳和汽車庫(kù)為預(yù)作用系統(tǒng)，其它部位為濕式系統(tǒng)。預(yù)作用系統(tǒng)平時(shí)管內(nèi)充有低壓氣體，煙、溫感探頭感應(yīng)到火災(zāi)信號(hào)(此時(shí)還沒有達(dá)到噴頭的感應(yīng)溫度)后，打開預(yù)作用閥，系統(tǒng)排氣充水并啟動(dòng)加壓泵。在噴頭動(dòng)作之前，如發(fā)現(xiàn)是誤報(bào)警，手動(dòng)停泵。這樣，有效地防止了系統(tǒng)誤噴所造成的損失。所以，預(yù)作用系統(tǒng)適用于能用水消防并絕對(duì)防止誤噴的場(chǎng)所及有冰凍危險(xiǎn)的場(chǎng)所，用來(lái)代替干式系統(tǒng)。展廳是博物館的重要區(qū)域。展出的展品雖不一定遇水就會(huì)完全損壞，如青銅器、古代兵器等，但這些歷代保存下來(lái)的精品都是經(jīng)多工序修復(fù)而成的。如果浸水，或多或少對(duì)文物都是不利的。而展廳又是人流密集的地方，為防止產(chǎn)生誤噴，所以除精品展廳以外的所有展廳都采甩了預(yù)作用系統(tǒng)。車庫(kù)內(nèi)沒有采暖系統(tǒng)，為滿足防凍要求，可為干式系統(tǒng)或預(yù)作用系統(tǒng)。但為了使系統(tǒng)具有一致性，車庫(kù)內(nèi)也采用預(yù)作用系統(tǒng)。只是兩者的目的不一樣，前者是防止誤噴，在電氣控制上設(shè)置了煙、溫感雙路探測(cè)器；后者是防凍，只設(shè)置了單路火災(zāi)探測(cè)器控制系統(tǒng)的啟動(dòng)，從而節(jié)省了一半的探測(cè)器。

　　4．3 預(yù)作用系統(tǒng)的幾點(diǎn)探討
　　4．3．1 充水時(shí)間的控制
　　“自規(guī)”第8．0．9條"充水時(shí)間不宜大于2min"。這個(gè)時(shí)間如何控制呢?目前沒有精確的計(jì)算方法，設(shè)計(jì)者往往也不太重視，審圖者也無(wú)從考證。筆者認(rèn)為，只能從控制管道容積入手。一套預(yù)作用報(bào)警閥所帶的噴頭數(shù)是一個(gè)因素，最重要的是管道容積不能太大。預(yù)作用系統(tǒng)的充水過(guò)程首先是靠屋頂消防水箱重力向管道充水，再反映到報(bào)警閥的壓力開關(guān)報(bào)警，啟動(dòng)加壓泵向系統(tǒng)充水。從電磁閥打開充水，到加壓泵啟動(dòng)，這個(gè)過(guò)程是非常短暫的，可以認(rèn)為充水過(guò)程是由加壓泵來(lái)完成的。加壓泵在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，流量30L／s，2 min內(nèi)的水容積為3 600 L (假定管內(nèi)氣體全部排盡，其實(shí)是不可能的，這個(gè)問題在4，3．2中探討)。所以，一套預(yù)作用報(bào)警閥后的管道容積小于3 600l，才能保證充水時(shí)間小于2rain。當(dāng)然，要逐段計(jì)算管道容積比較繁瑣，一種較為簡(jiǎn)捷的方法供大家參考：支管均按平均管徑DN40計(jì)，干管按DNl00計(jì)，量出支管總長(zhǎng)和干管總長(zhǎng)，即可算出管道容積，表3是預(yù)作用系統(tǒng)在不同噴水強(qiáng)度下要保證充水時(shí)間所要求的最大管道容積。
　　
　　4.3．2 排氣閥的設(shè)置
　　“自規(guī)”中只要求預(yù)作用系統(tǒng)應(yīng)設(shè)排氣閥，但設(shè)在何處、設(shè)幾個(gè)都沒有規(guī)定，致使設(shè)計(jì)中排氣閥的設(shè)置五花八門。下面以圖4為例分析一下預(yù)作用系統(tǒng)只設(shè)置一個(gè)排氣閥的充水過(guò)程。

　　探測(cè)器感應(yīng)到火情，同時(shí)打開預(yù)作用閥上電磁閥和排氣閥前的電磁閥，充水和排氣是同時(shí)進(jìn)行的。如著火區(qū)沒有排氣閥，則在充水時(shí)，著火區(qū)的噴頭未打開之前，氣體排不走。管內(nèi)的低壓氣體在高壓水作用下受壓縮，著火區(qū)管網(wǎng)內(nèi)充不進(jìn)水或充水緩慢，致使火情擴(kuò)大；溫度達(dá)到噴頭的溫級(jí)，噴頭才爆裂排氣。這就失去了預(yù)作用系統(tǒng)的功能。所以，筆者認(rèn)為排氣閥應(yīng)多設(shè)，每個(gè)支干管的末端設(shè)一個(gè)。但排氣閥越多，電氣控制點(diǎn)也越多，成本也提高。關(guān)于排氣閥的設(shè)置，在此只是拋磚引玉地提出來(lái)。如何設(shè)置才能充分發(fā)揮預(yù)作用系統(tǒng)的功能，有待同行商榷。

　　4.4 大流量噴頭的采用

　　本館內(nèi)有一個(gè)10m高的展廳，標(biāo)準(zhǔn)噴頭在大于8m的場(chǎng)合已不起作用。但對(duì)于這樣重要的場(chǎng)所，又不能沒有任何防火措施。在設(shè)計(jì)中，參照“自規(guī)”中用于高架倉(cāng)庫(kù)的快速響應(yīng)早期抑制噴頭的有關(guān)要求，選用了流量系數(shù)K=360的大流量噴頭用于10m高的展廳內(nèi)，一個(gè)噴頭釣流量為8.7 L／s。如按標(biāo)準(zhǔn)噴頭的間距布置噴頭，作用面積內(nèi)的流量就遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)流量，顯然是不合適的，但“自規(guī)”中又沒有這種特殊噴頭的間距要求。為此，我們根據(jù)噴水強(qiáng)度和流量系數(shù)計(jì)算出噴頭的最大間距。

　　噴水強(qiáng)度6L／(min·m2)，流量系數(shù)K=360，最大保護(hù)高度10.7m，噴頭最小壓力0.21 MPa。

　　4.5　機(jī)械停車位的噴頭布置

　　(汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車庫(kù)設(shè)計(jì)防火規(guī)范)(GB50067—97)第7.2.3.2條要求：“機(jī)械停車位的托板位置分層設(shè)噴頭。”怎樣使噴頭既不影響托板的升降，又能直接噴向車位呢?見圖5。噴頭數(shù)量是按上下兩層計(jì)算，還是按單層計(jì)算，也是眾說(shuō)紛紜。筆者認(rèn)為：機(jī)械停車位的托板是滿足耐火極限的鋼制材料，如果下部車位著火，火焰在上升的過(guò)程中受托板的阻擋，向兩邊蔓延，感應(yīng)托板下的側(cè)噴頭動(dòng)作，由于室內(nèi)車庫(kù)不受風(fēng)向的作用，火焰繼續(xù)向臨近車位的上方蔓延，波及臨近車位的上部噴頭動(dòng)作。如果上部某一車位著火，火勢(shì)向上蔓延，下層噴頭更不可能動(dòng)作。由此可見，機(jī)械車位的上、下噴頭不是同時(shí)動(dòng)作的，所以報(bào)警閥所帶噴頭數(shù)按單層計(jì)算，水量也按單層動(dòng)作計(jì)算是可行的。

5　水噴霧滅火系統(tǒng)

　　“高規(guī)”第7．6．6條強(qiáng)制規(guī)定：高層建筑內(nèi)燃?xì)?label class="lb" onclick="g('鍋爐');">鍋爐房應(yīng)設(shè)水噴霧滅火系統(tǒng)％。系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)<水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范>(GB50219—95)(簡(jiǎn)稱“霧規(guī)”)進(jìn)行。

　　5．1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定
　　“霧規(guī)”中對(duì)鍋爐房的設(shè)計(jì)噴霧強(qiáng)度與持續(xù)噴霧時(shí)間沒有作出具體規(guī)定，表3．1．2只有可燃?xì)怏w生產(chǎn)、輸送、……的防護(hù)冷卻的噴霧強(qiáng)度9U(min m2)比較接近于燃?xì)?label class="lb" onclick="g('鍋爐');">鍋爐的條件，但冷卻時(shí)間為6h。在當(dāng)時(shí)沒有其它依據(jù)的情況下，設(shè)計(jì)取用了該參數(shù)。新近發(fā)行的地方標(biāo)準(zhǔn)<民用建筑設(shè)置鍋爐房消防設(shè)計(jì)規(guī)定>(DBJ01—614—2002)中第5．2．3條明確規(guī)定：燃?xì)?label class="lb" onclick="g('鍋爐');">鍋爐房的水噴霧滅火系統(tǒng)應(yīng)按防護(hù)冷卻設(shè)計(jì)，噴霧強(qiáng)度為9L／(mln·m2)，噴霧時(shí)間為1 h。前者與后者的噴霧強(qiáng)度完全吻合，噴霧時(shí)間相差甚大，則消防水量就相差5倍。這樣一來(lái)，設(shè)計(jì)人員就很難掌握，導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果多種多樣。筆者認(rèn)為：“國(guó)標(biāo)”與“地標(biāo)”有矛盾的地方，理應(yīng)按“國(guó)標(biāo)”執(zhí)行。但“國(guó)標(biāo)”對(duì)某一對(duì)象沒有明確規(guī)定的情況下，可以參照 “地標(biāo)”執(zhí)行。所以在以后的設(shè)計(jì)中，鍋爐房的水噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)按“地標(biāo)”取值是可行的。當(dāng)然，盡快完善統(tǒng)一各種法律、法規(guī)，使設(shè)計(jì)取值有據(jù)可依，是廣大設(shè)計(jì)人員所希望的。
　　
　　5．2 噴頭的選用和布置

　　按體積保護(hù)法布置噴頭，一臺(tái)鍋爐的長(zhǎng)、寬、高分別為4.5 m，2.5 m，2.5 m，則表面積S為46．25m2(取50m2)。

　　最不利噴頭壓力P=0.2 MPa，平均噴頭壓力取0．35 MPa，噴水強(qiáng)度9 L／(min·m2)，計(jì)算流量1.1Qj=1．1X9X 50／60=8.25 L／s。選用ZSTW63—120水霧噴頭，K=26.72，霧化角度噴頭按矩形布置，噴頭距鍋爐的距離B=1m，保護(hù)半徑故R=1.73m，噴頭間距I=1.4R=2．4m。
每個(gè)噴頭的流量：

水霧噴頭的計(jì)算數(shù)量：

水霧噴頭的實(shí)際數(shù)量取10個(gè)，見圖6。
系統(tǒng)計(jì)算流量 10X50／60=8．3L／s：
系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量 1．1X 8．3：9．2 L／s> (實(shí)際取10L／s)。

6 智能消防水炮系統(tǒng)
　　
　　6．1 問題的引出

　　館內(nèi)34m高的禮儀大廳是幾個(gè)展廳的重要樞紐，也是舉行重大集會(huì)及禮儀活動(dòng)的場(chǎng)所，人流密集，火災(zāi)危險(xiǎn)性大。對(duì)這樣重要的場(chǎng)所，現(xiàn)行的消防規(guī)范已無(wú)法滿足。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)無(wú)能為力。規(guī)委關(guān)于“博物館新館初步設(shè)計(jì)審查的批復(fù)”中提出：“特殊的消防問題還須組織專題論證，以市消防局發(fā)文為準(zhǔn)，其中地下文物庫(kù)和中央大廳的消防問題應(yīng)作為重點(diǎn)?！睋?jù)此，消防局組織了專家專題論證會(huì)，在“首博新館消防安全專家論證會(huì)會(huì)議紀(jì)要”(消辦會(huì)字[2002]2號(hào)文)中提出：“禮儀大廳頂部可開啟外窗與大氣相通，廳內(nèi)設(shè)計(jì)消防車通行車道，可視為室外空間?！Y(jié)合建筑實(shí)際情況考慮禮儀大廳的適當(dāng)部位增設(shè)消防水炮?！?br />
　　6.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

　　在沒有現(xiàn)行規(guī)范的情況下，參照<固定消防炮滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(報(bào)批稿)>以下簡(jiǎn)稱“報(bào)批稿”和產(chǎn)品樣本進(jìn)行水炮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

　　6.3 水炮的合理選型

　　水炮的射程與其炮口的壓力和流量成正比關(guān)系。水炮系統(tǒng)合理的流量和射程與其要保護(hù)的空間大小密切相關(guān)，水炮位置的設(shè)置既要考慮對(duì)建筑平面的影響，又不能使水炮射程太大。射程大，炮口壓力和流量就大，勢(shì)必增加基建投資?！笆撞倍Y儀大廳的消防水炮位置見圖7。

　　水炮的最遠(yuǎn)射程S計(jì)算為55 m(圖8中，A點(diǎn)為最遠(yuǎn)保護(hù)點(diǎn)) 從產(chǎn)品樣本中可根據(jù)水炮的射程選定額定壓力和流量?！笆撞钡乃趨?shù)為：射程55m，額定壓力0.8MPa，流量20L／so

　　6.4 水炮系統(tǒng)的水量計(jì)算

　　根據(jù)“報(bào)批稿”4.1 3條“消防水炮的水量應(yīng)按同時(shí)使用的水炮及供水管網(wǎng)的充水量之和計(jì)算”

　　4.5．7條“在人員密集的公共場(chǎng)所室內(nèi)大空間建筑物內(nèi)配置的消防水炮應(yīng)能使兩門水炮的射流同時(shí)保護(hù)任一部位。……水炮作用時(shí)間1小時(shí)”。所以，水炮系統(tǒng)的用水量為兩門水炮1 h的水量與水炮管網(wǎng)容積之和，水炮加壓泵的供水量為兩門炮的流量。

　　6．5 水炮系統(tǒng)的構(gòu)成

　　消防水炮系統(tǒng)由火災(zāi)探測(cè)器、火焰定位器(位于水炮炮口上)、消防水炮、解碼器、電磁閥、手動(dòng)控制盤、信息處理主機(jī)、控制程序及管道系統(tǒng)組成。其中，解碼器由功率趨動(dòng)模塊、微處理模塊、遠(yuǎn)程通訊模塊和數(shù)據(jù)采集模塊組成。它提供了消防水炮的驅(qū)動(dòng)、狀態(tài)反饋、火焰定位和遠(yuǎn)程通訊四項(xiàng)基本功能。從“報(bào)批稿”4．1．3條的理解，消防水炮管網(wǎng)可以為空管系統(tǒng)，且消防車可以直接進(jìn)入大廳協(xié)作滅火，故消防水炮系統(tǒng)不必要再設(shè)置為消防車接口的水泵接合器。系統(tǒng)見圖9。

　　6．6 水炮系統(tǒng)的控制(見圖10)

　　雙波段火災(zāi)探測(cè)器將火災(zāi)探測(cè)和圖像監(jiān)控有機(jī)結(jié)合在一起具有同時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)信息和圖像信息的功能。將采集到的彩色或黑白視頻信號(hào)經(jīng)視頻同軸電纜或其它圖像傳輸設(shè)備送回控制中心，經(jīng)視頻處理設(shè)備送至圖像顯示設(shè)備、圖像記錄設(shè)備及信息處理主機(jī)顯示器上，實(shí)現(xiàn)圖像監(jiān)控功能。

　　數(shù)控消防炮解碼器是遠(yuǎn)程自動(dòng)控制設(shè)備，采用微處理模塊作為控制核心?？梢栽诳刂浦行母鶕?jù)雙波段火災(zāi)探測(cè)器傳輸?shù)膱D像信息，自動(dòng)或手動(dòng)控制電動(dòng)閥開關(guān)和炮口的定位，可對(duì)水炮進(jìn)行上、下、左、右的方向控制，也可以由信息處理主機(jī)與其通訊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，最遠(yuǎn)控制距離達(dá)1 200m。自動(dòng)狀態(tài)下，火災(zāi)初期，由于起火點(diǎn)可能不在消防水炮定位器的視角范圍內(nèi)，軟件控制消防水炮以每次角自動(dòng)地從左往有、自上而下進(jìn)行掃描，直到找準(zhǔn)著火點(diǎn)，消防水炮自動(dòng)對(duì)起火點(diǎn)進(jìn)行精確定位，并在定位過(guò)程中進(jìn)行火災(zāi)確認(rèn)，然后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，自動(dòng)啟動(dòng)電動(dòng)閥和消防水泵進(jìn)行噴水滅火。程序控制還可根據(jù)探測(cè)到的火災(zāi)大小，數(shù)控啟動(dòng)一門或兩門炮。

　　控制中心一般設(shè)在消防控制室內(nèi)，包括信息分析處理設(shè)備，視頻處理設(shè)備(圖像切換、顯示、記錄設(shè)備)，以及火災(zāi)報(bào)警設(shè)備。該部分主要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的信息分析，火災(zāi)信息提取，火災(zāi)報(bào)警等功能。

　　6.7 小結(jié)

　　智能型數(shù)控消防水炮是集遠(yuǎn)程通訊，火災(zāi)探測(cè)報(bào)警，火焰自動(dòng)定位和滅火等多項(xiàng)功能于一身的消防設(shè)備。它具有體積小、報(bào)警及時(shí)、滅火迅速、水漬圬染少等優(yōu)點(diǎn)，在大空間場(chǎng)館有不可替代的作用。當(dāng)務(wù)之急是出臺(tái)相應(yīng)的法規(guī)，使設(shè)計(jì)有據(jù)可依。

7 氣體消防系統(tǒng)

　　7．1 氣體消防部位的確定

　　博物館的藏品庫(kù)是全館的心臟，大量的國(guó)粹、國(guó)寶存放在此，特別是一些珍品文物如絲織品、精品字畫、文房四寶、竹木漆器等均是易燃晶，且一旦浸水損壞，對(duì)國(guó)家會(huì)造成重大損失。這些部位首選氣體消防。另外一些文物庫(kù)，如錢幣庫(kù)、青銅器庫(kù)等，雖然遇水不會(huì)完全損壞，但這些文物都是經(jīng)過(guò)特殊修夏而成的，遇水損失是無(wú)法估計(jì)的。且如果用水噴淋，水濺損失可能會(huì)波及到其它文物庫(kù)。經(jīng)過(guò)比較，地下29個(gè)文物庫(kù)總面積近1萬(wàn)m2的庫(kù)區(qū)，全部采用氣體滅火系統(tǒng)。

　　展廳是博物館的窗口，這里向人們展示中華民族的傳統(tǒng)文化，廳內(nèi)人流密集，火災(zāi)危險(xiǎn)性大。如果所有展廳均采用氣體滅火系統(tǒng)，當(dāng)然是萬(wàn)無(wú)一失的，但對(duì)于這樣大體量的展廳，氣體滅火系統(tǒng)投資巨大，所以根據(jù)展廳內(nèi)展品的重要程度，采用不同的消防措施，以節(jié)省投資。將重要文物的展出集中在三個(gè)精品展廳內(nèi)，廳內(nèi)采用氣體消防系統(tǒng)，這也與“高規(guī)”第7.6.8.4條“一級(jí)紙、絹質(zhì)文物的陳展室應(yīng)設(shè)氣體滅火系統(tǒng)”的條文相吻合。

　　文物修復(fù)中心是博物館的“門診部”。這些部門的安全性對(duì)文物的存放和展出至關(guān)重要。因此，采用氣體消防系統(tǒng)。

　　控制中心、電話機(jī)房、消防中心一旦發(fā)生火災(zāi)，遇水將使全館系統(tǒng)陷入癱瘓，氣體消防能使火災(zāi)消滅在萌芽階段，不至于對(duì)設(shè)備造成破壞。

　　7．2 氣體消防系統(tǒng)的選擇

　　隨著哈龍1211，1301的逐漸淘汰：各種替代品相繼涌現(xiàn)。目前在國(guó)內(nèi)有成功使用經(jīng)驗(yàn)且技術(shù)成熟的產(chǎn)品主要有七氟丙烷(FM200)和煙烙盡(1G541)。因此，我們主要從這兩種氣體中選擇。

　　氣體消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的宗旨是：所用氣體滅火劑必須是綠色環(huán)保氣體，系統(tǒng)設(shè)計(jì)不但要以人為本，而且要以文物為本。所選氣體不能對(duì)人體有害，對(duì)展品、文物、計(jì)算機(jī)、電子設(shè)備不產(chǎn)生任何破壞作用，且產(chǎn)品技術(shù)成熟。兩種滅火劑的性能比較見表4。

　　綜上所述，IG541和FM200都屬于潔凈、環(huán)保的滅火藥劑，具備良好的滅火性能。究竟哪一種產(chǎn)品更適合于文物保護(hù)呢?

　　FM200輸送距離較短，目前較成熟的設(shè)計(jì)軟件最大可計(jì)算到70—80m。這就決定了瓶站需靠近防護(hù)區(qū)設(shè)置。并且FM200噴放過(guò)程中在高溫條件下有少量的氫氟酸產(chǎn)生，對(duì)人體有害，對(duì)保護(hù)對(duì)象有腐蝕性。噴放時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的酸性物質(zhì)越多，這也是FM200必須在10s內(nèi)噴放完畢的原因，但國(guó)內(nèi)外用FM200。保護(hù)文物類對(duì)象的實(shí)例也不少，至于FM200氣體對(duì)文物產(chǎn)生多大的危害，還有待考證。

　　最重要的是，博物館的文物庫(kù)是個(gè)安全性要求極高的地方，庫(kù)區(qū)內(nèi)不能有任何與文物無(wú)關(guān)的設(shè)備物品。這就要求鋼瓶站必須設(shè)置在文物庫(kù)區(qū)的安全通道之外。對(duì)29個(gè)文物庫(kù)近1m2的庫(kù)區(qū)保護(hù)的鋼瓶輸送距離最長(zhǎng)達(dá)150m2左右，因此，在決定采用何種滅火系統(tǒng)時(shí)不能不考慮這個(gè)問題。針對(duì)這一特殊性，只有煙烙盡系統(tǒng)對(duì)輸送長(zhǎng)距離、大范圍的防護(hù)區(qū)的應(yīng)用技術(shù)是比較成熟的(系統(tǒng)分區(qū)示意見圖11)。

　　為彌補(bǔ)FM200輸送距離短的不足，美國(guó)大湖公司新推出一種備壓式FM200氣體滅火系統(tǒng)。它與貯壓式系統(tǒng)的最大區(qū)別是：貯壓式系統(tǒng)的藥劑瓶?jī)?nèi)平時(shí)將藥劑和氮?dú)馔瑫r(shí)貯存在鋼瓶中，鋼瓶?jī)?nèi)壓力為2.5MPa，噴放時(shí)由氮?dú)馔苿?dòng)FM200氣體向管網(wǎng)輸送。氮?dú)庠阡撈恐行枵家欢ū壤?，才能推?dòng)FM200氣體。國(guó)際上成熟的NFPA和ISO有關(guān)潔凈氣體規(guī)范中，嚴(yán)格規(guī)定FM200在鋼瓶中的最大充裝比為1150kg／m3；備壓式系統(tǒng)平時(shí)將FM200藥劑和加壓氮?dú)夥珠_貯存，氮?dú)馄康膲毫?2．4MPa。只有在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，才將氮?dú)庾⑷氲紽M200藥劑瓶中，注入時(shí)控制氮?dú)鈮毫Φ姆秶鸀?．06～2．27MPa。由于藥劑瓶中沒有氮?dú)?，所以鋼瓶中的充裝比沒有嚴(yán)格限制，對(duì)同一大小的防護(hù)區(qū)來(lái)說(shuō)，備壓式系統(tǒng)所需鋼瓶數(shù)比貯壓式系統(tǒng)所需鋼瓶數(shù)要少，而減少的鋼瓶數(shù)被增加的氮?dú)馄繑?shù)所取代，所以，備壓式系統(tǒng)和貯壓式系統(tǒng)所需瓶站面積沒有太大區(qū)別，而輸送距離大大加長(zhǎng)。如本工程FM200的最大輸送距離為162 m，該備壓式系統(tǒng)可滿足使用要求。該產(chǎn)品能同煙烙盡系統(tǒng)一樣，鋼瓶間集中設(shè)置，具有占地面積小，安全性高的優(yōu)點(diǎn)。在“首博”項(xiàng)目中，只要投標(biāo)商在不改變?cè)泄艿涝O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，經(jīng)計(jì)算能滿足要求，也不排除采用備壓式FIVl200系統(tǒng)的可能性。該項(xiàng)目的氣體滅火系統(tǒng)正處于招標(biāo)階段，待定標(biāo)后，還需配合二次設(shè)計(jì)。到時(shí)，筆者將作專題介紹，在此不再贅述。

8 結(jié)語(yǔ)

　　博物館建筑對(duì)防火安全的要求是其他民用建筑無(wú)法比擬的。其消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)系到百年大計(jì)隨著越來(lái)越多像博物館這種特殊建筑的出現(xiàn)，新型的消防措施也會(huì)不斷涌現(xiàn)。我們期待著相應(yīng)的法律法規(guī)相繼出臺(tái)。