大型图书馆密集书库消防灭火系统应用的探讨

大型图书馆密集书库消防灭火系统应用的探讨

以沈阳某大学图书馆消防系统为例，分析了图书馆的集中书库的消防特点和纸质档案的燃烧特性，介绍了高压细水雾和气体灭火的灭火特点，经对比分析确认了书库选择高压细水雾灭火系统作为消防系统的优势，并通过对机械排烟系统的防火机理分析，确认了设置了高压细水雾灭火系统的集中书库不设置排烟系统的消防设计方案。

标签：图书馆密集书库；高压细水雾系统；气体灭火系统；机械排烟系统；消防设计

沈阳某大学新建图书馆总建筑面积39997.0m2，图书馆地上四层，地下一层，建筑总高度23.4米，图书馆内馆内藏书190万册，设有阅览席3800座。

整个建筑设有消火栓系统，自动喷水灭火系统，及机械防排烟，火灾自动报警，干粉灭火器等消防系统。但馆内的密集书库为纸品集中库房，且面积较大，所存档案对消防系统要求特别高，经过使用单位和档案管理系统专家多次考察论证，确定该馆采用高压细水雾灭火系统作为主要消防灭火系统，并不设置机械排烟系统。

1 密集书库消防特点分析

密集书库存有大量的纸质档案图书，都是易燃物品，且因存放集中、环境干燥，火灾危险性很高。水对纸质图书损害较大，不宜采用自动喷洒灭火系统，应采用气体灭火或细水雾灭火。集中纸质品可发生阴燃，阴燃没有气相火焰的产生，并且温度较低，燃烧速度很慢，不容易被发现，危险性很大。由于库房内集中了大量纸质图书一旦燃烧，自身就能很快形成大火，如不能及时控制，很快就会引燃建筑物，继而引燃其他区域，形成大的火灾。

2 密集书库自动灭火方式的分析及确认

2.1 高压细水雾灭火特点

高压细水雾灭火系统用高压将水压从水雾喷头喷出，产生水滴直径极小的细水雾的。因雾滴比表面积很大，容易气化，体积和质量极小，能长时间漂浮在空中。因空间分布密集均匀，呈雾状，有利于水滴吸热，具有气相冷却高效吸热降温、隔绝氧气窒息灭火、阻隔热辐射、洗涤火场空气等特点。灭火机理如下：

（1）高压细水雾的汽化相变冷却效果好，能把火灾所释放的热量从火焰和热烟气中迅速带走，水的蒸发量越多，火焰和热烟气温度下降就越多。高压细水雾的冷却作用，火焰和着火物品与周围环境之间的水蒸气浓度的增加，都会使火焰温度降低，减少了辐射至其他物品表面的热量。

（2）当水雾射入火焰区时，水雾受热变成水蒸气，体积急剧膨胀，稀释空气，大幅度降低了这个区域的氧气浓度。当氧气浓度降至能够维持燃烧的临界值以下，火焰就会熄灭。

（3）用细水雾将着火图书表面润湿，并冷却其表面，就会降低纸质图书产生可燃蒸汽的速率使其不再产生足够的可燃蒸汽，防止发生气相燃烧。当其上方可燃蒸汽与空气混合物降至燃烧下限时，火就被扑灭了。由于图书易被水损害，应在灭火时尽量减少湿润水量，但对于阴燃火灾，湿润和冷却档案非常必要，这也是细水雾能够扑深部火灾的根本原因。

2.2 气体灭火系统特点

气体灭火主要应用于不能用水喷淋的场合。以七氟丙烷为例，七氟丙烷在高温中的分解产物大量吸收燃烧反应所必需的活性基团，使燃烧链中断、火焰熄灭。主要组件包括贮存容器、容器阀、释放软管、单向阀、集流管、选择阀、喷头、管道及自动控制系统等组成。贮存容器需设专门的贮瓶间。担有如下特点需要注意：

储气瓶长期处于高压状态，在使用中安全防护要求高；喷气时产生很大的冲击力及噪声，需要特殊的加固措施，可能引起固定支架破坏及人员恐慌，带来安全隐患；喷放后需要重装储气瓶恢复系统，用时较长；贮瓶间占地面积较大，土建部分投资较高；输气管道多，一个保护区域对应一根管道，管径较大，占据较大空间；系统需专业人员进行维护管理，气体灭火剂价格较昂贵，且需定期更换，运营费用高；保护区域门窗，密闭和承压要求较高，并要求灭火前关闭所有门窗；部分灭火剂在灭火前要求人员必须全部撤离，否则可能造成人员中毒或窒息。

2.3 结论

通过对比以上两种方式的特点，尽管高压细水雾灭火系统用水作为灭火介质，产生的水渍对纸质图书存在损害。但总的喷水量很小，且部分已经汽化，产生的水渍对图书档案的损害在可承受范围内，相比气体灭火系统更加适合作为本区域的灭火方式。

3 其他消防系统设计应用

密集书库内除了设置高压细水雾自动系统外，按照国家相关规范配置了消火栓系统、火灾自动报警系统、干粉灭火器等消防设施。但按照《建筑设计防火规范》应设置的机械排烟系统，是否应该设置，笔者存有异议，分析如下。

3.1排烟系统的必要性及防火机理

火灾事故说明，烟气是造成建筑火灾人员伤亡的主要因素。火灾烟气中所含

一氧化碳、二氧化碳、氟化氢、氯化氢等多种有毒成分，以及高温缺氧等都会对人体造成极大的危害。及时排除烟气，对保证人员安全疏散，控制烟气蔓延，便于扑救火灾具有重要作用。对于一座建筑，当其中某部位着火时，应采取有效的排烟措施排除可燃物燃烧产生的烟气和热量，使该局部空间形成相对负压区；对非着火部位及疏散通道等应采取防烟措施，以阻止烟气侵入，以利人员的疏散和灭火救援。因此，在建筑内设置排烟设施十分必要。

3.2针对本工程是否设置排烟系统的探讨

设置排烟系统的目的主要有两个：首先，及时排除烟气及热量，防止烟气扩散至其他区域，防止火灾蔓延。其次，也是主要的目的，消除烟气对人员心理和生理的影响，保证人员顺利疏散，并为消防救援创造有利条件。

而针对已设置高压细水雾灭火系统的密集书库，结合两种系统的消防目的和灭火机理可知，排烟系统只能降温，无法灭火，排出烟气的过程中也会大量排出自动灭火的细水雾，降低喷雾浓度，影响高压细水雾各种灭火机理，减弱其快速有效降温灭火的能力。

綜合考虑，作为设置高压细水雾灭火系统的密集书库不再设计排烟系统。

4结语

本文通过对沈阳某大学图书馆密集书库消防系统配置方案的介绍及分析，可以看出对于大型库房高压细水雾作为自动灭火系统优点突出，而小型库房综合造价等多方面因素，可以考虑无管网气体灭火系统。希望能对类似特殊场所（如博物馆纸绢库房，档案馆的密集资料库等）消防配置方案提供参考。

同时应注意，不管高压细水雾还是气体灭火系统，为了避免影响其自动灭火的效果，该封闭区域均不设计机械排烟系统。但考虑到喷雾系统对图书档案的水渍侵害，灭火完成后，系统应启动相应区域的平时机械通风装置，对细水雾喷放区域进行通风干燥（气体灭火系统也会有相关事故后通风的配置）。尽管国家规范没有明确规定各消防系统的兼容性，但作为专业人员应该熟悉各种系统的工作目的及机理，针对不同的应用场合，提出高效合理的消防配置方案。