高校圖書館防排煙系統設計分析

徐鐘銘,王 雨

(四川師范大學工學院,四川成都610101)

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

2004年9月2日晚，一場大火使魏瑪安娜·阿瑪麗婭公爵夫人圖書館 ( Herzogin Anna AmaliaBibliothek) 遭受滅頂之災，3萬卷古籍善本被付之一炬，損失高達幾千萬歐元[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的歷史遺憾[4]。

文章以某高校圖書館為例，通過對其消防防排煙系統設計的分析研究，了解該圖書館的消防防排煙系統現狀，分析比較其優缺點，查找不足，提出相關意見和措施，促使其進一步改善消防條件、加強有關方面的管理。

該圖書館建筑面積31 469.73 m2，建筑高度53.45 m，主樓12層，循環式附樓5層。設計藏書量200萬冊，現有各類藏書約50萬冊，其中中文圖書26萬冊、外文圖書2萬冊、中外文期刊12萬冊、古籍文獻10萬冊。是集藏書、閱讀、電子閱覽、學術交流、檔案管理為一體的綜合性建筑。該圖書館耐火等級為一級，符合《圖書館建筑設計規范》( GBJ 38—99)6.1.2條規定，屬一類公共建筑，負一層有消防水池和設備用房，地上1～11層為檔案庫房、開架閱覽室、專業閱覽室等；設計使用年限為50 a；抗震設防烈度六度。

1 防排煙系統設計分析

1.1 防排煙系統概況

圖書館閱覽室、書庫、采編、編目室、報告廳設機械通風系統。系統采用有組織機械送風，無組織排風的通風形式。送風形式采用帶調節閥單層百葉風口頂送。送風量按2次/h換氣次數計算，送風機設于專用機房。有外窗的辦公室自然通風。衛生間設計設機械排風，排風量按10次/h換氣次數計算。書庫采用移動除濕機除濕。

排煙風機及加壓風機等平時就地檢測控制，火災時通過火災報警聯動控制系統或通過消防控制室實現自動控制，并均可在消防控制室和現場進行自動/手動控制啟停，并將運行狀態及故障信號送至消防控制室顯示。該圖書館所有消防用電設備熱繼電器只報警、不跳閘。空氣斷路器具有短路保護，過負荷只報警、不跳閘。

1.2 防排煙系統設計1.2.1 防排煙系統設置分析

《高層民用建筑設計防火規范GB 50045-95(2005年版)》(以下簡稱“《高規》”)8.4.1、8.3.1、8.3.8條規定：一類高層建筑的下列部位應設置機械排煙設施：無直接自然通風，且長度超過20 m的內走道或雖有直接自然通風，但長度超過60 m的內走道；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設置獨立的機械加壓送風的防煙設施；樓梯間宜每隔二至三層設一個加壓送風口，前室的加壓送風口應當每層設一個。

該圖書館中庭凈高22.45 m。1層內走道以及報告廳設機械排煙系統，排煙量60 m3/m2·h。面積超過100的房間設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機械加壓送風系統，加壓送風機吊裝于樓梯間板下，火災發生時保證防煙樓梯間10 Pa至50 Pa的余壓值，合用前室25 Pa至30 Pa的余壓值。主樓頂部設置了兩臺排煙風機進行排煙；在防煙樓梯間、前室和合用前室處及內走道處都設置了正壓送風系統。主樓部分樓梯間每隔兩層設置了1個百葉加壓送風口；前室每層設置了1個百葉加壓送風口，符合規范要求設置的加壓送風口數量。

該圖書館加壓送風和機械排煙系統的風道均采用了金屬材料，最大風速為7.19 m/s，其中送風口的風速為1.76 m/s，排煙口的風速為3.89 m/s，均符合《高規》8.1.5.1、8.1.5.3條最大風速不應大于20 m/s，送風口風速不宜大于7 m/s和排煙口風速不宜大于10 m/s的規定。

《高規》規定：每個防煙分區的建筑面積不宜超過500 m2，且防煙分區不應跨越防火分區。主樓部分每層為三個防煙分區，裙樓部分每層為七個防煙分區，之間均由固定式擋煙垂壁進行分隔，各功能區域均嚴格按照規范要求將防火分區最大面積控制在了500 m2以內，符合規范要求。

1.2.2 機械排煙系統風量校核

裙樓部分一至五層最大防煙分區面積為483.6 m2，機械排煙系統設有2臺軸流排煙風機。一臺為GWF-Ⅰ- m-No5型消防排煙軸流風機，轉速為2 900 r/ min，工況風量8 860 m3/h、全壓610 Pa、裝機容量3 kW；另一臺GWF-Ⅰ- m-No5.5型消防排煙軸流風機，轉速為2 900 r/ min，工況風量14 000 m3/h、全壓450 Pa、裝機容量4 kW。規范要求每臺風機應按照最大防煙分區面積每平方米面積不小于60 m3/h計算，排煙風機排煙量為最大防煙分區面積×60 m3/h進行確定。該圖書館裙樓所采用的排煙風機單臺最小排煙量為8 860 m3/h，可計算該排煙風機最大排煙量為：

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

(1)

不符合規范要求。

規范規定，當中庭部分的體積小于17 000 m3時，排煙量按其體積的6次/h換氣計算。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)

不符合規范要求。

該圖書館主樓六至十一層內走道長度為45.7 m，設有1 臺GWF-Ⅰ- m-No5型消防排煙軸流風機。每個房間為單獨防煙分區，走廊為最大一個防煙分區，面積為279.91 m2。每臺排煙風機擔負兩個以上排煙分區排煙任務，該排煙風機最大排煙量為：

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

(3)

符合規范要求。

1.2.3 機械加壓送風系統風量校核

《高規》8.3.2條規定：機械加壓送風系統擔負層數小于20層時，加壓送風量防煙樓梯間為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量為19 000 m3/h，前室及合用前室加壓送風量為20 000 m3/h，符合規范要求。

1.2.4 加壓送風口面積校核

該圖書館防煙樓梯間加壓送風量為19 000 m3/h，合用前室加壓送風量為20 000 m3/h，樓梯間每隔兩層設置了一個送風口，共有4個送風口，且風速為5 m/s。防煙樓梯間加壓送風口的截面積為：

F=19 000/(3 600×5×4)=0.264 m2

實際送風口面積為0.28 m2

(4)

合用前室加壓送風口的截面積為(按同時開啟3個門計算)

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

(5)

符合規范要求。

2 結束語

通過對該圖書館相關設計圖紙的查看以及對圖書館現場的勘察測量與校驗，對圖書館的消防防排煙系統做了一個初步的探索分析，總結顯示該圖書館裙樓部分機械排煙風量校核顯示風機選型不符合要求，應更換符合要求的風機。

根據本課題研究的實際情況，對該高校圖書館提出以下相關建議：

(1)加強對高校圖書館火災危險源的控制和消防管理，嚴格限制可燃物和火災危險源。

(2)加強包括防排煙系統在內的各消防系統的維護，保證其高效正常運行。

(3)加強日常管理，定期組織師生進行圖書館消防疏散演練。

(4)高校圖書館不應隨意改建或變更使用性質，確需更新、改建和變更使用性質時，應及時向消防部門申報審核，從源頭上避免產生火災隱患。

[1] 蘇全有，王海波. 對我國圖書館火災研究的回顧與反思[J]. 洛陽理工學院學報：社會科學版，2012,27(2)：65-70

[2] 徐芳. 圖書館危機預警管理系統構建研究[D]. 天津工業大學，2007

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

[4] 馮忠紅. 對高校圖書館消防安全工作的思考[J]. 科技情報開發與經濟，2009,19(35)：26-28