高校图书馆防排烟系统设计分析

徐钟铭,王 雨

(四川师范大学工学院,四川成都610101)

图书馆是人类文化遗产的宝库，其馆藏图书则是人类历史文化遗产的重要组成部分，是不可再生的人文资源[1]。高校图书馆是学校的文献信息资源中心，具有知识密集、设备设施密集、读者流量大等特点，任何使图书馆的馆舍、读者、文献信息资源和设备设施遭受损失的事件都有可能导致图书馆的安全危机[2]。

2004年9月2日晚，一场大火使魏玛安娜·阿玛丽娅公爵夫人图书馆 ( Herzogin Anna AmaliaBibliothek) 遭受灭顶之灾，3万卷古籍善本被付之一炬，损失高达几千万欧元[3]。诸如此类“文明的劫难”并不罕见，它给人类带来不可弥补的损失，尤其是一些弥足珍贵的绝版、孤本、善本及古玩字画，一旦焚毁，将造成永久的无法弥补的历史遗憾[4]。

文章以某高校图书馆为例，通过对其消防防排烟系统设计的分析研究，了解该图书馆的消防防排烟系统现状，分析比较其优缺点，查找不足，提出相关意见和措施，促使其进一步改善消防条件、加强有关方面的管理。

该图书馆建筑面积31 469.73 m2，建筑高度53.45 m，主楼12层，循环式附楼5层。设计藏书量200万册，现有各类藏书约50万册，其中中文图书26万册、外文图书2万册、中外文期刊12万册、古籍文献10万册。是集藏书、阅读、电子阅览、学术交流、档案管理为一体的综合性建筑。该图书馆耐火等级为一级，符合《图书馆建筑设计规范》( GBJ 38—99)6.1.2条规定，属一类公共建筑，负一层有消防水池和设备用房，地上1～11层为档案库房、开架阅览室、专业阅览室等；设计使用年限为50 a；抗震设防烈度六度。

1 防排烟系统设计分析

1.1 防排烟系统概况

图书馆阅览室、书库、采编、编目室、报告厅设机械通风系统。系统采用有组织机械送风，无组织排风的通风形式。送风形式采用带调节阀单层百叶风口顶送。送风量按2次/h换气次数计算，送风机设于专用机房。有外窗的办公室自然通风。卫生间设计设机械排风，排风量按10次/h换气次数计算。书库采用移动除湿机除湿。

排烟风机及加压风机等平时就地检测控制，火灾时通过火灾报警联动控制系统或通过消防控制室实现自动控制，并均可在消防控制室和现场进行自动/手动控制启停，并将运行状态及故障信号送至消防控制室显示。该图书馆所有消防用电设备热继电器只报警、不跳闸。空气断路器具有短路保护，过负荷只报警、不跳闸。

1.2 防排烟系统设计1.2.1 防排烟系统设置分析

《高层民用建筑设计防火规范GB 50045-95(2005年版)》(以下简称“《高规》”)8.4.1、8.3.1、8.3.8条规定：一类高层建筑的下列部位应设置机械排烟设施：无直接自然通风，且长度超过20 m的内走道或虽有直接自然通风，但长度超过60 m的内走道；不具备自然排烟条件或净空高度超过12 m的中庭。不具备自然排烟条件的防烟楼梯间、消防电梯间前室或合用前室应设置独立的机械加压送风的防烟设施；楼梯间宜每隔二至三层设一个加压送风口，前室的加压送风口应当每层设一个。

该图书馆中庭净高22.45 m。1层内走道以及报告厅设机械排烟系统，排烟量60 m3/m2·h。面积超过100的房间设置可开启的外窗面积不小于房间面积的2 %。防烟楼梯间和合用前室设机械加压送风系统，加压送风机吊装于楼梯间板下，火灾发生时保证防烟楼梯间10 Pa至50 Pa的余压值，合用前室25 Pa至30 Pa的余压值。主楼顶部设置了两台排烟风机进行排烟；在防烟楼梯间、前室和合用前室处及内走道处都设置了正压送风系统。主楼部分楼梯间每隔两层设置了1个百叶加压送风口；前室每层设置了1个百叶加压送风口，符合规范要求设置的加压送风口数量。

该图书馆加压送风和机械排烟系统的风道均采用了金属材料，最大风速为7.19 m/s，其中送风口的风速为1.76 m/s，排烟口的风速为3.89 m/s，均符合《高规》8.1.5.1、8.1.5.3条最大风速不应大于20 m/s，送风口风速不宜大于7 m/s和排烟口风速不宜大于10 m/s的规定。

《高规》规定：每个防烟分区的建筑面积不宜超过500 m2，且防烟分区不应跨越防火分区。主楼部分每层为三个防烟分区，裙楼部分每层为七个防烟分区，之间均由固定式挡烟垂壁进行分隔，各功能区域均严格按照规范要求将防火分区最大面积控制在了500 m2以内，符合规范要求。

1.2.2 机械排烟系统风量校核

裙楼部分一至五层最大防烟分区面积为483.6 m2，机械排烟系统设有2台轴流排烟风机。一台为GWF-Ⅰ- m-No5型消防排烟轴流风机，转速为2 900 r/ min，工况风量8 860 m3/h、全压610 Pa、装机容量3 kW；另一台GWF-Ⅰ- m-No5.5型消防排烟轴流风机，转速为2 900 r/ min，工况风量14 000 m3/h、全压450 Pa、装机容量4 kW。规范要求每台风机应按照最大防烟分区面积每平方米面积不小于60 m3/h计算，排烟风机排烟量为最大防烟分区面积×60 m3/h进行确定。该图书馆裙楼所采用的排烟风机单台最小排烟量为8 860 m3/h，可计算该排烟风机最大排烟量为：

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

(1)

不符合规范要求。

规范规定，当中庭部分的体积小于17 000 m3时，排烟量按其体积的6次/h换气计算。因此，中庭的最大排烟量：

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)

不符合规范要求。

该图书馆主楼六至十一层内走道长度为45.7 m，设有1 台GWF-Ⅰ- m-No5型消防排烟轴流风机。每个房间为单独防烟分区，走廊为最大一个防烟分区，面积为279.91 m2。每台排烟风机担负两个以上排烟分区排烟任务，该排烟风机最大排烟量为：

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

(3)

符合规范要求。

1.2.3 机械加压送风系统风量校核

《高规》8.3.2条规定：机械加压送风系统担负层数小于20层时，加压送风量防烟楼梯间为16 000～20 000 m3/h，合用前室为12 000～16 000 m3/h，消防电梯间前室为15 000～20 000 m3/h。该图书馆防烟楼梯间的加压送风量为19 000 m3/h，前室及合用前室加压送风量为20 000 m3/h，符合规范要求。

1.2.4 加压送风口面积校核

该图书馆防烟楼梯间加压送风量为19 000 m3/h，合用前室加压送风量为20 000 m3/h，楼梯间每隔两层设置了一个送风口，共有4个送风口，且风速为5 m/s。防烟楼梯间加压送风口的截面积为：

F=19 000/(3 600×5×4)=0.264 m2

实际送风口面积为0.28 m2

(4)

合用前室加压送风口的截面积为(按同时开启3个门计算)

F=20 000/(3 600×5×3)=0.370 m2
实际送风口面积为0.47 m2>0.370 m2

(5)

符合规范要求。

2 结束语

通过对该图书馆相关设计图纸的查看以及对图书馆现场的勘察测量与校验，对图书馆的消防防排烟系统做了一个初步的探索分析，总结显示该图书馆裙楼部分机械排烟风量校核显示风机选型不符合要求，应更换符合要求的风机。

根据本课题研究的实际情况，对该高校图书馆提出以下相关建议：

(1)加强对高校图书馆火灾危险源的控制和消防管理，严格限制可燃物和火灾危险源。

(2)加强包括防排烟系统在内的各消防系统的维护，保证其高效正常运行。

(3)加强日常管理，定期组织师生进行图书馆消防疏散演练。

(4)高校图书馆不应随意改建或变更使用性质，确需更新、改建和变更使用性质时，应及时向消防部门申报审核，从源头上避免产生火灾隐患。

[1] 苏全有，王海波. 对我国图书馆火灾研究的回顾与反思[J]. 洛阳理工学院学报：社会科学版，2012,27(2)：65-70

[2] 徐芳. 图书馆危机预警管理系统构建研究[D]. 天津工业大学，2007

[3] 田林芹，王洪志，王震. 浅谈高校图书馆消防安全工作[J]. 科技情报开发与经济，2007,(3)：101-102

[4] 冯忠红. 对高校图书馆消防安全工作的思考[J]. 科技情报开发与经济，2009,19(35)：26-28