关于档案馆集中库房消防设计问题的经济技术比较-论文发表网

档案馆消防设计，历来是比较特殊和非常重要的。近期本人负责设计建设银行福建省分行福州档案管理信息中心项目的给排水设计。设计过程中因甲方对档案库房气体设计的技术安全性和经济性比较重视，笔者在设计过程中对此作了详细研究和探讨。对于建行的档案库房消防设计，根据《档案馆建筑设计规范》JGJ25-2000和目前相对成熟的做法，归纳起来主要有2种系统：水喷雾系统，气体灭火系统。
项目的主要概况：
建设银行福建省分行福州档案管理信息中心项目（福州档案集中库房）位于闽侯县甘蔗街道县城新区五福村（县城新区七号路东侧）。本期项目用地面积3907 m2，总建筑面积14949.32m2。本项目设计为建设银行二级档案库房（重要档案库房按一级档案库房设计），即为《档案馆建筑设计规范》规定的乙级档案馆标准（重要档案库房按甲级档案库房设计）。一层为建行营业厅及附属用房，二层及以上为档案业务技术用房，主要为档案库房。层高设计上底层5m，3－13层3.7m以满足档案库房对净高的要求，建筑高度为49.80m。档案管理
对于该工程的消防定性为：二类公共建筑，属于建筑高度小于50m的普通档案馆。档案库房面积大约为10000m2，档案库房总共为11层，分为11个防护分区,每个库房防火分区面积约为800m2。建设方要求3~4层档案库房按甲级档案库房设计，对于5~13层的按乙级档案库房设计。
按《档案馆建筑设计规范》JGJ25-2000第6.0.4条：特级、甲级档案馆中的珍藏库和非纸质档案库应设惰性气体灭火系统。特级、甲级档案馆中的其他档案库房、档案业务用房和技术用房，乙级档案馆中的档案库房可采用水喷雾灭火系统或非卤代烷气体灭火系统。根据规范，3~4层档案库房设惰性气体灭火系统，5~13层采用何种灭火系统则为我们需探讨的问题。以下我们将从设计原理、经济技术指标等各方面对于2种灭火系统进行论证。
水喷雾系统：该系统是利用水雾喷头在较大压力下将水流分解成细小水雾滴进行灭火或防护冷却的一种固定式灭火系统，是在喷淋基础上发展起来的，具有操作方便，灭火效率高，维修简便等特点。根据《档案馆建筑设计规范》JGJ25-2000第7.1.2条库区内不应设置除消防外的给水点，给、排水管道也不应穿越库区。第7.1.3条上下水立管不应安装在与档案库相邻的内墙上。由此可以看出第6.0.4条与该2条有一定的冲突。规范组对于乙级档案库房的防水要求是低于甲级。但是从防水上看水喷雾系统应用于档案库房可行，但是要慎用。若系统误报误动作对于库房而言损失是不言自明的。况且一般在库房中采用的水喷雾喷头为中速喷头用于防护冷却，水滴粒径0.4~0.7mm。对于库房中纸质票据虽然有塑料膜包裹起来和密集架等在消防时极易形成水渍，而且库房区域通风性透光性均较差，一旦灭火后遗留的后遗症较大，损失严重。笔者此次设计的档案库房防护分区多，而且防护面积大.从经济比较也不上算，工程总价比气体灭火的初次投资不相上下。根据是《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219-95和《自动喷水灭火设计规范》GB50084-2001要求，档案馆的档案库房每层均应设雨淋阀间，每个防护分区均应设4个雨淋阀；灭火时间内，起火点的最不利处发生在2个防火分区之间，则此时的水喷雾设计流量为56L/S~70L/S之间。那么这个造成整个系统的主干管管径均在DN200,且应考虑环路供水。同样消防泵的技术参数和流量均为大流量大扬程，室内消防水池另须设500~700m3。这些都造成整个项目的投资造价增加。由此在初期投资中对于大面积的防护分区采用水喷雾系统是不上算的，估算造价高于普通的气体灭火系统。采用水喷雾系统最大的优点就是系统投入使用后，装置的维护保养费与气体灭火系统比起，是非常低的，气体灭火药剂或钢瓶须定期检测和撤换。但是考虑误报和消防灭火后造成的损失以及一次投资偏高等综合因素，笔者在与甲方充分沟通后不考虑采用水喷雾系统。水喷雾系统适用在小面积的防火分区，且档案库房为乙级的情况下可采用，对于大面积大范围的，应考虑其他灭火系统。
气体灭火系统：气体灭火系统目前市面上较为成熟的有3种:七氟丙烷气体灭火系统、IG541混合气体灭火系统、热气溶胶预制气体灭火。该三种气体形式都适用于档案馆灭火,都是环保、安全、都能有效迅速达到灭火。笔者经过市场调查、综合比较后主要向甲方推荐使用七氟丙烷气体灭火系统（HFC-227ea）和IG541混合气体灭火系统这2种洁净气体。以下将从几个方面探讨2种气体灭火优劣点。
七氟丙烷的分子式CF3CHFCF3,HFC-227ea,NOAEL浓度为9.0%，LOAEL浓度为大于10.5%，LC为大于80%,设计灭火浓度为7.5%~10%。一般七氟丙烷气体灭火系统管道输送距离不宜大于30m.IG541混合气体药剂是由52%氮气.40%氩气和8%的CO2气体组成。NOAEL浓度为43%，LOAEL浓度为大于52%。目前这种气体的储存压力高，系统管网计算复杂，最大管道输送距离较长，但是不宜超过150m.从环保方面上看，七氟丙烷气体进入大气层后，对全球温室效应会有较大影响。 IG541混合气体灭火系统本身药剂均取自于空气，不产生温室效应，对环境无污染，是目前最洁净的气体。从安全使用方面上看，七氟丙烷气体在灭火的过程中释放出来的氢氟酸可能对人体有一定的害处，因此在有人的场所要慎用七氟丙烷气体灭火系统。IG541混合气体药剂是由52%氮气.40%氩气和8%的CO2气体组成，同时掺入了合适的气体混合物，使得人们在缺氧的气氛中能呼吸，反而增强了人吸收氧气的能力。通常状况下，房间内空气中氧气含量为21%，CO2的含量约为1%。当喷入烟烙尽灭火剂之后，其房间内氧气的浓度降至约12.5%，而CO2的浓度则上升至2%~5%，通过人本身更深更快的呼吸来补偿环境中氧气浓度的降低，对未及时撤离的人来说是没有危害的。从这个角度考虑使用 IG541混合气体灭火系统是安全的。从灭火效率方面上看，由于灭火剂的灭火机理不同，其灭火剂的灭火浓度、灭火时间也各不相同。 IG541混合气体是通过向被保护空间充满惰性气体降低氧的含量达到窒息灭火，而七氟丙烷气体则是通过化学抑制作用终止燃烧反应达到灭火的目的。从实际灭火情况看，烟烙尽的最小设计灭火浓度相对较大，应用量相对容积比过高，使用量较大，灭火速度相对较慢，七氟丙烷气体灭火系统灭火速度则明显要迅速。实践证明，七氟丙烷气体灭火系统灭火效率比IG541气体系统灭火效率要高。从适用范围上看，七氟丙烷气体在灭火过程中分解出的氢氟酸虽为弱酸，但其具有特异的腐蚀性，对特定物质可造成很大的损害。七氟丙烷气体在喷射时喷嘴处环境温度降低，空气中水分冷凝，成为薄薄的水雾，造成一定的危害。烟烙尽释放时，喷放出的气体不会产生雾或露结，因此受保护的设备、财产和人都不会产生二次伤害。但是，烟烙尽属于高压储存，容器压力高达15.0MPa，灭火剂释放时容易造成围护结构和被保护物的损害；此外它的管道压力也特别高。如果系统设计不当，喷放时还会因管道中的IG-541气体流速达到音速而产生音障，流动受到很大的阻力；超过音速时所产生的爆震还会使系统遭到破坏。以下笔者重点从经济方面分析七氟丙烷气体灭火系统（HFC-227ea）和IG541混合气体灭火系统。
经济分析涉及的面很广，既包括灭火系统一次性工程投资费用，又包括系统投入运行后，装置的维护保养费，如日常管理人员的正常开支，设备的年度定期检查检测费用，药剂的补充安装费用，零件的正常损坏更换费等。灭火剂价格越高，系统的钢瓶设备越多，则系统的维护保养费用就越高。造价上看七氟丙烷气体灭火系统的造价稍低，IG541相对高点。其次就是七氟丙烷的药剂+钢瓶造价在80W左右，约占整个造价的60%；IG541的钢瓶造价约在80W,大体与七氟丙烷相当,约占造价的50%。从钢瓶的数量上看，七氟丙烷所耗用的钢瓶为19瓶，IG541的钢瓶为112瓶；但是七氟丙烷气体药剂费用昂贵，且每套七氟丙烷气体灭火剂因充装压力较小而使灭火剂管道输送距离短，因此按目前灭火剂储存压力（现有储存压力为2.5MPA 和4.2Mpa两种），七氟丙烷气体只适用于小系统。IG-541灭火系统，钢瓶多和更多的管道，所需的钢瓶间大，但是不受保护区域大小的限制，特别是被用于较大的消防工程时，相对而言，经济合理。从售后系统投入运行后，系统装置的维护保养费上看气体灭火系统均比较高，七氟丙烷所需备用的药剂和IG541钢瓶一般3~5年内都要重新检测,未达标的均需重新换装。经向厂家了解，就目前福建建行档案馆库房这个项目下，采用七氟丙烷系统的维修保养费大体维持在8~12W之间，采用IG541系统的大体在5~8W之间。
综上所述，我行3~13层的档案库区的消防系统，从经济节省、技术成熟上看应选用气体灭火系统，在气体灭火中应选用IG541混合气体灭火系统作为我行库区消防的首选。水喷雾系统在档案馆灭火中因为其消防的区域库区较大，喷雾流量大，管道复杂，消防时水雾对档案馆的水渍损失大，本身库区的通风透光性均比较封闭，不适合我行档案区消防灭火；从造价估算表上看，5~13层的水喷雾造价大概在200万左右，5~13层的IG541混合气体造价也约在190万上下。也就是说对于大区域消防系统，选择IG541在造价上确实达到了经济节约，而且技术成熟。其次是考虑到我行2~3层已经采用IG541气体灭火（该部分造价约在86万左右），那么其余库区同样也采用该种气体灭火，不论在将来管理上还是经济上都是相当合理的，所以我行的库房大区域消防采用IG541混合气体灭火应是合适的，环保的，安全的，经济的。档案管理

参考文献
1 赵锂主编.2009全国民用建筑工程设计技术措施-给水排水 . 北京.中国建筑标准设计研究院编