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图书馆的防火设计

发布时间：2012-08-26 17:05:20 来源：文档文库

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摘要

本文以中北大学图书馆为例，实地考察其在消防安全方面的设计、措施是否到位，通过与相关规范、措施比较，发现问题并提出整改措施。从图书馆安全管理的要求出发, 阐述了加强图书馆防火设计的重要意义，并提出了建立健全消防组织机构，逐级落实消防责任，做好火灾预防工作，全面落实各项消防规章制度等若干项完善图书馆消防管理的具体措施。

关键词：图书馆；防火；设计；规范；

第一章引言

1.1图书馆防火设计的重要性……………………………………………2

1.2图书馆防火设计现状……………………………………………………2

第二章中南林业科技大学图书馆消防安全隐患问题……………………………3

2.1中南林业科技大学图书馆布局……………………………………………3

2.2消防安全方面的不足………………………………………………………4

第三章图书馆消防组织机构和安全管理规章制度………………………………4

3.1图书馆安全消防组织机构及人员配备……………………………………4

3.2图书馆安全管理规章制度…………………………………………………5

3.3图书馆火灾事故应急预案…………………………………………………6

第四章从读者角度出发设立火灾事故应急预案…………………………………7

第五章图书馆火灾防范措施及火源管理…………………………………………8

5.1火灾防范措施………………………………………………………………8

5.1.1图书馆建设及防火设计……………………………………………8

5.1.2设立安全疏散指示标志及通道……………………………………8

5.1.3设置消防设施………………………………………………………8

5.1.4重视消防制度管理…………………………………………………9

5.2火源管理……………………………………………………………………9

5.2.1加强烟火管理………………………………………………………9 5.2.2注重消防设施管……………………………………………………9

结论……………………………………………………………………………10

参考文献……………………………………………………………………………11

第一章引言

1.1图书馆防火设计的重要性

随着人们的经济生活水平的不断上升，文化生活水平也越来越受到人们的重视。图书馆作为传承文化的殿堂，在文化的发展与传播中起着非常重要的作用。现代的图书馆大多都包含着档案室、资料室、普通阅览室、电子阅览室，有些还包括大型的自习室和报告厅，可同时供上千人阅读和学习。图书馆的档案室、资料室中收藏的各类图书报刊和档案大都是可燃、易燃物品，而电子阅览室一般有计算机、交换机、集线器、调制解调器等大量的电子设备，往往有许多大功率机器同时长时间运行，很容易造成用电负荷超载、机内电路事故、高元件过热、电源短路等，从而引发火灾事故，再加上图书馆人流量大，人员集中，一旦发生火灾，不仅使珍贵的图书和文献资料化为灰烬，损失价值难以计算，而且还会威胁到工作人员和读者的生命安全，因此，做好图书馆的防火工作刻不容缓，必须采取严密的措施，做到万无一失。秉着“防患于未然”的原则，图书馆的防火设计则成了图书馆防火工作中最重要的第一步。

1.2图书馆防火设计现状

以中北大学图书馆为例，通过实地考察，本人得到了关于该图书馆防火设计的以下信息：

中北大学图书馆的建筑面积为35000m2，从一层到七层顶有34.3m高。中国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑，该图书馆属于一类高层建筑。在其消火栓的给水系统中，室内和室外的消防水量为30L/s，每支水枪的水量为5L/s；在图书馆的顶部设有消防10min储水箱和增压设施。室由液下泵排至室外。

图书馆各层设SN65消火栓，配有25m长的麻质水龙带，19号水枪以及消防内排水结构（采用一般重力式单立管伸顶透气系统），地下一层生活污水设集水池，启泵按钮，总计221套。消火栓旁一般配置有干粉灭火器（MFA-5A），共计224具。每层顶部都布置有自动喷水灭火系统，自动喷水喷头为DN15 ，动作温度为680C，设有DN100报警阀；各防火分区内设DN100水流指示器，该指示器前的控制阀为遥控信号阀，通过电信号将该阀的启闭状态显示于消防控制室内。

图书馆一层包括四个阅览室，读者服务区以及目录检索区。整个区域按照功能，利用防火卷帘、防火门、防火窗以及墙壁，划分为六个防火分区。正常状态下，防火卷帘向上卷起，保证了建筑的整体美观性。阅览室门口都挂有图书馆的平面示意图，图上标示有紧急情况的逃生路线。

二层和三层与一层的结构类似，三层包含有两个电子阅览室，在科技信息如此发达的现代，电子阅览室内的上百台电脑几乎二十四小时都在运行，因此该部分的安全防火极其重要。

图书馆一层平面示意图

图书馆四层、五层、六层的结构相似。四层包括四个阅览室以及办公室、会议室等等，五层分为四个自习室以及一个大型的学术报告厅，六层包括两个阅览室和两个自习室以及办公室。四、五、六层按照建筑结构和功能，各自划分为五个防火分区。

图书馆四层平面示意图

图书馆的七层包括四个自习室和一个露天休闲观光区，通往观光区的门一般是处于封闭状态，也就是说在七层学习的同学们只能直接下楼而不能东西互通。七层分为四个防火分区。

图书馆七层平面示意图

整个图书馆左右基本对称，各有四个楼梯间，每边还各设有两部电梯。楼梯间台阶表面都用钢片包裹，楼梯间与阅览室通过防火门分割开来。图书馆的各处房顶上都均匀分布着自动喷水灭火装置以及感烟、感温探测器，很大程度上保证了图书馆的消防安全。

第二章建筑水灭火系统

2.1消防给水系统

现代图书馆作为供广大群众学习交流、查阅资料的建筑，是社会不可缺少的重要场所。正确设计图书馆的消防给水系统，直接关系到人们的人身安全以及宝贵的知识财富的安全。一项合理的工程设计同时还需要考虑到建设项目的投资与造价，做到既安全适用，又经济合理。现就图书馆设计中的消防给水系统所设计到的有关装置按照有关规定作出下面几个方面的讨论：

2.1.1水源

根据《高层民用建筑设计防火规范》（以下简称“高规”），高层建筑必须设置室内、室外消火栓给水系统；消防用水可由给水管网、消防水池或天然水源供给，利用天然水源应确保枯水期最低水位时的消防用水量，并应设置可靠的取水设施。

中北大学西邻汾河，地下水资源丰富。图书馆消防用水接至室外供水管网，屋顶设有消防10min储水箱和增压设施，所用消防泵及其他消防设施均为一用一备。图书馆门前设有喷泉，也能提供一定的消防用水。

2.1.2消火栓灭火系统

《高规》规定：图书馆的消火栓用水量室外、室内均为20L/s，每根竖管最小流量为10L/s，每支水枪最小流量为5L/s。消火栓应设在走道、楼梯附近等明显易于取用的地点。消火栓的间距应保证同层任何部位有两个消火栓的水枪充实水柱同时到达：消火栓应采用同一型号规格。消火栓的栓口直径应为65mm，水带长度不应超过25m，水枪喷嘴口径不应小于19mm。

该图书馆采用的是SN65消火栓，配有25m长的麻质水龙带以及喷嘴口径19mm的水枪，符合规定。

消火栓箱可以说是整个消防系统的终端，消火栓、消防水带、消防枪集于其中，其位置的确定是一个较为重要的问题。考虑到使用的方便、人员通行以及美观的问题，消火栓箱暗装居多。根据实地考察，中北大学图书馆的消火栓箱都暗装在墙上，与墙合为一体，其在各个防火分区内的分布也较为均匀，总体来说设计的比较合理。

2.1.3自动喷水灭火系统

随着我国国民经济的飞速发展，火灾的危险性也越来越高，它直接威胁着人民的生命财产安全。据调查，目前世界上控制火灾最有效的方法是应用自动喷水灭火系统，一些发达国家的统计数字表明其灭火成功率在95%以上。
　　自动喷水灭火系统主要由洒水喷头、报警阀、管道、报警系统和水泵组成。系统中最重要的组成部分是洒水喷头。近300年的发展历史使得自动喷水灭火系统的功能越来越完善、可靠，根据不同的工作原理或不同的保护场所，自动喷水灭火系统被分为不下十种类型，我们平时在普通场所能遇到的主要是湿式系统、干式系统、预作用系统和重复启闭预作用系统。湿式系统是指准工作状态时管道内充满用于启动系统的有压水的闭式系统；干式系统是指准工作状态时配水管道内充满用于启动系统的有压气体的闭式系统；预作用系统是指准工作状态时配水管道内不充水，由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀后，转换为湿式系统的闭式系统；重复启闭预作用系统是指能在扑灭火灾后自动关阀、复燃时再次开阀喷水的预作用系统。

环境温度不低于4oC，且不高于70 oC的场所应选用湿式系统；环境温度低于4 oC，或高于70 oC的场所应采用干式系统；当要求系统处于准工作状态时严禁管道漏水、或严禁系统勿喷、或替代干式系统时应采用干式系统；灭火后必须及时停止喷水的场所，应采用重复启闭预作用系统。

现代图书馆把藏书阅览集中在一个空间内，可燃物分散，火灾危险性增大；图书馆内一些贵重资料，不允许水渍浸泡。根据图书馆的这些特点，图书馆有必要选用重复启闭预作用自动配水灭火系统。根据有关资料介绍，该系统在国外已普遍作为卤代物的替代系统，并广泛用于电子计算机中心、档案馆、图书馆、博物馆等，若有条件可将卤代物替代系统与重复启闭系统串联接入图书馆的湿式系统，并与其配水干管连接。

图书馆中除了书库外的区域的火灾危险等级为中危险级一级，书库的火灾危险等级为中危险级二级，根据《自动喷水灭火系统设计规范》，中危险级一级需要的喷水强度为6L/min·m2，作用面积为160m2，中危险级二级所需的喷水强度为8 L/min·m2，作用面积为160m2。

据调查，中北大学图书馆采用自动喷水灭火系统，水流指示器前的控制阀可直接将其启闭状态显示与消防室内。馆内除书库外的喷水强度为6 L/min·m2，作用面积为160m2，书库的喷水强度为8 L/min·m2，作用面积为160m2，符合相关规定。

2.2消防排水系统

建筑水灭火系统包括消防给水和排水两个部分。关于消防排水，首先要充分利用生活排水设施，其次考虑设置专用的消防排水系统。根据《图书馆建筑设计规范》，书库内不应设计供水点，给排水管道不应穿过书库，生活污水立管不应安装在与书库相邻的内墙上。

中北大学图书馆采用一般重力式单立管伸顶透气系统，地下一层生活污水设集水池，由液下泵排至室外。据观察，室内地面上排水口较少，一旦发生火灾，水能否顺利排出而不淤积是一个问题，有待改进。

第三章消防和疏散

3.1耐火等级

耐火等级（Fireproof endurance rating）是衡量建筑物耐火程度的分级标度，规定建筑物的耐火等级是建筑设计防火规范中规定的防火技术措施中的最基本措施之一。根据《高层民用建筑设计防火规范》，高层建筑应根据其使用性质、火灾危险性、疏散和扑救难度等进行分类，并应符合下表的规定。

高层建筑耐火等级分类

高层建筑的耐火等级应分为一、二两级，其建筑构件的燃烧性能和耐火极限不应低于下表的规定。

建筑构件的燃烧性能和耐火极限（h）

中北大学图书馆现有中外文图书和电子图书200多万册，中外文期刊24627种。该图书馆的耐火等级应为一类。关于该图书馆的构件的具体耐火极限目前不得而知，因此，就本课题而言，研究的重点还是在防火器材、设施的使用和布置上。

3.2防火分区

防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的其余部分蔓延的局部区域（空间单元）。在建筑物内采用划分防火分区这一措施，可以在建筑物一旦发生火灾时，有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。

刘文,邢勇.浅谈防火分区的划分[ ].山东消防.1996,(4):40;

正确划分防火分区，对于火灾时防止烟气扩散、阻止火势蔓延、保证人员疏散、赢得扑救时间和减少火灾损失都具有重要意义。而防火分区设计不合理、防火分隔措施不严密是造成火灾蔓延的主要原因。在划分防火分区的时候，应当考虑以下两点：

（1）防火分区的面积;

根据建筑工程的性质，按照国家的消防技术规范确定防火分区的允许最大面积。

《图书馆建筑设计规范》规定：基本书库、非书资料库应用防火墙与其毗邻的建筑完全隔离，防火墙的耐火极限不应低于3.00h；基本书库、非书资料库、藏阅合一的阅览空间防火分区最大允许建筑面积：当为单层时，不应大于1500m2，当为多层，建筑高度不超过24.00m2时，不应大于1000m2，当高度超过24.00m2时，不应大于700m2，地下室或半地下室的书库，不应大于300m2；当防火分区设有自动灭火系统时，其允许最大建筑面积可按上述规定增加1.00倍，当局部设置自动灭火系统时，增加面积可按该局部面积的1.00倍计算；珍善本书库、特仓库，应单独设置防火分区；书库、非书资料库、珍善本书库、特藏书库等防火墙上的防火门应为甲级防火门；装裱、照相等业务用房不应与书库、非书资料库贴邻布置，书库内部不得设置休息室、更衣等生活用房，不得设置复印、图书整修、计算机机房等技术用房；书库、非书资料库、藏阅合一的藏书空间，当内部没有上下层连通的工作楼梯或走廊时，应按上下连通层作为一个防火分区，当建筑面积超过以上规定时，应设计成封闭楼梯间，并采用乙级防火门。

在划分防火分区时，应当考虑到建筑的合理使用，需要的时候可以利用防火卷帘、防火水幕来替代防火墙，以优化防火分区的划分措施。

（2）防火分区应当设计严密，划分彻底

建筑物的防火分区划分，是由楼板的垂直分区和防火墙的水平分区来实现的。防火分区划分的重点就是处理好楼板、防火墙及外墙。楼板、防火墙等建筑构件应能达到规定的耐火极限。非预应力楼板的耐火极限一般可达1h，是首选的楼板材料。预应力楼板应采取增加楼板钢筋保护层厚度或涂防火材料等防火措施，提高其耐火能力，使其达到规定的耐火极限。

划分图书馆的防火分区时应当充分考虑阅览室、书库、中厅、休息区以及走廊、通道的布置，合理利用防火墙，完全划分整个楼层。

中北大学图书馆四层防火分区示意图

中北大学图书馆的四层、五层、六层为例，这几层的建筑结构相似，都有五个防火分区：中间为一个大的面积为1210.9m2的防火分区；西阴与走廊构成一个面积为672.63m2的放火分区，西阳与偏厅、卫生间构成面积为826.41m2的放火分区；各防火分区间以防火墙、防火卷帘以及防火窗分割。分区面积符合以上规定，整个楼层被完全划分为五个防火分区；楼梯不包括在内，各防火分区都可以通往楼梯口，楼梯与各个防火分区间用防火门隔开，保证了防火分区独立性与完整性。

3.3防火卷帘

随着我国城市基础设施建设快速发展, 大量高层建筑和大型公共建筑应运而生。一些建筑为了追求空间上的开阔性、建筑的整体效果和生产线的完整性,在防火分区之间采用防火卷帘代替防火墙进行防火分隔。防火卷帘作为一种隐蔽、美观、使用便捷的阻火设施, 在阻止火灾蔓延和烟气扩散、保障人员安全疏散、方便抢险救援人员迅速及时到达起火部位扑救火灾等方面发挥着重要的作用, 在建筑工程消防设计中得到了广泛的应用。

防火卷帘主要由帘面、座板、导轨、支座、卷轴、箱体、限位器、卷门机、门楣、手动拉链、控制箱 (按钮盒)、感温探测器、感烟探测器等构件组成。作为防火隔断的防火卷帘, 与一般卷帘在性能要求上有根本的区别,它必须具备良好的防火、耐火、隔热、挡烟、耐压、抗疲劳、抗老化、耐腐蚀、高温强力好和受热不变形等性能。其中, 防火、耐火和隔热是不可缺少的基本性能。防火卷帘在建筑它作为建筑内的一种重要的被动防火分隔物体，适用于防火分割墙体上较大开口的防火分隔。因此，在通常情况下，其耐火性能不应低于相应分割墙体的耐火性能。设置防火卷帘的根本作用在于阻止火势与烟气在不同防火分隔空间的蔓延。东莞理工大学

中北大学图书馆内在偏厅与中庭中空空间之间设置防火卷帘，正常状态下卷帘向上卷起，保证了整体建筑的美观与透光。卷帘下方设置按钮盒，在发生火灾事故时可通过操作该按钮盒放下防火卷帘。卷帘下无杂物的堆放，保证了紧急情况下卷帘的正常操作。若能在防火卷帘靠偏厅的一侧加设自动喷水系统的加密喷头和自动报警系统，可进一步提高其防火安全系数。

3.4灭火器

灭火器具是一种平时往往被人冷落，急需时大显身手的消防必备之物。尤其是在高楼大厦林立，室内用大量木材、塑料、织物装潢的今日，一旦有了火情，没有适当的灭火器具，便可能酿成大祸。

3.4.1灭火器灭火的基本原理

按照燃烧原理，一切灭火方法的原理是将灭剂直接喷射到燃烧的物体上。或者将灭火剂喷洒在火源附近的物质上，使其不因火焰热辐射作用而形成新的火点。，灭火器灭火的基本原理有：

（1）冷却灭火法

这种灭火法的原理是将灭火剂直接喷射到燃烧的物体上，以降低燃烧的温度于燃点之下，使燃烧停止。或者将灭火剂喷洒在火源附近的物质上，使其不因火焰热辐射作用而形成新的火点。冷却灭火法是灭火的一种主要方法，常用水和二氧化碳作灭火剂冷却降温灭火。灭火剂在灭火过程中不参与燃烧过程中的化学反应。这种方法属于物理灭火方法。

（2）隔离灭火法

　　隔离灭火法是将正在燃烧的物质和周围未燃烧的可燃物质隔离或移开，中断可燃物质的供给，使燃烧因缺少可燃物而停止。具体方法有：

　　1、把火源附近的可燃、易燃、易爆和助燃物品搬走；

　　2、关闭可燃气体、液体管道的阀门，以减少和阻止可燃物质进入燃烧区；

　　3、设法阻拦流散的易燃、可燃液体；

　　4、拆除与火源相毗连的易燃建筑物，形成防止火势蔓延的空间地带。

（3）窒息灭火法

　　窒息灭火法是阻止空气流入燃烧区或用不燃烧区或用不燃物质冲淡空气，使燃烧物得不到足够的氧气而熄灭的灭火方法。具体方法是：

　　1、用沙土、水泥、湿麻袋、湿棉被等不燃或难燃物质覆盖燃烧物；

　　2、喷洒雾状水、干粉、泡沫等灭火剂覆盖燃烧物；

　　3、用水蒸气或氮气、二氧化碳等惰性气体灌注发生火灾的容器、设备；

　　4、密闭起火建筑、设备和孔洞；

　　5、把不燃的气体或不燃液体（如二氧化碳、氮气、四氯化碳等）喷洒到燃烧物区域内或燃烧物上。
3.4.2灭火器的分类

在讨论具体的灭火器之前，我们需要先来了解下火灾的分类。火灾依据物质燃烧特性，可划分为A、B、C、D、E、F六类：

　　A类火灾：指固体物质火灾。这种物质往往具有有机物质性质，一般在燃烧时产生灼热的余烬。如木材、煤、棉、毛、麻、纸张等火灾。

　　B类火灾：指液体火灾和可熔化的固体物质火灾。如汽油、煤油、柴油、原油，甲醇、乙醇、沥青、石蜡等火灾。

　　C类火灾：指气体火灾。如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等火灾。

　　D类火灾：指金属火灾。如钾、钠、镁、铝镁合金等火灾。

　　E类火灾：指带电物体和精密仪器等物质的火灾。

F类火灾：烹饪器具内的烹饪物（如动植物油脂）火灾。

灭火器的种类很多，按其移动方式可分为：手提式和推车式；按驱动灭火剂的动力来源可分为：储气瓶式、储压式、化学反应式；按所充装的灭火剂则又可分为：泡沫、干粉、卤代烷、二氧化碳、酸碱、清水等。常用的灭火器有如下几个类型：

（1）手提式泡沫灭火器

手提式泡沫灭火器适用于扑救一般B类火灾，如油制品、油脂等火灾，也可适用于A类火灾，但不能扑救B类火灾中的水溶性可燃、易燃液体的火灾，如醇、酯、醚、酮等物质火灾；也不能扑救带电设备及C类和D类火灾。

使用时，灭火器应始终保持倒置状态，否则会中断喷射。

（2）酸碱灭火器

酸碱灭火器适用于扑救A类物质燃烧的初起火灾，如木、织物、纸张等燃烧的火灾。它不能用于扑救B类物质燃烧的火灾，也不能用于扑救C类可燃性气体或D类轻金属火灾。同时也不能用于带电物体火灾的扑救。

酸碱灭火器由筒体、筒盖、硫酸瓶胆、喷嘴等组成。筒体内装有碳酸氢钠水溶液，硫酸瓶胆内装有浓硫酸。瓶胆口有铅塞，用来封住瓶口，以防瓶胆内的浓硫酸吸水稀释或同瓶胆外的药液混合。酸碱灭火器的作用原理是利用两种药剂混合后发生化学反应，产生压力使药剂喷出，从而扑灭火灾。

使用时将灭火器颠倒过来，并摇晃几次，使两种药液加快混合；一只手握住提环，另一只手抓住筒体下的底圈将喷出的射流对准燃烧最猛烈处喷射。

（3）二氧化碳灭火器

二氧化碳灭火器的原理是让可燃物的温度迅速降低，并与空气隔离。它在灭火时不会因留下任何痕迹使物品损坏，因此可以用来扑灭书籍、档案、贵重设备和精密仪器等。

需要注意的是，在使用二氧化碳灭火器时，在室外使用的，应选择在上风方向喷射，并且手要放在钢瓶的木柄上，防止冻伤；在室内窄小空间使用的，灭火后操作者应迅速离开，以防窒息。

该灭火器使用时无需倒置。

（4）干粉灭火器

碳酸氢钠干粉灭火器适用于易燃、可燃液体、气体及带电设备的初起火灾；除可用于上述几类火灾外，还可扑救固体类物质的初起火灾。但不能扑救金属燃烧火灾。手提式干粉灭火器筒体采用优质碳素钢经特殊工艺加工而成。该系列灭火器具有结构简单、操作灵活、应用广泛、使用方便、价格低廉等优点。灭火器主要由筒体、瓶头阀、喷射软管（喷嘴）等组成，灭火剂为碳酸氢纳（ABC型为磷酸铵盐）灭火剂，驱动气体为氮气，常温下其工作压力为1.5MPa。

图书馆内的可燃物质大部分是纸质图书，综合考虑以上几种类型的灭火器：泡沫灭火器内充装有酸性（硫酸铝）和碱性（碳酸氢钠）两种化学药剂的水溶液。使用时，两种溶液混合引起化学反应产生CO2泡沫：Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑，灭火后残留的Na2SO4和Al(OH)3会损害图书，故不可选用；同理，酸碱灭火器也不适用；二氧化碳灭火器灭火后自然挥发无残留，不会对图书造成损害，是图书馆最合适的选择；干粉灭火剂(MF)的主要成分是碳酸氢钠和少量的防潮剂硬脂酸镁及滑石粉等。用干燥的二氧化碳或氮气作动力，将干粉从容器中喷出，形成粉雾喷射到燃烧区，干粉中的碳酸氢钠受高温作用发生分解，其化学反应方程式如下： 2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2 由这个化学方程式可知，会有水产生，干粉粘着在纸张表面，对纸张有所损伤，故也不宜使用。综上所述，图书馆宜使用二氧化碳灭火器。