2018-06-01 14:24:20

關于“秦皇島市博物館”工程特殊消防系統如何優化設置的分析

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 “秦皇島市博物館”工程初步設計審查會中,審查專家組提出合并氣體消防系統、高壓細水霧系統與注氮控氧防火系統的審查意見。為此,我們仔細研究了相關規范標準,對幾種系統的適用性特點、能否合并設置、對造價的影響等進行闡述分析,提供設計建議方案供甲方參考。
一、該項目采用特殊自動消防系統的場合
①電氣類設備用房:變電站、發電機房、弱電機房,可采用高壓細水霧滅火系統、氣體滅火系統。
②各類藏品庫房:博物館庫房、庫房(紙絹類)、暫存庫、保管部數據機房(共10間),可采用注氮控氧防火系統、氣體滅火系統、高壓細水霧滅火系統。
③一級紙絹類文物展廳:可采用細水霧滅火系統、氣體滅火系統。
二、方案比較
類  別 方案1 方案2 方案3 方案4 方案5
系統形式 文物庫房采用注氮控氧防火系統;電氣用房采用高壓細水霧系統;一級紙絹類文物展廳采用氣體滅火系統 文物庫房、電氣用房、一級紙絹類文物展廳全部采用氣體滅火系統 文物庫房、電氣用房、一級紙絹類文物展廳全部采用高壓細水霧滅火系統 文物庫房采用注氮控氧防火系統;電氣用房、一級紙絹類文物展廳采用高壓細水霧滅火系統 文物庫房采用注氮控氧防火系統;電氣用房、一級紙絹類文物展廳采用氣體滅火系統
初投資(萬元) 318 295 230 260 230
使用期總成本(萬元) 1323 2255 455 785 1300
設置部位符合的規范標準 文物庫房采用注氮系統符合《氣體消防設施選型配置設計規程》及《注氮控氧防火系統技術規程》;電氣用房采用高壓細水霧系統符合《建筑設計防火規范》;一級紙絹類文物展廳采用氣體滅火系統符合《博物館建筑設計規范》 符合《博物館建筑設計規范》、《建筑設計防火規范》 符合《細水霧滅火系統技術規范》 文物庫房采用注氮控氧防火系統符合《氣體消防設施選型配置設計規程》及《注氮控氧防火系統技術規程》;電氣用房采用高壓細水霧符合《建筑設計防火規范》;一級紙絹類文物展廳采用高壓細水霧滅火系統符合《細水霧滅火系統技術規范》 文物庫房采用注氮控氧防火系統符合《氣體消防設施選型配置設計規程》及《注氮控氧防火系統技術規程》;電氣用房采用氣體滅火系統符合《建筑設計防火規范》;一級紙絹類文物展廳采用氣體滅火系統符合《博物館建筑設計規范》
技術優勢 文物庫房采用防火系統,可實現火場零損失,而且能保護文物不被氧化   滅火成功率較高 文物庫房采用防火系統,可實現火場零損失,而且能保護文物不被氧化;兩種系統滅火成功率都很高 文物庫房采用防火系統,可實現火場零損失,而且能保護文物不被氧化
技術劣勢 一級紙絹類文物展廳采用氣體滅火系統,滅火成功率低; 采用氣體滅火系統,滅火成功率低;特別是在用于文物庫房時,只能是著火后再滅火,不能做到像防火系統一樣火場零損失,而且也不能減緩文物氧化速度;每間庫房所設泄壓口與庫房恒溫恒濕的要求及防盜要求相矛盾 對于文物庫房來說,只能著火后再滅火,不能做到像防火系統一樣火場零損失,而且也不能減緩文物氧化速度   電氣用房、一級紙絹類文物展廳采用氣體滅火系統,滅火成功率低
是否需要與消防部門碰方案 需要 不需要 需要 需要 需要
備注 防火系統生產廠家只有2家 生產廠家多 生產廠家多 防火系統生產廠家只有2家 防火系統生產廠家只有2家
從初投資來說方案35均較有優勢,從使用期總成本來說,方案3最有優勢,也就是說方案3價格綜合優勢最明顯,同時滅火成功率也很高;方案3的缺陷是對于文物庫房來說,只能是著火后再滅火,不能做到像防火系統一樣火場零損失,而且也不能保護文物不被氧化,故設計退而求其次,推薦采用造價相對較低的方案4,該方案比原設計方案(方案1)節省初投資58萬元。
三、系統方案組合經濟性分析
方案1 (原設計方案)
①文物庫房采用注氮控氧防火系統,系統造價70萬,
使用期成本每年電費0.4萬元,每20年更換1次主機設備,設備單價40萬元,則使用期成本=0.4x100+(100/20)x40=300萬元
②一級紙(絹)質文物的展廳采用七氟丙烷氣體消防系統,系統造價60萬
使用期成本每年為系統初投資的8%,則使用期成本=60x0.08x100=480萬元
設1個儲瓶間(占建筑房間面積45㎡),儲瓶間每平米土建造價4000元,折成本18萬元
③電氣設備用房采用高壓細水霧系統,系統造價160萬元
設1套高壓泵組(占泵房房間面積25㎡),每平米土建造價4000元,折成本10萬元
使用期成本每年水費0.05萬元,每50年更換1次主機設備,設備單價110萬元,則使用期成本=0.05x100+(100/50)x110=225萬元
以上總初投資=70+60+18+160+10=318萬元
以上總運行成本=300+480+225=1005萬元
使用期內綜合總造價=318+1005=1323萬元
方案2 全部采用七氟丙烷氣體滅火系統
①電氣設備用房(3間)采用1套組合分配系統,系統造價70萬
設1個儲瓶間(占建筑房間面積30㎡),儲瓶間每平米土建造價4000元,折成本12萬元
②一層夾層文物庫房(4間)采用1套組合分配系統,系統造價55萬
設1個儲瓶間(占建筑房間面積25㎡),儲瓶間每平米土建造價4000元,折成本10萬元
③二層文物庫房(5間)采用1套組合分配系統,系統造價60萬
設1個儲瓶間(占建筑房間面積25㎡),儲瓶間每平米土建造價4000元,折成本10萬元
④一級紙(絹)質文物的展廳采用單元獨立系統,系統造價60萬,
設1個儲瓶間(占建筑房間面積45㎡),儲瓶間每平米土建造價4000元,折成本18萬元
以上總初投資=70+12+55+10+60+10+60+18=295萬元
使用期成本每年為系統初投資的8%,則
以上使用期總運行成本=70+55+60+60x0.08x100=1960萬元
使用期內綜合總造價=295+1960=2255萬元
方案3 全部采用高壓細水霧滅火系統
所有部位采用1套高壓細水霧系統,系統造價220萬元
設1套高壓泵組(占泵房房間面積25㎡),每平米土建造價4000元,折成本10萬元
以上總初投資=220+10=230萬元
使用期成本每年水費0.05萬元,每50年更換1次主機設備,設備單價110萬元,則
以上使用期總運行成本=0.05x100+(100/50)x110=225萬元
使用期內綜合總造價=230+225=455萬元
方案4 文物庫房采用注氮控氧防火系統,一級紙(絹)質文物的展廳與電氣設備用房采用高壓細水霧系統
①文物庫房采用注氮控氧防火系統,系統造價70萬
使用期成本每年電費0.4萬元,每20年更換1次主機設備,設備單價40萬元,則使用期成本=0.4x100+(100/20)x40=300萬元
②電氣設備用房+一級紙(絹)質文物的展廳采用1套高壓細水霧系統,系統造價180萬元
使用期成本每年水費0.05萬元,每50年更換1次主機設備,設備單價110萬元,則使用期成本=0.05x100+(100/50)x110=225萬元
設1套高壓泵組(占泵房房間面積25㎡),每平米土建造價4000元,折成本10萬元
以上總初投資=70+180+10=260萬元
以上使用期總運行成本=300+225=525萬元
使用期內綜合總造價=260+525=785萬元
方案5 文物庫房采用注氮控氧防火系統,一級紙(絹)質文物的展廳與電氣設備用房采用氣體消防系統
①文物庫房采用注氮控氧防火系統,系統造價70萬
使用期成本每年電費0.4萬元,每20年更換1次主機設備,設備單價40萬元,則使用期成本=0.4x100+(100/20)x40=300萬元
②一級紙(絹)質文物的展廳采用單元獨立系統,系統造價60萬,
使用期成本每年為系統初投資的8%,則使用期成本=60x0.08x100=480萬元
設1個儲瓶間(占建筑房間面積45㎡),儲瓶間每平米土建造價4000元,折成本18萬元
③電氣設備用房(3間)采用1套組合分配系統,系統造價70萬
使用期成本每年為系統初投資的8%,則使用期成本=70x0.08x100=560萬元
設1個儲瓶間(占建筑房間面積30㎡),儲瓶間每平米土建造價4000元,折成本12萬元
以上總初投資=70+60+18+70+12=230萬元
以上使用期總運行成本=300+225=525萬元
使用期內綜合總造價=260+480+560=1300萬元
四、各類特殊消防系統的消防能力和特點
①高壓細水霧滅火系統:適用于開敞和封閉場所,初投資高,使用期后續費用約為零,設備壽命50年,設備需占用房間面積,滅火成功率90~100%,無殘留污染和水漬,不用設排風系統,一套泵組(100萬左右)規范只允許管3個空間(3間房間);適用規范《細水霧滅火系統技術規范》GB50898-2013。
②氣體滅火系統:適用于封閉場所,初投資高,使用期后續費用高(充氣、檢測、更換鋼瓶)年均約為初投資的8%,設備需占用房間面積,滅火成功率60~70%,無殘留污染和水漬,需設排風系統,一套瓶組(60萬左右)規范允許保護8個空間(8間房),每間房間必須設泄壓口(對于文物庫房來說無法解決恒溫恒濕和防盜問題);適用規范《氣體滅火系統設計規范》GB50370-2005。
③注氮控氧防火系統:適用于封閉場所,初投資一般,使用期后續費用為電費(每年約0.4萬元),主機設備壽命25年,設備不占用房間面積,滅火成功率100%,無殘留污染和水漬,不用設排風系統,一套設備(45萬左右)規范允許保護空間不限;適用規范《注氮控氧防火系統技術規程》CECS189:2005。
下面對以上三個系統綜述如下:
從滅火成功率來說:注氮控氧防火系統>高壓細水霧滅火系統>氣體滅火系統。
從使用期內總投資來說:注氮控氧防火系統<高壓細水霧滅火系統<氣體滅火系統。
從消防系統的先進性來說:首先防火和滅火是消防的兩個完全不同的概念;我們所熟悉的滅火系統是在火災發生后,消極被動地去滅火,強調的是消的概念,在滅火前提下必然存在火場損失,同時還伴隨有水漬損失和污染損失發生;而防火系統則是通過自動向保護空間注入惰性氣體-氮氣,從而抑制氧濃度,防止燃燒產生,達到主動防火目的,強調的是防的概念;從時間順序來講,如果能有效防止火災發生,抑制住火災發生的起因,自然就不用滅火了;所以從系統的先進性來說,防火系統能保證被保護空間零損失,顯然比滅火系統更先進。
從文物保護角度來說:注氮控氧防火系統還能保護文物,減緩其氧化速度,所以注氮控氧防火系統既是消防系統同時也是文物保護系統。
五、有關規范對系統選擇的規定
1、藏品庫房及一級紙(絹)質文物的展廳消防系統選擇
《博物館建筑設計規范》第10.2.9條(非強制條文)規定:
①“1 珍貴藏品的庫房和中型及以上建筑規模博物館收藏紙質書畫、紡織品等遇水即損藏品庫房,應設置氣體滅火系統;”
雖然《博物館建筑設計規范》要求文物庫房采用氣體滅火系統,但是該規定并非強制條文;而且我們只要做氣體消防系統就無法回避設泄壓口(強條規定)問題,解決不了藏品庫房恒溫恒濕問題及防盜問題,而注氮控氧防火系統和細水霧滅火系統則可解決此問題。
《細水霧滅火系統技術規范》GB50898-2013第3.1.3條規定細水霧系統可適用于檔案庫和文物庫,但是該系統不具備減緩文物氧化的功能;同時《注氮控氧防火系統技術規程》CECS189:2005及《氣體消防設施選型配置設計規范》CECS292:2001均規定了防火系統可適用于各類文物庫房,并且有國標安裝圖集《氣體消防系統選用、安裝與建筑滅火器配置》作為支撐,該系統的優越特性決定了它是最適合文物庫房的系統,所以從技術角度我們推薦藏品庫房采用防火系統。
②“2 一級紙(絹)質文物的展廳應設氣體滅火系統;”
按照該條規定,一級紙(絹)質文物的展廳應設氣體滅火系統,但是該系統滅火成功率過低,我們推薦采用滅火成功率更高的高壓細水霧系統。
2、變電站等電氣用房的消防系統選擇
《博物館建筑設計規范》未做規定;而依據《建筑設計防火規范》GB50016-2014第8.3.9條的規定,變電站等電氣設備用房屬于建筑中的“特殊重要設備室”,既允許設氣體滅火系統也允許設細水霧滅火系統;因此從技術角度,我們推薦采用滅火成功率更高的高壓細水霧滅火系統。
3、對規范的理解
對于文物庫房及一級紙絹類文物展廳做什么消防系統,《博物館建筑設計規范》限于篇幅,只寫入了滅火能力較差,對于文物庫房恒溫恒濕和防盜有一定缺陷的氣體滅火系統;而其他的更適合于這類場所的防火系統和細水霧系統,專業消防規范也同樣規定了能適用于這些部位;由于規范之間并未統一說法,可能會因個人理解而產生不同意見,因此建議建設單位針對我們推薦的系統再咨詢一下當地消防部門的意見。
 
 
 
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