自动灭火系统设计在博物馆中的应用研究

引言

博物馆作为保存和展示文化遗产的重要场所，承担着保护珍贵文物的重任。随着火灾风险的多样化与复杂化，博物馆消防系统提出更高标准的安全需求，自动灭火系统凭借其自动化程度高、灭火效果显著等特点，逐渐成为博物馆消防设计中的核心技术。

1 博物馆火灾风险分析与消防需求

博物馆内通常存在大量可燃、易燃物质，如古籍、布料、木质展品等，这些材料燃烧时释放的有害烟气会加剧火灾危险。此外，博物馆建筑往往结构复杂，内部空间多样，增加了火灾扑救和疏散的难度，火灾发展速度快，风险等级较高，一旦发生，不仅可能造成人员伤亡，更会对珍贵文物造成不可逆的损毁。

博物馆的藏品材质丰富多样，涵盖纸质文献、油画、木质工艺品及纺织品等，这些不同材质对火灾的敏感性和耐火性能差异显著，消防设计需因材施策。建筑结构方面，许多博物馆为历史建筑或采用开放式展厅设计，空间高大且通风条件复杂，消防系统需针对这些特点进行特殊布置，确保灭火效率同时避免对藏品造成二次损害。

博物馆消防设计需严格遵循国家及地方相关消防规范，如《建筑设计防火规范》《自动喷水灭火系统设计规范》等，这些标准明确了火灾危险等级划分、灭火系统的配置要求及报警联动机制，确保消防系统的科学性和规范性。同时，针对博物馆文物保护的特殊需求，规范中强调应采用灵敏度高、响应迅速且对藏品损害最小的消防技术和设备，保障文物的安全和完整。

2 自动灭火系统设计原则

博物馆建筑均属重要公共建筑，建筑规模超过 10000 平米时的博物馆或主管部门确定的重要博物馆，一般都有珍贵藏品或有重大的社会影响。因此按一类高层民用建筑防火设计的要求。

博物馆建筑的自动灭火系统设计首先应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》的有关规定，并对库房和展厅的自动灭火系统设计提出相关要求。

博物馆建筑中藏品库房、展厅及图书资料室等场所收藏、展示的纸质书画、纺织品等是遇水即损的文物和资料。国家标准《建筑设计防火规范》有在大、中型博物馆室内的珍品仓库和一级纸(绢)质文物的陈列室设置气体灭火系统的规定。国家文物局《馆藏文物保护管理技术标准》中要求对藏品在1 万件以上的大、中型博物馆的藏品库房和藏品保护技术室、图书资料库应设置气体灭火系统；藏品在 1 万件以上的大、中型博物馆的陈列室宜采用气体灭火系统，亦可采用自动喷水灭火系统；藏品在1 万件以下的小型博物馆一般设置自动喷水灭火系统和消火栓系统，有条件时亦可在有机质地藏品库和陈列室设置气体灭火系统。

博物馆建筑气体消防设施的选型，除考虑火灾种类、防护区的数量及大小、灭火剂输送距离等因素外，还应重视被保护对象的特点、人员逗留情况等因素。珍品库房和收藏纸质书画、纺织品等遇水即损藏品的库房的气体灭火剂，应对文物无损害，或仅有轻微影响，且无损害者应优先考虑；一级纸(绢)质文物的展厅经常有人停留，选用的气体灭火剂应对人体无毒性危害，或仅有轻微影响，必须保证现场人员的呼吸安全。

自动喷水灭火预作用系统预作用阀后的管道内平时是不充水的空管，由火灾报警系统开启预作用报警阀向管道充水，使系统转换为湿式系统。该系统较适合用于博物馆建筑的普通藏品库房、展厅、藏品技术用房等不允许因误喷而造成水渍损失的场所。

细水雾灭火系统具有灭火效能高、反应时间快、管道管径较小、节省管材、安装和维护简便等特点，尤其该系统用水量较少、可大大减少水渍的危害，相对气体灭火系统，它灭火时不产生其他的副产物、不会对环境及保护对象造成危害，推荐该系统在文物库和图书、资料库等场所应用。

当展厅、藏品库房等场所采用以水为介质的灭火装置时，对守陈列有机质地藏品的陈列柜和收藏箱柜，应采用不燃材料且密封严实。

3 自动灭火系统典型故障分析

湿式系统典型故障例如密封垫老化变形、阀座污垢堆积、试验阀未关紧，阀瓣密封垫持续滴水或排水阀渗漏，造成报警阀组漏水；延迟器溢水孔堵塞、报警管路控制阀未关闭，未发生火灾时水力警铃持续鸣响，造成报警管路误报警；压力开关设定值过高、控制柜处于手动模式、模块线路断路，末端试水后水泵无响应，造成消防水泵无法启动。预作用系统典型故障例如气泵故障致阀瓣未压紧、电磁阀线路短路，火灾报警后管网未充水，造成系统充水失败；双连锁逻辑编程错误、探测器误触发，非火灾时系统意外喷水，造成勿喷风险。气体灭火系统典型故障如密封圈失效、药剂泄漏，压力表显示低于绿色区域，造成贮存容器压力异常；控制模块损坏、紧急启停按钮误触发，火警确认后气体未释放，造成联动失效等等。

4 自动灭火系统运行维护

按照日、月、季度、年等各时间段进行分类别具体检测。每日检查确认防护区通道畅通，报警标志清晰，照明系统完好；检查控制阀启闭状态、管网压力表数值是否正常。每月检查检测消防水池水箱水位及气压给水设备压力；手动或模拟启动消防水泵（含主备泵切换）；清洁喷头异物，检查铅封/锁链完整性；启动试验电磁阀，清洁烟感/温感探测器表面污染物。每季度通过末端试水装置测试自动喷淋系统联动功能（水流指示器、压力开关报警及水泵启动）；对报警阀旁放水试验阀进行放水，验证系统供水能力；核实进水管控制阀门处于全开状态。每年检查水源供水能力测定，气体灭火剂贮存容器称重或压力检测；检查管道腐蚀情况，修补消防储水设备缺损并重新油漆；专用设备分批测试探测器响应功能。

运维人员需持证上岗，熟悉系统原理与应急操作。建立技术档案，记录维护、故障及维修数据。寒冷地区管网增设电伴热，定期管道防腐处理。有效维护需以 周期化检测为基础、差异化处置为核心、规范化管理为保障，实现系统可靠性与寿命最大化。

总结

自动灭火系统作为博物馆火灾防控的重要技术手段，在保护文化遗产安全方面发挥着关键作用，通过科学合理的设计，结合博物馆独特的建筑结构和藏品特性，自动灭火系统能够实现火灾的早期探测和快速灭火，有效降低火灾损失风险。总体来看，自动灭火系统的应用不仅提升了博物馆消防水平，也为文化遗产保护提供了有力保障，具备广泛推广和应用价值。未来，应继续优化技术方案，推动智能化和多系统集成发展，进一步提升系统的保护能力和适应性。

参考文献：

[1] 陈欣燕, 何鉴尧. 净空大于 8m 的博物馆展厅自动灭火系统设计探讨[J]. 给水排水,2022,58(11):91-93.

[2] 鲁亚姝.山西省地质博物馆自动灭火系统组合设计[J].山西建筑,2014,40(20):157-159.