淺談電氣防火限流式保護器在博物館消防安全問題及防火中的應用

發布時間： 2021-08-16　　點擊次數： 1182次

孟洋

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

【摘要】博物館火災事故不斷發生，給人類文化遺產造成了重大的損失，做好博物館消防工作勢在必然。本文在闡述博物館消防工作重要性的基礎上，揭示并分析了博物館存在的消防安全問題，提出提升博物館消防安全水平的對策建議。

【關鍵詞】博物館；電弧；短路；

0前言

博物館是高度濃縮的歷史和世界，是存儲自然和文化遺產的巨型寶藏。截至目前，我國博物館總數已達5 000余家，它們連接古今，超越時代和國界，給人們帶來了無數文化盛筵，具有巨大的社會價值、文化價值和經濟價值。

然而，博物館正面臨著巨大的火災風險。2019年4月1 5日下午6時5 0分左右，法國巴黎圣母院發生火災，著火位置位于圣母院頂部塔樓，屋頂燒毀，一座尖塔倒塌。2018年9月，巴西國家博物館發生火災，整個建筑被燒毀，館內2 0 0 0萬件藏品只有大約1 0%幸免于大火，舉世震驚。博物館火災事故屢見不鮮，造成的損失更是難以計數。博物館一旦發生火災，瞬間就會消失。因此，做好博物館消防安全工作，預防火災發生，對減少火災損失至關重要。日常，要加強對博物館火災危險性分析，采取有針對性的消防安全措施，降低博物館面臨的火災風險。

1消防安全問題

1.1電氣火災風險高

在所有建筑火災事故中，由電氣因素引發的火災所占比例最高。在博物館火災事故中，電氣也是重要的誘發因素。和其他建筑一樣，博物館內存在大量電氣線路、設備和用具，面臨著很高的電氣火災風險：如為了體現不同場景下的燈光效果，經常大量使用各類照明燈具；大量使用LED屏，部分LED屏直接臨近可燃物安裝；為了使三維立體模型效果更逼真，采用動力機械、變壓器等設備，使用電腦、打印機、自動售貨機、自助查詢機等現代電子設備，布設大量電線電纜，存在大量接線；設備在使用、維修過程中發生電氣故障，引發火災；經常舉辦臨時展出，導致臨時用電增加，用電負荷增大；額外鋪設電線電纜，誘發電氣火災。

1.2存在多種引火源

除了電氣因素引發火災外，博物館還面臨著多種類型引火源的威脅，主要有自然引火源和人為引火源兩類。自然引火源主要包括：靜電引發博物館內的易燃物;雷擊引發火災。人為引火源主要包括：人們放飛的孔明燈等明火源從外界飄人博物館；參觀人員攜帶火柴和打火機等引火源進人博物館；吸煙者進人博物館后亂扔未熄滅的煙頭；在博物館進行施工或藏品維修的過程中，進行電焊、氣焊作業施工產生的電火花、氣焊施工中使用的明火等。

1.3存在易燃危險品

博物館內一般設有藏品庫區和技術工作區，由于文物保護、修復等工藝的需要，往往使用并儲存一定量的化學藥品，其中很多是易燃危險品。這些藥品的使用，極大地增加了博物館的火災危險性:由于制作處理標本、文物修復和復制的需要，博物館內通常使用乙醇、丙酮、汽油、甲醛等,并有一定量的存放，它們都是易燃化學品；為了防止藏品受到蟲害或者被蟲卵、霉菌感染，博物館常需要使用殺蟲劑進行殺蟲和滅菌，很多殺蟲劑都是易燃危險化學品;博物館在改造、維修及展出籌備期間，常需要進行噴漆作業，用到的油漆、稀釋劑等都是易燃危險品，當遇到靜電或明火時容易被引燃。

1.4火災荷載大

可燃物種類、數量和分布是決定建筑火災蔓延的重要因素。由于歷史和使用功能方面的原因，博物館建筑大量采用可燃材料建造和裝修，館內物品種類多、分布廣，其中很多都是可燃物，整體火災荷載很大。博物館一旦發生火災，火勢很容易蔓延，難以控制：不少博物館以傳統的木結構為主，使用木材作為主要建筑材料，導致其本身容易著火；一些博物館建筑本身的防火性能差，耐火等級低，博物館內部常常采用木地板等可燃材料進行裝修；博物館內存放的絲質、紙質、竹質、木質文獻資料及字畫等藏品本身具有可燃性；一些藏品雖然本身由不燃或難燃材料制成，但用于其包裝、陳列和保護的木條、塑料等往往都是可燃材料；藏品庫房內的文物較多，可燃性文物密集存放。

1.5消防設施存在問題

按要求設置各類消防設施，保證消防設施處干正常運行狀態，是及時發現和撲救火災、阻止火災蔓延擴大、保證人員和財產安全疏散的重要手段。但不少博物館都存在消防設施配備不齊、不能正常使用的情況：有些博物館建成年代較早，屬于古建筑，缺乏必要的消防設施，僅僅簡單地配備了滅火器或室外消火栓系統，沒有設置火災自動報警、自動噴水滅火、室內消火栓等消防系統；有些博物館雖然設置有完備的消防系統，但消防設施維護管理不到位，一些消防設施長期處于故障或癱瘓狀態，發生火災后不能正常發揮作用，比如在巴西國家博物館火災中，由于室外消火栓開啟后不能正常出水，導致未能在第一時間將火勢控制住。

1.6人員和藏品疏散困難

博物館建筑往往結構奇特，各場館互相連通，館內布局復雜。如果發生火災，造成的損失將不可估量。對博物館火災，人員和藏品面臨的危險主要表現在：博物館的展示廳為人員密集場所，館內日常參觀人員眾多，一旦發生火災，火焰和煙氣容易迅速蔓延，人員疏散將面臨很大的挑戰；博物館內展覽區和藏品室都分布著大量藏品，展覽區藏品往往在很大的空間范圍內分散布置，在火災情況下不利于對其進行緊急疏散；藏品室內很多名貴文物集中放置，面臨在火災中集中燒毀的風險；如果建筑發生坍塌，則后果更為嚴重。

2博物館防火對策

提高建筑本身防火性能在建筑設計、建設、裝修時，除了滿足建筑使用功能和經濟成本要求時，著重考慮好建筑耐火等級、防火構造、防火分區分隔等方面的問題，從根本上保證建筑本身不發生燃燒、耐得住火災，不成為火災蔓延的載體。對木結構建筑的博物館，應采取必要的技術措施，比如在木結構建筑與其他建筑之間加設防火墻，或在可燃木構件表面涂防火涂料，提髙其防火性能。對新建和改造的博物館，應優化館內平面布局，將藏品修復室、標本處理室等存在易燃危險品的場所與其他場所嚴格分隔，做好可燃展品之間的防火分隔。博物館裝修和裝飾應從嚴執行相關規范防火方面的規定，盡可能采用不燃和難燃材料，確需采用可燃材料的，必須采取防火技術措施，杜絕采用易燃材料。

2.1加強電氣防火措施

為有效預防博物館電氣火災的發生，對博物館內的電氣線路、用電器具和設備，應結合實際采取可靠的電氣防火措施。首先，規范電氣線路的敷設，電氣線路產品應符合阻燃要求，線路敷設和連接應規范，對古建筑類型的博物館，其電氣線路應做好穿管保護措施，老化的線路應及時更換。其次,加強用電設備的使用管理，特別要加強對動力用電的管理，謹慎使用大功率電器和使用過程中容易發熱的用電設備，顯示屏采用不容易發熱的產品，照明和用電盡量采用冷光源。再次，做好臨時用電管理,臨時用電必須經過審批，做好現場保護措施。

2.2完善消防設施并做好維護管理

設置完善的消防設施，保證消防設施的正常運行，是及時發現和撲救火災、限制火災蔓延的主要手段。為提升博物館的消防安全水平，應參照國家、行業和地方消防管理規定及技術標準的要求，設置移動滅火器、火災自動報警設備、自動滅火設備、室內外消火栓等消防設施并保證其正常運行。新建、擴建的博物館應參照GB 50016 2014《建筑設計防火規范》（2 0 1 8年版）和JGJ 66-2 0 1 5《博物館建筑設計規范》等的規定，嚴格設置建筑消防設施。對早期建成的博物館和直接采用歷史建筑的博物館，可參考現行規范條文，結合古建筑特點增設消防設施，并應符合《古建筑消防管理規則》（文化部、公安部，1984年2月2 8日）、《文物建筑消防安全管理十項規定》（國家文物局、公安部，2 0 1 5年7月1 6日）等古建筑防火方面的規定。博物館建筑消防設施的維護管理應安排專人負責，盡可能委托給專業的消防設施維保單位開展。

2.3加強日常消防管理

根據博物館特點，加強日常消防管理應重點關注以下幾個方面：一是加強火源管理。加強外來火源管理，禁止攜帶火種進入博物館，禁止在館內吸煙，加強周邊區域監控，防范孔明燈、外部飛火等進人博物館；嚴格博物館維修、改造施工期間的用火管理，避免人為失誤引發的火災。二是加強宣傳教育。聘請專業的消防培訓人員對博物館內的工作人員定期進行消防安全培訓和考核，確保其掌握崗位需要的消防安全知識，具備初期火災處置能力；對參觀人員，通過電子顯示屏和廣播系統播放消防安全注意事項、在館內張貼消防安全提示等方式，增強火災防范意識。三是落實隱患排查整改。博物館內部消防管理人員或聘請的外部專業消防技術人員，應定期開展隱患排査，保證隱患排查的頻率和質量，發現隱患及時處理。四是做好應急管理。要完善應急預案，并加強演練，保證火災時快速滅火和疏散人員；對博物館建筑來說，還要優化內部藏品分布，確保火災時有序疏散館內藏品，滅火救援時不對重要文物造成損害。

2.4采用智慧消防技術

縱觀消防行業現狀，傳統消防面臨諸多問題，通過推進智慧消防建設，實現由“傳統消防"向“智慧消防"的轉變是大勢所趨。智慧消防作為智慧城市建設的重要組成部分，運用物聯網、移動互聯網、云計算、大數據、人工智能等現代技術手段，將消防設施等要素有機結合起來，“自動"采集、傳遞、處理和應用消防信息，實現動態感知、智能研判、精準防控，有效提升消防工作效率和消防安全水平。2017年1 0月1 0日，公安部消防局發布了《關于全面推進“智慧消防"建設的指導意見》(公消〔2017〕2 9 7號），為全面推進智慧消防建設奠定了政策基礎。當前，智慧消防產業正在迅速發展，從總體技術架構和市場發展狀況來看，主要集中在消防智能終端產品研發、信息傳輸技術應用、消防安全應用平臺開發幾個層面。同時，眾多智慧消防系統已經走向應用，包括消防報警監控系統、消防水源監測系統、電氣火災監控系統、消防設施巡查系統、智能消防預警系統、單位消防安全管理系統、消防實戰指揮平臺等。諸多智慧消防項目的落地，為社會消防安全提供了先進的產品和解決方案，推動著消防產業向高度信息化、智能化的方向轉型升級。

對博物館來說，智慧消防系統能實現對火災自動報警系統、滅火系統消防設施運行狀況的實時監測，“自動"發現并及時修復消火栓系統、噴淋系統、消防水池、消防水箱、電氣線路和用電設備等異常情況，保證系統處于正常運行狀態。同時，采用“智慧"消防安全管理系統，將消防系統與安防監控等系統有效融合，通過對采集的數據進行分析，評估安全狀態，及時發出預警信息，防患于未然。博物館可積極運用現代消防技術，增強火災預警、監測和處置能力，提升消防安全水平。

3安科瑞限流式保護器的介紹與選型

3.1限流式保護器的設計

電氣防火限流式保護器可有效克服傳統斷路器、空氣開關和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產生的電弧火花大，以及使用壽命短等當弊端，發生短路故障時，能以微秒級速度快速限制短路電流以實現滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，保障使用場所人員和財產的安全。

安科瑞ASCP200-1電氣防火限流式保護器的主要元件是固態開關，不同于傳統家用的空氣開關（微斷）。我們知道，傳統空氣開關的斷開是一種機械運動過程，分斷時間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負載斷開時通常伴隨有電弧的產生。而固態開關的斷開則是依靠半導體內部的載流子運動實現，分斷時間微秒級，速度快，無電弧產生。

如圖1所示，當發生短路故障時，傳統空氣開關在電流升至C點時才能動作，且無法瞬時切斷電流，而固態開關則可以在電流升至B點時即瞬間切斷短路電流。