Проектирование систем пожаротушения для художественных галерей и учреждений культуры

Введение

Художественные галереи и культурные учреждения хранят самые ценные творения человечества — картины, скульптуры, исторические документы и артефакты, которые никогда не могут быть заменены. Проектирование систем пожаротушения для этих сред требует принципиально иного подхода, чем для обычных коммерческих или жилых зданий. Основной целью остается безопасность жизни, но одновременная необходимость защиты незаменимых коллекций от разрушительного воздействия воды, химических веществ, дыма и тепла вводит слои сложности. Хорошо разработанная стратегия противопожарной защиты балансирует быстрое подавление с минимальным побочным ущербом, включая специализированные средства обнаружения, средства подавления и конфигурации системы, которые уважают как ценность искусства, так и безопасность посетителей и персонала.

Уникальные вызовы в художественных галереях и культурных учреждениях

Культурные объекты представляют собой сближение рисков, редко встречающихся в других типах зданий. Содержимое часто чувствительно к экологическим экстремальным условиям, сами пространства могут быть архитектурно сложными, а общественный характер этих объектов требует постоянной доступности.

Сохранение произведений искусства

Вода из обычных спринклерных систем может нанести катастрофический ущерб картинам на холсте, бумаге, текстиле и деревянных артефактах. Даже небольшой разряд может привести к необратимому окрашиванию, деформации, росту плесени и растворению пигмента. Дым, даже от небольшого пожара, может откладывать сажу и коррозионные остатки на деликатных поверхностях, требуя дорогостоящих и рискованных консервационных процедур. Газовые агенты и водяной туман смягчают эти риски, но их необходимо тщательно выбирать на основе конкретных материалов, размещенных в каждой галерее или зоне хранения.

Безопасность посетителей и персонала

Безопасность жизни остается наивысшим приоритетом. Посетители могут быть незнакомы с маршрутами выхода, и многие культурные учреждения могут вместить большие толпы, включая школьные группы, пожилых людей и людей с ограниченными возможностями. Планы эвакуации должны быть интегрированы с системами обнаружения и подавления пожара, чтобы обеспечить четкие сигналы направления и адекватное время выхода. Автоматические системы подавления не должны создавать токсичные побочные продукты или уменьшать видимость на маршрутах эвакуации. Инертные газы, например, могут снизить концентрацию кислорода до уровней, которые могут быть опасны для пассажиров, если система разряжается до полной эвакуации.

Экологическая чувствительность и занятость

Работы требуют строгого контроля температуры и влажности, обычно между 65-75 ° F и 45-55% относительной влажности. Системы пожаротушения не должны нарушать эти условия в течение длительных периодов. Высокие потолки, открытые атриумы и большие выставочные залы создают проблемы обнаружения и подавления - пожары могут быть медленными, чтобы достичь датчиков, установленных на потолке, и традиционные спринклеры могут эффективно не покрывать очень высокие пространства. Кроме того, ремонт и строительные работы в действующих учреждениях вводят временные пожарные опасности, которые требуют тщательного управления.

Системы пожаротушения для учреждений культуры

Ни одна система не отвечает всем потребностям. Наиболее эффективные стратегии включают в себя сочетание подходов, часто зонируемых риском. Ниже приведены основные методы подавления, используемые сегодня.

Системы водяного тумана

Системы водяного тумана выделяют ультратонкие капли воды (обычно 10-100 микрон), которые поглощают тепло и вытесняют кислород посредством испарения. Небольшой размер капель минимизирует сток воды и сопутствующие повреждения по сравнению с обычными спринклерами. Эти системы особенно эффективны для защиты древесины, бумаги, текстиля и среды для покраски, поскольку количество применяемой воды является частью того, что используется стандартными спринклерами. Водный туман также может подавлять горючие жидкие пожары в мастерских или местах хранения. Существуют два основных типа: высокое давление (работает выше 1000 фунтов на квадратный дюйм) и низкое давление (менее 500 фунтов на квадратный дюйм). Оба требуют выделенных насосов, фильтрации и часто азотных или воздушных цилиндров для продвижения водяного тумана. Техническое обслуживание более вовлечено, чем стандартные спринклеры, но компромисс в защите артефактов является значительным.

Системы подавления газа

Газовые (газообразные) системы подавления используют инертные газы или химические агенты для тушения пожаров путем снижения концентрации кислорода ниже уровня, необходимого для горения, или путем прерывания химической цепной реакции. Эти системы не оставляют никаких остатков, что делает их идеальными для чувствительных сборов.

Все газообразные системы подавления требуют, чтобы защищенное пространство было плотным (для удержания концентрации агента в течение назначенного времени выдержки) и должно быть интегрировано с автоматическим обнаружением и механизмами закрытия дверей.

Системы спринклеров Pre-Action

Системы спринклеров предварительного действия представляют собой гибрид между системами сухих и влажных труб. Вода удерживается электрическим клапаном, который открывается только после события обнаружения пожара (например, от датчиков дыма или тепла). Сами спринклерные головки открыты на стороне обнаружения; вода течет только тогда, когда клапан высвобождается и спринклерная головка взрывается. Этот двухэтапный процесс практически исключает случайный сброс воды из поврежденных трубопроводов или кражи головок. Системы предварительного действия широко используются в музейных местах хранения, архивах и галереях, где риск повреждения воды от нежелательной активации спринклера должен быть сведен к минимуму. Они не так эффективны, как водяной туман или газ на высокочувствительных материалах, но они предлагают экономически эффективное и кодовое решение для многих пространств.

Другие соображения: пенопласт и чистые агенты гибриды

В учреждениях культуры, как правило, не допускается подавление пены (например, AFFF) из-за остатков очистки и потенциального вреда артефактам. Однако в учреждениях с легковоспламеняющимися жидкостями (лабораториях по консервации, реставрационных мастерских) можно рассмотреть небольшие локализованные пенопластовые системы. Некоторые современные системы сочетают водяной туман с инертным газом в одном сопле для оптимизации скорости подавления и безопасности артефактов. Эти гибридные системы все еще появляются, но показывают перспективы в крупных галереях открытой планировки.

Соображения по дизайну

Проектирование интегрированной схемы противопожарной защиты требует глубокого понимания архитектуры здания, его заполняемости, ценности сбора и эксплуатационной гибкости.

Виды работ и материалов

Разные носители по-разному реагируют на огонь, тепло и средства подавления. Масло на холсте может разрушаться водой даже при низких объемах. Мрамор и камень могут трескаться под тепловым ударом. Фотографии, пленка и магнитные носители уязвимы как для дыма, так и для высокой влажности. Всесторонняя оценка риска должна отображать каждую область сбора на наиболее совместимую технологию подавления. Например, система водяного тумана может быть идеальной для хранилища, содержащего деревянные скульптуры, в то время как газовая система (Novec 1230) может быть лучше для архива редких книг.

Комната и занятость

Высокие потолки (20-60 футов) во многих галереях создают проблемы для обнаружения и подавления. Тепло и дым от огня могут стратифицироваться до достижения потолочных детекторов. Лучевые детекторы дыма и часто используются для раннего обнаружения дыма (например, VESDA) Для подавления системы водяного тумана с насосами высокого давления могут обеспечить эффективное покрытие даже на высотах, где обычные спринклеры будут выходить из строя. Плотность обитателей во время специальных выставок должна быть учтена во время разряда газовых систем — пассажиры должны быть в состоянии эвакуироваться до снижения уровня кислорода.

Системы обнаружения и сигнализации

Раннее обнаружение имеет решающее значение для предотвращения небольших пожаров от выращивания и производства дыма, который может повредить целые галереи. Помимо стандартных детекторов дыма точечного типа, культурные учреждения все чаще принимают:

Системы сигнализации должны быть зонированы, чтобы обеспечить частичную эвакуацию и избежать паники.Необходима интеграция с системой подавления: как правило, двухступенчатая последовательность сигнализации (сначала оповещение, затем эвакуация) предшествует высвобождению агента.

Экологический контроль и интеграция HVAC

Поддержание стабильной температуры и влажности имеет важное значение для сохранения артефактов. Системы пожаротушения должны безопасно взаимодействовать с системами HVAC. Например, системы подавления газа требуют, чтобы вентиляция автоматически отключалась перед разрядом, чтобы удерживать агент. И наоборот, системы водяного тумана нуждаются в достаточном движении воздуха, чтобы обеспечить равномерное распределение тумана. Кроме того, влияние подавления на влажность: водяной туман может временно повышать влажность — система осушителя или HVAC должна быстро компенсировать, чтобы избежать конденсации на произведениях искусства.

Соблюдение стандартов и правил

В Соединенных Штатах основными руководящими принципами пожарной защиты в музеях и исторических зданиях являются NFPA 909 (Кодекс по защите культурных ресурсов) и NFPA 914 (Кодекс по пожарной защите в исторических структурах). Эти стандарты предоставляют конкретные рекомендации по обнаружению, подавлению, планированию чрезвычайных ситуаций и реновации. Системы газового подавления регулируются NFPA 2001 (Стандарт по системам пожаротушения чистых агентов). Также применяются местные строительные кодексы и требования к страхованию. Дизайнеры должны тесно сотрудничать с инженером по пожарной защите, имеющим опыт работы в культурных учреждениях.

Планирование эвакуации и доступность

Маршруты эвакуации должны быть четко обозначены, беспрепятственны и достаточно широки, чтобы вместить толпы с колясками, инвалидными колясками и ходунками. Системы голосовой сигнализации с предварительно записанными сообщениями предпочтительны по сравнению с только рожками, поскольку они могут предоставлять конкретные инструкции. В крупных учреждениях поэтапный план эвакуации позволяет огню быть изолированным, в то время как другие зоны остаются безопасными. Конструкция системы подавления должна учитывать время, необходимое для очистки области перед сбросом агента - особенно для инертных газовых систем, которые создают кислород-дефицитную атмосферу.

Техническое обслуживание и испытания

Регулярные проверки, испытания и техническое обслуживание жизненно важны. Газообразные системы требуют периодических проверок давления в цилиндрах, чистоты сопла и герметичности корпуса. Системы водяного тумана нуждаются в очистке фильтра, испытаниях насосов и мониторинге качества воды для предотвращения засорения сопл. Системы предварительного действия должны иметь схемы обнаружения и механизмы клапанов, проверенные ежеквартально. Учреждения должны составлять бюджет для текущих контрактов на обслуживание и обучать персонал внутренних объектов работе системы и реагированию на сигнализацию.

Примеры тематических исследований и промышленности

Многие всемирно известные учреждения приняли передовые стратегии пожаротушения. Например, Смитсоновский институт использует комбинацию спринклеров перед действием и газового подавления во многих музеях и хранилищах. Лувр в Париже в значительной степени полагается на системы обнаружения дыма и водяного тумана для защиты своей обширной коллекции. Национальная галерея искусств [FLT: 4] в Вашингтоне, округ Колумбия, использует Novec 1230 в своих наиболее чувствительных местах хранения. Эти примеры демонстрируют, что индивидуальный подход, основанный на риске, а не система, подходящая для всего, необходим для защиты культурного наследия.

Обычные подводные камни, чтобы избежать

Заключение

Проектирование систем пожаротушения для художественных галерей и учреждений культуры требует тщательного баланса между безопасностью, сохранением и эксплуатационной практичностью. Выбирая технологии подавления, подходящие для каждой зоны - водяной туман для общих галерей, газовое подавление для хранения высокой ценности и спринклеры для менее чувствительных областей - учреждения могут защитить как жизнь, так и коллекции. Передовые системы обнаружения обеспечивают как можно более раннее предупреждение, сводя к минимуму риск повреждения дымом. Соблюдение NFPA 909 и NFPA 2001 NFPA гарантирует, что проекты соответствуют признанным передовым практикам. Привлечение инженеров пожарной защиты, которые специализируются на культурном наследии, имеет важное значение для предотвращения дорогостоящих ошибок и обеспечения того, чтобы установленные системы работали надежно, когда это необходимо, без ущерба для целостности художественных сокровищ мира.

Для дальнейшего чтения обратитесь к Решения для противопожарной защиты музея от ведущего системного интегратора и Руководящие принципы Смитсоновского института по противопожарной защите коллекций .