論消防設備供電線纜及應用

任耀輝

(廈門大學建筑設計研究院，福建 廈門 361005)

論消防設備供電線纜及應用

任耀輝

(廈門大學建筑設計研究院，福建 廈門 361005)

通過綜述消防設備供電線纜的術語、分類及規范對消防設備供電線纜的選用要求，分析了當前消防設備供電線纜從術語、消防線路產品及設計選用等方面存在的問題，提出應規范并豐富消防設備供電線纜的術語，科學地劃分產品類別，并結合產品標準及檢驗標準，將滿足消防設備在火災事故時連續供電要求的線纜應用在建筑防火工程中去，已達到減少火災危害，保護人員和財產安全的目的。

防火線纜 耐火線纜 礦物絕緣電纜

0 引言

消防設備供電線纜的應用從設計規范到產品標準本應清楚明了，但其術語、規范規定、產品生產及應用各環節在當前仍存在或多或少的問題，主要表現在工程設計與施工圖審查、工程設計與業主、消防線路產品與設計規范等方面。

因此，本文將從消防供配電線纜術語、規范規定、消防線路產品標準、工程應用及從業者的學術觀點等方面進行綜述，尋找產生矛盾和沖突的原因，提出個人觀點及解決之道，以期解決消防設備供電線纜的選擇問題。

1 消防設備供電設備線纜的術語及分類

消防用電線電纜常見的術語有：防火電纜、耐火電纜、礦物絕緣電纜。而礦物絕緣電纜又稱之為礦物絕緣類電纜，分有多種類型，如隔離型礦物絕緣電纜、柔性礦物絕緣電纜等。以上線纜術語其內涵和外延模糊不清，又相互稱謂，對消防線路產品的生產、應用造成了一定的影響。

1.1國家規范中的消防設備供電線纜的術語及解釋

1)礦物絕緣電纜

在GB 50054-2011《低壓配電設計規范》中的術語解釋為：在同一金屬護套內經壓縮的礦物粉絕緣的一根或數根導體組成的電纜；在JGJ 232-2011《礦物絕緣電纜敷設技術規程》中的術語解釋為：用普通退火銅作為導體，氧化鎂作為絕緣材料，普通退火銅或銅合金材料作為護套的電纜。

2)耐火電纜

在GB 50217-2007《電力工程電纜設計規范》中的術語解釋為：具有耐火性的電纜。而耐火性是指在規定試驗條件下，試樣在火焰中被燃燒而在一定時間內仍能保持正常運行的性能。

3)防火電纜

防火電纜未見規范性術語及解釋，為從業者習慣稱謂，將具有一定防火性能的電纜統稱為防火電纜。

1.2消防設備供電線纜的類別

1.2.1 設計手冊對消防線纜類別的劃分

如何劃分消防用電線電纜類別，當前沒有統一標準，《工業與民用配電設計手冊》對消防用線纜統稱為耐火線纜。按耐火特性分為A類和B類，見表1；按耐火電纜絕緣材質分有機和無機；按耐火材質分為云母包帶、云母包帶加隔氧層、氧化鎂絕緣，見表2。

表1 耐火電線電纜耐火特性分類表

表2 耐火電線電纜耐火絕緣材質分類表

1.2.2 國家標準對消防線纜類別的劃分

國家標準沒有明確劃分消防線纜的類別，但從產品標準可知，線纜可分為耐火電線電纜和礦物絕緣電纜兩大類。

1)耐火電纜

耐火電纜有國家標準和公共安全行業標準。國家標準GB/T 19666-2005《阻燃和耐火電線電纜通則》對耐火線纜的分類見表3；公共安全行業標準 GA 306.2-2007 《阻燃及耐火電纜 塑料絕緣及耐火電纜分級和要求 第2部分：耐火電纜》對耐火線纜按級別分類，共分為四級，分別標記為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級，耐火特性為750℃～800℃；耐火A類的標記為ⅠA級、ⅡA級、ⅢA級、ⅣA級，耐火特性為950℃～1 000℃。

2)礦物絕緣類電纜

礦物絕緣類電纜如何劃分類別，即哪些線纜產品屬于礦物絕緣類電纜，國家標準并未有明確規定。國家標準GB/T 13033.1-2007《額定電壓750V及以下礦物絕緣電纜及終端 第1部分：電纜》對礦物絕緣電纜結構有明確的要求：即銅芯導體、壓實礦物絕緣包圍所有導體、普通退火銅或者銅合金護套、可供選擇的擠制外套。

表3 耐火電纜系列

注：其他代號在考慮中。

2 現行國家規范及地方標準對消防線纜的選用要求

消防用線纜的選用，國家規范及地方標準都有規定，卻不盡相同。JGJ 16-2008《民用建筑電氣設計規范》(以下簡稱“《民規》”)是按照GB 50116-98《火災自動報警系統設計規范》劃分的不同保護對象分級，確定消防線纜的選擇，如表4所示；而JGJ 242-2011《住宅建筑電氣設計規范》按照建筑物高度或層數選擇消防線纜的類別，見表5。

有代表性的上海地方標準DGJ 08-93-2002《民用建筑電線電纜防火設計規程》同《民規》相似，也是將建筑物分成特級、一級、二級、三級并根據建筑物不同分級確定消防設施電線電纜的選擇。

表4 JGJ 16-2008對消防電線電纜的選擇

表5 JGJ 242-2011對消防電線電纜的選擇

GB 50016-2014《建筑設計防火規范》(以下簡稱“《建規》”)則不同，其第10.1.10條之3款根據消防線路的敷設條件“消防配電線路宜與其他配電線路分開敷設在不同的電纜井、溝；缺有困難需敷設在同一電纜井、溝內時，應分別布置在電纜井、溝的兩側，且消防電纜線路應采用礦物絕緣類不然性電纜”。

3 從學術觀點討論消防線纜的選用

筆者通過調查發現，學術上對消防線纜的選用，多從建筑物不同場所的火災延續時間及消防設備在火災發生期間所需要的最少供電持續時間入手。

3.1建筑物的火災延續時間及消防線路的持續供電時間

不同的建筑物有著不同的耐火等級，不同的耐火等級確定了建筑物所能承受的火災延續時間。表6僅列表了工業及民用建筑、人防工程、地下建筑部分場所的火災延續時間。從表6中可看到，不同建筑物最大火災延續時間從1～3h不等，建筑物消防主要設備消防線路的連續供電時間只要大于該建筑物的最大火災延續時間即可。

表6 不同場所的火災延續時間

《民規》給出了不同消防設備的連續供電時間，見表7。表7僅列出部分消防設備的連續供電時間。

表7 要消防用電設備在火災發生期間的最少供電持續時間

3.2消防線路產品標準對消防線纜的耐火特性的要求

有機絕緣耐火電纜及礦物絕緣電纜，國家及相關行業有完善的產品標準。有機絕緣耐火電纜產品多能滿足GA 306.2-2007《阻燃及耐火電纜》及GB/T 19666-2005《阻燃和耐火電線電纜通則》，按照GB/T 19216.21進行耐火試驗，保持線路完整性的時間為90min；礦物絕緣電纜多能滿足GB/T 13033.1-2007《額定電壓750V及以下礦物絕緣電纜及終端》，按照GB/T 19216.21-2003《在火焰條件下電纜或無纜的線路完整性試驗》進行耐火試驗，保持線路完整性的時間為180min；柔性礦物絕緣電纜及隔離型礦物絕緣電纜等礦物絕緣類電纜，筆者尚未見到有關產品標準的相關信息，其產品質量及耐火能力不確定。

3.3不同類型的消防線路在不同敷設條件下的連續供電時間

消防線路產品在實際火災事故中保持線路完整性及連續供電時間與試驗條件下保持線路完整性的時間不同，而且試驗條件下還沒有考慮敷設、水噴淋、重物墜落沖擊等條件的影響。模擬實體火災實驗則考慮了上述條件，其試驗結果最能接近現實火災條件下消防線路的連續供電時間。

我國研究機構所做的實體火災試驗表明，只有埋墻暗敷及防護橋架敷設的耐火電纜和直接明敷的礦物絕緣電纜能在>60min的時間內有效，明敷和穿管明敷的電纜(除礦物絕緣電纜外)均在30min內全部失效。

由于礦物絕緣電纜在950～1 000℃可連續供電3h，且具有一定的抗水噴淋、重物墜落沖擊能力，則火災延續時間為3h的建筑物消防設備供電線路宜選用該類電纜。

4 消防線纜選擇問題的解決

4.1規范消防線纜的術語及其產品標準

筆者認為，應該規范并豐富消防線纜的術語，明確其內涵和外延，讓消防線纜產品名正言順，工程設計者也能將合格的消防線纜產品應用在建筑工程中去；另外，產品標準應能跟上新產品及新科技發展的需要，讓新產品能在標準的約束下生產，這樣也才能保證產品的質量。

比如某設計單位在機場的設計中選用了所謂的隔離型礦物絕緣電纜，工程審查時專家認為不符合GB 50054-2011第2.0.37條術語中所定義的礦物絕緣電纜。究其原因，還是我國的消防用電線電纜從術語到產品標準都沒能滿足科技發展的需要。

隨著科學技術的進步，會有許多符合國家燃燒耐火實驗相關標準的新產品出現，要將這些新產品應用在工程建設中，就需要從術語、產品標準到設計規范為新產品的使用“架橋鋪路”。

4.2科學地劃分消防線纜的產品類別

如本文1.2所述，當前消防線纜產品類別劃分沒有統一標準，致使消防線纜的稱謂、產品的生產及工程應用都存在問題。

比如礦物絕緣類電纜，何為礦物絕緣類電纜？《民規》編寫組做出回應認為：《建規》和《民規》的報批稿對礦物絕緣類電纜有明確的定義。然而，《民規》的報批稿筆者沒有看到，但《建規》第10.1.10條條文解釋也并沒有明確對礦物絕緣類電纜做出定義。

現在，電纜廠家生產了多種類型的所謂礦物絕緣類電纜，隨著《建規》第10.1.10條規定的實施，各種礦物絕緣類電纜被大量應用在建筑防火工程領域，其產品沒有生產標準和敷設技術規程，工程應用的結果不得而知。筆者看到的資料圖片顯示，工程安裝的柔性礦物絕緣電纜中存在銅皮開裂、被壓扁扭曲等現象，僅電纜基本的絕緣性能就令人擔憂。

筆者認為，國家相關部門應及時修編消防電纜通則及消防電纜產品標準，科學地劃分消防線纜類別，并提出檢驗標準要求，而工程應用則由設計規范和施工規程確定。只有這樣，才能各負其責，科學有序地推進消防線纜的生產和應用。

4.3制定消防線路產品的選用標準

保護人身和財產安全本應是選擇消防線路產品的出發點，而現時國家規范及地方標準并非如此。如《民規》是以建筑物火災危險性、重要性等為依據；而《建規》則是以消防線路敷設情況為選擇依據，這都違背了各類防火規范總則中有關“保護人身和財產安全”的宗旨。

筆者認為，建筑內任一處火災事故都會影響消防線路的連續供電，而電氣井內的電纜火災僅是建筑火災事故的一種。因此，這完全可以通過線路的敷設方式(如采用專用防火槽盒并敷設在電纜井的兩側等措施)進行改進。常有這樣的工程設計：地上建筑有少量的消防負荷如應急照明、防火卷簾門、穩壓泵等，因其供電線纜與其他配電電纜在同一電氣井內敷設，按照《建規》10.1.10條之3款的規定，必須采用礦物絕緣電纜；而地下室有大量的消防設備如排煙風機、送風機、消防泵等卻采用有機絕緣耐火電纜。這不僅不合理，也讓有關防火規范中消防設備供電線纜選用的規定形同虛設。

因此，在筆者看來，借鑒學術觀點，結合建筑物的火災延續時間(見上文表5)及消防設備在火災延續時間內最小供電時間要求，根據不同消防線路產品在不同敷設條件下的連續供電時間來選擇線纜的類別，才能真正解決消防線路產品的選擇問題，起到保障人民生命和財產安全的作用。筆者認為，消防設備連續供電時間在1h以內的消防線路可采用一般電線電纜；連續供電時間在1～2h以內的消防線路可采用有機絕緣耐火線纜；消防設備連續供電時間在3h及以上的消防線路可采用礦物絕緣電纜。除礦物絕緣電纜可直接明敷外，其他消防線路的敷設尚需滿足《建規》第10.1.10條之1～2款的規定。

5 結束語

消防設備供電線路產品的生產及應用事關人民生命及財產安全，也體現了一個國家的科技發展水平。要解決消防線纜選用存在的問題，只有從消防線路產品的術語、生產標準、檢驗標準及設計應用規范出發，讓消防線纜術語及線纜通則區分并確定消防線纜的類別，產品標準指導線纜的生產，檢驗標準判定消防線路產品的耐火性能，設計規范確定消防線路產品使用場所，施工及驗收規范保證施工質量安全可靠。也只有這樣才能將滿足耐火性能要求的消防線纜應用在建筑消防工程上，這也是本文希望之所在。

[1] JGJ 16-2008民用建筑電氣設計規范[S]. 北京:中國建筑工業出版社,2008.

[2] GB 50016-2014建筑設計防火規范[S].北京:中國計劃出版社,2014.

[3] GB 50974-2014消防給水及消火栓系統技術規范[S].北京:中國計劃出版社,2014.

[4] GB 50054-2011低壓配電設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2012.

[5] GB 50217-2007電力工程電纜設計規范[S].北京:中國計劃出版社,2008.

[6] JGJ 232-2011礦物絕緣電纜敷設技術規程[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.

[7] JGJ 242-2011住宅建筑電氣設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.

[8] GB/T 19666-2005阻燃和耐火電線電纜通則[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.

[9] GA 306.2-2007阻燃和耐火電纜 塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級和要求 第2部分：耐火電纜[S].北京:中國標準出版社,2007.

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Ren Yaohui

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