分析建筑電氣防火設(shè)計中電線電纜的應(yīng)用

馬偉楊

（太原市建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030002）

通過對我國近年來建筑火災(zāi)事故的分析，發(fā)現(xiàn)電氣火災(zāi)事故的發(fā)生率相較于其他類型的火災(zāi)事故較高，電氣線路故障是電氣火災(zāi)事故的重要誘因。建筑電氣線路的防火安全問題已成一項熱點(diǎn)話題，提高電氣系統(tǒng)的防火性能是一個亟待解決的問題。隨著建筑物電氣線路數(shù)量和分布密度的增加，施工工藝不斷復(fù)雜，在一定程度上增加了火災(zāi)事故發(fā)生的概率。因此，為了提高建筑電氣系統(tǒng)的防火性能，必須改進(jìn)防火設(shè)計方案，以電線電纜的合理應(yīng)用作為防火設(shè)計的基礎(chǔ)。

1 建筑電氣火災(zāi)發(fā)生的原因分析

近年來，高層建筑火災(zāi)事故在我國屢見不鮮，主要原因是防火設(shè)計不當(dāng)和電氣系統(tǒng)安裝不當(dāng)，這些都是早期施工存在的隱患。因此，必須了解電氣火災(zāi)發(fā)生的原因，為設(shè)計防火系統(tǒng)提供參考，并采取有效的預(yù)防措施。通常短路、接線不良和配電安裝不當(dāng)是造成電氣設(shè)備火災(zāi)的主要原因：1）短路。短路造成電氣設(shè)備火災(zāi)主要包括以下兩種情況，一是由于電線電纜絕緣部分受外力損壞會導(dǎo)致芯體外露，外露芯體或帶電體與之接觸造成短路，導(dǎo)致火災(zāi)事故［1］。例如，沒有采用線槽或保護(hù)管進(jìn)行線路敷設(shè)，受外力沖擊擠壓造成線路絕緣層損壞，導(dǎo)致短路發(fā)生火災(zāi)。二是由于過熱、水浸、霉變和陽光直射等原因，線路絕緣水平降低，外部因素引起短路。2）連接不良。導(dǎo)體連接不良是引起電氣火災(zāi)事故的主要原因之一。電氣設(shè)備的線路連接都是固定連接，而插頭、開關(guān)觸頭、插座是不斷續(xù)連接，這兩種接線方式都可能因接線不良而引起高溫，導(dǎo)致發(fā)生電氣火災(zāi)［2］。導(dǎo)體連接不良會引起電阻上升，接觸部位溫度升高，如果不加以有效控制，最終可能出現(xiàn)電氣火災(zāi)。3）電力裝置安裝不當(dāng)。電力系統(tǒng)如果設(shè)計不正確，即電氣設(shè)備能正常工作，也會發(fā)生電弧或溫度過高，存在火災(zāi)安全事故的隱患。

2 建筑電氣防火設(shè)計中電線電纜相關(guān)介紹

2.1 電線電纜的分類

電線電纜的功能是傳輸電能，同時又能轉(zhuǎn)換電磁能，實(shí)現(xiàn)電能的分配，為人們的生產(chǎn)、工作和日常生活服務(wù)。近年來，隨著材料科學(xué)的飛速發(fā)展，電線電纜的性能不斷提高，耐火電線電纜、阻燃電線電纜和無鹵低煙阻燃耐火電線電纜廣泛應(yīng)用于建筑建設(shè)［3］中。使用阻燃電線電纜的優(yōu)點(diǎn)是可以提高電線電纜的阻燃能力，延緩火災(zāi)的發(fā)生，為人們提供寶貴的逃生時間。另外，對阻燃電線電纜也有明確的使用要求，即燃燒損區(qū)必須不得超過2.5m，這樣降低火災(zāi)損失。耐火電線電纜與阻燃電線電纜兩者有相識之處，區(qū)別在于耐火電線電纜可以在明火下，在一定的時間內(nèi)保證電力系統(tǒng)的繼續(xù)運(yùn)行，可以減緩火勢蔓延。目前，高層建筑、地鐵和大型電站中通常會使用耐火電線電纜。無鹵低煙阻燃耐火電線電纜的最大優(yōu)點(diǎn)在于，一旦發(fā)生火災(zāi)，能見度高，便于人員安全逃生。此外，電線電纜在燃燒時不會產(chǎn)生有毒氣體，減少有毒煙霧對人體的損害。

2.2 電線電纜選用規(guī)范

目前，我國有關(guān)規(guī)范指出：在一般的建筑工程中，如果室內(nèi)環(huán)境條件良好，可以選用聚氯乙烯絕緣或帶絕緣聚氯乙烯的電線電纜，如有項目資金充足，可以選用交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電線電纜［4］。在一類高層建筑或公共場所，對防火要求較高，應(yīng)使用無煙無鹵或阻燃低煙無鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜電線。此外，在建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計中，不僅要有非消防用電線電纜，還要應(yīng)用消防專用電線電纜。例如，在消防專用電線電纜方面，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計自動報警總線，其燃燒性能必須優(yōu)于B2。在使用電線電纜的過程中，不同類型、性能的電線電纜使用方式也存在不同。如阻燃電線電纜一般用于交流50Hz及1kV以下的輸電線路，以確保電力傳輸?shù)陌踩Ｄ突痣娋€電纜成本高，全線使用會使造價較大，所以通常用于應(yīng)急電氣設(shè)備，以確保電氣設(shè)備在發(fā)生火災(zāi)事故時能正常運(yùn)行。

3 建筑電氣防火設(shè)計中電線電纜的應(yīng)用

3.1 選擇電纜類型

電線電纜的主要功能是傳輸電流電子，在輸送電力的同時本身也會發(fā)熱，在短路、局部過熱等情況下，電線電纜絕緣性能會下降，會發(fā)生絕緣層損耗甚至燒毀，導(dǎo)致火災(zāi)事故［5］。工作人員在選擇電線電纜的過程中，需要全面考慮電線電纜的燃燒特性、產(chǎn)煙毒性、微粒、熔物等，為了不影響電線電纜傳輸功能，有關(guān)人員需要注意以下幾點(diǎn)：1）在設(shè)計過程中，要制定突發(fā)事件解決方案，盡量避免或減少火災(zāi)事故對生命財產(chǎn)的損害。2）在電線電纜選型過程中，工作人員必須嚴(yán)格遵守《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》、《電線電纜防護(hù)設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，確保電線電纜設(shè)計的合理性，并結(jié)合建筑電氣防火設(shè)計的實(shí)際要求，根據(jù)建筑電氣系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)選用電線電纜［6］。若是難以符合電線電纜防護(hù)方面的有關(guān)規(guī)定，工作人員應(yīng)需要選擇等級最高的電線電纜。3）電路設(shè)計應(yīng)盡可能簡單，減少不必要的電力消耗，控制電線電纜長度，降低施工成本，減少電線電纜自身的發(fā)熱量，這些要點(diǎn)在電力系統(tǒng)設(shè)計中著重考慮。在選擇電線電纜方面，不同情況下有不同的規(guī)定。新版《建筑消防設(shè)計規(guī)范》 （gb50016-2014），要求商業(yè)高層建筑物，在發(fā)生火警時必須保持三小時的電力傳輸，所以電線電纜的防火時間必須超過三小時，其他建筑物可控制在兩小時左右。此外，火災(zāi)有毒煙霧是造成人員傷亡的主要原因，而由于鹵系阻燃劑的作用，該阻燃劑材料在燃燒過程中可以釋放鹵化氫，容易產(chǎn)生有毒煙霧。因此，應(yīng)盡量選擇無鹵低煙的電線電纜，減少電線電纜在火災(zāi)中燃燒所產(chǎn)生的煙霧，即使產(chǎn)生少量的煙霧也需要保證能見度。在設(shè)計中，有些設(shè)計人員過于重視使用無煙電纜，導(dǎo)致成本過高，同時無煙電纜的電力傳輸比普通電纜差，難以支撐某些特殊設(shè)備，因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況從不同角度考慮選擇合適的電線電纜。

3.2 確定敷設(shè)方式

1）電線電纜敷設(shè)過程中，應(yīng)通過添加保護(hù)層提高電線電纜的防火性能，保持相對穩(wěn)定的密閉敷設(shè)。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的供電線路和消防聯(lián)動控制線路在火災(zāi)發(fā)生時應(yīng)良好運(yùn)行，并應(yīng)具有良好的耐火性能。在報警總線、消防應(yīng)急廣播中應(yīng)采用阻燃耐火電線電纜，避免火警失效。2）根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境選擇敷設(shè)方式，消防設(shè)備控制單元配電線路應(yīng)滿足連續(xù)供電的需要，明敷設(shè)時應(yīng)用金屬套管或封閉式金屬槽保護(hù)［7］。使用阻燃或耐火電線電纜時，可不使用金屬套管或封閉式金屬槽保護(hù)，礦物類絕緣電纜可直接敷設(shè)。暗敷電線電纜時應(yīng)在不可燃結(jié)構(gòu)內(nèi)穿孔敷設(shè)，保護(hù)層厚度不得小于30毫米。

圖1 電線套管保護(hù)

3.3 完善防火措施

防火措施的配置也需要設(shè)計人員的高度重視，如果防火措施的布置受敷設(shè)空間的限制，設(shè)計人員應(yīng)在分界處設(shè)置防火隔斷。同時，設(shè)計人員應(yīng)在必要的位置防火密封，包括電纜橋架、電纜隧道、電纜隔墻、配電室、電纜溝、封閉式母線、控制室溝口、建筑物入口等位置，并確保防火密封等級滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。漏電報警器和RCD也可以很好地為建筑電氣消防設(shè)計服務(wù)，漏電報警器具有實(shí)時記錄、控制和保護(hù)的功能，為消防設(shè)備提供雙重保護(hù)。RCD具有很強(qiáng)的漏電保護(hù)功能，可與電線電纜配合，更好地為消防設(shè)備提供漏電保護(hù)作用。因此，設(shè)計人員必須重視RCD的設(shè)置，一旦RCD失靈或不能正常工作，建筑消防系統(tǒng)就會癱瘓，電氣火災(zāi)風(fēng)險也會大大增加。

4 結(jié)語

綜上所述，加強(qiáng)建筑電氣防火設(shè)計不僅是人們生活和生產(chǎn)的需要，也是保障生命財產(chǎn)安全的關(guān)鍵。電線電纜的應(yīng)用與建筑電氣防火設(shè)計的質(zhì)量息息相關(guān)，為了有效減少建筑物中電線電纜火災(zāi)事故的發(fā)生，有關(guān)從業(yè)人員有必要遵循電線電纜適配原則和敷設(shè)注意事項，以確保線路的科學(xué)合理，避免或減少事故的發(fā)生，從而保障人民生命財產(chǎn)的安全。