分析建筑電氣防火設計中電線電纜的應用

馬偉楊

（太原市建筑設計研究院，山西 太原 030002）

通過對我國近年來建筑火災事故的分析，發現電氣火災事故的發生率相較于其他類型的火災事故較高，電氣線路故障是電氣火災事故的重要誘因。建筑電氣線路的防火安全問題已成一項熱點話題，提高電氣系統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量和分布密度的增加，施工工藝不斷復雜，在一定程度上增加了火災事故發生的概率。因此，為了提高建筑電氣系統的防火性能，必須改進防火設計方案，以電線電纜的合理應用作為防火設計的基礎。

1 建筑電氣火災發生的原因分析

近年來，高層建筑火災事故在我國屢見不鮮，主要原因是防火設計不當和電氣系統安裝不當，這些都是早期施工存在的隱患。因此，必須了解電氣火災發生的原因，為設計防火系統提供參考，并采取有效的預防措施。通常短路、接線不良和配電安裝不當是造成電氣設備火災的主要原因：1）短路。短路造成電氣設備火災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致芯體外露，外露芯體或帶電體與之接觸造成短路，導致火災事故［1］。例如，沒有采用線槽或保護管進行線路敷設，受外力沖擊擠壓造成線路絕緣層損壞，導致短路發生火災。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。導體連接不良是引起電氣火災事故的主要原因之一。電氣設備的線路連接都是固定連接，而插頭、開關觸頭、插座是不斷續連接，這兩種接線方式都可能因接線不良而引起高溫，導致發生電氣火災［2］。導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，最終可能出現電氣火災。3）電力裝置安裝不當。電力系統如果設計不正確，即電氣設備能正常工作，也會發生電弧或溫度過高，存在火災安全事故的隱患。

2 建筑電氣防火設計中電線電纜相關介紹

2.1 電線電纜的分類

電線電纜的功能是傳輸電能，同時又能轉換電磁能，實現電能的分配，為人們的生產、工作和日常生活服務。近年來，隨著材料科學的飛速發展，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用于建筑建設［3］中。使用阻燃電線電纜的優點是可以提高電線電纜的阻燃能力，延緩火災的發生，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，即燃燒損區必須不得超過2.5m，這樣降低火災損失。耐火電線電纜與阻燃電線電纜兩者有相識之處，區別在于耐火電線電纜可以在明火下，在一定的時間內保證電力系統的繼續運行，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點在于，一旦發生火災，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 電線電纜選用規范

目前，我國有關規范指出：在一般的建筑工程中，如果室內環境條件良好，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，應使用無煙無鹵或阻燃低煙無鹵交聯聚乙烯絕緣電纜電線。此外，在建筑電氣系統設計中，不僅要有非消防用電線電纜，還要應用消防專用電線電纜。例如，在消防專用電線電纜方面，系統應設計自動報警總線，其燃燒性能必須優于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，以確保電力傳輸的安全。耐火電線電纜成本高，全線使用會使造價較大，所以通常用于應急電氣設備，以確保電氣設備在發生火災事故時能正常運行。

3 建筑電氣防火設計中電線電纜的應用

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，會發生絕緣層損耗甚至燒毀，導致火災事故［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、產煙毒性、微粒、熔物等，為了不影響電線電纜傳輸功能，有關人員需要注意以下幾點：1）在設計過程中，要制定突發事件解決方案，盡量避免或減少火災事故對生命財產的損害。2）在電線電纜選型過程中，工作人員必須嚴格遵守《民用建筑電氣設計規范》、《電線電纜防護設計規范》的有關規定，確保電線電纜設計的合理性，并結合建筑電氣防火設計的實際要求，根據建筑電氣系統的運行特點選用電線電纜［6］。若是難以符合電線電纜防護方面的有關規定，工作人員應需要選擇等級最高的電線電纜。3）電路設計應盡可能簡單，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熱量，這些要點在電力系統設計中著重考慮。在選擇電線電纜方面，不同情況下有不同的規定。新版《建筑消防設計規范》 （gb50016-2014），要求商業高層建筑物，在發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，容易產生有毒煙霧。因此，應盡量選擇無鹵低煙的電線電纜，減少電線電纜在火災中燃燒所產生的煙霧，即使產生少量的煙霧也需要保證能見度。在設計中，有些設計人員過于重視使用無煙電纜，導致成本過高，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備，因此應根據實際情況從不同角度考慮選擇合適的電線電纜。

3.2 確定敷設方式

1）電線電纜敷設過程中，應通過添加保護層提高電線電纜的防火性能，保持相對穩定的密閉敷設。火災自動報警系統的供電線路和消防聯動控制線路在火災發生時應良好運行，并應具有良好的耐火性能。在報警總線、消防應急廣播中應采用阻燃耐火電線電纜，避免火警失效。2）根據實際施工環境選擇敷設方式，消防設備控制單元配電線路應滿足連續供電的需要，明敷設時應用金屬套管或封閉式金屬槽保護［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，礦物類絕緣電纜可直接敷設。暗敷電線電纜時應在不可燃結構內穿孔敷設，保護層厚度不得小于30毫米。

圖1 電線套管保護

3.3 完善防火措施

防火措施的配置也需要設計人員的高度重視，如果防火措施的布置受敷設空間的限制，設計人員應在分界處設置防火隔斷。同時，設計人員應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范標準。漏電報警器和RCD也可以很好地為建筑電氣消防設計服務，漏電報警器具有實時記錄、控制和保護的功能，為消防設備提供雙重保護。RCD具有很強的漏電保護功能，可與電線電纜配合，更好地為消防設備提供漏電保護作用。因此，設計人員必須重視RCD的設置，一旦RCD失靈或不能正常工作，建筑消防系統就會癱瘓，電氣火災風險也會大大增加。

4 結語

綜上所述，加強建筑電氣防火設計不僅是人們生活和生產的需要，也是保障生命財產安全的關鍵。電線電纜的應用與建筑電氣防火設計的質量息息相關，為了有效減少建筑物中電線電纜火災事故的發生，有關從業人員有必要遵循電線電纜適配原則和敷設注意事項，以確保線路的科學合理，避免或減少事故的發生，從而保障人民生命財產的安全。