關于阻燃和耐火電線電纜應用的電氣設計總結

陳志中 / 暴二平 / 李 晶 / 呼 娜

(中國航天建設集團有限公司，北京 100071)

關于阻燃和耐火電線電纜應用的電氣設計總結

陳志中 / 暴二平 / 李 晶 / 呼 娜

(中國航天建設集團有限公司，北京 100071)

根據(jù)多年的工程設計經驗，就電纜的選擇做一些總結，為今后的設計提供一些參考。

阻燃 耐火 電線 電纜

0 引言

近年來，阻燃電線電纜和耐火電線電纜的發(fā)展進程不斷加快，但仍有很多設計人員不是很了解阻燃及阻燃電纜的概念和特性，也不知道選擇的電纜是否滿足需要，往往導致電氣系統(tǒng)存在一定的安全隱患。目前應用量最多的是塑料絕緣阻燃耐火電纜，但這類電纜在發(fā)生火災時會產生大量的煙氣和有毒氣體，能見度低，不利于人員逃生。

因此，筆者根據(jù)近年來的工程設計情況，就電氣設計過程中的阻燃和耐火電線電纜的選擇在本文中做一些說明總結。

1 概念及應用場合

阻燃的含義是指在規(guī)定試驗條件下試樣被燃燒，在撤去火源后，火焰僅在限定范圍內蔓延并且有自行熄滅的特性，即具有阻止或延緩火焰蔓延的能力。

根據(jù)同一電纜通道內電纜非金屬含量的不同，阻燃電纜分為A、B、C、D四類，表1是常用阻燃耐火電線電纜種類。

其中，這里的耐火電線電纜是指在火焰燃燒情況下仍然能夠保持一定時間安全運行的電線或電纜，可以保證消防設備在著火時仍能堅持工作一定時間，使消防設備及時投入使用，幫助消防人員更快滅火，保障人身及財產安全。

依據(jù)GB 12666.6 -1990《電線電纜燃燒試驗方法》規(guī)定，將耐火電纜分為A類和B類：B類耐火電纜能夠在750～800℃的火焰中和額定電壓下耐受燃燒至少90min而不被擊穿(即3A保險絲不熔斷)，A類耐火電纜能夠在950～1 000℃的火焰中和額定電壓下耐受燃燒至少90min而不被擊穿(即3A保險絲不熔斷)。

表1 常用阻燃耐火電線電纜種類

注：*為使電纜阻燃級別達到A級，采用隔氧層工藝是一種有效的方式; **為使無鹵低煙電線阻燃級別達到B級，輻照交聯(lián)是目前主要的工藝方法。

另外，礦物絕緣電纜是耐火電纜中性能較優(yōu)的一種，它是由銅芯、銅護套、氧化鎂絕緣材料加工而成的。該電纜的耐火層完全由無機物構成，而普通耐火電纜的耐火層是由無機物與一般有機物復合而成，因此礦物絕緣電纜的耐火性能較普通耐火電纜更優(yōu)且不會因燃燒而分解產生輻射性氣體。其可長期工作在250℃高溫之下，同時還有防爆、耐腐蝕性強、載流量大、耐輻射、有機強度高、體積小、重量輕、壽命長、無煙等特點。

需要注意的是，建筑物的性質和耐火等級不同，對電線電纜的使用要求也不同，例如建筑高度>100m的高層建筑對電線電纜要求特別高，使用場所為特級；建筑高度≤100m的公共建筑對電線電纜要求略低，使用場所為一級。依據(jù)建筑物性質的不同，電線電纜使用場所分為四級，分別為特級、一級、二級、三級，詳見表2。

而且，建筑物性質和電線電纜使用場所分級不同，對電纜阻燃級別要求也不相同。特級使用場所對電纜阻燃/耐火要求最高，一級使用場所對電纜阻燃/耐火要求略低，三級使用場所對電纜阻燃/耐火要求最低，電線電纜阻燃級別的選擇詳見表3～4。

表2 電線電纜使用場所分級

表3 電纜的阻燃級別選擇

表4 電線的阻燃級別選擇

2 工程設計實例分析

2.1 實例一

該工程位于河北易縣，總建筑面積4 145.29m2，建筑高度16.2m。建筑物為3層廠房(一層為主廠房，外加附樓三層)，火災危險類別為丙類，耐火等級為三級。根據(jù)本建筑物的性質和規(guī)模，按照三級場所設計，消防線纜的阻燃和耐火電纜的級別為C級。

本建筑物的規(guī)模不大，主廠房有直接對外的門，附樓三層，總長度不到47m，出/入口設置在中心處，人員逃生的路徑簡短、不復雜，且廠房外面是較空曠的大面積場坪。綜合考慮后，本設計無需采用低煙無鹵電纜，普通型號的電纜即可，還可以節(jié)省一部分造價成本。

2.2 實例二

該工程位于武漢市東西湖區(qū)金山大道?？偨ㄖ娣e31 610m2，建筑主體高度98.8m，地下一層為設備用房，地上三十一層為公寓、餐廳和廚房等用房。本工程為一類高層公共建筑，耐火等級一級。

根據(jù)建筑物的性質和規(guī)模，本工程所選用的阻燃和耐火電線電纜的等級為B級，因建筑面積緊張，本工程消防配電線路與其他配電線路共井敷設。

根據(jù)GB 50016-2014《建筑防火設計規(guī)范》電氣章節(jié)的相關規(guī)定可知，本工程消防干線及分支干線需采用礦物絕緣電纜，考慮建筑物的高度，發(fā)生火災時逃生路徑較長，本工程按照規(guī)范要求，支線均采用低煙無鹵的阻燃和耐火電線電纜。

除去考慮建筑物的規(guī)模和性質，本工程也考慮到不同場所消火栓系統(tǒng)和固定冷卻水系統(tǒng)的火災延續(xù)時間的要求，為消防水泵房水泵配電所選用的電纜耐火時間應≥2h；根據(jù)不同場所應急照明最少持續(xù)供電時間的要求，要求所選礦物絕緣電纜、阻燃電纜的耐火時間總和≥3h。

2.3 實例三

該工程建設項目位于北京市海淀區(qū)，總建筑面積20 297.83m2，地下三層主要為車庫及設備夾層，地上七層主要為試驗室和辦公室等，層高29.2m，屬于二類高層科研辦公樓建筑，耐火等級分別為：地下一級，地上二級。

根據(jù)建筑物的規(guī)模和性質，本工程所選用的阻燃和耐火電線電纜的等級為C級，消防配電線路與其他配電線路共井敷設。且根據(jù)GB 50016-2014《建筑防火設計規(guī)范》電氣章節(jié)的相關規(guī)定可知，本工程消防干線及分支干線采用礦物絕緣電纜。

由于本工程為二類高層，規(guī)范并未對電纜型號做具體要求，因此本次設計對于主要電纜型號的選擇做了一下對比，詳見表5～6。

表5 普通電纜表

表6 低煙無鹵電纜表

通過表5～6可以看出，低煙無鹵的電纜比普通電纜的價格高大約30萬元，若建筑物總面積為20 297.83m2，則大約14.78元/m2。

考慮到建筑物為科研樓，發(fā)生火災時火勢蔓延快，普通電纜釋放的煙霧和毒素會導致人員逃生難度加大，故本工程均采用低煙無鹵電纜。

此外，考慮到不同場所消火栓系統(tǒng)和固定冷卻水系統(tǒng)的火災延續(xù)時間的要求，為消防水泵房水泵配電所選用的電纜耐火時間需≥3h；根據(jù)不同場所應急照明最少持續(xù)供電時間的要求，所選礦物絕緣阻燃電纜的耐火時間總和應≥3h。

3 結束語

在建筑工程中，應嚴格按照供電回路的使用性質和建筑物的性質等選用合適的阻燃耐火電纜，并且在工程投資等費用的要求下，尋求性價比最佳的電纜。只有這樣，才能降低電氣火災機率，減少人

員傷亡和財產損失。

我國現(xiàn)行規(guī)范對于低煙無鹵阻燃耐火電纜的場所要求并不全面，從長遠發(fā)展趨勢來看，使用無煙無鹵電纜是發(fā)展方向，設計師根據(jù)相關規(guī)范要求及實際情況，可酌情考慮無煙無鹵電纜的使用。

[1] 宋菲,李新雷. 淺談阻燃電纜與耐火電纜的特性及選用[J].城市建設理論研究:電子版.2014(21).

[2] GB 50016-2014建筑設計防火規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社.2014.

Electrical Design Summary of Application of Flame Retardant and Refractory Wire and Cable

Chen Zhizhong / Bao Erping /Li Jing / Hu Na

According to the years of experience in engineering, the methods of choosing cable are summarized, for the future design and provide some reference.

flame retardant, fire-resistant, electric wire, cable