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(fā)現(xiàn)電氣火災事故的發(fā)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(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，施工工藝不斷復雜，在一定程度上增加了火災事故發(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(fā)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(tǒng)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(fā)生的原因，為設計防火系統(tǒng)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(fā)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(xù)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(fā)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(xiàn)電氣火災。3）電力裝置安裝不當。電力系統(tǒng)如果設計不正確，即電氣設備能正常工作，也會發(fā)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(xiàn)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(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用于建筑建設［3］中。使用阻燃電線電纜的優(yōu)點是可以提高電線電纜的阻燃能力，延緩火災的發(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，在一定的時間內保證電力系統(tǒng)的繼續(xù)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(yōu)點在于，一旦發(fā)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(guī)范

目前，我國有關規(guī)范指出：在一般的建筑工程中，如果室內環(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(tǒng)應設計自動報警總線，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?。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(fā)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(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(fā)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(guī)范》、《電線電纜防護設計規(guī)范》的有關規(guī)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(tǒng)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(guī)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(fā)熱量，這些要點在電力系統(tǒng)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(guī)定。新版《建筑消防設計規(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(wěn)定的密閉敷設?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)的供電線路和消防聯(lián)動控制線路在火災發(fā)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(huán)境選擇敷設方式，消防設備控制單元配電線路應滿足連續(xù)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(guī)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(tǒng)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(fā)生，有關從業(yè)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(fā)生，從而保障人民生命財產的安全。