電線電纜在建筑電氣防火設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

劉志敏

山西華鼎建筑設(shè)計(jì)有限公司 山西 運(yùn)城 044000

電氣設(shè)備是建筑工程中的重要組成部分，主要作用是為人們生活提供便利。但由于電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，所以極其容易發(fā)生火災(zāi)事故。而電線電纜作為電氣設(shè)備傳輸電力的重要載體，其運(yùn)行狀況又會(huì)直接影響電氣設(shè)備的安全性和可靠性。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國發(fā)生的電氣火災(zāi)中，有60%左右的引發(fā)原因在于電氣線路設(shè)計(jì)不當(dāng)。這一驚人數(shù)字也不得不讓設(shè)計(jì)人員深刻反思，如何才能夠在保證建筑電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)提高防火能力。這就需要從電線電纜設(shè)計(jì)這一薄弱環(huán)節(jié)入手，從源頭規(guī)避建筑電氣火災(zāi)的發(fā)生。

1 電線電纜常見類型

建筑電氣工程中使用的電線電纜種類豐富，按照防火性和阻燃性進(jìn)行分類，可以分為以下幾種：

1.1 普通電線電纜

主要指由鋁導(dǎo)線或銅導(dǎo)線制成的電線電纜，雖然成本較低、導(dǎo)電能力較強(qiáng)，但防火性能和阻燃性能較差。將其應(yīng)用到建筑電氣工程中，容易受運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)行時(shí)間等因素影響產(chǎn)生質(zhì)量問題，如氧化、腐蝕、絕緣層受損導(dǎo)致導(dǎo)線外露等。進(jìn)而使電氣設(shè)備出現(xiàn)過載、短路等問題，嚴(yán)重甚至?xí)l(fā)生火災(zāi)。

1.2 阻燃電線電纜

阻燃電線電纜能夠在一定程度上阻止火焰繼續(xù)蔓延，其制作材料較為特殊，如聚氯乙烯本身具有不易燃燒特點(diǎn)，在溫度較高的情況下依然可以穩(wěn)定運(yùn)行。在建筑工程發(fā)生火災(zāi)事故后，阻燃電線電纜的耐高溫能力會(huì)保護(hù)絕緣材料不受損，可以從源頭降低電氣事故發(fā)生率。

1.3 耐火電線電纜

耐火電線電纜的主要特征就是耐火能力較強(qiáng)，在火焰燃燒溫度較高、時(shí)間較長的情況下，依然能夠保持線路的安全性和完整性[1]?，F(xiàn)階段，這種電線電纜被廣泛應(yīng)用到消防安全領(lǐng)域。例如：在高層建筑工程中使用耐火電線電纜，即便發(fā)生火災(zāi)，也能夠保證內(nèi)部消防設(shè)備穩(wěn)定供電，有利于為消防救援隊(duì)伍疏散人員提供保障。

1.4 無鹵低煙阻燃電線電纜

這種電纜在制造過程中使用了特殊材料和工藝，燃燒后不會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，可以降低電氣火災(zāi)事故對(duì)人體和環(huán)境造成的負(fù)面影響。并且無鹵低煙阻燃電線電纜防火性能較高，發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠有效阻止火勢持續(xù)發(fā)展[2]。當(dāng)前，這種電線電纜被廣泛運(yùn)用到高層建筑、地鐵站等人員密集的區(qū)域，能夠?yàn)殡姎夤こ贪踩╇姷於ɑA(chǔ)。

1.5 無鹵低煙阻燃耐火電線電纜

這種電線電纜在生產(chǎn)制造過程中未添加鹵素，所以燃燒后煙塵較小，并且可以發(fā)揮阻止火勢發(fā)展的作用。并且無鹵低煙阻燃耐火電線電纜使用壽命較長，可以有效降低電氣電線電纜更換次數(shù)和維護(hù)成本。

1.6 礦物絕緣電纜

這種電纜在生產(chǎn)過程中全部材料都是采用無機(jī)材料，所以它就具有一些其他電纜所不可能具有的優(yōu)點(diǎn)，如：防火（耐高溫）、載流量大、防水、防爆、耐腐、耐機(jī)械損傷、壽命長、無鹵無毒等。這種電纜本身不會(huì)引起火災(zāi)，不可能燃燒或助燃，并且這種電纜可以在接近銅的熔點(diǎn)的火災(zāi)情況下繼續(xù)保持供電，是一種真正意義上的防火電纜。因此在一些重要的公共建筑、高層建筑、人員密集場所、地鐵站、醫(yī)院、石油化工、名勝古跡等處的消防電氣設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。

2 建筑電氣工程中電線電纜引發(fā)火災(zāi)的因素及后果

2.1 電線電纜引發(fā)火災(zāi)的因素

電線電纜火災(zāi)是一種常見的火災(zāi)類型，通常會(huì)給人們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來巨大損失，但是，引起電線線纜火災(zāi)的原因卻是多種多樣的。對(duì)于如何防止電線電纜火災(zāi)的發(fā)生，我們就需要深入了解電線電纜火災(zāi)的起因，才能從根本上減少電線電纜火災(zāi)的發(fā)生。結(jié)合以往電線電纜引發(fā)的火災(zāi)事故分析，可以將電線電纜失火的主要因素歸納為以下方面：第一，載流設(shè)計(jì)不合理。設(shè)計(jì)人員在電線電纜設(shè)計(jì)過程中沒有合理設(shè)計(jì)載流量，導(dǎo)致某段電線電纜長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，使得運(yùn)行溫度持續(xù)升高，在一定程度上加快了電線電纜的老化速度，長此以往必然會(huì)導(dǎo)致線路短路，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)[3]。第二，電線電纜選擇不當(dāng)。由上文分析可以看出，電線電纜本身具有種類豐富的特點(diǎn)，并且不同類型的電線電纜適用范圍不盡相同。由于建筑電氣工程本身存在一定火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，所以對(duì)防火性能要求較高。如果在防火設(shè)計(jì)中使用普通電線電纜，會(huì)導(dǎo)致其在惡劣環(huán)境影響下出現(xiàn)質(zhì)量問題，進(jìn)而加大火災(zāi)事故發(fā)生率。另外，由于部分制造商在電線電纜生產(chǎn)中偷工減料，導(dǎo)致諸多不合格產(chǎn)品流入市場，如果應(yīng)用到電氣工程中，會(huì)嚴(yán)重影響電氣設(shè)備運(yùn)行安全。第三，電線電纜故障。由于建筑電氣工程中的電線電纜運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，所以容易受多種因素影響產(chǎn)生故障，如電線電纜絕緣層受潮，會(huì)導(dǎo)致終端盒或電纜頭故障，進(jìn)而引發(fā)自燃、爆炸等事故；在安裝中沒有清理電線電纜接頭位置的雜質(zhì)和污垢，導(dǎo)致投入使用后接觸不良；接頭工藝制作粗糙，防火措施不足，導(dǎo)致運(yùn)行過程長期受電流和電壓沖擊出現(xiàn)火災(zāi)、爆炸事故；接地線焊接不到位導(dǎo)致接觸不良，使電線電纜投入使用后出現(xiàn)電火花或電弧。

2.2 電線電纜火災(zāi)事故造成的后果

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來看，電氣火災(zāi)在建筑火災(zāi)中的占比一般在30%左右，而因電線電纜設(shè)計(jì)不當(dāng)或安裝有誤造成的火災(zāi)事故在電氣火災(zāi)中占比約60%。結(jié)合實(shí)踐來看，電線電纜發(fā)生火災(zāi)后，會(huì)產(chǎn)生大量濃煙和毒氣，并且溫度較高，會(huì)導(dǎo)致建筑工程內(nèi)部人員出現(xiàn)窒息、中毒等情況，同時(shí)影響視野清晰度[4]。據(jù)相關(guān)研究論證表明，火場中產(chǎn)生濃煙后的20s左右，能見度會(huì)逐漸下降到0，并且電線電纜的火焰會(huì)順著電纜溝或電纜隧道快速蔓延，速度一般在每分鐘2m左右。如果建筑工程中有電纜通廊、豎井等結(jié)構(gòu)，還會(huì)形成“煙囪”效應(yīng)，導(dǎo)致濃煙和火勢迅速上升到更高樓層。另外，電線電纜燃燒的過程也是聚氯乙烯材料分解的過程，會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害氣體，如一氧化碳、氯氣、氯化氫等，繼而為建筑工程中的人或其他生物造成嚴(yán)重危害。

3 建筑電氣防火設(shè)計(jì)中電線電纜的具體應(yīng)用

3.1 合理選擇電線電纜

建筑電氣工程發(fā)生火災(zāi)，除了與電線電纜設(shè)計(jì)不當(dāng)有關(guān)外，還與其本身質(zhì)量存在密切聯(lián)系。當(dāng)前，市面上涌現(xiàn)出多種多樣的電線電纜，并且價(jià)格、性能、適用范圍存在較大差異，所以在建筑電氣設(shè)計(jì)中一旦選擇不當(dāng)，將會(huì)加大火災(zāi)事故發(fā)生率。這也在一定程度上突出了合理選擇電線電纜的重要性，具體可以從以下方面展開分析：第一，保證選擇的電線電纜產(chǎn)品符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《阻燃和耐火電線電纜或光纜通則》等規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，避免產(chǎn)品在使用中因自身能量聚集或釋放引發(fā)火災(zāi)事故。第二，優(yōu)先選擇以銅線芯為導(dǎo)體的電線電纜，因?yàn)檫@類電線電纜具有低電阻、高強(qiáng)度、延展性較好的特點(diǎn)。與鋁線芯的電線電纜相比耐高溫性能更強(qiáng)、穩(wěn)定性更好，可以最大程度降低電氣事故發(fā)生率。第三，優(yōu)先使用由聚氯乙烯或無機(jī)材料制成的電線電纜，如阻燃電線電纜、無鹵低煙阻燃耐火電線電纜和礦物絕緣電纜等。因?yàn)檫@種電線電纜的載流量較大、使用壽命較長，并且在高溫環(huán)境下依然能夠保持自身完整性。與其他電線電纜相比，由及聚氯乙烯制成的電線電纜工作溫度能夠提高20℃左右，短路溫度能夠提高90℃左右，載流量能夠提高1.3倍左右；由無機(jī)材料制成的礦物絕緣電纜工作溫度甚至能達(dá)到1000℃以上，其載流量遠(yuǎn)超其它電纜。第四，優(yōu)先使用阻燃能力較強(qiáng)的電線電纜。雖然阻燃電線電纜和普通電線電纜的構(gòu)造大致相同，但外護(hù)層、絕緣層及護(hù)套等使用的材料存在差異，其中阻燃電線電纜使用的材料具備較高的阻燃性能。即便建筑電氣工程發(fā)生火災(zāi)，也能夠在一定時(shí)間內(nèi)保持完整性，可以為消防救援人員爭取更多搶險(xiǎn)機(jī)會(huì)，進(jìn)而最大程度降低火災(zāi)造成的損失。第五，優(yōu)先使用耐火電線電纜。在建筑電氣工程發(fā)生火災(zāi)后，為了保證內(nèi)部通訊、消防等電氣設(shè)備正常供電，需要使用耐火性能較高的電線電纜。因?yàn)檫@種電線電纜在溫度達(dá)到750-1000℃的情況下，依然能夠安全供電90min左右[5]。第六，如果電氣設(shè)備在建筑工程密閉性較強(qiáng)的空間內(nèi)使用，則需要優(yōu)先選擇無鹵低煙阻燃電線電纜，因?yàn)槊荛]空間通風(fēng)效果較差，一旦電線電纜著火，會(huì)散發(fā)出大量有毒有害氣體或濃煙，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)部人員出現(xiàn)中毒、窒息等問題。而無鹵低煙阻燃電線電纜燃燒過程幾乎不會(huì)產(chǎn)生煙氣和毒氣，所以能夠有效保證建筑工程內(nèi)部人員安全。第七，針對(duì)木質(zhì)結(jié)構(gòu)或圖書館等易燃物較多的建筑，應(yīng)優(yōu)先選擇礦物絕緣耐火電線電纜。這種電纜在火災(zāi)事故中能夠有效規(guī)避電流電路問題，進(jìn)而避免了因短路引發(fā)的火災(zāi)事故。

3.2 優(yōu)化電線電纜敷設(shè)方法

在建筑電氣工程設(shè)計(jì)過程中，對(duì)電線電纜的敷設(shè)方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)至關(guān)重要，這也是保證電線電纜和電氣設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵所在。具體操作如下：設(shè)計(jì)人員要充分掌握建筑工程中不同電氣設(shè)備的運(yùn)行原理和流程，確保選擇的電線電纜敷設(shè)方式和實(shí)際情況相符。另外，在設(shè)計(jì)圖紙中確定電線電纜豎井的具體位置，充分發(fā)揮圖紙的指導(dǎo)作用，為后續(xù)施工提供便利，確保電線電纜能夠正常為照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等供電。根據(jù)建筑電氣工程施工要求進(jìn)行分析，可以將電線電纜敷設(shè)到豎井兩側(cè)，確保施工任務(wù)能夠有序進(jìn)行。針對(duì)住宅建筑中的電氣工程電線電纜敷設(shè)，要嚴(yán)格按照《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》選型。如果在高層或多層住宅公共區(qū)域的電氣工程中使用普通電線電纜，如聚氯乙烯BV電線等，可以選擇暗敷方式，最好不使用明敷方式。因?yàn)橐坏┌l(fā)生火災(zāi)，普通電線電纜的延燃性較大，會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)在短時(shí)間內(nèi)蔓延。而針對(duì)住宅工程中的內(nèi)部線路，大多采用穿管暗敷方式，如此即便發(fā)生火災(zāi)事故，也能夠最大程度保護(hù)電線電纜的完整性，并且燃燒過程產(chǎn)生的鹵化物含量較低、影響范圍較小，所以可以采用BV線穿管暗敷方式。針對(duì)其他民用建筑電氣工程電線電纜的敷設(shè)，通常情況下，一般民用建筑工程最好使用聚氯乙烯BV電線等普通負(fù)荷用電線電纜，而針對(duì)高層民用建筑、老年人建筑、教育建筑等，最好采用無鹵低煙阻燃電線電纜。設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)選用電線電纜。在成束敷設(shè)電線電纜時(shí)，想要盡可能規(guī)避線纜延燃，應(yīng)優(yōu)先使用阻燃電線電纜。線路敷設(shè)應(yīng)符合以下規(guī)定：第一，使用礦物絕緣電線電纜，需要采用明敷方式，或者在吊頂中直接敷設(shè)。第二，使用耐火或阻燃電線電纜時(shí)，如果敷設(shè)到電纜溝或豎井中，可以不使用保護(hù)導(dǎo)管，但需要做好隔離工作，將電氣工程的電線電纜和其他電線電纜隔離開來。第三，使用有機(jī)絕緣耐火電線電纜時(shí)，既可以使用暗敷方式，也可以使用明敷方式。其中明敷方式注意要使用金屬導(dǎo)管做好電線電纜保護(hù)工作，并且金屬導(dǎo)管外部應(yīng)涂抹防火涂料。而使用暗敷方式，則需要穿金屬導(dǎo)管做好保護(hù)工作，并敷設(shè)到不易燃燒的結(jié)構(gòu)中，保護(hù)層厚度一般控制在30mm以上。第四，在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)電線電纜敷設(shè)中，需要采用金屬導(dǎo)管或封閉式線槽進(jìn)行保護(hù)。第五，在消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)等電氣工程電線電纜敷設(shè)中，應(yīng)采用穿導(dǎo)管保護(hù)手段，并通過暗敷的方式敷設(shè)到不易燃燒的結(jié)構(gòu)中。同時(shí)要將保護(hù)層厚度控制在30mm以上。也可以使用明敷方式，通過穿金屬導(dǎo)管的方式保護(hù)，并在金屬導(dǎo)管上涂抹防火涂料。如果使用難燃性電線電纜，可以省略金屬導(dǎo)管保護(hù)環(huán)節(jié)，并將電線電纜直接敷設(shè)到電氣豎井中。

3.3 在設(shè)計(jì)中應(yīng)用檢測技術(shù)

想要保證建筑電氣工程的電線電纜設(shè)計(jì)安全、穩(wěn)定，不僅要合理選擇電線電纜，明確敷設(shè)方法，還要做好檢測和管理工作，不能等出現(xiàn)問題再解決，應(yīng)將出現(xiàn)的隱患和風(fēng)險(xiǎn)扼殺在搖籃中。然而，在現(xiàn)代化大型化、高層化建筑工程中，僅憑借人工管理手段難以滿足這一需求，必須引入現(xiàn)代化技術(shù)手段對(duì)電線電纜進(jìn)行全面檢測。例如：使用技術(shù)手段對(duì)電線電纜漏電情況進(jìn)行檢測。在電氣工程運(yùn)行中，電線電纜漏電并不代表一定會(huì)發(fā)生火災(zāi)，但表明存在火災(zāi)隱患，所以對(duì)線纜進(jìn)行漏電檢測至關(guān)重要。尤其很多電線電纜運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，絕緣層破壞嚴(yán)重，容易導(dǎo)致線纜短路，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)事故。另外，將線型溫感探測器設(shè)置到電線電纜集中的線槽中，能夠?qū)€纜運(yùn)行溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過高現(xiàn)象，就要對(duì)線纜負(fù)荷進(jìn)行檢查，如此能夠從源頭規(guī)避火災(zāi)事故的產(chǎn)生，進(jìn)而保證電氣設(shè)備安全運(yùn)行。

3.4 引入新型耐火阻燃電線電纜

在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展背景下，市場中也涌現(xiàn)出了更多種類的電線電纜，并呈現(xiàn)出了更加顯著的耐火阻燃效果，并且發(fā)生火災(zāi)后的供電時(shí)間也有所延長。例如：超阻燃電線電纜作為一種新產(chǎn)品，其非金屬含量每米達(dá)到50L以上，與其他電線電纜相比，改善了敷設(shè)過程需要解決的阻燃級(jí)別弊端，并且有利于提高電線電纜運(yùn)行安全。再如：中壓耐火電線電纜，在生產(chǎn)制造過程中使用量大量氫氧化鎂和氫氧化鋁，由于這兩種材料在溫度較高的情況下會(huì)釋放水分，所以能夠達(dá)到阻燃效果。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著城市化進(jìn)程的加快，建筑物的防火問題越來越受到人們的關(guān)注。其中，電氣火災(zāi)作為常見的火災(zāi)類型，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅。因此，建筑電氣防火設(shè)計(jì)成為了建筑物安全的重要保障。而電線電纜作為電力傳輸?shù)闹饕d體，其防火設(shè)計(jì)更是重中之重。在電線電纜的防火設(shè)計(jì)中，需要合理選擇電線電纜，并通過設(shè)置防火墻、合理劃分防火分區(qū)等方式來規(guī)避火災(zāi)事故的發(fā)生，確保火災(zāi)發(fā)生時(shí)不會(huì)造成大面積的破壞，進(jìn)而為電線電纜及電氣設(shè)備安全運(yùn)行提供保障。