建筑工程電纜井防滅火措施概述

摘要： 建筑工程電纜井因空間狹小且屬于半封閉狀態(tài)，一旦發(fā)生火災(zāi)撲救非常困難，且因自身的構(gòu)造容易形成“煙筒效應(yīng)”，火災(zāi)迅速蔓延，有毒有害的煙霧順勢(shì)蔓延到建筑物其他區(qū)域，給人員疏散造成較大的安全隱患。通過(guò)分析電纜井的火災(zāi)危險(xiǎn)性和成因，結(jié)合當(dāng)前防控現(xiàn)狀和缺陷，提出了火災(zāi)防控技術(shù)體系。關(guān)鍵詞： 電纜井火災(zāi); 壁掛防火器; 防火封堵; 火災(zāi)探測(cè)

中圖分類號(hào)： TU855文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)： 1674-8417（2024）07-0042-06

DOI： 10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.07.009

0引言

電纜井作為建筑物內(nèi)管線連通的豎向通道，在水平和豎向均設(shè)有開口連通各層建筑物區(qū)域，容易被樓層火源或電纜井內(nèi)火源引燃。一旦發(fā)生火災(zāi)，受限于密閉狹小的結(jié)構(gòu)和電線電纜易燃特性限制，極易造成燃燒速度快、有毒有害煙霧大、熱量集中等現(xiàn)象。在現(xiàn)代的高層和超高層建筑中，因電纜井的特殊構(gòu)造可源源不斷為火勢(shì)提供氧氣，造成火災(zāi)快速蔓延，形成“姻筒效應(yīng)”。同時(shí)因電纜井半封閉的狹小空間，給火災(zāi)撲救造成很大困難，有毒有害煙霧快速蔓延到建筑物房間、電梯前室、逃生通道等區(qū)域，給人員疏散造成很大隱患。因此研究電纜井防滅火措施很有必要。

1電纜豎井的火災(zāi)危險(xiǎn)性

1.1傳播煙火

因火勢(shì)和煙氣豎向蔓延速度遠(yuǎn)大于水平方向，而電纜井內(nèi)強(qiáng)弱電均為豎向布置，一旦電纜井內(nèi)部電纜自燃發(fā)生火災(zāi)或被引燃，火勢(shì)會(huì)順著樓板開口和豎向管道向上蔓延，同時(shí)有毒有害煙霧會(huì)借助電纜井預(yù)留的水平孔洞蔓延至電梯前室、逃生通道、住戶房間內(nèi)，形成較大的火災(zāi)安全隱患。電纜井電纜布置圖如圖1所示。

1.2引發(fā)火災(zāi)

因目前電纜井內(nèi)電線電纜未達(dá)到不燃性能或阻燃性能不佳，電纜井內(nèi)可能存在強(qiáng)電電纜與弱電電纜纏繞不清、未穿管保護(hù)以及線路老化等問(wèn)題，若物業(yè)疏于管理電纜井未及時(shí)上鎖，部分居民在電纜井內(nèi)堆放雜物，有些甚至是易燃物品，帶電運(yùn)行的電纜產(chǎn)生的熱量散發(fā)不及時(shí)容易發(fā)生自燃或者被電纜井外部火源引燃形成火災(zāi)，且電纜燃燒容易產(chǎn)生有毒有害煙霧，危害較大。

2電纜豎井目前的火災(zāi)防控現(xiàn)狀和缺陷

2.1防火分隔

現(xiàn)行規(guī)范GB 55037—2022《建筑防火通用規(guī)范》對(duì)電纜井獨(dú)立設(shè)置井壁的耐火極限、檢查門耐火極限均做了明確要求，同時(shí)對(duì)超過(guò)100 m超高層建筑每層和未超100 m建筑而言，每2～3層在樓板開口處以及其他孔洞進(jìn)行防火封堵作了強(qiáng)制性規(guī)定，具體如下。

第6.3.2條：電氣豎井﹑管道井﹑排煙或通風(fēng)道垃圾井等豎井應(yīng)分別獨(dú)立設(shè)置，井壁的耐火極限均不應(yīng)低于1.00 h。

第6.3.3條：除通風(fēng)管道井、送風(fēng)管道井、排煙管道井、必須通風(fēng)的燃?xì)夤艿镭Q井及其他有特殊要求的豎井可不在層間的樓板處分隔外，其他豎井應(yīng)在每層樓板處采取防火分隔措施﹐且防火分隔組件的耐火性能不應(yīng)低于樓板的耐火性能。

第6.4.4條：電氣豎井、管道井、排煙道、排氣道、垃圾道等豎井井壁上的檢查門，應(yīng)符合下列規(guī)定：① 對(duì)于埋深大于10 m的地下建筑或地下工程，應(yīng)為甲級(jí)防火門;② 對(duì)于建筑高度大于100 m的建筑，應(yīng)為甲級(jí)防火門;③ 對(duì)于層間無(wú)防火分隔的豎井和住宅建筑的合用前室，門的耐火性能不應(yīng)低于乙級(jí)防火門的要求;④ 對(duì)于其他建筑而言，門的耐火性能不應(yīng)低于丙級(jí)防火門的要求，當(dāng)豎井在樓層處無(wú)水平防火分隔時(shí)，門的耐火性能不應(yīng)低于乙級(jí)防火門的要求。

以上措施在電纜井發(fā)生火災(zāi)時(shí)很大程度上阻止了火災(zāi)和煙霧的蔓延，但在施工過(guò)程中，因孔洞較多容易被遺漏，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，每2～3層的防火分隔效果也不夠理想。

2.2火災(zāi)探測(cè)

現(xiàn)行的建筑物內(nèi)火災(zāi)探測(cè)規(guī)定僅對(duì)特殊建筑類型及其主要部位、技術(shù)夾層、悶頂和吊頂?shù)葏^(qū)域強(qiáng)制要求設(shè)置火災(zāi)探測(cè)報(bào)警裝置，對(duì)電纜井火災(zāi)探測(cè)器未做強(qiáng)制性要求，造成電纜井火災(zāi)探測(cè)器設(shè)置執(zhí)行力不足，在早期的火災(zāi)預(yù)警方面未起到應(yīng)有效果。

2.3滅火

電纜井的火災(zāi)類型主要是帶電火災(zāi)，可能兼具固體物質(zhì)火災(zāi)或者可融化固體物質(zhì)火災(zāi)，不宜用水撲救。目前現(xiàn)行規(guī)范中，針對(duì)電纜井未設(shè)置滅火系統(tǒng)，只能依靠建筑物內(nèi)其他區(qū)域設(shè)置的移動(dòng)式滅火器、水滅火、氣體滅火和干粉滅火等滅火系統(tǒng)。

2.4防火封堵

分析近年來(lái)建筑電纜井火災(zāi)的原因，發(fā)現(xiàn)防火封堵材料選擇不當(dāng)和封堵工藝不符合規(guī)范是引起封堵失效的重要原因。

2.4.1防火封堵材料選擇不當(dāng)

例如線槽電纜的封堵材料，在高溫情況下容易軟化、變形、燒蝕以及收縮，應(yīng)當(dāng)選用遇火受熱膨脹型防火堵料。不單是對(duì)燃燒性能有要求，如果只注重不燃或難燃性能，高溫情況下的防火封堵材料軟化、變形［1］、燒蝕以及收縮會(huì)造成孔洞和縫隙不嚴(yán)密，引起火災(zāi)和有毒氣體蔓延。

2.4.2封堵工藝不符合規(guī)范要求

使用的封堵材料雖然防火性能滿足要求，但為了保證墻面和樓板的平整度，封堵的厚度達(dá)不到防火等級(jí)要求。

例如在樓板開口處和墻面的孔洞封堵時(shí)，為了保持與樓板墻面的平整度，造成防火封堵厚度達(dá)不到規(guī)范要求，由此造成封堵的防火性能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

以上問(wèn)題，必將降低電纜井防火防煙分隔安全設(shè)施的安全度，一旦建筑物或電纜井內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，極易蔓延至整個(gè)建筑物內(nèi)，造成重大人員和財(cái)產(chǎn)損失。

3高層電纜井火災(zāi)的成因

首先是電纜井線槽內(nèi)電纜相關(guān)纏扎［2］。當(dāng)某根電纜出現(xiàn)短路或過(guò)負(fù)荷情況，自燃后引燃纏扎電纜，進(jìn)而引發(fā)電纜井火災(zāi);工程竣工投入使用后，通信公司擅自增設(shè)弱電電纜和通信電纜，部分弱電電纜和通信電纜使用強(qiáng)電設(shè)置放大器［3］，私拉亂接導(dǎo)致接觸不良、短路起火，同時(shí)物業(yè)、業(yè)主在電纜井內(nèi)堆放雜物助燃了電纜井火勢(shì)。

對(duì)于樓板開口處和連通房間、逃生通道等區(qū)域的孔洞而言，在施工時(shí)因未及時(shí)全部封堵、封堵不合格或者在日常檢修維護(hù)中破壞了封堵，導(dǎo)致在火災(zāi)發(fā)生時(shí)無(wú)法有效阻擋火災(zāi)蔓延。

4電纜豎井的火災(zāi)防控

4.1線纜和設(shè)備

人員密集的住宅和公共建筑，優(yōu)先選用耐火等級(jí)較高的礦物絕緣電纜，一般性建筑可采用阻燃線纜和設(shè)備，若選用易燃線纜和設(shè)備，應(yīng)采取防滅火措施。

應(yīng)根據(jù)國(guó)家規(guī)范要求進(jìn)行線路敷設(shè)，采用金屬套管、密封槽盒等防火保護(hù)措施，針對(duì)電纜線路短路、過(guò)負(fù)荷和漏電等保護(hù)裝置的設(shè)置應(yīng)齊全并且有效。電表箱和設(shè)備電源等設(shè)備應(yīng)安裝在難燃材料上或者固定在電纜井內(nèi)墻壁上，與垂直敷設(shè)的電線電纜保持安全距離。

4.2防火分隔

樓板的開口和通向房間、逃生通道、電梯前室的縫隙、孔洞應(yīng)全面封堵，封堵材料耐火極限不低于結(jié)構(gòu)的耐火極限［4］。樓板的開口通常在電纜鋪設(shè)完成后，采用強(qiáng)度等級(jí)高于原有等級(jí)一級(jí)的微膨脹混凝土材料封堵，也可以采用無(wú)機(jī)堵料防火灰泥加設(shè)配筋進(jìn)行封堵［4］。

4.3防火封堵

防火封堵是指采用封堵材料封堵電纜井的洞口和縫隙，該方法可限制火災(zāi)發(fā)生時(shí)的火、熱、有毒氣體和煙霧的蔓延與傳播［5］。目前使用的電纜井防火封堵材料分別有無(wú)機(jī)、有機(jī)型防火堵料，阻火包和防火涂料。

（1） 有機(jī)型防火堵料。

有機(jī)型防火堵料由合成樹脂、防火劑和填料等組成，根據(jù)遇火受熱特性分為膨脹型和非膨脹型。該材料具有可塑性高、柔韌效果好、封堵時(shí)固化時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，便于施工，可根據(jù)孔洞形狀切割、搓揉，適宜各種形狀的孔洞封堵。

針對(duì)電纜穿越樓板墻面的孔洞，為確保電纜日常帶電運(yùn)行的散熱性，建議選用膨脹型堵料，日常未發(fā)生火災(zāi)時(shí)，不會(huì)對(duì)孔洞封堵嚴(yán)密，來(lái)確保電纜日常帶電運(yùn)行的散熱性。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，膨脹型堵料遇火膨脹，可將縫隙或剩余孔口空間封堵嚴(yán)密，阻止火災(zāi)的蔓延和有毒氣體的傳播。膨脹型防火堵料廣泛應(yīng)用在電纜井中，對(duì)管道、電線電纜貫穿孔洞進(jìn)行封堵，可與無(wú)機(jī)型防火堵料、阻火包、防火涂料配合使用。

（2） 無(wú)機(jī)型防火堵料。

無(wú)機(jī)型防火堵料由快干水泥、防火劑、耐火材料等組成，具有無(wú)毒、無(wú)氣味的特點(diǎn)，對(duì)人體無(wú)害，同時(shí)耐水、耐油性能較高，施工簡(jiǎn)便。電纜井水泥砂漿封堵如圖2所示。

無(wú)機(jī)型防火堵料在電纜井中封堵管道、電線電纜貫穿孔洞，特別是對(duì)較大的孔洞和樓板開口處，防火封堵的效果較好［6］。

該材料除具備較高耐火性能外，機(jī)械強(qiáng)度也較高，可承受樓板層設(shè)備的一定荷載。封堵施工時(shí)，管道、電線電纜表皮須先涂刷一層有機(jī)型防火堵料，便于日常維護(hù)。對(duì)較大的孔洞封堵時(shí)，可用適量的鋼筋以增加其強(qiáng)度，封堵厚度根據(jù)需要確定，一般不小于樓板厚度［6］。

無(wú)機(jī)型防火堵料包含無(wú)機(jī)防火封堵材料、無(wú)機(jī)防火封堵板材、防火涂層礦棉板、阻火模塊等不燃封堵材料［3］，例如巖棉或硅酸鋁纖維。硅酸鋁纖維封堵如圖3所示。此類材料具有成本低、封堵操作簡(jiǎn)單、抗機(jī)械振動(dòng)好、受熱膨脹小、抗拉強(qiáng)度大、彈性好，無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)荷載增加幾乎不計(jì)，且耐火性能優(yōu)越，是取代石棉的新型材料。但是其無(wú)法對(duì)電纜束和電纜束孔隙封堵，一旦發(fā)生火災(zāi)，有毒有害氣體易順著孔隙蔓延。

電纜延伸出封堵層的上下兩部分涂刷防火涂料，長(zhǎng)度1.2 m。具體要求如下：① 進(jìn)行電纜涂刷前必須清除電纜上的灰塵及銹污，在清除時(shí)

注意電纜接頭和老化的電纜，清除時(shí)有防火質(zhì)檢人員監(jiān)護(hù)時(shí)，方可進(jìn)行施工。② 電纜防火涂料涂刷以后要對(duì)電纜進(jìn)行理順，不得隨意擺放，應(yīng)逐根逐段都刷到位。③ 電纜防火涂料的涂刷一般為3遍（可根據(jù)設(shè)計(jì)相應(yīng)增加），每遍間隔不少于8 h，一遍的涂層厚度為干后1 mm為宜。電纜防火涂料的涂刷示范圖如圖4所示。

（3） 阻火包。

阻火包是由不燃或阻燃的布料包裹耐火材料的。阻火包帶阻燃原理是，纏繞完成后會(huì)形成密封套，遇火吸熱會(huì)形成具有阻燃隔熱特性的碳化層。

制作或撤換方便。安裝時(shí)電纜井管道、電線、電纜外皮處須涂刷有機(jī)防火堵料再安裝阻火包。封堵電纜貫穿的孔洞縫隙時(shí)，先將電纜整理和排列好，再平服嵌入空隙中，如砌磚方式交錯(cuò)放置，并且盡量密實(shí)地填充。

封堵電纜井樓板開口孔洞時(shí)，在阻火包下面設(shè)置1塊與洞口大小相當(dāng)?shù)姆阑鸶舭?，阻火包上面覆蓋1塊相同規(guī)格的防火隔板或鋪設(shè)1層30～50 mm厚度有機(jī)型防火堵料，可有效避免阻火包移動(dòng)、損壞。阻火包封堵如圖5所示。

4.4密閉線槽的選用

當(dāng)線槽內(nèi)電纜著火時(shí)，因線槽難燃或者不燃，密閉性好，盒內(nèi)火源會(huì)因氧氣不足，在一定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)熄滅，防止引燃電纜井其他電纜;或者盒外火源很難引燃盒內(nèi)電纜，為滅火系統(tǒng)運(yùn)行留有一定的時(shí)間。目前采用的防火線槽還具有耐腐蝕、耐油污、輕質(zhì)高強(qiáng)、安裝維修方便等特點(diǎn)，已推廣應(yīng)用。

4.5防止竄燃

為防止可燃、易燃電纜外皮的竄燃，可在電纜外皮纏繞防火包帶或者涂刷相應(yīng)防火等級(jí)的防火涂料。

防火涂料的阻燃原理是，當(dāng)涂層遇火受熱時(shí)膨脹［7］，進(jìn)而變化成均勻致密的蜂窩狀隔熱層，起到阻燃的作用。

4.6火災(zāi)探測(cè)

電纜井內(nèi)應(yīng)每隔2～3層優(yōu)先設(shè)置感煙探測(cè)器，因?yàn)槔|式線型定溫探測(cè)器容易受到電纜帶電運(yùn)行散發(fā)的熱量影響，實(shí)際施工中可進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，探索組合探測(cè)的設(shè)置方式。

4.7滅火

電纜井發(fā)生火災(zāi)時(shí)，物業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人應(yīng)立即啟動(dòng)消防安全應(yīng)急預(yù)案，立刻報(bào)警、切斷供電電源（但不得切斷消防電源），利用現(xiàn)有的消防設(shè)施展開滅火和自救。

4.7.1壁裝超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置

電纜井空間相對(duì)獨(dú)立，建筑物其他區(qū)域設(shè)置的自動(dòng)滅火系統(tǒng)很難延伸到電纜井，因獨(dú)立封閉且空間狹小，人工撲救也相對(duì)困難。因此，建議設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng)，即全淹沒(méi)無(wú)管網(wǎng)滅火系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐表明，壁裝超細(xì)干粉滅火裝置，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)可以不通過(guò)探測(cè)報(bào)警設(shè)備提供信號(hào)，本身就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)［8］，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)置簡(jiǎn)便，造價(jià)較低。超細(xì)干粉滅火劑具有無(wú)毒、無(wú)害，對(duì)人體皮膚無(wú)刺激，對(duì)保護(hù)物無(wú)腐蝕的特性;在常態(tài)下不分解、不吸濕、不結(jié)塊，具有良好的流動(dòng)性、彌散性和電絕緣性。平均粒徑小于5 μm，是普通干粉滅火效率的6～10倍、是七氟丙烷的10倍、是二氧化碳的12倍以上［9］。其既可局部保護(hù)，又可實(shí)現(xiàn)各類氣體全淹沒(méi)保護(hù)。啟動(dòng)方式有自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式，既可單具使用，又可多具聯(lián)動(dòng)，與市場(chǎng)上通用的火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)組成無(wú)管網(wǎng)滅火系統(tǒng)［10］。該材料適宜電纜井內(nèi)電氣火災(zāi)撲滅，必要時(shí)可與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)報(bào)警。對(duì)于Ⅰ類民用建筑工程和必須設(shè)置自動(dòng)滅火裝置的Ⅱ類民用建筑工程而言，電纜井內(nèi)建議設(shè)置滅火裝置。

4.7.2熱氣溶膠預(yù)制滅火裝置

熱氣溶膠滅火裝置具有小巧、輕便、滅火效能高、滅火速度快、彌漫性好的特點(diǎn)，對(duì)初期火災(zāi)具有防爆功能、對(duì)環(huán)境友好、對(duì)人體無(wú)毒，并且常壓儲(chǔ)存，無(wú)須年檢，維護(hù)方便。

熱氣溶膠滅火裝置在噴放后只有微量殘留，不導(dǎo)電，不會(huì)對(duì)電路造成二次損害。而干粉滅火劑使用后有大量白色殘留物，吸濕后易導(dǎo)電對(duì)電氣設(shè)備有二次傷害。因此如果電纜井中設(shè)有電表、火災(zāi)探測(cè)器等電子設(shè)備，優(yōu)先選用熱氣溶膠預(yù)制滅火裝置。

熱氣溶膠滅火裝置采用熱觸發(fā)或電觸發(fā)兩種方式啟動(dòng)，噴放時(shí)間在15 s以內(nèi)，滅火全程自動(dòng)化，能把發(fā)展初期的火災(zāi)迅速撲滅，防止火勢(shì)蔓延進(jìn)而造成更大災(zāi)害。

4.7.3其他氣體滅火裝置

懸掛式七氟丙烷裝置、水霧滅火裝置、全氟己酮等類似的裝置也可用于電纜豎井的滅火。但綜合發(fā)展普及狀況、高效環(huán)保、穩(wěn)定可靠性、檢修維護(hù)、安裝和使用成本等各方面，與干粉系統(tǒng)、氣溶膠預(yù)制滅火系統(tǒng)還是不能相比。高層電纜豎井適用消防產(chǎn)品對(duì)比如表1所示。

4.8落實(shí)主體責(zé)任

物業(yè)作為用電主體的責(zé)任單位，有責(zé)任和義務(wù)負(fù)責(zé)制定安全用電管理制度、安全用電操作規(guī)程和建筑電氣火災(zāi)的應(yīng)急預(yù)算和處置方案，明確各級(jí)崗位的用電主體責(zé)任，配備持有特種作業(yè)操作證的人員，專職負(fù)責(zé)電氣的日常維護(hù)，每月組織一次消防應(yīng)急演練，每季度全面排查電氣線路，確保建筑電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行。

物業(yè)單位應(yīng)根據(jù)管理制度每天開展電纜井的防火巡檢，尤其注意檢查電纜線路老化、電纜絕緣外皮磨損、電纜豎井有無(wú)雜物、防火門關(guān)閉等情況，做好每日的消防巡檢記錄，將火災(zāi)隱患消除形成閉環(huán)管理。

5結(jié)語(yǔ)

電纜井的特殊構(gòu)造容易引起建筑工程火災(zāi)的快速蔓延，逐漸成為建筑工程防火防控的重點(diǎn)部分，落實(shí)電纜井的防滅火措施對(duì)于群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全保障具有重大意義。

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收稿日期： 20231222

Fire Prevention and Control Measures for Cable Wells in

Construction Engineering

HAO Weili，HAN Tao

（Shandong Shenghao Intelligent Engineering Co.， Ltd.， Jining 272000， China）

Abstract： Due to the narrow space and semi enclosed nature of construction cable shafts，it is very difficult to extinguish fires in residential areas.Moreover，due to their own structure，they can easily form a “chimney effect”，causing the rapid spread of fires and toxic and harmful smoke to spread to other areas of the building，posing a significant safety hazard for personnel evacuation.By analyzing the fire hazards and causes of cable wells，combined with the current prevention and control status and defects，a fire prevention and control technology system is proposed.

Key words： cable well fire; wall mounted fire extinguishers; fire blocking; fire detection