电气配电线路敷设的防火设计

●郑艳琼,明 亮,刘 彬

(1.云南消防总队;2.昆明市消防支队,云南 昆明 650220)

在实际工程应用中,电气配电线路敷设防火设计和管理往往被忽略。从消防设计的角度讲,电气配电线路分为消防用电设备配电线路和非消防用电电力与控制配电线路。消防用电设备的配电线路敷设应满足火灾时连续供电的需要,即火灾时配电线路应能在一定程度上避免火源的侵害,确保人员疏散和火灾扑救的顺利进行。非消防用电电力和控制配电线路在火灾时应能及时切断,并采取相应的防火保护措施,防止因用电线路导致的火灾蔓延扩大。

一、消防用电设备配电线路

消防用电设备的配电线路暗敷时,应穿管(金属管或阻燃塑料管)并敷设在不燃烧体结构内,且保护层厚度不应小于 30mm。对于消防用电设备配电线路的保护,比较经济、安全的敷设方法一般是采用穿管保护埋设在不燃烧体结构内。消防用电设备的这种敷线方式在实际工程中应用最广,主要是参考有关试验数据确定的。试验情况表明,按照标准时间—温度曲线进行受火测试,30mm厚的保护层在15min以内,金属管的温度可达 105℃;30min时,达到 210℃;到 45min时,可达 290℃。试验还表明,金属达到该温度时,配电线路的温度约比上述温度低1/3,在此温升范围内能保证继续供电。另外,采用穿管暗敷设,保护层厚度达到 30mm以上的线路在实际火灾中也能够保障继续供电。

消防用电设备的配电线路明敷时(包括敷设在吊顶或闷顶内),应穿有防火保护的金属管或有防火保护的封闭式金属线槽(耐火电缆槽盒)。考虑到装配式钢筋混凝土建筑或建筑物某些部位配电线路不能穿管暗设,只能明敷,但明敷易受火或高温直接作用,故明敷时要采取防火保护措施,如在保护管外表面涂刷丙烯酸乳胶防火涂料或采用隔热材料包覆等。电缆槽盒是电缆桥架中用于敷设电缆的主体部件,由无孔托盘和盖板组成,槽盒中所使用的夹芯材料,其燃烧性能等级不应低于 B1级。

当采用矿物绝缘类不燃性电缆时,可直接明敷(包括敷设在吊顶或闷顶内)。矿物绝缘电缆是由铜芯、铜护套和氧化镁绝缘等全无机物组成的电缆,具有良好的电性能、机械物理性能、耐火性能,在火灾条件下不会放出任何烟雾及有害气体,其综合性能优于阻燃电缆、耐火电缆,故可以在不同环境条件和场所明敷。矿物绝缘电缆除能保持对电气设备的正常供电能力外,还能够在火灾中承受试验重物坠落的冲击,经受自动喷水灭火系统喷淋水的冲击,并能在试验后再次正常通电启动相关供电设备,在火灾条件下还能够保持一定时间的消防供电。

消防用电设备的配电线路当采用阻燃或耐火电缆时,可直接敷设在电缆井、电缆沟内,而不能直接明敷,明敷时仍应穿有防火保护的金属管或有防火保护的封闭式金属线槽(耐火电缆槽盒)。目前,国家对耐火电线电缆和阻燃电线电缆的测试有相应的行业标准,其中规定了耐火电线电缆和阻燃电线电缆的技术要求、试验方法、检验规则等,但相应产品在设计应用方面的标准还不够完善,导致在工程实际应用中产品标准和设计标准的应用不适应。设计规范规定只要使用了阻燃或耐火电缆,则可以直接敷设在电缆井、电缆沟内,而产品技术标准《阻燃及耐火电缆：塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求》(GA306.1～306.2-2007)对阻燃和耐火电缆分级很详细(见表 1、表 2)。实际应用中,对于选用哪一级别的阻燃和耐火电缆则可以直接敷设在电缆井、电缆沟内,从监管执行的一般原则看,如两标准无具体数据可对应执行或未明确,则最低级别的阻燃和耐火电缆就能满足设计规范的规定。即ⅣC级阻燃电缆、ⅣA级耐火电缆可直接敷设在电缆井、电缆沟内,无须采取防火保护措施。从表 1、表 2可以看出,鉴于阻燃和耐火电缆在实际应用中的火灾危险性分析,现行防火设计规范主要强调了阻燃电缆的炭化高度和耐火电缆线路完整性在建筑防火设计应用中的重要作用。

表1 阻燃电缆阻燃性能的级别及技术要求

表2 耐火电缆耐火性能的级别及技术要求

二、非消防用电设备配电线路

《低压配电设计规范》GB50054-95第 5.2.7条规定,在建筑物的顶棚内,必须采用金属管、金属线槽布线。工作环境对金属腐蚀作用较强的选用非金属管。而《建筑设计防火规范》GB50016-2006中第11.2.3条规定,配电线路敷设在有可燃物的闷顶内时,应采取穿金属管等防火保护措施;敷设在有可燃物的吊顶内时,宜采取穿金属管、采用封闭式金属线槽或难燃材料的塑料管等防火保护措施。两部规范不同程度的规定导致实际应用中的混乱,带来监管的困难。

首先要澄清,在工程实际应用中经常出现的顶棚、吊顶、闷顶等相关且含义类似的工程术语：顶棚是室内空间上部的结构层或装修层,为室内美观及保温隔热的需要,多数设吊顶把屋面的结构层隐蔽起来,以满足室内使用要求。顾名思义,工程中虽有不设吊顶的室内空间上部结构层作为顶棚,但就电气线路敷设的空间概念来讲,顶棚就是吊顶,是房屋顶部装修的广义范畴,通常也叫天花、天棚、平顶。实际应用中,吊顶与屋盖或上部楼板之间的空间为封闭空间的应为《建筑设计防火规范》中的“闷顶”,闷顶一般应设有通风口,并应有通向闷顶的人孔;吊顶与屋盖或上部楼板之间的空间为非封闭空间,如栅栏、格栅等通透性吊顶应为《建筑设计防火规范》中的“吊顶”。顶棚、吊顶、闷顶常用来安放中央空调系统的通风管和电缆电线。由于闷顶往往较狭小,通风不良,容易导致电缆电线绝缘老化,产生连电起火或过负荷运行发热造成不易察觉的电气线路火灾阴燃,是火灾发生蔓延的主要部位。针对闷顶火灾危险性极大的特点,《自动喷水灭火系统设计规范》GB50084-2001规定,净空高度大于 800mm的闷顶和技术夹层内有可燃物时,应设置(自动喷水灭火系统)喷头。《建筑设计防火规范》也规定了配电线路敷设时应采取穿金属管等防火保护措施。通透性吊顶往往顶棚空间较大,具有通风良好,发生火灾易察觉的特点,而规定“宜采取穿金属管、采用封闭式金属线槽或难燃材料的塑料管等防火保护措施”,适当减低了其配电线路保护措施的技术要求。

[1]GB50054-95,低压配电设计规范[S].

[2]GB50016-2006,建筑设计防火规范[S].