分析建筑电气防火设计中电线电缆的应用

马伟杨

（太原市建筑设计研究院，山西 太原 030002）

通过对我国近年来建筑火灾事故的分析，发现电气火灾事故的发生率相较于其他类型的火灾事故较高，电气线路故障是电气火灾事故的重要诱因。建筑电气线路的防火安全问题已成一项热点话题，提高电气系统的防火性能是一个亟待解决的问题。随着建筑物电气线路数量和分布密度的增加，施工工艺不断复杂，在一定程度上增加了火灾事故发生的概率。因此，为了提高建筑电气系统的防火性能，必须改进防火设计方案，以电线电缆的合理应用作为防火设计的基础。

1 建筑电气火灾发生的原因分析

近年来，高层建筑火灾事故在我国屡见不鲜，主要原因是防火设计不当和电气系统安装不当，这些都是早期施工存在的隐患。因此，必须了解电气火灾发生的原因，为设计防火系统提供参考，并采取有效的预防措施。通常短路、接线不良和配电安装不当是造成电气设备火灾的主要原因：1）短路。短路造成电气设备火灾主要包括以下两种情况，一是由于电线电缆绝缘部分受外力损坏会导致芯体外露，外露芯体或带电体与之接触造成短路，导致火灾事故［1］。例如，没有采用线槽或保护管进行线路敷设，受外力冲击挤压造成线路绝缘层损坏，导致短路发生火灾。二是由于过热、水浸、霉变和阳光直射等原因，线路绝缘水平降低，外部因素引起短路。2）连接不良。导体连接不良是引起电气火灾事故的主要原因之一。电气设备的线路连接都是固定连接，而插头、开关触头、插座是不断续连接，这两种接线方式都可能因接线不良而引起高温，导致发生电气火灾［2］。导体连接不良会引起电阻上升，接触部位温度升高，如果不加以有效控制，最终可能出现电气火灾。3）电力装置安装不当。电力系统如果设计不正确，即电气设备能正常工作，也会发生电弧或温度过高，存在火灾安全事故的隐患。

2 建筑电气防火设计中电线电缆相关介绍

2.1 电线电缆的分类

电线电缆的功能是传输电能，同时又能转换电磁能，实现电能的分配，为人们的生产、工作和日常生活服务。近年来，随着材料科学的飞速发展，电线电缆的性能不断提高，耐火电线电缆、阻燃电线电缆和无卤低烟阻燃耐火电线电缆广泛应用于建筑建设［3］中。使用阻燃电线电缆的优点是可以提高电线电缆的阻燃能力，延缓火灾的发生，为人们提供宝贵的逃生时间。另外，对阻燃电线电缆也有明确的使用要求，即燃烧损区必须不得超过2.5m，这样降低火灾损失。耐火电线电缆与阻燃电线电缆两者有相识之处，区别在于耐火电线电缆可以在明火下，在一定的时间内保证电力系统的继续运行，可以减缓火势蔓延。目前，高层建筑、地铁和大型电站中通常会使用耐火电线电缆。无卤低烟阻燃耐火电线电缆的最大优点在于，一旦发生火灾，能见度高，便于人员安全逃生。此外，电线电缆在燃烧时不会产生有毒气体，减少有毒烟雾对人体的损害。

2.2 电线电缆选用规范

目前，我国有关规范指出：在一般的建筑工程中，如果室内环境条件良好，可以选用聚氯乙烯绝缘或带绝缘聚氯乙烯的电线电缆，如有项目资金充足，可以选用交联聚氯乙烯绝缘电线电缆［4］。在一类高层建筑或公共场所，对防火要求较高，应使用无烟无卤或阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电缆电线。此外，在建筑电气系统设计中，不仅要有非消防用电线电缆，还要应用消防专用电线电缆。例如，在消防专用电线电缆方面，系统应设计自动报警总线，其燃烧性能必须优于B2。在使用电线电缆的过程中，不同类型、性能的电线电缆使用方式也存在不同。如阻燃电线电缆一般用于交流50Hz及1kV以下的输电线路，以确保电力传输的安全。耐火电线电缆成本高，全线使用会使造价较大，所以通常用于应急电气设备，以确保电气设备在发生火灾事故时能正常运行。

3 建筑电气防火设计中电线电缆的应用

3.1 选择电缆类型

电线电缆的主要功能是传输电流电子，在输送电力的同时本身也会发热，在短路、局部过热等情况下，电线电缆绝缘性能会下降，会发生绝缘层损耗甚至烧毁，导致火灾事故［5］。工作人员在选择电线电缆的过程中，需要全面考虑电线电缆的燃烧特性、产烟毒性、微粒、熔物等，为了不影响电线电缆传输功能，有关人员需要注意以下几点：1）在设计过程中，要制定突发事件解决方案，尽量避免或减少火灾事故对生命财产的损害。2）在电线电缆选型过程中，工作人员必须严格遵守《民用建筑电气设计规范》、《电线电缆防护设计规范》的有关规定，确保电线电缆设计的合理性，并结合建筑电气防火设计的实际要求，根据建筑电气系统的运行特点选用电线电缆［6］。若是难以符合电线电缆防护方面的有关规定，工作人员应需要选择等级最高的电线电缆。3）电路设计应尽可能简单，减少不必要的电力消耗，控制电线电缆长度，降低施工成本，减少电线电缆自身的发热量，这些要点在电力系统设计中着重考虑。在选择电线电缆方面，不同情况下有不同的规定。新版《建筑消防设计规范》 （gb50016-2014），要求商业高层建筑物，在发生火警时必须保持三小时的电力传输，所以电线电缆的防火时间必须超过三小时，其他建筑物可控制在两小时左右。此外，火灾有毒烟雾是造成人员伤亡的主要原因，而由于卤系阻燃剂的作用，该阻燃剂材料在燃烧过程中可以释放卤化氢，容易产生有毒烟雾。因此，应尽量选择无卤低烟的电线电缆，减少电线电缆在火灾中燃烧所产生的烟雾，即使产生少量的烟雾也需要保证能见度。在设计中，有些设计人员过于重视使用无烟电缆，导致成本过高，同时无烟电缆的电力传输比普通电缆差，难以支撑某些特殊设备，因此应根据实际情况从不同角度考虑选择合适的电线电缆。

3.2 确定敷设方式

1）电线电缆敷设过程中，应通过添加保护层提高电线电缆的防火性能，保持相对稳定的密闭敷设。火灾自动报警系统的供电线路和消防联动控制线路在火灾发生时应良好运行，并应具有良好的耐火性能。在报警总线、消防应急广播中应采用阻燃耐火电线电缆，避免火警失效。2）根据实际施工环境选择敷设方式，消防设备控制单元配电线路应满足连续供电的需要，明敷设时应用金属套管或封闭式金属槽保护［7］。使用阻燃或耐火电线电缆时，可不使用金属套管或封闭式金属槽保护，矿物类绝缘电缆可直接敷设。暗敷电线电缆时应在不可燃结构内穿孔敷设，保护层厚度不得小于30毫米。

图1 电线套管保护

3.3 完善防火措施

防火措施的配置也需要设计人员的高度重视，如果防火措施的布置受敷设空间的限制，设计人员应在分界处设置防火隔断。同时，设计人员应在必要的位置防火密封，包括电缆桥架、电缆隧道、电缆隔墙、配电室、电缆沟、封闭式母线、控制室沟口、建筑物入口等位置，并确保防火密封等级满足规范标准。漏电报警器和RCD也可以很好地为建筑电气消防设计服务，漏电报警器具有实时记录、控制和保护的功能，为消防设备提供双重保护。RCD具有很强的漏电保护功能，可与电线电缆配合，更好地为消防设备提供漏电保护作用。因此，设计人员必须重视RCD的设置，一旦RCD失灵或不能正常工作，建筑消防系统就会瘫痪，电气火灾风险也会大大增加。

4 结语

综上所述，加强建筑电气防火设计不仅是人们生活和生产的需要，也是保障生命财产安全的关键。电线电缆的应用与建筑电气防火设计的质量息息相关，为了有效减少建筑物中电线电缆火灾事故的发生，有关从业人员有必要遵循电线电缆适配原则和敷设注意事项，以确保线路的科学合理，避免或减少事故的发生，从而保障人民生命财产的安全。