建筑電氣防火設計中電線電纜的運用

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建筑電氣防火設計中電線電纜的運用

摘要:針對建筑電氣火災及電氣線路火災多發,影響巨大的特點,在提出規范要求的基礎上,對電線電纜的分類、選擇及敷設方式進行深入分析,總結設計中對電線電纜應用的要點,為切實做好防火設計,避免電氣及電氣線路火災的發生提供參考依據。

關鍵詞:建筑電氣防火;電線電纜;應用;敷設

對于建筑的電氣防火,統計表明,電氣火災約占建筑總火災次數25~28%,并且由于線路造成的火災事件約占總電氣火災次數的60%以上,而由電氣火災直接造成的經濟損失達總額的30~50%。這一數據給人們帶來了警示,即電氣設計過程中,必須認真考慮電線電纜實際應用,認真設計。目前,現有的技術規范對建筑消防線路與設備的配用電專用電線電纜提出了明確要求,但從大量的線路角度講,仍存在不足與缺陷。通過對電氣線路火災的了解發現,很多都是由于線路及系統造成的。在建筑中發生的電氣線路火災,一般都集中在薄弱部位?;诖耍O計過程中必須選取適宜的電線電纜及其敷設方式,從而提高建筑的電氣防火能力。

1規范要求

電線電纜在建筑中的主要功能是輸送電力,在此過程中,應著重考慮以下要點:(1)減少或避免線路損耗,使供配電設備能夠正常運行;(2)避免發生電氣火災;(3)在發生火災時,要利于現場人員的快速疏散;(4)如果發生火災等突發事件,則防災與消防設備必須正常運行。在以上問題中,(1)為配電運行安全方面;其它則為安全性問題,在中壓和低壓配電系統中都適用。然而,建筑電氣設計過程中,怎樣選擇適宜的電線電纜,還是一個模糊的問題。技術規范中,提出了火災等突發事件時延續供電時間要求:商業建筑、綜合建筑及高級酒店等的突發事件延續時間需取3h,其它取2h;公共與住宅建筑的突發事件延續時間取2h。以上都是對建筑消防系統提出的持續供電要求,在不同的場所與消防設備中,要求有所差別,電線電纜作為系統重要組成部分,必須以要求為依據作出正確選擇[1]。

2電線電纜的分類與選擇要點

2.1電線電纜分類

設計時往往有很多電纜可供選擇,而要保證所選電纜的適宜性,需先做好分類與定義。(1)普通型電線電纜:沒有阻燃性、耐火性、低煙性;(2)阻燃型電線電纜:具有阻燃性,且能阻止或延緩火勢:(3)耐火型電線電纜:在一定溫度的燃燒情況下,依然可以保持線路的完整性;(4)無鹵低煙阻燃型電線電纜:材質中不含鹵素,著火燃燒后不會產生大量煙塵,且能阻止或延緩火勢;(5)無鹵低煙阻燃耐火型電線電纜:材質中不含鹵素,著火燃燒后不會產生大量煙塵,且在一定溫度的燃燒情況下,依然可以保持線路的完整性。以阻燃型電線電纜及耐火型電線電纜為例進行分析說明[2]。

2.2阻燃型電線電纜

阻燃型電線電纜按標準實驗結果可分成四個等級,如表1所示。1可知,如果試樣的非金屬材料體積為7.0L/m及以上,則應以A級為主。但變配電所一條出線通常由十余根電纜組成,并且不同電纜的截面有所不同。要求對電纜實際非金屬材料體積實施統計,以此確定適宜的等級,同時根據占空比等參數確定規格。以YJV電纜為例進行說明:建筑主要使用TN-C-S或TN-S兩種系統,對TN-C-S而言,以四芯電纜為主;而TN-S為五芯電纜。TN-C-S中,電纜直徑約23.8mm,非金屬材料體積0.345L/m,則20根相同電纜的非金屬材料體積可達7.0L/m,選用A級阻燃;以此類推,10根時為B級,4根時為C級。TN-S中,電纜直徑約25.4mm,非金屬材料體積0.391L/m,則17根相同電纜的非金屬材料體積可達7.0L/m,選用A級阻燃;以此類推,9根時為B級,4根時為C級[3]。根據上述分析計算結果可知,大截面電纜即使數量不多但其非金屬材料體積可達7.0L/m,所以在確定電纜的阻燃等級時,必須滿足要求,否則將無法發揮阻燃效果。此外,如果非金屬材料體積在7.0L/m以上,則A級阻燃也無法滿足實際要求。

2.3耐火型電線電纜

對耐火型電線電纜而言,需進行標準試驗,滿足表2的要求。

3電線電纜的敷設方式

電線電纜的選擇和敷設方式存在一定關系,這是因為敷設方式決定了電線電纜實際保護程度。常見的建筑內電線電纜敷設方式包括:橋架、線槽、明敷、暗敷與直接敷設。

3.1消防用電設備

(1)當采用暗敷方式時,需穿管敷設在無法燃燒的結構內部,并將保護層厚度控制在30mm以上;當采用明敷方式時,需穿金屬管進行敷設;(2)若敷設的是耐火型電線電纜或阻燃型電線電纜,則在井、溝中可以不采取其它防火措施;(3)若使用的是礦物絕緣類電線電纜,則可采用直接敷設的方式;(4)盡量和其它線路分開進行敷設,若在相同的井溝中進行敷設,則需分列兩側[4]。

3.2根據敷設方式與現場環境確定導體絕緣類型

(1)對于普通工程,可以選擇聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套的電纜及聚氯乙烯絕緣電線;此外,在條件允許的情況下,也可使用交聯聚乙烯絕緣電力電纜與電線。(2)對消防設備所用供電線路,在選擇時必須滿足規范要求。(3)若建筑有很高的防火要求,則應以無煙、無鹵電線電纜為主。

3.3消防設備的控制與供電線路應根據以下要求選擇

(1)對于特級防火建筑,無論是消防設備干線還是分支干線,都應將礦物絕緣電纜為主;(2)對于一級防火建筑,無論是消防設備干線還是分支干線,都應將礦物絕緣電纜為主。如果線路所用保護措施可以滿足防火要求,則可改用有機絕緣型耐火電線電纜;(3)對于二級防火建筑,無論是消防設備干線還是分支干線,都應將有機絕緣型耐火電線電纜為主;(4)對于控制與分支線路,應使用干線低一級的電線電纜。

3.4線路敷設時必須滿足以下要求

(1)如果敷設的是礦物絕緣類電纜,則需采用明敷的方式,也可敷設于吊頂的內部;(2)有機絕緣型耐火電線電纜與難燃電纜,敷設時可按要求不采用導管進行保護;(3)若供電線路為有機絕緣類耐火電線電纜,則當明敷時,應使用金屬線槽進行保護;線槽還要使用涂料進行防火保護;而當暗敷時,應使用難燃塑料進行保護,同時敷設于無法燃燒的結構內部,將保護層的厚度控制在30mm以上;(4)火災報警系統的信號傳輸線路如果使用絕緣類電線,則要使用線槽或金屬導管進行保護;(5)如果按橫向進行敷設的報警傳輸線路由導管進行保護,則各防火分區線路不得穿入相同導管;(6)建筑電纜豎井,應和其它電氣電纜豎井進行分開設置。

3.5銅、鋁電纜使用

對于銅芯電纜與鋁芯或鋁合金電纜,若從耐火時間角度分析,消防線路應以銅芯電纜為主;而在非消防線路當中,當電纜線的截面超過16mm2或35mm2時,可使用鋁芯或鋁合金電纜。其中,鋁芯或鋁合金電纜若從供電、配電性能角度講,和銅芯電纜并沒有明顯的差別,但在節能減排方面卻有顯著優勢。這是因為銅、鋁兩種金屬的冶煉能耗相差巨大,而且相同質量的鋁可以生產出比銅長的電纜[5]?;诖耍谫F州地方標準中,就提出了明文規定,同時予以大篇幅詳細說明。實際設計工作中,設計人員應在致力于提高系統運行安全性與可靠性的同時,盡可能多的考慮節能減排,通過設計實現建筑節能減排的目標。

4結束語

綜上所述,從以往設計工作經驗與相關技術規范要求雙方面出發,從建筑的電線電纜類型劃分、選取要點及敷設方式等層面,對設計過程中的電線電纜選擇和敷設方式選擇進行了詳盡的分析,總結電線電纜實際應用要點,愿能為設計人員從事防火專項設計工作時提供指引與幫助,以達到合理設計與確保系統可靠、安全運行并兼顧節能減排的目的。

參考文獻

[1]李冬梅.建筑電氣防火設計中電線電纜的應用技術探析[J].智庫時代,2017(05):21~23.

[2]張文才.建筑電氣防火設計中電線電纜的應用[J].智能建筑電氣技術,2014(01):4~9.

[3]李盟盟.淺談高層建筑中一般電氣線路和消防電氣線路的防火設計[J].江西建材,2016(09):229,232.

[4]陳景文,范長安.淺談高層綜合建筑的電纜敷設標準與防火安全對策[J].中國石油和化工標準與質量,2016(13):4~5.

[5]蘆曉彤.高層建筑中一般電氣線路與消防電氣線路的防火設計[J].住宅與房地產,2017(18):112,116.

作者:黃政 單位:貴州省建筑設計研究院有限責任公司

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