電線電纜在建筑電氣防火設計中的應用

劉志敏

山西華鼎建筑設計有限公司 山西 運城 044000

電氣設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。但由于電氣設備運行時間較長、運行環境復雜，所以極其容易發生火災事故。而電線電纜作為電氣設備傳輸電力的重要載體，其運行狀況又會直接影響電氣設備的安全性和可靠性。據相關數據統計，在我國發生的電氣火災中，有60%左右的引發原因在于電氣線路設計不當。這一驚人數字也不得不讓設計人員深刻反思，如何才能夠在保證建筑電氣設備穩定運行的同時提高防火能力。這就需要從電線電纜設計這一薄弱環節入手，從源頭規避建筑電氣火災的發生。

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

主要指由鋁導線或銅導線制成的電線電纜，雖然成本較低、導電能力較強，但防火性能和阻燃性能較差。將其應用到建筑電氣工程中，容易受運行環境、運行時間等因素影響產生質量問題，如氧化、腐蝕、絕緣層受損導致導線外露等。進而使電氣設備出現過載、短路等問題，嚴重甚至會發生火災。

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，在溫度較高的情況下依然可以穩定運行。在建筑工程發生火災事故后，阻燃電線電纜的耐高溫能力會保護絕緣材料不受損，可以從源頭降低電氣事故發生率。

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，在火焰燃燒溫度較高、時間較長的情況下，依然能夠保持線路的安全性和完整性[1]?，F階段，這種電線電纜被廣泛應用到消防安全領域。例如：在高層建筑工程中使用耐火電線電纜，即便發生火災，也能夠保證內部消防設備穩定供電，有利于為消防救援隊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，燃燒后不會產生有毒有害氣體，可以降低電氣火災事故對人體和環境造成的負面影響。并且無鹵低煙阻燃電線電纜防火性能較高，發生火災時能夠有效阻止火勢持續發展[2]。當前，這種電線電纜被廣泛運用到高層建筑、地鐵站等人員密集的區域，能夠為電氣工程安全供電奠定基礎。

1.5 無鹵低煙阻燃耐火電線電纜

這種電線電纜在生產制造過程中未添加鹵素，所以燃燒后煙塵較小，并且可以發揮阻止火勢發展的作用。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和維護成本。

1.6 礦物絕緣電纜

這種電纜在生產過程中全部材料都是采用無機材料，所以它就具有一些其他電纜所不可能具有的優點，如：防火（耐高溫）、載流量大、防水、防爆、耐腐、耐機械損傷、壽命長、無鹵無毒等。這種電纜本身不會引起火災，不可能燃燒或助燃，并且這種電纜可以在接近銅的熔點的火災情況下繼續保持供電，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、醫院、石油化工、名勝古跡等處的消防電氣設計中得到了廣泛的應用。

2 建筑電氣工程中電線電纜引發火災的因素及后果

2.1 電線電纜引發火災的因素

電線電纜火災是一種常見的火災類型，通常會給人們的生命和財產帶來巨大損失，但是，引起電線線纜火災的原因卻是多種多樣的。對于如何防止電線電纜火災的發生，我們就需要深入了解電線電纜火災的起因，才能從根本上減少電線電纜火災的發生。結合以往電線電纜引發的火災事故分析，可以將電線電纜失火的主要因素歸納為以下方面：第一，載流設計不合理。設計人員在電線電纜設計過程中沒有合理設計載流量，導致某段電線電纜長時間超負荷運行，使得運行溫度持續升高，在一定程度上加快了電線電纜的老化速度，長此以往必然會導致線路短路，進而引發火災[3]。第二，電線電纜選擇不當。由上文分析可以看出，電線電纜本身具有種類豐富的特點，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風險，所以對防火性能要求較高。如果在防火設計中使用普通電線電纜，會導致其在惡劣環境影響下出現質量問題，進而加大火災事故發生率。另外，由于部分制造商在電線電纜生產中偷工減料，導致諸多不合格產品流入市場，如果應用到電氣工程中，會嚴重影響電氣設備運行安全。第三，電線電纜故障。由于建筑電氣工程中的電線電纜運行環境復雜，所以容易受多種因素影響產生故障，如電線電纜絕緣層受潮，會導致終端盒或電纜頭故障，進而引發自燃、爆炸等事故；在安裝中沒有清理電線電纜接頭位置的雜質和污垢，導致投入使用后接觸不良；接頭工藝制作粗糙，防火措施不足，導致運行過程長期受電流和電壓沖擊出現火災、爆炸事故；接地線焊接不到位導致接觸不良，使電線電纜投入使用后出現電火花或電弧。

2.2 電線電纜火災事故造成的后果

據相關數據統計來看，電氣火災在建筑火災中的占比一般在30%左右，而因電線電纜設計不當或安裝有誤造成的火災事故在電氣火災中占比約60%。結合實踐來看，電線電纜發生火災后，會產生大量濃煙和毒氣，并且溫度較高，會導致建筑工程內部人員出現窒息、中毒等情況，同時影響視野清晰度[4]。據相關研究論證表明，火場中產生濃煙后的20s左右，能見度會逐漸下降到0，并且電線電纜的火焰會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、豎井等結構，還會形成“煙囪”效應，導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，會產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重危害。

3 建筑電氣防火設計中電線電纜的具體應用

3.1 合理選擇電線電纜

建筑電氣工程發生火災，除了與電線電纜設計不當有關外，還與其本身質量存在密切聯系。當前，市面上涌現出多種多樣的電線電纜，并且價格、性能、適用范圍存在較大差異，所以在建筑電氣設計中一旦選擇不當，將會加大火災事故發生率。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品符合《建筑設計防火規范》、《民用建筑電氣設計標準》、《阻燃和耐火電線電纜或光纜通則》等規范標準，避免產品在使用中因自身能量聚集或釋放引發火災事故。第二，優先選擇以銅線芯為導體的電線電纜，因為這類電線電纜具有低電阻、高強度、延展性較好的特點。與鋁線芯的電線電纜相比耐高溫性能更強、穩定性更好，可以最大程度降低電氣事故發生率。第三，優先使用由聚氯乙烯或無機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。因為這種電線電纜的載流量較大、使用壽命較長，并且在高溫環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；由無機材料制成的礦物絕緣電纜工作溫度甚至能達到1000℃以上，其載流量遠超其它電纜。第四，優先使用阻燃能力較強的電線電纜。雖然阻燃電線電纜和普通電線電纜的構造大致相同，但外護層、絕緣層及護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生火災，也能夠在一定時間內保持完整性，可以為消防救援人員爭取更多搶險機會，進而最大程度降低火災造成的損失。第五，優先使用耐火電線電纜。在建筑電氣工程發生火災后，為了保證內部通訊、消防等電氣設備正常供電，需要使用耐火性能較高的電線電纜。因為這種電線電纜在溫度達到750-1000℃的情況下，依然能夠安全供電90min左右[5]。第六，如果電氣設備在建筑工程密閉性較強的空間內使用，則需要優先選擇無鹵低煙阻燃電線電纜，因為密閉空間通風效果較差，一旦電線電纜著火，會散發出大量有毒有害氣體或濃煙，進而導致內部人員出現中毒、窒息等問題。而無鹵低煙阻燃電線電纜燃燒過程幾乎不會產生煙氣和毒氣，所以能夠有效保證建筑工程內部人員安全。第七，針對木質結構或圖書館等易燃物較多的建筑，應優先選擇礦物絕緣耐火電線電纜。這種電纜在火災事故中能夠有效規避電流電路問題，進而避免了因短路引發的火災事故。

3.2 優化電線電纜敷設方法

在建筑電氣工程設計過程中，對電線電纜的敷設方法進行優化設計至關重要，這也是保證電線電纜和電氣設備安全運行的關鍵所在。具體操作如下：設計人員要充分掌握建筑工程中不同電氣設備的運行原理和流程，確保選擇的電線電纜敷設方式和實際情況相符。另外，在設計圖紙中確定電線電纜豎井的具體位置，充分發揮圖紙的指導作用，為后續施工提供便利，確保電線電纜能夠正常為照明系統、消防系統等供電。根據建筑電氣工程施工要求進行分析，可以將電線電纜敷設到豎井兩側，確保施工任務能夠有序進行。針對住宅建筑中的電氣工程電線電纜敷設，要嚴格按照《住宅建筑電氣設計規范》、《建筑設計防火規范》、《民用建筑電氣設計標準》選型。如果在高層或多層住宅公共區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。因為一旦發生火災，普通電線電纜的延燃性較大，會導致火災在短時間內蔓延。而針對住宅工程中的內部線路，大多采用穿管暗敷方式，如此即便發生火災事故，也能夠最大程度保護電線電纜的完整性，并且燃燒過程產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。針對其他民用建筑電氣工程電線電纜的敷設，通常情況下，一般民用建筑工程最好使用聚氯乙烯BV電線等普通負荷用電線電纜，而針對高層民用建筑、老年人建筑、教育建筑等，最好采用無鹵低煙阻燃電線電纜。設計人員要嚴格按照現行國家標準選用電線電纜。在成束敷設電線電纜時，想要盡可能規避線纜延燃，應優先使用阻燃電線電纜。線路敷設應符合以下規定：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。第二，使用耐火或阻燃電線電纜時，如果敷設到電纜溝或豎井中，可以不使用保護導管，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，使用有機絕緣耐火電線電纜時，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管做好電線電纜保護工作，并且金屬導管外部應涂抹防火涂料。而使用暗敷方式，則需要穿金屬導管做好保護工作，并敷設到不易燃燒的結構中，保護層厚度一般控制在30mm以上。第四，在火災自動報警系統電線電纜敷設中，需要采用金屬導管或封閉式線槽進行保護。第五，在消防聯動控制系統、應急照明系統等電氣工程電線電纜敷設中，應采用穿導管保護手段，并通過暗敷的方式敷設到不易燃燒的結構中。同時要將保護層厚度控制在30mm以上。也可以使用明敷方式，通過穿金屬導管的方式保護，并在金屬導管上涂抹防火涂料。如果使用難燃性電線電纜，可以省略金屬導管保護環節，并將電線電纜直接敷設到電氣豎井中。

3.3 在設計中應用檢測技術

想要保證建筑電氣工程的電線電纜設計安全、穩定，不僅要合理選擇電線電纜，明確敷設方法，還要做好檢測和管理工作，不能等出現問題再解決，應將出現的隱患和風險扼殺在搖籃中。然而，在現代化大型化、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，必須引入現代化技術手段對電線電纜進行全面檢測。例如：使用技術手段對電線電纜漏電情況進行檢測。在電氣工程運行中，電線電纜漏電并不代表一定會發生火災，但表明存在火災隱患，所以對線纜進行漏電檢測至關重要。尤其很多電線電纜運行環境復雜，絕緣層破壞嚴重，容易導致線纜短路，進而引發火災事故。另外，將線型溫感探測器設置到電線電纜集中的線槽中，能夠對線纜運行溫度進行實時監測，一旦發現溫度過高現象，就要對線纜負荷進行檢查，如此能夠從源頭規避火災事故的產生，進而保證電氣設備安全運行。

3.4 引入新型耐火阻燃電線電纜

在科學技術迅速發展背景下，市場中也涌現出了更多種類的電線電纜，并呈現出了更加顯著的耐火阻燃效果，并且發生火災后的供電時間也有所延長。例如：超阻燃電線電纜作為一種新產品，其非金屬含量每米達到50L以上，與其他電線電纜相比，改善了敷設過程需要解決的阻燃級別弊端，并且有利于提高電線電纜運行安全。再如：中壓耐火電線電纜，在生產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釋放水分，所以能夠達到阻燃效果。

4 結束語

綜上所述，隨著城市化進程的加快，建筑物的防火問題越來越受到人們的關注。其中，電氣火災作為常見的火災類型，給人們的生命和財產安全造成了嚴重威脅。因此，建筑電氣防火設計成為了建筑物安全的重要保障。而電線電纜作為電力傳輸的主要載體，其防火設計更是重中之重。在電線電纜的防火設計中，需要合理選擇電線電纜，并通過設置防火墻、合理劃分防火分區等方式來規避火災事故的發生，確?；馂陌l生時不會造成大面積的破壞，進而為電線電纜及電氣設備安全運行提供保障。