消防設(shè)備配電線纜的選用及敷設(shè)研究

1、消防設(shè)備配電線纜的選用及敷設(shè)研究摘要：本文先介紹了國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)消防設(shè)備配電線纜的要求，再對(duì)各類線纜的燃燒特性進(jìn)行了分析，著重就礦物絕緣電纜與其它有機(jī)耐火電纜的性能特征、經(jīng)濟(jì)價(jià)格進(jìn)行了分析對(duì)比，提出不同建筑物的消防設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少連續(xù)供電時(shí)間可分不同等級(jí)，電線電纜也可按使用場(chǎng)所進(jìn)行分級(jí)，以及線纜應(yīng)采取正確的敷設(shè)方式。關(guān)鍵詞：電線電纜 分級(jí) 燃燒試驗(yàn) 消防設(shè)備 供電時(shí)間research on the selection and laying about electric wires or cables of fire fighting equipment abstract：this a

2、rticle introduces the requirement about electric wires or cables of fire fighting equipment in country or abroad，and analyses on the combustion feature of all kinds of wires and cables. it lays emphasis on the analysis and comparison on the quality and specificity of mineral insulated cable and orga

3、nic fire-resistance cable，then it proposes that the least continuous power supply time of fire-fighting equipment in different buildings during fire hazard should be graded ，and proposes that electric wires and cables also should be graded by using place and should be taken by the right laying metho

4、d. keywords：electric wires or cables；grade；burning test；fire fighting equipment；power supply time.1概述電線電纜根據(jù)其本身具有的燃燒特性，分為普通電線電纜、阻燃電線電纜、耐火電線電纜及礦物絕緣電纜等。根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)發(fā)生的火災(zāi)中，因電線電纜的絕緣老化和過(guò)載使用等原因而引起的火災(zāi)占了很大的比例，如2000年河南焦作“天堂”影視廳火災(zāi)、2002年北京“藍(lán)極速”網(wǎng)吧火災(zāi)、2005年廣東汕頭華南賓館火災(zāi)等，同時(shí)又因電線電纜成為導(dǎo)火線從而助長(zhǎng)火勢(shì)蔓延，并將消防設(shè)備的配電線路燒毀，造成消防設(shè)備不能有效

5、運(yùn)行，影響人員疏散，耽誤滅火進(jìn)行，從而產(chǎn)生更大的傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的例子也并不少見。這些都是由于對(duì)消防配電線纜的選用原則把握不正確，對(duì)各種線纜所應(yīng)采用的敷設(shè)方式未能達(dá)到相關(guān)要求造成的。2國(guó)內(nèi)外對(duì)消防線纜的選用原則1)國(guó)內(nèi)消防配電線纜的選擇原則目前國(guó)家有關(guān)規(guī)范對(duì)消防配電線纜選擇的規(guī)定有：a.電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范gb50217-1994的第7.0.1條，“對(duì)電纜可能著火蔓延導(dǎo)致嚴(yán)重事故的回路、易受外部影響波及火災(zāi)的電纜密集場(chǎng)所，應(yīng)有適當(dāng)?shù)淖杌鸱指?，并按工程重要性、火?zāi)幾率及其特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)合理等因素，確定采取下列安全措施。（1）實(shí)施阻燃防護(hù)或阻止延燃。（2）選用具有難燃性的電纜。（3）實(shí)施耐火防護(hù)或選用具

6、有耐火性的電纜?！?。b.民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范jgj/t16-92的第24.8.2條，“超高層建筑內(nèi)的電力、照明、自控等線路應(yīng)采用阻燃型電線和電纜；但重要消防設(shè)備（如消防水泵，消防電梯，防、排煙風(fēng)機(jī)等）的供電回路，宜采用耐火型電纜。一類高、低層建筑內(nèi)的電力、照明、自控等線路宜采用阻燃型電線和電纜；但重要消防設(shè)備（如消防水泵，消防電梯，防、排煙風(fēng)機(jī)等）的供電回路，有條件時(shí)可采用耐火型電纜或采用其他防火措施以達(dá)耐火配線要求。二類高、低層建筑內(nèi)的消防用電設(shè)備，宜采用阻燃型電線和電纜?！薄Ｒ陨蠂?guó)家對(duì)消防配電線纜選擇的規(guī)定中，電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范僅在定性上作出了規(guī)定，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范的用詞允許稍有選擇

7、，所以在實(shí)際操作中，使得消防配電線纜的選用較為混亂，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)隨意性很大。但是，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范同時(shí)規(guī)定了消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少連續(xù)供電時(shí)間見表1。表1 消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少連續(xù)供電時(shí)間序號(hào)消防用電設(shè)備名稱 保證供電時(shí)間（min）1火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置 10 2人工報(bào)警器 103各種確認(rèn)、通報(bào)手段104消防栓、消防泵及自動(dòng)噴水系統(tǒng)605水噴霧和泡沫滅火系統(tǒng)306co2滅火和干粉滅火系統(tǒng)607鹵代烷滅火系統(tǒng)308排煙設(shè)備609火災(zāi)廣播2010火災(zāi)疏散標(biāo)志照明2011火災(zāi)暫時(shí)繼續(xù)工作的備用照明6012避難層備用照明6013消防電梯6014直升停機(jī)坪照明60注：表中所列連續(xù)

8、供電時(shí)間是最低標(biāo)準(zhǔn)，有條件時(shí)應(yīng)盡量延長(zhǎng)；對(duì)于超高層建筑，序號(hào)中的3、4、8、10、13等項(xiàng)，尚應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況延長(zhǎng)。2)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)消防配電線纜的要求根據(jù)有關(guān)資料介紹，加拿大國(guó)家建筑法規(guī)定高度大于18m的大樓內(nèi)，應(yīng)提供在滿載情況下能工作2h的應(yīng)急電源，報(bào)警和通信系統(tǒng)用電纜應(yīng)能直接經(jīng)受火災(zāi)襲擊1h；醫(yī)院、護(hù)理病房等，其應(yīng)急電源能自動(dòng)供電1h，其它所有建筑物的應(yīng)急電源能自動(dòng)供電30min；澳大利亞as2293標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)急撤離照明主饋線和分支饋線電纜運(yùn)行2h，而最后的分支電路要達(dá)到15min等。iec于2004年提出了有關(guān)應(yīng)急電源的新提案，文件提出應(yīng)急照明的連續(xù)供電時(shí)間應(yīng)達(dá)到：會(huì)議室（廳）、展覽館、影劇

9、院、體育場(chǎng)、營(yíng)業(yè)區(qū)、飯店、旅館、高層建筑、學(xué)校為3h；有圍墻停車場(chǎng)（庫(kù)）、辦公疏散通道為1h；高危險(xiǎn)工作區(qū)應(yīng)按有人存在的時(shí)間連續(xù)供電。文件提出有關(guān)其它消防設(shè)備的連續(xù)供電時(shí)間應(yīng)達(dá)到：消防各水泵12h；消防電梯8h；警報(bào)裝置及通風(fēng)排煙設(shè)施3h。目前該文件還未獲通過(guò)，但可看出iec標(biāo)準(zhǔn)對(duì)消防各設(shè)施的連續(xù)供電提出了較高的要求。3各類消防配電線纜的分析與對(duì)比需要能滿足這么長(zhǎng)時(shí)間的消防設(shè)備供電，當(dāng)然應(yīng)正確選用合適的消防配電線纜類型，所以必須先了解清楚各種線纜與火災(zāi)燃燒屬性的關(guān)系。阻燃電線電纜：難以著火并具有阻止或延緩火焰蔓延能力的電線電纜。通常指能通過(guò)gb/t18380.3-2001試驗(yàn)合格的電線電纜。它

10、可分為a、b、c、d四種阻燃級(jí)別，要求應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2 gb/t18380.3-2001燃燒試驗(yàn)阻燃級(jí)別供火時(shí)間（min）試驗(yàn)容量（l/m）合格判定 焦化高度（m）自熄時(shí)間（min）a 407 2.5 60b 403.52.560c 201.5 2.5 60 d 200.52.560注：d級(jí)標(biāo)準(zhǔn)只適用于直徑小于等于12mm的電線電纜。因此，設(shè)計(jì)若采用阻燃型電線電纜，必須明確其阻燃級(jí)別。而選定電線電纜的阻燃級(jí)別，是按同一電線電纜通道內(nèi)電線電纜的非金屬含量來(lái)確定，（目前很多設(shè)計(jì)和施工人員在選用阻燃型電線電纜時(shí)，都沒(méi)有指明其阻燃級(jí)別，這就可能給工程帶來(lái)隱患或造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)）,其關(guān)系可用下列近似公

11、式表示：n=vs/v式中 n不同阻燃級(jí)別相應(yīng)的電線電纜根數(shù)；（不同阻燃級(jí)別相應(yīng)的常用阻燃電線電纜根數(shù)可參見上海市工程建設(shè)規(guī)范民用建筑電線電纜防火設(shè)計(jì)規(guī)程表c.0.4-1c.0.4-4）； vs不同阻燃級(jí)別規(guī)定每米電線電纜所含非金屬材料容量，l/m； v每米電線電纜所含非金屬材料容量之和，l/m。通俗地說(shuō)，在同一電線電纜通道內(nèi)，若電線電纜數(shù)量較多，則其所含非金屬材料含量也較大，要求電線電纜的阻燃級(jí)別就較高；反之，若電線電纜數(shù)量較少，則其所含非金屬材料含量也較小，要求電線電纜的阻燃級(jí)別就可低些。但同一建筑物內(nèi)選用的電線電纜阻燃級(jí)別宜相同。耐火電線電纜：在規(guī)定溫度和時(shí)間的火焰燃燒下，仍然保持線路完整

12、性的電線電纜，通常指通過(guò)gb/t12666.6-1990試驗(yàn)合格的電線電纜。我國(guó)將該試驗(yàn)分為a、b兩種級(jí)別，要求應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3 gb/t12666.6-1990燃燒試驗(yàn)?zāi)突鸺?jí)別 供火時(shí)間（min）供火溫度（）合格判定a90 950(-0/+50)2a熔絲不斷b90 750(-0/+50)2a熔絲不斷耐火電線電纜可在一定溫度火中維持一段時(shí)間的通電，即耐火電線電纜以保持線路連續(xù)供電為己性能，而阻燃電線電纜以阻止或延緩火焰蔓延為己性能，所以應(yīng)該指出，耐火電線電纜不一定就是阻燃型的，它根據(jù)其非金屬材料的阻燃性能，也分為阻燃耐火電線電纜和非阻燃耐火電線電纜。當(dāng)這些電線電纜在橋架內(nèi)成束敷設(shè)時(shí)，設(shè)計(jì)

13、若考慮阻燃特性，則同樣還應(yīng)明確其阻燃級(jí)別。（針對(duì)這一點(diǎn)，很多設(shè)計(jì)和施工人員都錯(cuò)誤地認(rèn)為“耐火電線電纜都是阻燃電線電纜”，不清楚耐火電線電纜也有阻燃與非阻燃之分,在橋架內(nèi)成束敷設(shè)時(shí)，若考慮阻燃特性，同樣還應(yīng)指明其阻燃級(jí)別。）耐火電纜通常是用無(wú)機(jī)材料與有機(jī)絕緣材料復(fù)合構(gòu)成，其耐火層采用耐火云母（或硅橡膠絕緣）帶繞包在普通導(dǎo)體外。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)電纜廠生產(chǎn)的耐火電纜多屬此種。（轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留電氣論壇 版權(quán)！）礦物絕緣電纜（常簡(jiǎn)稱mi電纜）：實(shí)際上也是耐火電纜，因?yàn)樗趪?guó)內(nèi)同樣是通過(guò)gb/t12666.6-1990試驗(yàn)合格的電線電纜，但它采用無(wú)機(jī)物氧化鎂做絕緣，無(wú)縫銅管做護(hù)套，經(jīng)特殊工藝加工制作而成，具有不

14、燃、無(wú)煙、無(wú)毒特性，也滿足gb/t18380.3-2001標(biāo)準(zhǔn)。該類電纜主要是銅芯銅護(hù)套，也有鋁芯鋁護(hù)套及銅芯鋁護(hù)套電纜，規(guī)格有單芯、24芯及7、12、19芯等，電纜全部材料均為無(wú)機(jī)材料。（轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留電氣論壇 版權(quán)！）事實(shí)上，氧化鎂是一種礦物耐火材料，熔點(diǎn)2800，絕緣性能良好，在2800以下基本不起任何變化，其中，防火、防爆、載流量大、耐高溫、壽命長(zhǎng)、耐腐蝕、耐輻照、接地良好等是它的典型標(biāo)志。因此，礦物絕緣電纜與有機(jī)絕緣的耐火電纜比較，從結(jié)構(gòu)性能看，具體有以下的優(yōu)點(diǎn)：1）耐火、耐機(jī)械磨損、防爆礦物絕緣電纜除通過(guò)gb/t12666.6-1990耐火試驗(yàn)外，還具有一定抗噴淋和抗機(jī)械撞擊能力（試驗(yàn)

15、標(biāo)準(zhǔn)為英國(guó)bs6387規(guī)定,國(guó)內(nèi)還無(wú)此標(biāo)準(zhǔn)），它在電纜外徑變形到三分之一的情況下仍可正常工作。此外，礦物絕緣電纜是一種完全實(shí)心結(jié)構(gòu)，因此在有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域使用非常合適。2）耐高溫、耐輻照電纜實(shí)際長(zhǎng)期使用溫度（除考慮線路損耗等以外）主要取決于終端密封的材料。礦物絕緣電纜短時(shí)使用溫度的極限完全由金屬線芯和金屬護(hù)套材料的熔點(diǎn)所決定，即可接近銅的熔點(diǎn)1083，長(zhǎng)期可在250以下使用。另外，礦物絕緣電纜經(jīng)輻照后材料不會(huì)發(fā)生變化，穩(wěn)定性好。3）不老化、壽命長(zhǎng)pvc電纜，即使是耐火型，由于聚氯乙烯的老化，一般只能使用20年，就需定期更換；礦物絕緣電纜結(jié)構(gòu)全部為無(wú)機(jī)材料，不存在有機(jī)材料的老化問(wèn)題，同時(shí)由于銅護(hù)套

16、的氧化速率減薄極緩，所以其壽命極長(zhǎng)，可稱是免維護(hù)和維修的，可以與建筑物永存，節(jié)約更換和維護(hù)費(fèi)用。4）不產(chǎn)生煙霧及有害氣體?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，人員傷亡的主要原因是電纜陰燃時(shí)和燃燒時(shí)放出有毒氣體和煙霧使人窒息死亡或中毒。礦物絕緣電纜不產(chǎn)生煙霧和任何有毒的氣體，且可保證電路繼續(xù)供電時(shí)間在3h以上，因此使用礦物絕緣電纜可提供人員安全疏散，減少人員和財(cái)產(chǎn)的損失是其他電纜無(wú)法比的。5）耐腐蝕、防水礦物絕緣電纜的銅護(hù)套是無(wú)縫銅管，本身具有較高的耐腐蝕性，在所有普通環(huán)境下，它不需要采取任何附加的保護(hù)措施，水、油和氣體均不會(huì)滲透到電纜內(nèi)部。在某些對(duì)銅有腐蝕作用的特殊場(chǎng)合敷設(shè)時(shí)，可使用外加pvc外護(hù)套的礦物絕緣電纜。（

17、轉(zhuǎn)載請(qǐng)保留電氣論壇 版權(quán)?。?）省接地線由于銅護(hù)套的截面不比芯線截面小，它可起到接地導(dǎo)線的作用，提供極好的低接地電阻，因此可比其它電纜節(jié)約一根pe芯線。表4為相近載流量的礦物絕緣電纜與其它有機(jī)耐火電纜所作的經(jīng)濟(jì)性分析比較。礦物絕緣電纜在建筑物內(nèi)可直接明敷設(shè)，而其它阻燃或耐火電纜明敷設(shè)時(shí)，必須按規(guī)范規(guī)定穿有防火保護(hù)的金屬管或有防火保護(hù)的封閉式金屬線槽(表4中考慮了降低系數(shù)0.8)。從表中可以看出，由于氧化鎂材料有較高的導(dǎo)熱系數(shù)和耐過(guò)載能力，使礦物絕緣電纜可以承受高密度的電流，其截面比其它耐火電纜接近小一個(gè)至兩個(gè)截面等級(jí)，能節(jié)省大量銅材。同時(shí)可看出,礦物絕緣電纜平均價(jià)比比b級(jí)耐火聚氯乙烯絕緣電纜還

18、低15.1%，比b級(jí)耐火交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜僅高11.0%，但礦物絕緣電纜安裝方便、節(jié)省輔材，不需另加有防火保護(hù)的金屬管或有防火保護(hù)的封閉式金屬線槽，這些可以使安裝費(fèi)用降低約15%。所以，目前礦物絕緣電纜所需總體價(jià)格基本已與b級(jí)耐火交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的總體價(jià)格持平，甚至比a級(jí)耐火交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的總體價(jià)格還低。4消防配電線纜選用及敷設(shè)應(yīng)重視的建議1）不同建筑物的消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少連續(xù)供電時(shí)間可分不同等級(jí)，其分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)象分級(jí)相對(duì)應(yīng)。在火災(zāi)的過(guò)程中，我們要求救火和疏散撤離用的消防設(shè)施保持開啟狀態(tài)。如消防水泵在整個(gè)過(guò)程應(yīng)連續(xù)運(yùn)行；疏散撤離照明應(yīng)連續(xù)起作用，直到

19、建筑物內(nèi)的所有人員撤到安全區(qū)為止。而撤離一座建筑物所花的時(shí)間取決于許多因素，建筑物的高度、樓層的空間大小、樓內(nèi)的人員數(shù)、出口的數(shù)量和位置，等等，所有這些因素均在確定撤離時(shí)間的長(zhǎng)短中起重要作用。可以設(shè)想，建筑物建造得越高，人員撤離疏散的時(shí)間就越長(zhǎng)，相應(yīng)建筑物內(nèi)的消防設(shè)施就應(yīng)更可靠，工作時(shí)間要更長(zhǎng)。此外，建筑物的功能類型及撤離人員的類型也非常重要，例如住有無(wú)能力的病人的醫(yī)院同辦公室相比，人員所花的撤離時(shí)間較長(zhǎng)?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)象根據(jù)建筑物的使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救難度等分為特級(jí)、一級(jí)和二級(jí)。所以，建議在以后新修訂規(guī)范時(shí)，對(duì)消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少連續(xù)供電時(shí)間規(guī)定也應(yīng)同樣根據(jù)

20、上述條件進(jìn)行分級(jí)，不同類型的建筑物，其消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少連續(xù)供電時(shí)間對(duì)應(yīng)分為特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)，其中，將火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)對(duì)象中不屬于特級(jí)、一級(jí)和二級(jí)的其它建筑物，其消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少連續(xù)供電時(shí)間劃為三級(jí)。不同等級(jí)、不同設(shè)備的最少連續(xù)供電時(shí)間可從有關(guān)規(guī)范或規(guī)定的15min、30min、1h、1.5h、2h、3h、8h等標(biāo)準(zhǔn)中確定，但明確不同等級(jí)、不同設(shè)備的最少連續(xù)供電時(shí)間應(yīng)借鑒國(guó)內(nèi)外的有關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并作進(jìn)一步的調(diào)查研究后確定。2）對(duì)電線電纜使用場(chǎng)所也進(jìn)行分級(jí)，對(duì)應(yīng)于建筑物消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少連續(xù)供電時(shí)間的分級(jí)，分為特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。在火災(zāi)發(fā)

21、生情況下，消防設(shè)備供電的電線電纜必須滿足各自級(jí)別內(nèi)最少連續(xù)供電時(shí)間的要求。所以，為了經(jīng)濟(jì)合理性，建議對(duì)電線電纜使用場(chǎng)所進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)就對(duì)應(yīng)于建筑物消防用電設(shè)備在火災(zāi)發(fā)生期間的最少連續(xù)供電時(shí)間的分級(jí),即也分為特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。根據(jù)各類線纜的燃燒性能，建議設(shè)計(jì)規(guī)范能作如下明確規(guī)定：a.用于特級(jí)、一級(jí)使用場(chǎng)所的所有消防用電設(shè)備的電源主干線路應(yīng)采用礦物絕緣電纜；支線線路應(yīng)采用礦物絕緣電纜或a級(jí)耐火電線；b.用于二級(jí)使用場(chǎng)所的重要消防設(shè)備（如消防水泵，消防電梯，防、排煙風(fēng)機(jī)等）的電源主干線路應(yīng)采用礦物絕緣電纜；支線線路應(yīng)采用礦物絕緣電纜或b級(jí)以上耐火電線；c. 特級(jí)、一級(jí)及二級(jí)使用場(chǎng)所的電線電纜成束敷設(shè)時(shí)，應(yīng)采用阻燃電線電纜；d.用于普通設(shè)備線路的電線在穿管敷設(shè)時(shí)，可采用普通電線。因目前礦物絕緣電纜所需總體價(jià)格基本已與有機(jī)耐火電纜的總體價(jià)格持平，考慮有機(jī)耐火電纜明敷時(shí)應(yīng)穿有防火保護(hù)的金屬管或有防火保護(hù)的封閉式金屬線槽，若成束敷設(shè)還將進(jìn)一步折減其載流量，且施工安裝較麻煩，目前有防火保護(hù)的封閉式金屬線槽耐火時(shí)間最長(zhǎng)只1h，質(zhì)量還難于保證，占用空間也較大。同時(shí)，根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范送審稿中有關(guān)“消火栓、消防泵及水幕泵、防排煙設(shè)備、火災(zāi)暫時(shí)工作的備用照明和消防電梯在火災(zāi)發(fā)生期間的最少