有機電線電纜防火要求淺析

程 躍 祥

(上海中森建筑與工程設計顧問有限公司,上海 200062)

0 引 言

火災中造成人員死亡的原因主要是窒息死亡。人們在來不及逃離火災現場時,大多不是被大火燒死,而是由于吸入大量有毒或窒息性有害氣體,最終導致呼吸困難窒息或直接毒發而亡[1]。在火災過程中大量的煙氣也會對人們形成視覺阻礙,不利于人員在發生火災時的逃生。建筑設計應考慮發生火災時其建筑材料的燃燒問題,選用不燃或難燃的建筑材料入手,從源頭加以控制。在電氣設計中導體絕緣和護套的設計選擇也應考慮發生火災時導線燃燒產生的影響。本文主要通過規范標準中對有機電線電纜的防火要求進行簡單的梳理分析,并對在工程設計中線纜防火設計給出相應的建議。電線電纜的耐火性能主要影響供電可靠性,本文不做敘述。

1 國家、地方規范和標準中對線纜的設計要求

現行國家規范標準和地方規范標準對有機電線電纜的使用已有相應的規定。

(1)國家規范GB 51348—2019《民用建筑電氣設計標準》中“在人員密集場所疏散通道采用的火災自動報警系統的報警總線,應選擇燃燒性能B1級的電線、電纜;其他場所的報警總線應選擇燃燒性能不低于B2級的電線、電纜。消防聯動總線及聯動控制線應選擇耐火銅芯電線、電纜。”這個主要是針對消防線路的線纜防火設計要求。非消防負荷線纜和通信電纜的要求國家規范GB 51348—2019做出了相應的要求,電力線纜燃燒性能如表1所示。

表1 電力線纜燃燒性能

(2)JGJ 48—2014《商店建筑設計規范》中要求“對于大型和中型商店建筑的營業廳,線纜的絕緣和護套應采用低煙低毒阻燃型”;“在人員密集場所或有低毒性要求的場所,應選用交聯聚乙烯烴或乙丙橡皮等無鹵絕緣電纜,不應選用聚氯乙烯絕緣電纜。”

地方性規范標準也做了相應的要求:上海市DGJ 08-2048—2016《民用建筑電氣防火設計規程》[2]要求“用于下列場所的配電線路應采用無鹵低煙型:1、電氣防火等級為一級的建筑;2、公共娛樂場所、學校、幼兒園、醫院、老年人建筑。”山東省 DB 37/5056—2016 《民用建筑電線電纜防火設計規范》[3]要求“用于特級、一級場所中的普通電源線路應采用無鹵低煙阻燃電線電纜。一級場所中的消防設備供電干線及分支干線,宜采用礦物絕緣電纜;當線路的敷設保護措施符合防火要求時,可采用無鹵低煙阻燃耐火電線電纜。”

綜上所述,國家和地方主要針對滅火撲救困難和人員密集對火災危害造成人員傷亡或經濟損失大的場所對線纜做出特別要求。現行國家規范GB 51348—2019《民用建筑電氣設計標準》[4]中對于電纜燃燒性能做出的要求,對原來的無鹵低煙阻燃線纜說法未提及。而某些規范仍采用無鹵低煙阻燃線纜說法并做出要求,對工程設計人員帶來一定困惑。因此,對線纜性能的正確理解和設計顯得尤為重要。

2 有機電線電纜的燃燒性能要求

有機電線電纜是使用最為廣泛的供電導體,其絕緣和護套是發生火災時主要的易燃材料。所以為減少火災時線纜燃燒造成的危害,線纜選型時需要盡量做到如下方面。

(1)阻燃等級要高,能延緩線纜燃燒或不燃燒。

(2)產毒性要低,減少有毒氣體對人員的傷害。

(3)腐蝕性要低,減少腐蝕性氣體對人員的侵蝕損害。

(4)燃燒滴落物/微粒指標要低,減少有機聚合物線纜燃燒產生燃燒滴落造成火災的蔓延,控制火災的范圍。

(5)產煙性要低,減少線纜燃燒產生的煙氣,便于人員逃生過程的疏散。

3 燃燒性能的對比

對于有機電線電纜的防火判定設計目前主要有燃燒性能和無鹵低煙阻燃兩種判定標準。燃燒性能其判據為GB 31247—2014《電纜及線纜的燃燒性能分級》[5](以下簡稱《分級標準》,無鹵低煙阻燃判據是GB/T 19666—2019 《阻燃和耐火電線電纜或光纜通則》[6](簡稱《線纜通則》)。下面就兩本規范在阻燃性能、燃燒滴落即燃燒滴落物/微粒指標、產毒性、腐蝕性、產煙性要求進行對比。

3.1 阻燃性能

《分級標準》中不僅對火焰蔓延、熱釋放率峰值、熱釋放總量、燃燒速率增長指數、垂直火焰蔓延等多個指標進行要求,線纜燃燒性能如表2所示。《線纜通則》中僅對線纜的火焰蔓延指標做出了要求,單根阻燃性能如表3所示,成束阻燃性能如表4所示。可見在線纜的阻燃性能上《分級標準》要優于《線纜通則》,有利于減少電氣火災的蔓延。

3.2 燃燒滴落即燃燒滴落物/微粒等級

《分級標準》中對燃燒滴落要求為1 200內無燃燒滴落物/微粒或者持續時間不超過10 s,燃燒滴落物/微粒等級及判據如表5所示;《線纜通則》對燃燒滴落要求僅為單根電纜要求500 s內滴落物未引燃式樣下方的濾紙,對成束線纜不做要求,見表3、表4。可見在線纜的燃燒滴落即燃燒滴/微粒性能上《分級標準》要優于《線纜通則》,其指標更有利于減少電氣火災的蔓延。

表2 線纜燃燒性能

表3 單根阻燃性能

表4 成束阻燃性能

表5 燃燒滴落物/微粒等級及判據

3.3 產毒性

《分級標準》要求線纜的燃燒產毒性對產煙速率、產煙總量和煙氣毒性3方面做了要求,煙氣毒性等級及分級判據如表6所示[7],產煙毒性危險分級如表7所示。《線纜通則》未做產毒性硬性的要求:“當電線電纜或者光纜應用場所有低毒性能要求時,毒性指標可由制造方和購買方協商確認”。在線纜的產煙毒性要求上《分級標準》要優于《線纜通則》。

表6 煙氣毒性等級及分級判據

表7 產煙毒性危險分級

3.4 腐蝕性

《分級標準》中腐蝕要求對pH值和電導率兩方面做了規定,腐蝕性等級及分級判據如表8所示。《線纜通則》不僅對pH值和電導率兩個方面做了要求,還對鹵酸氣體釋放量做了要求,無鹵性能如表9所示。可見在線纜的腐蝕性要求上《線纜通則》的指標要優于《分級標準》。

表8 腐蝕性等級及分級判據

表9 無鹵性能

3.5 產煙性

《分級標準》對產煙速率峰值、產煙總量、最小透光率做了要求,詳見表2;《線纜通則》對最小透光率做了要求,低煙性能如表10所示。分級標準產煙性參數有3個,多于無鹵低煙電纜。

表10 低煙性能

《線纜通則》的最小透光率要求更嚴,要求所有電纜均最小透光率達到60%。應著重關注最小透光率指標,最小透光率直接影響逃生人員的視線,為人員能夠準確,安全的的逃生提供必要的保障。所以線纜的產煙性要求上《線纜通則》要稍微優于《分級標準》。

4 結 語

通過對比分析,在對有機電線電纜的防火性能各指標的闡述可知《分級標準》要求總體上優于《線纜通則》要求。并給出以下結論和建議:

(1)分級標準在阻燃性、燃燒滴落即燃燒滴落/微粒等級、產煙毒性3個指標要優于線纜通則。

(2)線纜通則在腐蝕性、產煙性兩個指標要優于分級標準。

(3)實際工程中應首先滿足GB 51348—2019《民用建筑電氣設計標準》第13.8條和第13.9條中關于線纜燃燒特性的要求。

(4)線纜在設計時仍采用無鹵低煙阻燃線纜的標寫方法(WDZA/WDZB/WDZC/WDZD),并應在設計說明中補充線纜的燃燒性能。

(5)線纜的燃燒特性為B1,B2級建議補充燃燒滴落物/微粒等級、煙氣毒性等級、腐蝕性等級3個附加信息,此要求為分級標準中的標識要求。