有机电线电缆防火要求浅析
2021-10-25程跃祥
程 跃 祥
(上海中森建筑与工程设计顾问有限公司,上海 200062)
0 引 言
火灾中造成人员死亡的原因主要是窒息死亡。人们在来不及逃离火灾现场时,大多不是被大火烧死,而是由于吸入大量有毒或窒息性有害气体,最终导致呼吸困难窒息或直接毒发而亡[1]。在火灾过程中大量的烟气也会对人们形成视觉阻碍,不利于人员在发生火灾时的逃生。建筑设计应考虑发生火灾时其建筑材料的燃烧问题,选用不燃或难燃的建筑材料入手,从源头加以控制。在电气设计中导体绝缘和护套的设计选择也应考虑发生火灾时导线燃烧产生的影响。本文主要通过规范标准中对有机电线电缆的防火要求进行简单的梳理分析,并对在工程设计中线缆防火设计给出相应的建议。电线电缆的耐火性能主要影响供电可靠性,本文不做叙述。
1 国家、地方规范和标准中对线缆的设计要求
现行国家规范标准和地方规范标准对有机电线电缆的使用已有相应的规定。
(1)国家规范GB 51348—2019《民用建筑电气设计标准》中“在人员密集场所疏散通道采用的火灾自动报警系统的报警总线,应选择燃烧性能B1级的电线、电缆;其他场所的报警总线应选择燃烧性能不低于B2级的电线、电缆。消防联动总线及联动控制线应选择耐火铜芯电线、电缆。”这个主要是针对消防线路的线缆防火设计要求。非消防负荷线缆和通信电缆的要求国家规范GB 51348—2019做出了相应的要求,电力线缆燃烧性能如表1所示。
表1 电力线缆燃烧性能
(2)JGJ 48—2014《商店建筑设计规范》中要求“对于大型和中型商店建筑的营业厅,线缆的绝缘和护套应采用低烟低毒阻燃型”;“在人员密集场所或有低毒性要求的场所,应选用交联聚乙烯烃或乙丙橡皮等无卤绝缘电缆,不应选用聚氯乙烯绝缘电缆。”
地方性规范标准也做了相应的要求:上海市DGJ 08-2048—2016《民用建筑电气防火设计规程》[2]要求“用于下列场所的配电线路应采用无卤低烟型:1、电气防火等级为一级的建筑;2、公共娱乐场所、学校、幼儿园、医院、老年人建筑。”山东省 DB 37/5056—2016 《民用建筑电线电缆防火设计规范》[3]要求“用于特级、一级场所中的普通电源线路应采用无卤低烟阻燃电线电缆。一级场所中的消防设备供电干线及分支干线,宜采用矿物绝缘电缆;当线路的敷设保护措施符合防火要求时,可采用无卤低烟阻燃耐火电线电缆。”
综上所述,国家和地方主要针对灭火扑救困难和人员密集对火灾危害造成人员伤亡或经济损失大的场所对线缆做出特别要求。现行国家规范GB 51348—2019《民用建筑电气设计标准》[4]中对于电缆燃烧性能做出的要求,对原来的无卤低烟阻燃线缆说法未提及。而某些规范仍采用无卤低烟阻燃线缆说法并做出要求,对工程设计人员带来一定困惑。因此,对线缆性能的正确理解和设计显得尤为重要。
2 有机电线电缆的燃烧性能要求
有机电线电缆是使用最为广泛的供电导体,其绝缘和护套是发生火灾时主要的易燃材料。所以为减少火灾时线缆燃烧造成的危害,线缆选型时需要尽量做到如下方面。
(1)阻燃等级要高,能延缓线缆燃烧或不燃烧。
(2)产毒性要低,减少有毒气体对人员的伤害。
(3)腐蚀性要低,减少腐蚀性气体对人员的侵蚀损害。
(4)燃烧滴落物/微粒指标要低,减少有机聚合物线缆燃烧产生燃烧滴落造成火灾的蔓延,控制火灾的范围。
(5)产烟性要低,减少线缆燃烧产生的烟气,便于人员逃生过程的疏散。
3 燃烧性能的对比
对于有机电线电缆的防火判定设计目前主要有燃烧性能和无卤低烟阻燃两种判定标准。燃烧性能其判据为GB 31247—2014《电缆及线缆的燃烧性能分级》[5](以下简称《分级标准》,无卤低烟阻燃判据是GB/T 19666—2019 《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》[6](简称《线缆通则》)。下面就两本规范在阻燃性能、燃烧滴落即燃烧滴落物/微粒指标、产毒性、腐蚀性、产烟性要求进行对比。
3.1 阻燃性能
《分级标准》中不仅对火焰蔓延、热释放率峰值、热释放总量、燃烧速率增长指数、垂直火焰蔓延等多个指标进行要求,线缆燃烧性能如表2所示。《线缆通则》中仅对线缆的火焰蔓延指标做出了要求,单根阻燃性能如表3所示,成束阻燃性能如表4所示。可见在线缆的阻燃性能上《分级标准》要优于《线缆通则》,有利于减少电气火灾的蔓延。
3.2 燃烧滴落即燃烧滴落物/微粒等级
《分级标准》中对燃烧滴落要求为1 200内无燃烧滴落物/微粒或者持续时间不超过10 s,燃烧滴落物/微粒等级及判据如表5所示;《线缆通则》对燃烧滴落要求仅为单根电缆要求500 s内滴落物未引燃式样下方的滤纸,对成束线缆不做要求,见表3、表4。可见在线缆的燃烧滴落即燃烧滴/微粒性能上《分级标准》要优于《线缆通则》,其指标更有利于减少电气火灾的蔓延。
表2 线缆燃烧性能
表3 单根阻燃性能
表4 成束阻燃性能
表5 燃烧滴落物/微粒等级及判据
3.3 产毒性
《分级标准》要求线缆的燃烧产毒性对产烟速率、产烟总量和烟气毒性3方面做了要求,烟气毒性等级及分级判据如表6所示[7],产烟毒性危险分级如表7所示。《线缆通则》未做产毒性硬性的要求:“当电线电缆或者光缆应用场所有低毒性能要求时,毒性指标可由制造方和购买方协商确认”。在线缆的产烟毒性要求上《分级标准》要优于《线缆通则》。
表6 烟气毒性等级及分级判据
表7 产烟毒性危险分级
3.4 腐蚀性
《分级标准》中腐蚀要求对pH值和电导率两方面做了规定,腐蚀性等级及分级判据如表8所示。《线缆通则》不仅对pH值和电导率两个方面做了要求,还对卤酸气体释放量做了要求,无卤性能如表9所示。可见在线缆的腐蚀性要求上《线缆通则》的指标要优于《分级标准》。
表8 腐蚀性等级及分级判据
表9 无卤性能
3.5 产烟性
《分级标准》对产烟速率峰值、产烟总量、最小透光率做了要求,详见表2;《线缆通则》对最小透光率做了要求,低烟性能如表10所示。分级标准产烟性参数有3个,多于无卤低烟电缆。
表10 低烟性能
《线缆通则》的最小透光率要求更严,要求所有电缆均最小透光率达到60%。应着重关注最小透光率指标,最小透光率直接影响逃生人员的视线,为人员能够准确,安全的的逃生提供必要的保障。所以线缆的产烟性要求上《线缆通则》要稍微优于《分级标准》。
4 结 语
通过对比分析,在对有机电线电缆的防火性能各指标的阐述可知《分级标准》要求总体上优于《线缆通则》要求。并给出以下结论和建议:
(1)分级标准在阻燃性、燃烧滴落即燃烧滴落/微粒等级、产烟毒性3个指标要优于线缆通则。
(2)线缆通则在腐蚀性、产烟性两个指标要优于分级标准。
(3)实际工程中应首先满足GB 51348—2019《民用建筑电气设计标准》第13.8条和第13.9条中关于线缆燃烧特性的要求。
(4)线缆在设计时仍采用无卤低烟阻燃线缆的标写方法(WDZA/WDZB/WDZC/WDZD),并应在设计说明中补充线缆的燃烧性能。
(5)线缆的燃烧特性为B1,B2级建议补充燃烧滴落物/微粒等级、烟气毒性等级、腐蚀性等级3个附加信息,此要求为分级标准中的标识要求。
