建筑电气线路防火的技术要点分析

白钰杰

（嘉兴市消防救援支队，浙江 嘉兴 314000）

0 引言

当前建筑在电气线路的设计方面呈现出线路长且分支多的特点，因而电气线路与建筑内部各种可燃物的接触概率也会增大，且目前电气线路中的导线大多应用可燃有机材料作为外层的绝缘材料。如果电气线路在运行中出现局部过热的情况，很容易引发火灾事故。因此本文对建筑电气线路的防火技术要点进行分析，为建筑电气线路的设计提供一些可行性的建议。

1 影响建筑电气线路运行安全的主要因素

1.1 电气线路设计选型

建筑电气线路发生火灾的直接原因是电气线路运行过载、短路或接触不良。结合电气线路的运行环境来看，电气线路的设计选型不合理，是电气线路发生负载电流过大的主要原因。导线和电缆是建筑电气线路的重要组成部分，导线电缆的运行电流是否能够符合材料的承受标准，会直接影响电气线路的运行安全[1]。如果在电气线路设计选型的过程中，仅仅依靠经验来计算电气线路的实际负载电流，很容易导致电气线路的负载电流过大而发生局部过热现象，在长时间使用的情况下就会引起火灾。除此之外，导线电缆的选型也需要与电路的使用环境相匹配，避免在导线外层的绝缘材料破损的情况下因受到高温以及潮湿等环境的影响而发生短路故障，最终导致火灾[2]。

1.2 电气线路安装规范

电气线路安装不规范是电路绝缘层发生破损的主要原因。电气线路的安装需要与建筑内部结构相契合，当电气线路出现拖拉、摩擦以及长时间挤压等情况，很容易导致线路的绝缘层发生机械性的损伤，在短路故障的情况下引发火灾[3]。而导线与电气设备之间的连接部分质量如果没有达到相应的标准，接地电阻会由于接触不良而过大，最后因局部过热而引发火灾。

除此之外，没有做好电气线路的保护措施或应用了与电气线路设计标准不匹配的电气电缆，也很容易导致电流过载而引发火灾[4]。

2 电气线路防火技术在建筑工程中的应用情况

基于火灾事故所带来的巨大经济损失和对人体生命健康的严重危害，需要重视建筑电气线路的防火设计。结合以往电气线路防火技术的应用情况和各类电气线路火灾事故的发生原因来看，可以主要从以下几个方面来分析建筑电气线路防火的技术要点。

2.1 电气线路材料和装置的选择

电气线路的防火设计最主要的是能够符合建筑内部结构。对于电气线路的科学设计，首先需要选择合适的导线和电缆型号。当前市场中的电气线路导线电缆，包括铜芯线和铝芯线两种类型。基于电气线路的敷设要求，建筑一般选择铝芯线，高层建筑中的电气线路可以应用铜芯线。其中，部分消防电气线路主要选择铜芯线作为导线电缆的主要材料。具备绝缘层是导线电缆拥有防火性能的一个主要原因[5]。在成本控制的情况下，一般选用生产工艺简单且具有良好绝缘效果的塑料绝缘线。具体而言，由于市场中的导线电缆具体型号和种类较多，对于导线电缆的选择，需要结合电气线路的实际情况来确定。例如，由于高层建筑对各种消防用电设备供电线路运行的要求较高，其电气线路的导线电缆可以选择矿物绝缘电缆，其中分流器如图1 所示。这种电缆线的缆芯为铜芯线，而外层的绝缘物为氧化镁等氧化物，并以无缝铜管作为保护。由于氧化镁的熔点（2300 ℃）要比铜的熔点（1083 ℃）高，因而一般情况下1000 ℃的火灾不会对导线产生较大的影响。

图1 导线电缆分流器

其次，在设计建筑电气线路的过程中，还需要确保导线电缆截面的质量。从当前电气线路的实际应用情况来看，导线电缆很容易在施工或运行过程中受到环境的影响，出现被拉断、负荷电流过大等情况。这些情况是导致电气线路发生火灾事故的主要原因。因而对于导线电缆截面的选择，需要保证其具有足够的机械强度，将电气线路运行中产生的电压损失降到最小。具体来说，对于导线电缆截面的选择，可以从发热条件、电压损失以及机械强度3 个方面来考虑。发热条件主要是指电流在经过电气线路的过程中会产生电能损耗，进而产生热能。在导线外部的绝缘层温度较高的情况下，很容易因为绝缘破损而导致短路故障引起火灾。因而需要在选择导线电缆截面时，计算好导线电缆的允许载流量。电压损失一般是伴随着电能损耗产生的。在用电设备的端口电压偏离额定电压的情况下，电气设备的正常运行就会受到较大影响，严重时也会引发火灾。因而需要在选择导线电缆截面时，依据电气设备和线路运行过程中的电阻和输送的功率，计算出能够满足电压损失情况的导线电缆截面积。机械强度主要是指电器线路能够承受的外部作用在导线电缆上的挤压或拉伸产生的力的性能。保证机械强度能够达到电气线路的应用要求，需要让导线截面大于某一最小截面，避免因外部作用力和拉伸作用力的影响而导致导线电缆发生故障问题引发火灾。

在电气线路的设计中，还需要注重选择合适的电气线路保护装置。短路故障作为电气线路运行中一种较为常见的故障问题，需要在电气线路的设计中引起重视。保护装置是一种能够针对电气线路短路故障问题进行安全防范的重要装置，保护装置一般包括熔断器和断路器两种类型。在实际设计电气线路的过程中，各级电气线路安装的保护装置之间需要能够相互配合，保护装置在运行过程中的动作电流需要能够符合导线电缆的允许载流量。

在确定好电气线路应用的材料和装置型号后，还需要结合建筑内部结构的情况，对电气线路进行合理的设计。例如，对于民用建筑中的电气线路设计，需要确定好进户开关和分路开关的位置，在方便相关人员对电气线路开关和运行控制进行检修和维护的同时，也能够保障电气线路的运行安全。

2.2 消防排烟的设计

消防电气线路在建筑中对保障电气线路的防火性能和防火安全具有重要的作用。基于建筑电气线路的防火性能要求，除了需要对电器线路进行防护设计之外，还需要注重对建筑内部结构中的防火分区以及消防排烟情况进行设计，以此来保障电气线路的运行安全。从防火单元的设计角度来说，最主要的是对建筑内部的防火分区进行合理划分。依据建筑内部结构的设计情况，以垂直分区和水平分区的方式，在各个防护单元间隔处的楼板设置隔火带和防火墙（图 2）。

图2 防火隔离带设置

而结合当前我国大部分民用和公用建筑的使用情况来看，由于建筑内部的水平面积以及用户密度都比较大，在大量堆积生活物品的情况下，很容易存在安全隐患。针对这一问题，在对建筑电气线路的消防排烟进行设计时，可以将建筑原本的防火区域划分为多个小的防火单元，让各个板块之间的消防排烟防火系统能够联系起来，在火灾发生的第一时间严格控制火灾范围。

建筑电气线路的防火技术，还需要包括能够在火灾发生后及时排烟，以此来减少在整个火灾事故发生过程中的人员伤亡情况。建筑中应用的防火排烟装置，一般包括消防排烟机器防烟罩以及自然排烟装置两种类型。为了保证在火灾事故发生后能够及时排烟，需要应用机械加压的方式来送风。基于这些前提，在对防烟系统进行设计时，一般需要在建筑内部的所有楼梯间设置常用的排风装置和机械排风装置，并确保排风装置的送风能力。

除此之外，对于建筑电气线路的防火设计，还需要提高在消防给水设计方面的重视程度，良好的供水设计能够在建筑内部发生电器线路火灾的情况下及时对火灾进行控制。当前我国对建筑内部的消防给水设计是以100 m 建筑楼层高度为主要划分标准，如果建筑高度没有达到100 m，消防栓的水柱长度需要超过10 m；而如果建筑高度超过了100 m，消防栓的水柱长度需要在13 m 以上。

2.3 合理敷设线路

在设计好建筑电气线路的防火方案和规划之后，就需要通过敷设线路来达到电气线路的运行要求。考虑到电气线路容易发生火灾事故主要是因为线路自身情况或受到外界情况影响导致的，因而在线路敷设施工时，需要严格按照国家规定的电气线路施工标准进行施工，用以规避建筑电气线路实际运行中容易出现的各种短路故障、接触不良等不安全的问题。具体来说，在敷设建筑电气线路的过程中，需要加强对整个电气线路敷设过程的保护，避免由于外部热源、灰尘聚体等导致整个布线系统在运行中出现故障问题。对于进户线材料的选择，需要在应用金属钢管的同时设置好防水弯头，避免在长时间使用下由于电线磨损或雨水倒流发生短路故障。一般的电气线路与消防电气线路应用的保护装置也存在一定区别。一般的电气线路可以应用硬质阻燃塑料管来保护导线电缆，而消防电器线路则需要应用金属管或者难燃型的硬质阻燃塑料管来保护导线电缆。

在敷设导线时，需要以避免导线受到机械损伤为主要目标。不同回路、不同电压的导线需要分别穿入不同的管中，在保证接头放入接线盒的基础上，将交流线路中的单根导线负荷电流控制在25 A 以内，避免因涡流导致导线产生局部过热的现象。在敷设电缆时，考虑到不同类型电缆的用途不同，需要对工作电缆、备用电缆、动力电缆等电缆分开敷设，并在电缆中间采取防火分隔的相关措施。结合以往建筑电气线路的防火经验来看，导线与导线之间、导线与设备之间的连接处是最容易产生局部过热现象的部分。在敷设电气线路导线电缆的过程中，还需要保证导线连接接头的质量，接头需要具有良好的抗腐蚀性能，并将导线之间的接触电阻控制在相同长度和截面导线的电阻标准之内，以此来减少导线连接过程中存在的局部过热问题，增加火灾发生的可能性。除此之外，在电气线路的敷设过程中，还需要考虑火灾发生后的火情控制和灭火等封堵措施对防火性能的影响。在这种情况下，需要以控制电气线路火灾的火情为主要目标，应用耐火材料对电缆敷设中的夹层孔洞、电缆竖井的墙孔等所有的孔洞进行封堵，需要在对电气线路进行控制的机组和各种电压装置所在的缆道连接处、主控室等空间区域，设置带防火门的防火墙，并在电缆套管和电线套管的两端应用耐火材料进行封堵，以此来保障防火安全。

3 结语

综上所述，加强建筑电气线路的防火设计，对减少电气线路运行中的安全隐患，保障电气线路的运行安全具有重要的作用。结合当前民用建筑中电气线路的设计情况来看，防火技术在建筑电气线路中的应用，需要在保证设计方案科学性的基础上，结合建筑内部空间结构的实际情况，做好消防给水的设计，并通过选择具有防火性能的电气线路材料的方式，降低建筑电气线路运行中发生火灾事故的概率。