民用建筑阻燃线缆的分析

2023-07-27刘春菲周晓锋

现代建筑电气 2023年5期

刘春菲, 周晓锋

(中国联合工程有限公司, 浙江杭州 310051)

0 引言

GB 51348—2019《民用建筑电气设计标准》[1](以下简称民标),要求应选择符合GB 31247—2014《电缆及光缆燃烧性能分级》[2]要求的电缆,但未明确给出线缆的设计准则,这给广大设计人员带来了困扰。本文结合电气规范及线缆的相关标准,就民用建筑中阻燃线缆进行分析。

1 燃烧性能与燃烧特性的区别和联系

燃烧性能一词出自GB 31247—2014《电缆及光缆燃烧性能分级》,即燃烧性能(A,B1,B2,B3)及附加信息,包括燃烧滴落物(d0,d1,d2)、烟气毒性(t0,t1,t2)及腐蚀性(a1,a2,a3)。

燃烧特性一词出自GB/T 19666—2019《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》[3],即无卤(W)、低烟(D)、阻燃(Z)、耐火(N)及低毒。

阻燃:具有阻止或延缓火焰发生或蔓延的能力。

耐火:指在规定试验条件下,在火焰中被燃烧一定时间内能保持正常运行的特性。

无卤:燃烧时释出气体的卤素(氟、氯、溴、碘)含量均不大于1.0 mg/g-1的特性。

低烟:燃烧时产生的烟雾浓度不会使能见度(透光率)下降到影响逃生的特性。

详细对比GB 31247—2014及GB/T 19666—2019中的实验方法及燃烧性能指标,可得出以下结论:

(1) 燃烧性能A级的电缆为矿物绝缘电缆,通过试验认证的矿物绝缘电缆,都可以认为具有难燃或不燃的性能。

(2) 燃烧性能B1 级的电缆为低烟电缆,B2级和B3级不属于低烟电缆。

(3) 附加信息腐蚀性a1和a2的电缆为无卤电缆,a3级不属于无卤电缆。

(4) 燃烧性能B2级以上的电缆为阻燃电缆。

(5) 燃烧性能A、B1、B2、B3与阻燃A、B、C、D分级没任何关系,两者的实验对象和实验方法均不同。

对比可知,燃烧性能与燃烧特性是相辅相成的,虽然新民标中没有了低烟无卤的表述,但从两个规范的试验指标中,不难发现,燃烧性能及其附加信息,囊括了设计人员熟知的低烟无卤。当相关规范有燃烧性能设计要求时,可以得出结论如下:满足低烟性能的最低标准为B1级;满足无卤性能的最低标准为a2级;满足阻燃性能的最低标准为B2级;满足无毒性能的最低标准为t1级。

只要掌握这些基础原则,再配合电气相关规范,设计人员就可做出合理的选择。

2 阻燃级别与非金属含量的关系

电缆的非金属含量是选择阻燃电缆级别最基本的依据。GB/T 19666—2019中阻燃级别A、B、C、D为电缆或光缆成束敷设时的阻燃性能,目的是保证成束敷设时,同一电缆敷设通道内单位长度(m)非金属含量不超过实验中的非金属含量,这样才有可能保证最大炭化范围不超过2.5 m。同一电缆敷设通道常见的就是桥架。

民标中没有明确给出非金属含量的范围值,从上海、广东等地标[4]中查找到相关内容,对于相同阻燃等级的非金属含量要求差异不大。成束电缆中非金属含量如表1所示。

表1 成束电缆中非金属含量

如表1所示,每一级阻燃等级都给出了可供参考的非金属含量,其值与试验规范基本相同。WDZ(A/B/C)-YJY0.6/1 kV电力电缆非金属容量和不同阻燃类别/根数表如表2所示。

表2 WDZ(A/B/C)-YJY0.6/1 kV电力电缆非金属容量和不同阻燃类别/根数表

由表2可知,若考虑桥架为同一敷设环境,对于一个较大项目而言,难度实在很大。在民标第13.9.2条中提到,当配电线路在桥架内或竖井内成束敷设受非金属含量限制不能满足阻燃要求时,应选择敷设不受非金属含量限制的电缆。这里的电缆指的是矿物绝缘电缆,具体如何根据非金属含量选择阻燃电缆,不但要符合规范,也要符合地方规范的要求,很难一一阐述。严格按规范来说,有桥架必然要用到A级,但这会大大提高造价,具体如何选用,还是要设计人员根据项目实际情况选择。

3 低烟无卤线缆依旧适用

虽然新民标中已经没有低烟无卤的表述,但新民标中B1级加附加信息a1或a2已经满足了低烟无卤要求。而且低烟无卤线缆要求依然分散在地标住宅、国标住宅、商店、交通、博物馆、金融建筑等相关规范中,主要是为了防止火灾时电缆产生的烟雾及有毒气体危害人身安全,所以住宅有人公区、公建等仍需要低烟无卤线缆[5],尤其是人员密集场所,更需要低烟无卤。因此,低烟无卤依然适用,只需要在相关场所线缆的选型中,备注燃烧性能的附加信息即可。

4 耐火线缆的选择

耐火要求线缆在相对应的火灾温度下依然能够正常工作。从规范GB/T 19666—2019《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》中可知,耐火的试验温度是750 ℃,拱火时间为90 min,所以耐火电缆的起步供电时间就是90 min,至于民标中提到的火灾发生期间最小供电时间,有30 min或60 min的,耐火电缆已经天然覆盖,设计人员可不予理会。

另一种耐火电缆是矿物绝缘电缆,其耐火的最低试验温度为950 ℃,供电时间为180 min,满足民标中火灾发生时要求的最大供电时间,也同时覆盖了120 min的要求。

综上所述,耐火电缆只有两种温度及其对应的供电时间,参考《建筑设计防火规范》要求,消防线路要用矿物绝缘电缆。大部分地区已经接受了矿物绝缘电缆作为消防干线,支线采用通过750 ℃试验的耐火电缆。至于防火桥架及防火涂层在火灾中起到的作用,新民标中已经越来越弱化,反而更多的是依靠电缆本身的耐火温度。当然,这种说法也存在争议,每个地区的做法不同,对防火时间的认识也不同,不能一概而论。