消防设备供电线缆及应用 建筑物的火灾延续时间及消防线路的持续供电时间

0 引言

　　消防设备供电线缆的应用从设计规范到产品标准本应清楚明了，但其术语、规范规定、产品生产及应用各环节在当前仍存在或多或少的问题，主要表现在工程设计与施工图审查、工程设计与业主、消防线路产品与设计规范等方面。

　　因此，本文将从消防供配电线缆术语、规范规定、消防线路产品标准、工程应用及从业者的学术观点等方面进行综述，寻找产生矛盾和冲突的原因，提出个人观点及解决之道，以期解决消防设备供电线缆的选择问题。

1 消防设备供电设备线缆的术语及分类

　　消防用电线电缆常见的术语有:防火电缆、耐火电缆、矿物绝缘电缆。而矿物绝缘电缆又称之为矿物绝缘类电缆，分有多种类型，如隔离型矿物绝缘电缆、柔性矿物绝缘电缆等。以上线缆术语其内涵和外延模糊不清，又相互称谓，对消防线路产品的生产、应用造成了一定的影响。

　　1.1 国家规范中的消防设备供电线缆的术语及解释

　　1)矿物绝缘电缆在GB50054-2011《低压配电设计规范》中的术语解释为:在同一金属护套内经压缩的矿物粉绝缘的一根或数根导体组成的电缆;在JGJ232-2011《矿物绝缘电缆敷设技术规程》中的术语解释为:用普通退火铜作为导体，氧化镁作为绝缘材料，普通退火铜或铜合金材料作为护套的电缆。

　　2)耐火电缆在GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》中的术语解释为:具有耐火性的电缆。而耐火性是指在规定试验条件下，试样在火焰中被燃烧而在一定时间内仍能保持正常运行的性能。

　　3)防火电缆防火电缆未见规范性术语及解释，为从业者习惯称谓，将具有一定防火性能的电缆统称为防火电缆。

1.2消防设备供电线缆的类别

　　1.2.1设计手册对消防线缆类别的划分如何划分消防用电线电缆类别，当前没有统一标准，《工业与民用配电设计手册》对消防用线缆统称为耐火线缆。按耐火特性分为A类和B类，见表1;按耐火电缆绝缘材质分有机和无机;按耐火材质分为云母包带、云母包带加隔氧层、氧化镁绝缘，见表2。1.2.2国家标准对消防线缆类别的划分国家标准没有明确划分消防线缆的类别，但从产品标准可知，线缆可分为耐火电线电缆和矿物绝缘电缆两大类。

　　1)耐火电缆耐火电缆有国家标准和公共安全行业标准。

　　国家标准GB/T19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》对耐火线缆的分类见表3;公共安全行业标准GA306.2-2007《阻燃及耐火电缆塑料绝缘及耐火电缆分级和要求第2部分:耐火电缆》对耐火线缆按级别分类，共分为四级，分别标记为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级，耐火特性为750℃～800℃;耐火A类的标记为ⅠA级、ⅡA级、ⅢA级、ⅣA级，耐火特性为950℃～1000℃。

　　2)矿物绝缘类电缆矿物绝缘类电缆如何划分类别，即哪些线缆产品属于矿物绝缘类电缆，国家标准并未有明确规定。国家标准GB/T13033.1-2007《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端第1部分:电缆》对矿物绝缘电缆结构有明确的要求:即铜芯导体、压实矿物绝缘包围所有导体、普通退火铜或者铜合金护套、可供选择的挤制外套。

2 现行国家规范及地方标准对消防线缆的选用要求

　　消防用线缆的选用，国家规范及地方标准都有规定，却不尽相同。JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》(以下简称“《民规》”)是按照GB50116-98《火灾自动报警系统设计规范》划分的不同保护对象分级，确定消防线缆的选择，如表4所示;而JGJ242-2011《住宅建筑电气设计规范》按照建筑物高度或层数选择消防线缆的类别，见表5。

　　有代表性的上海地方标准DGJ08-93-2002《民用建筑电线电缆防火设计规程》同《民规》相似，也是将建筑物分成特级、一级、二级、三级并根据建筑物不同分级确定消防设施电线电缆的选择。GB50016-2014《建筑设计防火规范》(以下简称“《建规》”)则不同，其第10.1.10条之3款根据消防线路的敷设条件“消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同的电缆井、沟;缺有困难需敷设在同一电缆井、沟内时，应分别布置在电缆井、沟的两侧，且消防电缆线路应采用矿物绝缘类不然性电缆”。

3 从学术观点讨论消防线缆的选用

　　笔者通过调查发现，学术上对消防线缆的选用，多从建筑物不同场所的火灾延续时间及消防设备在火灾发生期间所需要的最少供电持续时间入手。

3.1建筑物的火灾延续时间及消防线路的持续供电时间

　　不同的建筑物有着不同的耐火等级，不同的耐火等级确定了建筑物所能承受的火灾延续时间。表6仅列表了工业及民用建筑、人防工程、地下建筑部分场所的火灾延续时间。从表6中可看到，不同建筑物最大火灾延续时间从1～3h不等，建筑物消防主要设备消防线路的连续供电时间只要大于该建筑物的最大火灾延续时间即可。《民规》给出了不同消防设备的连续供电时间，见表7。表7仅列出部分消防设备的连续供电时间。3.2消防线路产品标准对消防线缆的耐火特性的要求有机绝缘耐火电缆及矿物绝缘电缆，国家及相关行业有完善的产品标准。有机绝缘耐火电缆产品多能满足GA306.2-2007《阻燃及耐火电缆》及GB/T19666-2005《阻燃和耐火电线电缆通则》，按照GB/T19216.21进行耐火试验，保持线路完整性的时间为90min;矿物绝缘电缆多能满足GB/T13033.1-2007《额定电压750V及以下矿物绝缘电缆及终端》，按照GB/T19216.21-2003《在火焰条件下电缆或无缆的线路完整性试验》进行耐火试验，保持线路完整性的时间为180min;柔性矿物绝缘电缆及隔离型矿物绝缘电缆等矿物绝缘类电缆，笔者尚未见到有关产品标准的相关信息，其产品质量及耐火能力不确定。

3.3 不同类型的消防线路在不同敷设条件下的连续供电时间

　　消防线路产品在实际火灾事故中保持线路完整性及连续供电时间与试验条件下保持线路完整性的时间不同，而且试验条件下还没有考虑敷设、水喷淋、重物坠落冲击等条件的影响。模拟实体火灾实验则考虑了上述条件，其试验结果最能接近现实火灾条件下消防线路的连续供电时间。

　　我国研究机构所做的实体火灾试验表明，只有埋墙暗敷及防护桥架敷设的耐火电缆和直接明敷的矿物绝缘电缆能在>60min的时间内有效，明敷和穿管明敷的电缆(除矿物绝缘电缆外)均在30min内全部失效。

　　由于矿物绝缘电缆在950～1000℃可连续供电3h，且具有一定的抗水喷淋、重物坠落冲击能力，则火灾延续时间为3h的建筑物消防设备供电线路宜选用该类电缆。

4 消防线缆选择问题的解决

4.1规范消防线缆的术语及其产品标准

　　笔者认为，应该规范并丰富消防线缆的术语，明确其内涵和外延，让消防线缆产品名正言顺，工程设计者也能将合格的消防线缆产品应用在建筑工程中去;另外，产品标准应能跟上新产品及新科技发展的需要，让新产品能在标准的约束下生产，这样也才能保证产品的质量。

　　比如某设计单位在机场的设计中选用了所谓的隔离型矿物绝缘电缆，工程审查时专家认为不符合GB50054-2011第2.0.37条术语中所定义的矿物绝缘电缆。究其原因，还是我国的消防用电线电缆从术语到产品标准都没能满足科技发展的需要。

　　随着科学技术的进步，会有许多符合国家燃烧耐火实验相关标准的新产品出现，要将这些新产品应用在工程建设中，就需要从术语、产品标准到设计规范为新产品的使用“架桥铺路”。

4.2科学地划分消防线缆的产品类别

　　如本文1.2所述，当前消防线缆产品类别划分没有统一标准，致使消防线缆的称谓、产品的生产及工程应用都存在问题。

　　比如矿物绝缘类电缆，何为矿物绝缘类电缆?

　　《民规》编写组做出回应认为:《建规》和《民规》的报批稿对矿物绝缘类电缆有明确的定义。然而，《民规》的报批稿笔者没有看到，但《建规》第10.1.10条条文解释也并没有明确对矿物绝缘类电缆做出定义。

　　现在，电缆厂家生产了多种类型的所谓矿物绝缘类电缆，随着《建规》第10.1.10条规定的实施，各种矿物绝缘类电缆被大量应用在建筑防火工程领域，其产品没有生产标准和敷设技术规程，工程应用的结果不得而知。笔者看到的资料图片显示，工程安装的柔性矿物绝缘电缆中存在铜皮开裂、被压扁扭曲等现象，仅电缆基本的绝缘性能就令人担忧。

　　笔者认为，国家相关部门应及时修编消防电缆通则及消防电缆产品标准，科学地划分消防线缆类别，并提出检验标准要求，而工程应用则由设计规范和施工规程确定。只有这样，才能各负其责，科学有序地推进消防线缆的生产和应用。

4.3制定消防线路产品的选用标准

　　保护人身和财产安全本应是选择消防线路产品的出发点，而现时国家规范及地方标准并非如此。如《民规》是以建筑物火灾危险性、重要性等为依据;而《建规》则是以消防线路敷设情况为选择依据，这都违背了各类防火规范总则中有关“保护人身和财产安全”的宗旨。

　　笔者认为，建筑内任一处火灾事故都会影响消防线路的连续供电，而电气井内的电缆火灾仅是建筑火灾事故的一种。因此，这完全可以通过线路的敷设方式(如采用专用防火槽盒并敷设在电缆井的两侧等措施)进行改进。常有这样的工程设计:地上建筑有少量的消防负荷如应急照明、防火卷帘门、稳压泵等，因其供电线缆与其他配电电缆在同一电气井内敷设，按照《建规》10.1.10条之3款的规定，必须采用矿物绝缘电缆;而地下室有大量的消防设备如排烟风机、送风机、消防泵等却采用有机绝缘耐火电缆。这不仅不合理，也让有关防火规范中消防设备供电线缆选用的规定形同虚设。

　　因此，在笔者看来，借鉴学术观点，结合建筑物的火灾延续时间(见上文表5)及消防设备在火灾延续时间内最小供电时间要求，根据不同消防线路产品在不同敷设条件下的连续供电时间来选择线缆的类别，才能真正解决消防线路产品的选择问题，起到保障人民生命和财产安全的作用。笔者认为，消防设备连续供电时间在1h以内的消防线路可采用一般电线电缆;连续供电时间在1～2h以内的消防线路可采用有机绝缘耐火线缆;消防设备连续供电时间在3h及以上的消防线路可采用矿物绝缘电缆。除矿物绝缘电缆可直接明敷外，其他消防线路的敷设尚需满足《建规》第10.1.10条之1～2款的规定。

5 结束语

　　消防设备供电线路产品的生产及应用事关人民生命及财产安全，也体现了一个国家的科技发展水平。要解决消防线缆选用存在的问题，只有从消防线路产品的术语、生产标准、检验标准及设计应用规范出发，让消防线缆术语及线缆通则区分并确定消防线缆的类别，产品标准指导线缆的生产，检验标准判定消防线路产品的耐火性能，设计规范确定消防线路产品使用场所，施工及验收规范保证施工质量安全可靠。也只有这样才能将满足耐火性能要求的消防线缆应用在建筑消防工程上，这也是本文希望之所在。