朱甫泉（新疆維吾爾自治區(qū)建筑設(shè)計(jì)研究院 烏魯木齊市830002）

【摘 要】高層建筑的各類(lèi)豎向管井及孔洞應(yīng)嚴(yán)格做好防火封堵，和分隔電纜橋架、金屬線(xiàn)槽及金屬管涂刷耐火涂料等措施是有效扼制煙火和電纜燃燒蔓延的有效措施。

【關(guān)鍵詞】膨脹模塊 無(wú)機(jī)材料 物理膨脹 防火封堵 綠色環(huán)保

筑物中各類(lèi)豎向的通道，如樓梯、管道井、電纜井及排氣道等，如果在設(shè)計(jì)中未考慮應(yīng)有的防火分隔和封堵，或在施工中未按施工規(guī)程敷衍馬虎，那么在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于煙囪效應(yīng)往往成為火災(zāi)蔓延的主要途徑。如首爾（漢城）“大然閣”旅館的火災(zāi)就是未做好防火封堵以及火災(zāi)隔離的一個(gè)典型案例，大然閣旅館于1970年6月建成，標(biāo)準(zhǔn)層平面為"L"形，每層面積近1500m2，西面是公司辦公用房，地下層是汽車(chē)庫(kù)，1層是設(shè)備層，2層是大廳，3～20層是辦公室；東面是旅館，1層是設(shè)備層，2層是大廳和咖啡廳，3層是餐館，4層是宴會(huì)廳，5層是設(shè)備層，6～20層是客房（共有客房223間），21層是公共娛樂(lè)用房。每層的公司辦公用房和旅館部分相互連通，各設(shè)有一座樓梯，共8臺(tái)電梯。 1971年12月24日上午10時(shí)許，旅館部分二層咖啡廳因瓶裝液化石油氣泄漏引發(fā)火災(zāi)，火焰很快將咖啡廳和旅館大廳燒毀，并沿2～4層的敞開(kāi)式樓梯延燒到餐館和宴會(huì)廳，濃煙充滿(mǎn)了樓梯間，封住了上部人員的疏散通道，管道井也向上迅速地傳播著火焰。二層旅館大廳與公司辦公大廳連接處，雖然設(shè)置了玻璃門(mén)，但對(duì)蔓延的火勢(shì)起不到任何作用，其結(jié)果是大火瞬間就吞沒(méi)了辦公用房。東、西之間雖有一道混凝土承重墻，但相通的門(mén)洞未設(shè)防火門(mén)，成了火災(zāi)水平蔓延的通道。整幢大樓猶如一座火籠，建筑物全部燒毀，樓內(nèi)近300名旅客及工作人員僅62人得以生還。教訓(xùn)是慘痛的，究其原因主要有樓梯及其它豎向管道井，沒(méi)有采取防火分隔措施，孔洞未封堵，導(dǎo)致煙火由這些通道迅猛蔓延；敞開(kāi)的樓梯不僅不能成為人員逃生的通路，反而對(duì)火焰的蔓延起到助長(zhǎng)作用。可見(jiàn)如果做好了水平及垂直方向的各個(gè)防火封堵，設(shè)置好防火分區(qū)，那么火災(zāi)的蔓延和影響就能得到大幅的遏制。2008年元月2日在新疆烏魯木齊市發(fā)生的德匯商貿(mào)大廈特大火災(zāi)是另一個(gè)近期發(fā)生的慘痛教訓(xùn)，火災(zāi)發(fā)生的源頭位于地下一層，但是很快的就蔓延到頂層（十二層），其迅猛程度可想而知，用旁觀人話(huà)來(lái)形容“大火象跳高一樣，一層一層的一下就燒到頂了”。這次大火過(guò)火面積6.5萬(wàn)平方米，涉及經(jīng)營(yíng)商戶(hù)一千多戶(hù)，經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)5億元，幸而大火發(fā)生在夜晚，除了在撲救當(dāng)中犧牲的3名消防官兵和2名值班人員，沒(méi)有更多的人員傷亡。事后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，豎井等建筑物的豎向通道因?yàn)槭栌诜阑鸱舛露蔀榛鹧嫔闲械闹苯油贰?guó)內(nèi)外諸多高層建筑的火災(zāi)在防火設(shè)計(jì)上的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是應(yīng)引起我們高度重視的。

除了劃分符合規(guī)范的防火分區(qū)，按要求設(shè)置好消防通道、樓梯、各種規(guī)格防火門(mén)外，還應(yīng)做好各種水平和豎向管道井、孔洞的封堵，這樣能將火災(zāi)限制在一定范圍之內(nèi)，減少經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。下面針對(duì)由建筑內(nèi)電氣故障引發(fā)的火災(zāi)先進(jìn)行較為深入的分析，然后對(duì)防范電氣火災(zāi)能起到很大作用的電氣封堵做一個(gè)全面的論述。

一、電氣線(xiàn)路起火原因分析

近些年來(lái)我國(guó)發(fā)生火災(zāi)數(shù)目逐年遞減，但由電氣故障引發(fā)的數(shù)目卻是劇增不減，已占到火災(zāi)總數(shù)的30%以上，居首位。并且因電氣故障引發(fā)的火災(zāi)多數(shù)都會(huì)引起大面積延燃，所以會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，尤其值得注意。電氣火災(zāi)的比例之大，表明我國(guó)用電安全水平仍很低下。造成電氣火災(zāi)的原因很多，如人為違反電氣設(shè)備操作規(guī)程，采用未經(jīng)檢驗(yàn)或不符合制造規(guī)定的電氣產(chǎn)品，未選用合格燈具或不合理使用電加熱器引燃周?chē)扇嘉锏龋渲幸蚓€(xiàn)路原因引發(fā)的火災(zāi)比例占40%之多，因此是防范的重中之重。打個(gè)比方，如果把建筑內(nèi)的各個(gè)用電終端都看成是立體分布獨(dú)立的點(diǎn)，那么電氣線(xiàn)路就是將這些點(diǎn)連接起來(lái)的線(xiàn)，就點(diǎn)與線(xiàn)布置所涉及的空間來(lái)說(shuō)，線(xiàn)路肯定大于終端，所以在電氣線(xiàn)路上出現(xiàn)的故障更具隱蔽性，其維護(hù)檢修也較用電終端復(fù)雜和困難的多，由于電氣線(xiàn)路具有延展特征，并且分布在建筑的各個(gè)角落，如果起火，又沒(méi)有加以措施限制，其結(jié)果就是將火災(zāi)的范圍擴(kuò)大。

高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的干線(xiàn)一般集中敷設(shè)在電氣豎井、電纜橋架和電纜溝內(nèi)，分支干線(xiàn)、分支線(xiàn)敷設(shè)在線(xiàn)槽和導(dǎo)管中。導(dǎo)管內(nèi)穿線(xiàn)纜后，兩端按施工規(guī)范做封堵，即便絕緣線(xiàn)纜在管內(nèi)發(fā)生接地故障，產(chǎn)生的電弧或火花也會(huì)因氧氣不足而不易燃燒。對(duì)電氣豎井、電纜溝而言情況就絕然不同，纜線(xiàn)一旦著火，不會(huì)因缺氧而熄滅，如果產(chǎn)生了金屬性短路，電纜會(huì)向電源側(cè)蔓延擴(kuò)大，火勢(shì)不易在短時(shí)內(nèi)得到控制，火災(zāi)也不易在局部范圍內(nèi)被撲滅。普通纜線(xiàn)燃燒將產(chǎn)生大量有毒煙霧，特別是聚氯乙烯電纜在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氯化氫氣體，通過(guò)樓板、墻體及管道間的縫隙、孔洞迅速?gòu)浡秸麄€(gè)建筑物內(nèi)，嚴(yán)重阻礙人員的撤離和消防人員的有效撲救。

還有一種線(xiàn)纜著火的原因值得我們關(guān)注，水或其他導(dǎo)電液體覆蓋在纜線(xiàn)表面，會(huì)形成導(dǎo)電液膜，如果線(xiàn)纜有破損，帶電部件與接地間存在電位差，就會(huì)有電流流動(dòng)并產(chǎn)生打火，產(chǎn)生的熱效應(yīng)使液體氣化，遺留一定的鹽分在絕緣材料表面，周而復(fù)始，鹽量不斷增大促使線(xiàn)纜破損處的導(dǎo)電性能愈來(lái)愈好。如果線(xiàn)路不具有防火漏電保護(hù)，那么泄漏的電流雖然在增大，但不足以能夠讓保護(hù)斷路器動(dòng)作。時(shí)間一長(zhǎng)，纜線(xiàn)上的打火現(xiàn)象會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，最終線(xiàn)纜絕緣層表面在不斷打火碳化過(guò)程中形成導(dǎo)電軌跡出現(xiàn)閃絡(luò)把纜線(xiàn)燒斷，是引起電氣火災(zāi)又一隱患。這樣的電氣火災(zāi)因?yàn)檫^(guò)程緩慢經(jīng)常被忽視，如果維修管理人員在日常工作中，勤于檢查防微杜漸，其實(shí)是完全可以避免的，但往往就是長(zhǎng)期的玩忽職守遭成了一次又一次的重大火災(zāi)。

二、纜線(xiàn)的防火措施

1、合理選擇電纜電線(xiàn)

用作線(xiàn)纜絕緣層及護(hù)套的材質(zhì)是具有可燃性的，如塑料（PVC）、橡膠、油浸紙等，聚氯乙烯塑料的熔點(diǎn)僅為120℃，在設(shè)計(jì)中應(yīng)合理選擇斷路器和線(xiàn)纜，如果線(xiàn)纜截面選擇不當(dāng)，導(dǎo)線(xiàn)溫度足以引燃線(xiàn)纜。

纜線(xiàn)敷設(shè)在PVC管中較鐵管散熱性能降低15%，易使絕緣材料老化，在設(shè)計(jì)中應(yīng)加以考慮。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定：電氣產(chǎn)品的工作溫度超過(guò)其額定溫度6℃時(shí)，壽命將減少一半。

大部分的纜線(xiàn)火災(zāi)事故是由于違規(guī)造成的，如纜線(xiàn)使用年限過(guò)長(zhǎng)、經(jīng)常處于過(guò)負(fù)荷或過(guò)電壓狀態(tài)下的設(shè)備運(yùn)行、安裝施工不當(dāng)造成纜線(xiàn)絕緣層受到機(jī)械損傷、由于纜線(xiàn)彎曲半徑過(guò)小使絕緣層長(zhǎng)期受到拉力和劑壓、纜線(xiàn)敷設(shè)與熱源的間隔不符合規(guī)定、室外纜線(xiàn)未選擇抗紫外線(xiàn)照射和化學(xué)腐蝕的型規(guī)等，這些都會(huì)導(dǎo)致纜線(xiàn)絕緣材料加速老化龜裂、絕緣性能下降，嚴(yán)重時(shí)絕緣就會(huì)被擊穿造成金屬性短路或接地故障，從而產(chǎn)生接地電弧和高溫，引燃周?chē)扇嘉铩?/p>

2、裝設(shè)剩余電流保護(hù)斷路器或電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95第4.4.21條“為減少接地故障引起的電氣火災(zāi)危險(xiǎn)而裝設(shè)的漏電電流動(dòng)作保護(hù)器，其額定電流不應(yīng)超過(guò)0.5A”，第4.4.22條“多級(jí)裝設(shè)的漏電流動(dòng)作保護(hù)器，應(yīng)在時(shí)限上有選擇性配合”。

《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95（2005年版）9.5漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)第9.5.1高層建筑內(nèi)危險(xiǎn)性大，人員密集等場(chǎng)所宜設(shè)置漏電火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，即時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除纜線(xiàn)線(xiàn)路上的接地故障引發(fā)的火災(zāi)隱患。

3、選擇科技含量高的新產(chǎn)品

纜線(xiàn)的導(dǎo)體部分不會(huì)燃燒，需解決的是絕緣層和護(hù)套的阻（難）燃性、耐火性和不燃性。建設(shè)部規(guī)定纜線(xiàn)絕緣層的氧指數(shù)為27，32及以上的氧指數(shù)的線(xiàn)纜就可以認(rèn)為是阻（難）燃型的，阻燃型纜線(xiàn)是指在火源燃燒時(shí)阻燃電纜可燃燒，一但火源離開(kāi)，15秒之內(nèi)燃燒的纜線(xiàn)應(yīng)自熄，并且不會(huì)延燃。電纜生產(chǎn)中最常見(jiàn)的絕緣材料有聚乙烯和聚氯乙烯，由于聚乙烯材料具有很好的電氣性能和較好的交聯(lián)性能，因而發(fā)展了多種工業(yè)交聯(lián)生產(chǎn)工藝，包括蒸汽交聯(lián)、干法交聯(lián)、硅烷交聯(lián)和電子輻照交聯(lián)四種交聯(lián)方式，其中蒸汽交聯(lián)、干法交聯(lián)、硅烷交聯(lián)稱(chēng)為化學(xué)交聯(lián)，而電子輻照交聯(lián)稱(chēng)為物理交聯(lián)。輻照交聯(lián)是在化學(xué)交聯(lián)迅速發(fā)展時(shí)期崛起的一門(mén)高新技術(shù)，是原子能技術(shù)和平利用的一個(gè)分支。電子輻照交聯(lián)電纜技術(shù)始于20世紀(jì)50年代中期，美國(guó)電子化學(xué)公司利用高能電子射線(xiàn)照射聚乙烯，使聚乙烯分子由線(xiàn)型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)，揭開(kāi)了電子輻照交聯(lián)電線(xiàn)電纜的序幕。

與化學(xué)交聯(lián)方法比較，輻照交聯(lián)有以下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）    交聯(lián)反映過(guò)程不產(chǎn)生低分子化合物，無(wú)雜質(zhì)殘留；

（2）    交聯(lián)度容易控制．交聯(lián)鍵分布比較均勻；

（3）    交聯(lián)是在常溫下完成，無(wú)焦燒、水樹(shù)、熔流等質(zhì)量問(wèn)題；

（4）    生產(chǎn)速度高，更換規(guī)格方便；

（5）    能耗低，一般為化學(xué)交聯(lián)的30％-70％；

（6）    加工較薄絕緣層具有明顯優(yōu)勢(shì)，效率高；

（7）    材料選用面廣，可開(kāi)發(fā)產(chǎn)品多；

（8）    輻照交聯(lián)工藝具有非接觸式常溫加工的特點(diǎn)，因此基本上沒(méi)有對(duì)生產(chǎn)規(guī)格的限制。

輻照交聯(lián)與其他交聯(lián)加工方法相比較，生產(chǎn)出的電纜電線(xiàn)具有耐熱、耐烙鐵性、耐磨損、耐切通性、耐應(yīng)力開(kāi)裂、耐溶劑、抗張強(qiáng)度高、絕緣性能更佳等優(yōu)點(diǎn)，而且不會(huì)因?yàn)榇嬖谖捶磻?yīng)的催化物而導(dǎo)致高聚物的降解。

40多年來(lái)，隨著大功率電子加速器的誕生和輻照工藝的不斷完善，電纜電線(xiàn)輻照交聯(lián)得到了很大發(fā)展，并在一些發(fā)達(dá)國(guó)家相繼形成了規(guī)模化產(chǎn)業(yè)。據(jù)資料介紹，80年代中期全世界已經(jīng)有10多個(gè)國(guó)家的幾十家工廠生產(chǎn)輻照交聯(lián)電纜電線(xiàn)產(chǎn)品，纜線(xiàn)輻照生產(chǎn)線(xiàn)在全世界已經(jīng)形成規(guī)模。電纜電線(xiàn)的輻照交聯(lián)現(xiàn)在已成為一種先進(jìn)、成熟、可靠的技術(shù)，我國(guó)1983年12月就把電纜電線(xiàn)輻照交聯(lián)列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)，隨后一些纜線(xiàn)企業(yè)開(kāi)始把研發(fā)輻照電纜電線(xiàn)列為本企業(yè)的技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，目前已有多條輻照纜線(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)在不同企業(yè)投入運(yùn)行。輻照交聯(lián)電纜電線(xiàn)不會(huì)造成環(huán)境污染、能耗低、節(jié)省原材料，因而價(jià)格更便宜，越來(lái)越多地被用戶(hù)接受，是目前應(yīng)用最廣泛的電力材料之一，其技術(shù)性能的優(yōu)劣、質(zhì)量水平的高低，直接影響到工程投運(yùn)后輸配電系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。