摘要： 火災(zāi)發(fā)生時消防設(shè)備的正常運行對于人員安全疏散、控制火勢蔓延、減少火災(zāi)損失有十分重要的作用。因此消防設(shè)備的電氣配電線路配電系統(tǒng)應(yīng)滿足可靠性、耐火性、安全性、有效性、科學(xué)性的要求，以保證火災(zāi)時消防設(shè)備供電不會中斷，保障人身安全，保證供電持續(xù)時間，確保供電質(zhì)量并力求系統(tǒng)接線簡單，投資省、運行費用低。

關(guān)鍵詞： 消防設(shè)備 電氣配線設(shè)計 礦物絕緣電纜

火災(zāi)發(fā)生時消防設(shè)備的正常運行對于人員安全疏散、控制火勢蔓延、減少火災(zāi)損失有十分重要的作用。因此消防設(shè)備的電氣配電線路配電系統(tǒng)應(yīng)滿足可靠性、耐火性、安全性、有效性、科學(xué)性的要求，以保證火災(zāi)時消防設(shè)備供電不會中斷，保障人身安全，保證供電持續(xù)時間，確保供電質(zhì)量并力求系統(tǒng)接線簡單，投資省、運行費用低。

1.消防設(shè)備電氣配線設(shè)計

在對消防電氣配線的具體設(shè)計過程中，以《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》為主，以《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》、《民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》為輔，同時兼顧《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》，根據(jù)不同消防設(shè)備其配電線路應(yīng)選用耐火配線或耐熱配線。消防設(shè)備的耐火配線是指按照時間-溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線對消防設(shè)備配電線路進(jìn)行試驗，從受火的作用起，到火災(zāi)升溫達(dá)到840℃時，在30min內(nèi)仍能繼續(xù)有效供電的線路;消防設(shè)備的耐熱配線是指按照時間-溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線的1/2曲線，對消防設(shè)備配電線路進(jìn)行試驗，從受到火的作用起，到火災(zāi)升溫達(dá)到380℃時，在15min內(nèi)仍能有效供電的線路。建筑消防設(shè)備配電線路的具體防火設(shè)計,應(yīng)將變配電所低壓母線、應(yīng)急母線和動力電纜出線到具體消防設(shè)備最末級配電箱的所有配電線路作為耐火耐熱配線的考慮范圍，并分不同系統(tǒng)考慮各自消防設(shè)備的耐火耐熱配線方案。

1.1火災(zāi)自動報警系統(tǒng)配電線路

火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的報警線路可采用耐熱配線，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的聯(lián)動線路則應(yīng)采用耐火配線，其目的是保證在火災(zāi)自動報警系統(tǒng)癱瘓狀態(tài)下,消防控制中心仍然能夠通過手動操作起動各消防設(shè)備。

1.2消火栓泵、噴淋泵等配電線路

消火栓系統(tǒng)加壓泵、水噴淋系統(tǒng)加壓泵、水幕系統(tǒng)加壓泵等消防水泵的配電線路包括消防供電電源干線和各水泵電動機(jī)配電支線兩部分。水泵房供電電源應(yīng)為雙電源末端切換,一般由建筑物變配電所低壓配電柜直接提供和自備發(fā)電機(jī)房供給。消防供電電源干線應(yīng)采用耐火配線，水泵電動機(jī)配電支線路可采用耐熱配線，條件許可時也可采用耐火配線。

1.3氣體、鹵代烷等滅火設(shè)備配電線路

氣體、鹵代烷等滅火設(shè)備控制盤的電源由雙電源末端切換供給,電源線-控制盤-電磁線圈-起動回路配電采用耐火配線，其他線路(包括探測器、報警器、指示燈、電動關(guān)閉門窗等)可選用耐熱配線。。

1.4防排煙系統(tǒng)的裝置配電線路

防排煙系統(tǒng)包括送風(fēng)機(jī)、排煙機(jī)、70℃防火閥、280℃防火排煙閥等各類閥門以及送風(fēng)口、排煙口等裝置。它們一般布置較為分散,其配電線路防火既要考慮供電主回路,也要考慮聯(lián)動控制線路。防排煙裝置配電線路應(yīng)選用耐火配線，聯(lián)動和控制線路也應(yīng)采用耐火配線。另外,根據(jù)規(guī)范要求,分支線不得穿越不同的防火分區(qū)。

1.5防火卷簾門、常開防火門配電線路

在火災(zāi)初期,防火卷簾門起著人員疏散、防止火災(zāi)蔓延的作用,所以配電線路應(yīng)可靠。一般情況下,防火卷簾門電源引自建筑各樓層或同一防火分區(qū)內(nèi)帶雙電源切換的配電箱,經(jīng)分配后向各防火卷簾門專用控制箱(該控制箱設(shè)在防火卷簾門頂部)供電,供電方式采用放射式。當(dāng)防火卷簾門水平配電線路較長時,應(yīng)采用耐火配線,以確保火災(zāi)時仍能可靠供電并使防火卷簾門有效動作, 防止火勢蔓延。

常開防火門配電一般應(yīng)采用耐火配線，以確保火災(zāi)時常開防火門可靠關(guān)閉,防止火勢蔓延。

1.6消防電梯配電線路

消防電梯電源必須采用專線。工程設(shè)計中消防電梯配電一般由高層建筑的變配電所低壓配電柜敷設(shè)一路專線至位于頂層的消防電梯機(jī)房,另一路專線由地下室自備發(fā)電機(jī)房引來,線路較長且路徑復(fù)雜。為提高供電可靠性,消防電梯配電線路應(yīng)采用耐火配線。

1.7火災(zāi)應(yīng)急照明線路

火災(zāi)應(yīng)急照明包括疏散指示、火災(zāi)事故照明和備用照明。疏散指示采用帶蓄電池的應(yīng)急指示標(biāo)志,火災(zāi)事故照明采用帶蓄電池的應(yīng)急照明燈,備用照明則利用雙電源切換來實現(xiàn)。高層建筑的火災(zāi)應(yīng)急照明線路應(yīng)采用耐火配線。

1.8消防廣播、通信等配電線路

火災(zāi)事故廣播、消防電話、火災(zāi)警鈴等設(shè)備的電氣配線可采用耐熱配線。

根據(jù)國內(nèi)外電線電纜產(chǎn)品的發(fā)展和對電氣線路的保護(hù)方式的研究結(jié)果，對消防設(shè)備的耐火配線應(yīng)優(yōu)先選用礦物絕緣電纜，也可選用封閉式橋架等有效保護(hù)的耐火電纜或穿金屬管并埋設(shè)在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi),且保護(hù)層厚度≥30mm。耐熱配線可選用：線路明敷時,采用穿金屬管或金屬線槽保護(hù)并應(yīng)用防火涂料提高線路的耐火性能;當(dāng)采用阻燃和耐火電纜時，可不穿金屬管保護(hù)，但應(yīng)敷在電纜井內(nèi)或電纜溝內(nèi)或吊頂內(nèi)有防火保護(hù)措施的封閉式線槽內(nèi)，但當(dāng)與延燃電纜敷設(shè)在同一豎井時,二者之間應(yīng)用耐火材料分隔開。消防控制設(shè)備工作接地應(yīng)采用專用的25mm2以上銅芯控制干線。

2 礦物絕緣電纜用于消防設(shè)備電氣配線的探討

2.1礦物絕緣電纜簡介

礦物絕緣電纜(Mineral Insulated Cables)，是由銅芯、銅護(hù)套和氧化鎂絕緣等全無機(jī)物組成的電纜。因其采用獨特的制造方式，使氧化鎂絕緣材料高度緊密地壓實在電纜的無縫銅護(hù)套中，與銅芯、銅護(hù)套共同形成密實的一體，因而具有良好的耐火、耐高溫、載流量大、防水、耐腐蝕、耐機(jī)械損傷、耐輻照及電磁相容性、美觀大方等特點，同時該電纜在火災(zāi)條件下不會放出任何煙霧、鹵素及有毒有害氣體。同時礦物絕緣電纜的銅護(hù)套可作為地線使用，與其它類型相比可減少一根芯線，只需明敷，容易安裝，加之使用壽命長，可以預(yù)期在消防設(shè)備的電氣配線中采用礦物絕緣電纜會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2.2國外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對礦物絕緣電纜用于消防設(shè)備電氣配線的規(guī)定或推薦情況

由于礦物絕緣電纜可以從根本上解決電氣線路的安全問題，國際上很多國家的有關(guān)建筑物標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對在哪些場合和部位一定要用礦物絕緣電纜，在哪些場合或部位推薦使用都有詳細(xì)明確的規(guī)定。下面粗略介紹一下國外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對礦物絕緣電纜用于消防設(shè)備電氣配線的規(guī)定或推薦情況

2.2.1英國國家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定或推薦情況

(1) BS5839 建筑物的火災(zāi)探測和報警系統(tǒng)(Fire detection and alarm systems)第一部份 系統(tǒng)設(shè)計、安裝和維護(hù)的實施法規(guī)(Part 1 Code of practice for system design installation and servicing)

(2) BS5266-1：1999應(yīng)急照明 第1部份：除影院及用于娛樂的特殊建筑物外的其它建筑物的應(yīng)急照明(Emergency lighting –Part 1:Code of practice for the emergency lighting of premises other than cinemas and certain other specified premises used for entertainment)

2.2.2澳大利亞國家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定或推薦情況

(1) 線路規(guī)則(Wiring rules)

(2) AS2941-1995 固定消防裝置—泵站系統(tǒng)(Fixed fire protection installations – Pumpset systems)

(3) AS2293建筑物中應(yīng)急疏散照明(Emergency evacuation lighting in buildings)第1部份:安裝要求(Part 1: Installation requirements )

2.2.3美國國家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定或推薦情況

(1) NFPA70國家電氣法規(guī)(National Electrical Code)

在上述標(biāo)準(zhǔn)中，都將礦物絕緣電纜列入作為規(guī)定或推薦選用的菜單中，而且規(guī)定在火災(zāi)時間較長的情況下使用的，則應(yīng)選用礦物絕緣電纜，如果選取用其它電纜則必須埋設(shè)在建筑物的不燃燒結(jié)構(gòu)中或用隔板將電纜與其它重大危險區(qū)域隔開，并應(yīng)有附加的機(jī)械保護(hù)。

2.3國內(nèi)對礦物絕緣電纜的生產(chǎn)和研究情況

我國對礦物絕緣電纜的研究開發(fā)較晚，1968年上海電纜研究所開始研究用于反應(yīng)堆堆芯測量用探測電纜，70年代開始研究電力用配線電纜;80年代初沈陽電纜廠六分廠開發(fā)了小規(guī)格的電力用配線電纜和加熱電纜，80年代中期北京東風(fēng)電纜廠從意大利LMI公司引進(jìn)全套礦物絕緣電纜生產(chǎn)技術(shù)革新和部份設(shè)備，因種種沒有正式生產(chǎn)并將設(shè)備轉(zhuǎn)給哈爾濱電纜廠，也沒有投入生產(chǎn)，80年代末上海電纜研究所將礦物絕緣電纜生產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)讓給湖州久立耐火電纜有限公司[現(xiàn)改名為泰科熱控(湖州有限公司)]形成生產(chǎn)線，在1996年國家計委將礦物絕緣電纜列為“國家重大科技成果產(chǎn)業(yè)化項目”后引進(jìn)國外關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，建成規(guī)模較大生產(chǎn)水平較高的生產(chǎn)車間，90年代中后期江蘇等地的幾家電纜廠也建成有生產(chǎn)車間。

為了了解礦物絕緣電纜在高溫和實際火災(zāi)中能否對消防設(shè)備保持良好的供電能力，參照國外的試驗研究，公安部四川消防科學(xué)研究所和有關(guān)電纜企業(yè)共同進(jìn)行了電纜短樣隨爐升溫的耐火試驗和上述電纜用不同敷設(shè)方式的模擬實體火災(zāi)電纜特性試驗研究。

(1) 電纜短樣試驗

電纜短樣隨爐升溫試驗樣品分別為：礦物絕緣電纜、普通聚氯乙烯電纜、阻燃電纜、隔氧層阻燃電纜、耐火電纜。把電纜同時并排的放在燒結(jié)爐中加熱升溫，電纜的兩端伸出爐外，分別連接電源和指示燈用于觀察失效溫度和時間。從試驗結(jié)果中可以得出，在高溫或火災(zāi)情況下，一般電纜(包括耐火電纜、隔氧層電纜)，在明敷或穿管保護(hù)下都滿足不了消防系統(tǒng)供電線路的安全要求，只有礦物絕緣電纜，在明敷的情況下就可以完全解決問題。

(2) 模擬實體火災(zāi)試驗

參照英國消防研究所的實體火災(zāi)試驗方案，公安部四川消防科研所的有關(guān)電纜企業(yè)共同對上述電纜分別選用五種敷設(shè)方式(支架裸敷、支架穿管明敷、防火橋架內(nèi)明敷、防火橋架內(nèi)穿管、穿管埋墻暗敷)進(jìn)行了模擬實體火災(zāi)試驗研究。

研究結(jié)果表明：在1小時的實體火災(zāi)試驗中，電纜的耐火性能，明敷礦物絕緣電纜優(yōu)于其它類型的電纜，并能保持對電氣設(shè)備的正常供電能力;普通聚氯乙烯電纜五種敷設(shè)方式全部失效;阻燃電纜和隔氧層阻燃電纜除穿管埋墻暗敷外全部失效;耐火電纜除有防火橋架保護(hù)和埋墻暗敷外全部失效。礦物絕緣電纜還能夠在火災(zāi)中承受試驗重物墜落的沖擊，能夠經(jīng)受噴淋水的沖擊，能再次正常通電啟動相關(guān)供電設(shè)備，完全能夠在火災(zāi)條件下保持規(guī)定時間的消防供電。另外普通電纜、阻燃電纜、阻燃隔氧層電纜及耐火電纜，在明敷及穿鋼管并施防火涂料保護(hù)時，其持續(xù)供電時間均未達(dá)到30分鐘，這對于消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙設(shè)施等供電時間較長的消防設(shè)備供電是不利的。

根據(jù)以上研究結(jié)果和參照國外標(biāo)準(zhǔn)，我國對《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》進(jìn)行了修訂，《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》中“消防電源及其配電”一節(jié)已修訂為

9.1.4 消防用電設(shè)備的配電線路應(yīng)符合下列規(guī)定

9.1.4.1 當(dāng)采用暗敷設(shè)時,應(yīng)敷設(shè)在不燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi),且保護(hù)層厚度不宜小于30mm。

9.1.4.2 當(dāng)采用明敷設(shè)時，除礦物絕緣類不燃性電纜外，應(yīng)采用有防火保護(hù)的金屬管或封閉式金屬線槽保護(hù)。

9.1.4.3 當(dāng)采用阻燃和耐火電纜時，可不穿金屬管保護(hù)，但應(yīng)敷在電纜井內(nèi)或電纜溝內(nèi)或吊頂內(nèi)有防火保護(hù)措施的封閉式線槽內(nèi)。

9.1.4.4 對供電時間要求較長的消防設(shè)備供電線路，當(dāng)采用明敷設(shè)時，宜采用礦物絕緣電纜，或封閉式防火橋架等有效保護(hù)的耐火類電纜。

相信通過這次對《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》的修訂和實施，我國對礦物絕緣電纜的使用會有一個很大的發(fā)展，從而為在火災(zāi)情況下消防設(shè)備的正常運行、人員的疏散和營救提供有力的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

1.蔣永琨等 高層建筑消防設(shè)計手冊 上海 同濟(jì)大學(xué)出版社 1995

2.高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50045-95(2003年報批稿)

3.建筑設(shè)計防火規(guī)范GBJ16 -87(2001年版) 北京 中國計劃出版社 2000