浅谈建筑电气设计的火灾防范
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摘要：建筑电气设计是火灾防范的关键因素，文章通过对建筑火灾的原因进行分析，阐述了电气设计时的负荷计算、导线截面选择、材料选择，提出建筑火灾的早期预防措施。
关键词：建筑电气；设计；火灾；预防措施
随着我国经济建设和电力事业的不断发展，电在整个国民经济和人民日常生活中起着举足轻重的作用。但是，由于种种原因，多年来，因电气原因引起的火灾频繁发生，并呈逐年上升趋势，严重威胁着人民的生命和财产安全。据统计，在引起诸多火灾的因素中，以电气线路故障引起火灾的比例最高。因此，怎样从建筑电气设计的角度防范火灾隐患变得非常重要。
一、 建筑电气火灾频发的原因
每个建筑电气火灾现场的状况都不一样，因此，电气火灾形成的原因是多种多样的，归纳起来主要有以下几方面原因：
1.1短路、电弧。
短路是指线路中电位不同的两点在阻抗很小的情况下相接，造成线路回路中电流突然增大的现象。短路分为相间短路和对地短路。线路发生短路时由于电流比正常时大几十倍，甚至上百倍，由于L2RT的作用，电线的线芯识热而产生异常高温，同时在短路点产生强烈的火花和电弧，其温度可达3000℃以上，致使短路点的金属熔化成熔珠，这种高温电弧和金属熔珠会引起附近的可燃物燃烧；而目前建筑中使用的电线绝大多数的绝缘层都是可燃的，一旦短路，首先引起电线燃烧，并引燃附近的可燃物，造成火灾。
1.2过载
当电气设备或导线的实际功率或电流超过其额定值，造成电气设备或导线超负荷运行，其结果使导线或电气设备的高温超过其最高允许工作温度，轻者加速导线老化，严重时由于温度急剧升高，导致导线的可燃绝缘层燃烧或者设备烧毁。
1.3漏电
漏电是指导线对地电压与对地电阻的比值。它是由于用电器或供电线路中的带电部分绝缘层损坏或性能降低引起的，其漏电电流随着绝缘电阻的减小而逐渐增大，产生漏电电弧，电弧引燃周围的可燃物燃烧，形成火灾。
1.4接触电阻过大
导线与导线，或导线与设备，或用电器具与导线的连接部位接触不良，由于松动、有杂质、氧化腐蚀或因铜铝线的接头无过度接头，产生接点处过热或电火花而导致火灾，甚至使可燃易燃液体蒸气、可燃气体和薄雾产生爆炸事故。
1.5使用电热设备不当
由于电炉、电熨斗、热得快、电水壶、电热汀、电暖气等设备的炽热部件以及电动机的线圈、日光灯的镇流器以及电阻等有电流流过时，就会发热。如果使用不当，长时间通电或者忘记关电源，并与附近可燃物接触，就有可能引发火灾。
二、建筑电气设计的负荷计算与导线截面选择
在有关建筑电气设计规范中，均要求在选择导线时导体载流量必须大于负荷计算电流，但有些因素经常因疏忽而留下火灾隐患。
2.1导线不同敷设方式（如明敷和暗敷；穿难燃塑料管保护和穿镀锌钢管保护等），其散热条件也不一样，应根据具体情况修正导线的载流量。
2.2导线敷设部位的环境温度校正：导线在地上、地下或空气中敷设均应按每年最热月份平均温度增加５℃为作温度校正其允许载流量；并列敷设，允许载流量应按并列情况进行校正；在吊顶（闷顶）中的温度校正应加以特别重视，在对采用嵌入式筒灯的封闭式吊顶内的温度测试中，结果表明吊顶内温度可能比室温超过５０多度，达到８０℃，而灯具顶部散热孔处的温度更可接近光源的表面温度。白炽灯泡的表面温度如表１所示：面对这样的技术数据，我们有必要进行导线载流量的合理修正。对在吊顶内采用嵌入式筒灯的场所，笔者建议在电线、电缆截面选择时可加大一级配置，同时取得其它设计工种的配合，保证吊顶内通风良好。
三、电气设计的线路敷设和材料选择
3.1、线路敷设
在《民用建筑电气设计规范》中对多种敷设方式的规定，主要原因是从防火角度出发的，建议线路敷设时尽量采用暗敷。如因需要采用明敷时，应特别注意在电线电缆的选用和敷设方式方面保证防火分区不因此而遭到破坏。封闭式母线、电缆桥架以及金属线槽在穿楼板处须采用防火隔板和防火材料隔离；穿越防火墙时，应采取防火隔离措施；另外，楼层间预埋钢管在布线后两端管口应作密封隔离。
对于吊顶内的线路敷设，严禁采用直敷布线，须穿金属管或难燃塑料管保护，并且应与灯具保持一定的水平和垂直距离，而且必须躲开灯具的散热孔。
3.2、电线、电缆的选型
在电线、电缆选型时有两方面须注意：
（１）应尽量选用铜芯线，避免使用铝芯线；
（２）须根据电气线路防火要求的程度，选择使用阻燃型、耐火型或防火型的电线、电缆。这样做不单止能从电气线路方面更好地防止火灾发生，而且能更好地确保火灾发生时消防用电设备用电的可靠性和安全性。
四、前期电气设计时的预防措施
由于电气火灾的起火最初部位一般情况下人们不易察觉，只有可燃物冒烟或产生异味时才能感知，此时往往为已晚，酿成大火，造成重大的损失和人员伤亡。因此，预防和减少电气火灾的关键在于采取早期预防措施，及时消除电气故障。
4.1设计施工的技术措施
4.1.1在计算建筑用电负荷时应留出裕度
在进行建筑电气设计时应严格按照建筑电气设计规范进行设计，选择足够的导线截面积，并预测发展前景，在计算用电负荷的基础上留出余量，避免和减小电气线路超负荷运行，延长其使用寿命。
4.1.2正确选用导线材料和导线型号
导线的种类很多，按材料分为铜芯导线和铝芯导线两大类。由于铝芯导线自身存在的弊端以及铜铝接头时易产生接触不良和碎断。因此，在爆炸危险场所、腐蚀性严重的地方，移动设备处控制回路以及古建筑内不宜采用铝芯线，应采用铜芯线；在高层建筑中，由于负荷比较集中，可靠性要求高，应采用铜芯线。目前建筑室内一般采用橡皮导线和塑料绝缘导线，由于橡皮绝缘导线(BX、BLX、BBX、BBLX)采用玻璃丝或棉纱作保护层，柔软性较好，但耐热性差，易受油类腐蚀且易延燃；塑料绝缘导线(BV、BLV、BW、BVU)绝缘性能好、价格低，可代替橡皮导线，但其气候适应性差，低温下会变硬发脆，高温下增塑剂易挥发，加速绝缘层老化；阻燃性绝缘导线可以抑制火灾蔓延，保证短路电弧火灭后绝缘导线不再继续燃烧。因此，在建筑工程设计中应根据不同的用电环境正确合理的选用导线及型号，并在建筑工程积极推行和使用阻燃型绝缘导线。
4.1.3导线应尽量穿硬质塑料管或金属管进行明暗敷设。
导线应尽量穿硬质塑料管或金属管敷设，其金属管管壁厚度不应小于2.5mm，管口与管口，或管口与管，或管与其它附件相连接时，应采取相应的防水处理。管内导线的绝缘强度不应低于交流电压550V；用金属管保护负荷电流大于25A的交流线路，为避免产生涡流，应将同一回路的所有导线穿于同一根金属管内；金属管内敷设的导线总截面积(包括绝缘层的截面积)不应超过金属管内径截面积的40%。
4.1.4导线连接时应尽量减少不必要的接头，并确保接头牢固可靠。
导线相互连接接头或导线与电气设备的连接处是造成接触电阻过大、产生局部过热起火主要部位。接触可靠、稳定、牢固、不能松动。因此，对不可缺少的导线接头，不论采用焊接、线夹、压接，还是采用绞接、缠绕和铜铝过渡连接，且接头的机械强度不得小于同截面导线的80%，包缠的绝缘材料的绝缘强度应与原导线相同，以防接头受潮，造成接触电阻过大，产生局部过热。铜芯导线采用绞接时应再进行锡焊处理；铝芯导线不应使用绞接连接，必须采用焊接或压接，铜铝导线相连接的应采用压接。在实际施中，2.5mm2以下的单芯铜导线多采用绞接，2.5mm2以上的单芯铜线可采用缠绕连接；多芯铜线多用压接或缠绕连接；铝芯导线可用铝管压接。铜铝线相连接时应采用铜铝接头，并采用压接连接，以免因铜铝接触受潮，加速电化腐蚀。压接时应将铜芯锡或铜铝之间垫上锡薄膜，以保证接触可靠。
4.1.5易燃建筑物内不宜安装电气线路。
由于易燃建筑物是由木材、油毡、竹板等可燃材料建成的。因其漏雨受潮，易造成电气线路绝缘损坏，发生短路事故，甚至产生电火花，引起火灾。易燃建筑内确实需要安装电气线路时，不应采用塑料或橡皮导线直接明敷，更不应紧贴顶棚敷设，而必须采用瓷瓶在屋架的下弦布线明线敷设，且线间距离不应小于60mm；控制开关、熔断器等应安装在建筑室外专用的配电箱内。
五、总结
火灾的发生有诸多因素造成，特别与电气线路设计有着密切联系。如何从技术角度把因电气线路引起的火灾降至最低，是建筑电气设计人员面临的一大课题，如何更好地解决这个问题，堵塞火灾发生的漏洞，防患于未然，对于广大建筑电气设计人员来说更是责无旁贷的。
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