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电缆竖井的火灾防控

1 引言 

2011年4月22日,青岛市嘉禾新兴高层住宅电缆竖井发生火灾,近100米高的建筑浓烟滚滚,经消防官兵多方扑救方才扑灭,疏散楼内群众400多人,这是山东省内第一起比较典型的高层建筑电缆竖井火灾,虽未造成人员伤亡但给人们敲响了警钟,为电缆竖井火灾预防和扑救提供了有益的借鉴和参考,值得我们进一步研究探讨。

2 电缆竖井的火灾危险性

2.1 传播烟火

众所周知,在建筑内部的火灾发展中,火势和烟气在垂直方向上的蔓延速度要远远大于其在水平方向上的蔓延速度,各类的楼板开口和竖向管井道等是火灾竖向蔓延、形成立体火灾的主要和通道途径。电缆竖井是建筑内各类电线电缆等在楼层通行穿过的竖向井道(包括楼层配电小间),根据建筑规模和需要一般设有一个或多个,井壁上敷设着电力电线电缆和弱电线路及设备等,是楼宇的强电弱电输配枢纽,在建筑的功能使用当中起着举足轻重的关键作用。虽然电缆井在建筑平面中的尺寸较小,但它却起着上下层以及左右联通的作用,除

 

 

作者简介: 郭卫华,男,学士,烟台市公安消防支队莱山区大队工程师,主要从事建筑设计防火审核工作,电子信箱:gwh20005@163.com   

了楼板有开口外与走道、房间等还设有孔洞连通,井壁上与走道或房间设有检查门可以连通,这样无论是楼层或者电缆井在火灾发生时,电缆竖井就极有可能成为火灾传播途径,存在传播烟火的风险。

2.2 引发火灾

电缆井内的电线电缆和设备等,大部分存在易燃可燃物品,带电运行,存在引发火灾的风险。由于电线电缆及设备的主要成分为化工产品,虽然我们正在逐步推广使用矿物绝缘电缆、阻燃电线电缆、阻燃塑料以及减少烟气和毒害的产品,但是由于成本造价等原因,目前以及今后相当一段时期内使用的相关产品大部分容易燃烧,并且在燃烧时可能释放出有毒有害气体和浓烟,对人体危害很大,而火场上致人伤亡的主要原因就是烟气。在日常管理上,也经常有一些后勤维修保障人员等将可燃杂物堆放在电缆井内,加剧了引发火灾的风险。

所以,电缆竖井(配电小间)的火灾危险性很大,从青岛“4.22”火灾的蔓延和扑救来看,我们应当从相当的高度重新看待电缆竖井,进一步认清其潜藏的火灾危害。

3 电缆竖井目前的火灾防控现状和不足

3.1 在防火分隔方面

    在现行《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》(以下分别简称《建规》、

《高规》)中,对电缆井的相关规定主要是在建筑构造上,要求电缆竖井独立设置,井壁为耐火极限不低于1.00h的不燃烧体,检查门采用丙级防火门,同时,多层建筑和建筑高度超过100m的高层建筑每层、建筑高度不超过100m的高层建筑每隔2~3层在楼板处以及与其它部位连通的孔洞进行防火封堵,在实际应用当中也有一些规范标准要求进行封堵,这在相当大的程度上有效阻止了烟火的蔓延,但是由于电线电缆进出走道、房间等的穿孔较多,一些小的孔洞也容易被忽略,每隔2~3层的分隔从效果上看有时也不够理想,在青岛“4.22”火灾案例中还是出现浓烟滚滚的场景,给疏散和灭火带来了很大的困难。

3.2 在火灾探测方面

在火灾报警方面,《建规》、《高规》在条款中仅是对一些特殊建筑类型及其主要部位做了比较原则的规定,对某些特殊部位也给予了一定的重视,《建规》对技术夹层、闷顶和吊顶等部位作了规定,而《高规》则仅仅对技术夹层作了规定,但是对电缆竖井火灾探测器方面均未作出明确规定,在规范操作执行过程当中还是感觉明显不够。《火灾自动报警系统设计规范》(以下简称《警规》)有一些规定,火灾探测器的具体设置部位,在建议性附录中列出了敷设具有可延燃绝缘层和外保护层电缆的电缆竖井;在探测区域的划分上,要求管道井单独划分;在探测器的选择上,提出电缆竖井宜选择缆式线型定温探测器,这些建议在一定程度上为设计提供了依据,但是其执行力明显不如规范条文,更不能与强制性条文相提并论,这样在早期预警方面就有可能打了折扣。

3.3 在灭火方面

电缆竖井(配电小间)的火灾类型,主要是E类即带电火灾,同时可能部分兼具A类和B类即固体物质火灾和可熔化的固体物质火灾特性,一般情况下不宜用水扑救,《高规》在自动喷水灭火系统设计时排除了不宜用水扑救的部位,其他规范倒也是没有针对电缆竖井提出什么具体的灭火对策,这也可以理解,只是按照一般的想法,电缆竖井在建筑平面灭火设施的有效范围内,在灭火器、水灭火系统、气体灭火系统、干粉灭火系统等的保护之下,无需单独设置。由于电缆竖井的特殊性,基本上处于封闭半封闭状态,一旦电缆竖井发生火灾,这些设施有时还真的难以发挥作用,青岛“4.22”火灾的扑救就很困难,这就需要我们进一步思考如何扑灭电缆井火灾。

4 电缆竖井的火灾防控技术

4.1 线缆和设备的选择

如果各方面条件允许,我们当然优先使用矿物绝缘线缆,特别是重要场所重要负荷的电缆井(配电小间),退而求其次,还有阻燃线缆和设备的选择,但是对于大量的一般性建筑,我们可以认为是非必要使用不燃或阻燃线缆设备的场所,应当允许使用可延燃线缆和设备。对于使用可延燃的线缆和设备的,就应当采取各种防控措施。

4.2 在防火分隔方面

实际上也就是一个防火防烟分区的问题,我们在工程实践中对水平分区比较重视,有时候可能无意当中忽略了垂直方向特别是边边角角的处理,在这里,我们应该全面封堵电缆竖井楼板的开口以及连通房间和走道的缝隙、孔洞(包括配电小间)。原则上首先建议,不论是高层还是多层或者是建筑高度超过多少的高层建筑,也不论是否是工业建筑,对于人员密集场所的电缆竖井一律在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃材料进行封堵,这一点应该很重要。如果井内设有自动灭火保护,可以根据灭火装置性能考虑每隔2~3层分隔。具体地讲可以有以下几个方面的做法:

4.2.1 现浇

对于楼板处的开口,往往优先采用钢筋混凝土后浇方式,即在电线电缆和设备等安装调试后,铺设钢筋并浇筑混凝土,这也是最基本最简单最可靠的方式,造价较低,一般情况下首先应该这么做;按照一些技术规程,也可以采用无机堵料防火灰泥配筋进行封堵。

4.2.2 孔洞用防火封堵材料封堵

随着技术和产品的发展,有时为了检修方便,楼板处的孔洞还可以采用其它防火封堵材料,但是应该采用无机防火封堵材料、无机防火封堵板材、防火涂层矿棉板、阻火模块等一些不燃封堵材料等作为主材,主材不得采用难燃材料,主材与楼板、线缆之间的缝隙也尽量采用不燃的有机堵料,在一般建筑中也可以采用一些难燃的柔性有机堵料、泡沫封堵材料、防火密封胶等辅材进行密封。对于人员较少的工业与民用建筑,可以采用阻火包等进行封堵。

4.2.3 缝隙用防火封堵材料封堵

对于电缆竖井(配电小间)与房间、走道连通包括楼板现浇后遗留的孔洞缝隙,由于这些洞隙较小,就宜采用缝隙用防火封堵材料,比如无机堵料、柔性有机堵料、泡沫封堵材料、缝隙封堵材料、防火密封胶等,当然建议首先采用不燃堵料,可靠性较高。

4.2.4 防止窜燃

为进一步有效防止具有可延燃绝缘层和外保护层电线电缆在燃烧时穿过防火分隔物,造成上下层窜燃,不妨在紧靠分隔物两侧线缆上缠绕阻火包带,或者涂刷防火涂料。

4.3 在火灾探测方面

《警规》在探测器的选择上,提出电缆竖井宜选择缆式线型定温探测器,这是可行的,但是,线缆和设备在长期使用当中特别是大负荷运行时,容易散发热量,电缆井(配电小间)的内部温度由于与其它部位相邻有时难以预测,况且可延燃线缆和设备在燃烧时比较容易产生大量浓烟,所以是否应该优先采用感烟探测器,可以进行模拟试验,根据试验结果来综合考虑,或者在重要场所重要负荷的竖井内采用组合探测方式,以利于及早有效的发现火灾,将信号传至控制室或值班室进行处置,或者进行联动灭火。建议,在应当设置火灾自动报警系统的建筑内,电缆井(配电小间)全部安装适宜的火灾探测器。

4.4 在灭火方面

4.4.1 超细干粉自动灭火装置

鉴于电缆竖井(配电小间)内部和该建筑其它使用空间相对独立,一旦发生火灾人工扑救相当困难,可以根据需要适当考虑采用自动灭火方式,这里主要是指局部应用全淹没无管网灭火系统,亦即单元独立式预制装配自动灭火装置。楼宇内的自动灭火系统包括自动喷水灭火系统、气体灭火系统、干粉灭火系统、泡沫灭火系统等,这些管网系统显然都不太可能延伸到电缆井内有的灭火剂也不适合,而随着消防技术与产品的更新发展,针对保护容积较小的封闭空间,壁装超细干粉灭火装置等是不错的选择,这种装置简便易行,成本较低,适合扑灭电气火灾,在这方面各地相继出台了地方标准,山东省也有类似装置的设计、施工及验收规范,可以参照执行,根据独立电缆井的容积等情况逐层或逐井配置,必要时也可以与报警实现联动,这样能够快速有效地扑灭井内火灾。建议,在应当设置自动灭火设施的建筑、重要公共建筑、高层民用建筑、公众聚集场所、人员密集场所、重要负荷的电缆井(配电小间)等,安装此类装置。

4.4.2 其它气体灭火装置

当然,热气溶胶预制灭火装置、悬挂式七氟丙烷装置等一些类似的装置也可用于电缆竖井(配电小间)的灭火,但综合起来从发展普及状况、高效环保、稳定可靠性、检修维护、安装和使用成本等各方面来看,与干粉系统还是不能相比的,当然随着科技的进步,可能会有更合适的产品应用。

5小结

综上所述,电缆竖井(配电小间)的火灾问题已逐步显露,危害也比较明显且难以防控,在现有的技术和产品条件下,除了采用不燃和难燃线缆设备外,对于电缆井的孔洞采用多种材料多种方式尽可能进行严密封堵,并通过烟温感火灾探测及时报警,选用一些局部应用独立灭火装置加以保护,这样才能够有效防控电缆竖井火灾,保护人民生命和财产安全。

 

参考文献

【1】GB50016-2006.《建筑设计防火规范》【S】.

【2】GB50045-95.《高层民用建筑设计防火规范》(2005年版)【S】.

【3】GB/T4968-2008.《火灾分类》【S】.

【4】GB50140-2005.《建筑灭火器配置设计规范》【S】.

【5】GB23864-2009.《防火封堵材料》【S】.

【6】CECS154:2003.《建筑防火封堵应用技术规程》【S】.

【7】GB50217-2007.《电力工程电缆设计规范》【S】.

【8】GB50116-98.《火灾自动报警系统设计规范》【S】.

【9】DB37/1317-2009.《超细干粉灭火系统设计、施工及验收规范》【S】.

【10】GB50370-2005.《气体灭火系统设计规范》【S】.


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