朱甫泉（新疆维吾尔自治区建筑设计研究院 乌鲁木齐市830002）
【摘 要】高层建筑的各类竖向管井及孔洞应严格做好防火封堵，和分隔电缆桥架、金属线槽及金属管涂刷耐火涂料等措施是有效扼制烟火和电缆燃烧蔓延的有效措施。
【关键词】膨胀模块 无机材料 物理膨胀 防火封堵 绿色环保
筑物中各类竖向的通道，如楼梯、管道井、电缆井及排气道等，如果在设计中未考虑应有的防火分隔和封堵，或在施工中未按施工规程敷衍马虎，那么在发生火灾时，由于烟囱效应往往成为火灾蔓延的主要途径。如首尔（汉城）“大然阁”旅馆的火灾就是未做好防火封堵以及火灾隔离的一个典型案例，大然阁旅馆于1970年6月建成，标准层平面为"L"形，每层面积近1500m2，西面是公司办公用房，地下层是汽车库，1层是设备层，2层是大厅，3～20层是办公室；东面是旅馆，1层是设备层，2层是大厅和咖啡厅，3层是餐馆，4层是宴会厅，5层是设备层，6～20层是客房（共有客房223间），21层是公共娱乐用房。每层的公司办公用房和旅馆部分相互连通，各设有一座楼梯，共8台电梯。 1971年12月24日上午10时许，旅馆部分二层咖啡厅因瓶装液化石油气泄漏引发火灾，火焰很快将咖啡厅和旅馆大厅烧毁，并沿2～4层的敞开式楼梯延烧到餐馆和宴会厅，浓烟充满了楼梯间，封住了上部人员的疏散通道，管道井也向上迅速地传播着火焰。二层旅馆大厅与公司办公大厅连接处，虽然设置了玻璃门，但对蔓延的火势起不到任何作用，其结果是大火瞬间就吞没了办公用房。东、西之间虽有一道混凝土承重墙，但相通的门洞未设防火门，成了火灾水平蔓延的通道。整幢大楼犹如一座火笼，建筑物全部烧毁，楼内近300名旅客及工作人员仅62人得以生还。教训是惨痛的，究其原因主要有楼梯及其它竖向管道井，没有采取防火分隔措施，孔洞未封堵，导致烟火由这些通道迅猛蔓延；敞开的楼梯不仅不能成为人员逃生的通路，反而对火焰的蔓延起到助长作用。可见如果做好了水平及垂直方向的各个防火封堵，设置好防火分区，那么火灾的蔓延和影响就能得到大幅的遏制。2008年元月2日在新疆乌鲁木齐市发生的德汇商贸大厦特大火灾是另一个近期发生的惨痛教训，火灾发生的源头位于地下一层，但是很快的就蔓延到顶层（十二层），其迅猛程度可想而知，用旁观人话来形容“大火象跳高一样，一层一层的一下就烧到顶了”。这次大火过火面积6.5万平方米，涉及经营商户一千多户，经济损失超过5亿元，幸而大火发生在夜晚，除了在扑救当中牺牲的3名消防官兵和2名值班人员，没有更多的人员伤亡。事后对现场检查发现，竖井等建筑物的竖向通道因为疏于防火封堵而成为火焰上行的直接通路。国内外诸多高层建筑的火灾在防火设计上的经验教训是应引起我们高度重视的。
除了划分符合规范的防火分区，按要求设置好消防通道、楼梯、各种规格防火门外，还应做好各种水平和竖向管道井、孔洞的封堵，这样能将火灾限制在一定范围之内，减少经济损失和人员伤亡。下面针对由建筑内电气故障引发的火灾先进行较为深入的分析，然后对防范电气火灾能起到很大作用的电气封堵做一个全面的论述。
一、电气线路起火原因分析
近些年来我国发生火灾数目逐年递减，但由电气故障引发的数目却是剧增不减，已占到火灾总数的30%以上，居首位。并且因电气故障引发的火灾多数都会引起大面积延燃，所以会造成重大的经济损失和人员伤亡，尤其值得注意。电气火灾的比例之大，表明我国用电安全水平仍很低下。造成电气火灾的原因很多，如人为违反电气设备操作规程，采用未经检验或不符合制造规定的电气产品，未选用合格灯具或不合理使用电加热器引燃周围可燃物等，其中因线路原因引发的火灾比例占40%之多，因此是防范的重中之重。打个比方，如果把建筑内的各个用电终端都看成是立体分布独立的点，那么电气线路就是将这些点连接起来的线，就点与线布置所涉及的空间来说，线路肯定大于终端，所以在电气线路上出现的故障更具隐蔽性，其维护检修也较用电终端复杂和困难的多，由于电气线路具有延展特征，并且分布在建筑的各个角落，如果起火，又没有加以措施限制，其结果就是将火灾的范围扩大。
高层建筑中低压配电系统的干线一般集中敷设在电气竖井、电缆桥架和电缆沟内，分支干线、分支线敷设在线槽和导管中。导管内穿线缆后，两端按施工规范做封堵，即便绝缘线缆在管内发生接地故障，产生的电弧或火花也会因氧气不足而不易燃烧。对电气竖井、电缆沟而言情况就绝然不同，缆线一旦着火，不会因缺氧而熄灭，如果产生了金属性短路，电缆会向电源侧蔓延扩大，火势不易在短时内得到控制，火灾也不易在局部范围内被扑灭。普通缆线燃烧将产生大量有毒烟雾，特别是聚氯乙烯电缆在燃烧过程中会产生氯化氢气体，通过楼板、墙体及管道间的缝隙、孔洞迅速弥漫到整个建筑物内，严重阻碍人员的撤离和消防人员的有效扑救。
还有一种线缆着火的原因值得我们关注，水或其他导电液体覆盖在缆线表面，会形成导电液膜，如果线缆有破损，带电部件与接地间存在电位差，就会有电流流动并产生打火，产生的热效应使液体气化，遗留一定的盐分在绝缘材料表面，周而复始，盐量不断增大促使线缆破损处的导电性能愈来愈好。如果线路不具有防火漏电保护，那么泄漏的电流虽然在增大，但不足以能够让保护断路器动作。时间一长，缆线上的打火现象会越来越严重，最终线缆绝缘层表面在不断打火碳化过程中形成导电轨迹出现闪络把缆线烧断，是引起电气火灾又一隐患。这样的电气火灾因为过程缓慢经常被忽视，如果维修管理人员在日常工作中，勤于检查防微杜渐，其实是完全可以避免的，但往往就是长期的玩忽职守遭成了一次又一次的重大火灾。
二、缆线的防火措施
1、合理选择电缆电线
用作线缆绝缘层及护套的材质是具有可燃性的，如塑料（PVC）、橡胶、油浸纸等，聚氯乙烯塑料的熔点仅为120℃，在设计中应合理选择断路器和线缆，如果线缆截面选择不当，导线温度足以引燃线缆。
缆线敷设在PVC管中较铁管散热性能降低15%，易使绝缘材料老化，在设计中应加以考虑。根据IEC标准的规定：电气产品的工作温度超过其额定温度6℃时，寿命将减少一半。
大部分的缆线火灾事故是由于违规造成的，如缆线使用年限过长、经常处于过负荷或过电压状态下的设备运行、安装施工不当造成缆线绝缘层受到机械损伤、由于缆线弯曲半径过小使绝缘层长期受到拉力和剂压、缆线敷设与热源的间隔不符合规定、室外缆线未选择抗紫外线照射和化学腐蚀的型规等，这些都会导致缆线绝缘材料加速老化龟裂、绝缘性能下降，严重时绝缘就会被击穿造成金属性短路或接地故障，从而产生接地电弧和高温，引燃周围可燃物。
2、装设剩余电流保护断路器或电气火灾监控系统
《低压配电设计规范》GB50054-95第4.4.21条“为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的漏电电流动作保护器，其额定电流不应超过0.5A”，第4.4.22条“多级装设的漏电流动作保护器，应在时限上有选择性配合”。
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）9.5漏电火灾报警系统第9.5.1高层建筑内危险性大，人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统，即时发现和消除缆线线路上的接地故障引发的火灾隐患。
3、选择科技含量高的新产品
缆线的导体部分不会燃烧，需解决的是绝缘层和护套的阻（难）燃性、耐火性和不燃性。建设部规定缆线绝缘层的氧指数为27，32及以上的氧指数的线缆就可以认为是阻（难）燃型的，阻燃型缆线是指在火源燃烧时阻燃电缆可燃烧，一但火源离开，15秒之内燃烧的缆线应自熄，并且不会延燃。电缆生产中最常见的绝缘材料有聚乙烯和聚氯乙烯，由于聚乙烯材料具有很好的电气性能和较好的交联性能，因而发展了多种工业交联生产工艺，包括蒸汽交联、干法交联、硅烷交联和电子辐照交联四种交联方式，其中蒸汽交联、干法交联、硅烷交联称为化学交联，而电子辐照交联称为物理交联。辐照交联是在化学交联迅速发展时期崛起的一门高新技术，是原子能技术和平利用的一个分支。电子辐照交联电缆技术始于20世纪50年代中期，美国电子化学公司利用高能电子射线照射聚乙烯，使聚乙烯分子由线型结构转变为三维网状体型结构，揭开了电子辐照交联电线电缆的序幕。
与化学交联方法比较，辐照交联有以下的优点：
（1） 交联反映过程不产生低分子化合物，无杂质残留；
（2） 交联度容易控制．交联键分布比较均匀；
（3） 交联是在常温下完成，无焦烧、水树、熔流等质量问题；
（4） 生产速度高，更换规格方便；
（5） 能耗低，一般为化学交联的30％-70％；
（6） 加工较薄绝缘层具有明显优势，效率高；
（7） 材料选用面广，可开发产品多；
（8） 辐照交联工艺具有非接触式常温加工的特点，因此基本上没有对生产规格的限制。
辐照交联与其他交联加工方法相比较，生产出的电缆电线具有耐热、耐烙铁性、耐磨损、耐切通性、耐应力开裂、耐溶剂、抗张强度高、绝缘性能更佳等优点，而且不会因为存在未反应的催化物而导致高聚物的降解。
40多年来，随着大功率电子加速器的诞生和辐照工艺的不断完善，电缆电线辐照交联得到了很大发展，并在一些发达国家相继形成了规模化产业。据资料介绍，80年代中期全世界已经有10多个国家的几十家工厂生产辐照交联电缆电线产品，缆线辐照生产线在全世界已经形成规模。电缆电线的辐照交联现在已成为一种先进、成熟、可靠的技术，我国1983年12月就把电缆电线辐照交联列为国家重点发展技术，随后一些缆线企业开始把研发辐照电缆电线列为本企业的技术发展规划，目前已有多条辐照缆线生产线在不同企业投入运行。辐照交联电缆电线不会造成环境污染、能耗低、节省原材料，因而价格更便宜，越来越多地被用户接受，是目前应用最广泛的电力材料之一，其技术性能的优劣、质量水平的高低，直接影响到工程投运后输配电系统的运行状况。