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民用建筑電纜的阻燃與耐火：材質(zhì)、性能要求和國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn) - 無(wú)圖版
anhuiqfqf --- 2018-10-17 17:07:30
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民用建筑對(duì)電纜的安全性尤其是阻燃、煙毒、耐火等方面的要求很高，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)（尤其是BS、IEC標(biāo)準(zhǔn)）相關(guān)條款的對(duì)比，分析幾種常用的阻燃、耐火電纜的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)民用阻燃和耐火電纜的選擇提出建議，供設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)民用建筑選擇電纜時(shí)參考。
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電纜結(jié)構(gòu)及主要材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
電纜的基本結(jié)構(gòu)主要包括：導(dǎo)體、絕緣、護(hù)層（如圖1所示），本文僅涉及絕緣、護(hù)層部分的阻燃及耐火。
圖1 電纜基本結(jié)構(gòu)
電纜結(jié)構(gòu)中絕緣、護(hù)層材料及相關(guān)制造標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
表1 電纜絕緣、護(hù)層材料及相關(guān)制造標(biāo)準(zhǔn)
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民用建筑用電纜絕緣及護(hù)套主要性能要求
民用建筑用電纜絕緣及護(hù)套主要性能要求主要有：無(wú)鹵、低煙、阻燃、耐火、耐火 +（暫按此表述）等性能指標(biāo)，代號(hào)見(jiàn)表2。
表2 燃燒特性代號(hào)
無(wú)鹵
即不含鹵素，燃燒產(chǎn)物的腐蝕性較低，指標(biāo)要求見(jiàn)表3（GB / T 19666 - 2005《阻燃和耐火電線電纜通則》）。
表3 無(wú)鹵性能要求
低煙
燃燒時(shí)產(chǎn)生的煙塵較少，即透光率（能見(jiàn)度）較高，具體指標(biāo)見(jiàn)表4（GB / T 19666 - 2005《阻燃和耐火電線電纜通則》）。
表4 低煙性能要求
阻燃
在規(guī)定試驗(yàn)條件下，試樣充分燃燒；在撤去火源后，火焰在試樣上蔓延僅在限定范圍內(nèi)并且自行熄滅的特性，即具有阻止或延緩火焰發(fā)生大蔓延的能力。具體指標(biāo)見(jiàn)表5、表6（GB / T 19666 - 2005《阻燃和耐火電線電纜通則》；試驗(yàn)方法GB / T 18380. 11 - 2008《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗(yàn)第11部分：?jiǎn)胃^緣電線電纜火焰垂直蔓延試驗(yàn)試驗(yàn)裝置》、GB / T 18380. 21 - 2008《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗(yàn)第21部分：?jiǎn)胃^緣細(xì)電線電纜火焰垂直蔓延試驗(yàn)試驗(yàn)裝置》、GB / T 18380. 31 - 2008《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗(yàn)第31部分：垂直安裝的成束電線電纜火焰垂直蔓延試驗(yàn)試驗(yàn)裝置》）。
表5 單根阻燃性能（GB/T 19666-2005）
注：GB/T 18380《電纜在火焰條件下的燃燒試驗(yàn)》系列標(biāo)準(zhǔn)已被《電纜和光纜在火焰條件下的燃燒試驗(yàn)》系列標(biāo)準(zhǔn)所替代。
表6 成束阻燃性能（GB/T 19666-2005）
燃燒性能
▌電纜燃燒性能分級(jí)
電纜的燃燒性能依據(jù)電纜在受火條件下的火焰蔓延、熱釋放和產(chǎn)煙特性進(jìn)行主分級(jí)（見(jiàn)表7，GB 31247 - 2014《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》），同時(shí)針對(duì)不同使用場(chǎng)所和用戶(hù)的需求還從電纜在受火條件下的產(chǎn)煙毒性、腐蝕性和燃燒滴落物 / 微粒等方面進(jìn)行了附加分級(jí)。標(biāo)準(zhǔn)GB 31247- 2014全面考量電纜的安全性能，要求更高。
表7 電纜及光纜燃燒性能等級(jí)判據(jù)
▌ 燃燒性能附加分級(jí)（見(jiàn)表8 ~ 表10，GB 31247 - 2014附加分級(jí)要求）
電纜及光纜燃燒性能等級(jí)為B1級(jí)和B2級(jí)的，應(yīng)給出相應(yīng)的附加信息。包括燃燒滴落物 / 微粒等級(jí)、煙氣毒性等級(jí)和腐蝕性等級(jí)。
表8 燃燒滴落物/微粒等級(jí)分級(jí)判據(jù)
表9 煙氣毒性等級(jí)及分級(jí)判據(jù)
表10 腐蝕性等級(jí)及分級(jí)判據(jù)
▌電纜及光纜的燃燒性能等級(jí)及附加信息標(biāo)識(shí)
示例：GB 31247 B1（d0，t1，a1）表示電纜或光纜的燃燒性能等級(jí)為B1級(jí)，燃燒滴落物 / 微粒等級(jí)為 d0級(jí)，煙氣毒性等級(jí)為t1級(jí)，腐蝕性等級(jí)為a1級(jí)。
耐火
在規(guī)定的火源和時(shí)間下燃燒時(shí)能持續(xù)地在指定狀態(tài)下運(yùn)行的能力，即保持線路完整性的能力。具體指標(biāo)見(jiàn)表11（GB / T 19666 - 2005《阻燃和耐火電線電纜通則》，試驗(yàn)方法GB / T 19216. 21 - 2013《在火焰條件下電纜或光纜的線路完整性試驗(yàn)第21部分：試驗(yàn)步驟和要求 額定電壓0. 6 / 1. 0 kV及以下電纜》）。
表11 耐火性能要求
GB / T 19666 - 2005耐火電纜要求：本產(chǎn)品的電線電纜必須采用銅導(dǎo)體，額定電壓在0. 6 / 1 kV及以下（更高電壓等級(jí)在考慮中），其絕緣應(yīng)具耐火特性，否則在導(dǎo)體和 / 或電纜纜芯上應(yīng)設(shè)置耐火層。常用耐火層用耐火云母帶繞包而成，其厚度、層數(shù)及繞包迭蓋率由制造廠設(shè)計(jì)確定。耐火云母帶的性能可參照本標(biāo)準(zhǔn)附錄C的規(guī)定。如該耐火層在導(dǎo)體和絕緣層之間，則允許絕緣層厚度可以減薄，但減薄后的厚度不應(yīng)小于原標(biāo)準(zhǔn)厚度的80 %。允許在耐火層上設(shè)置增強(qiáng)層。制成品的耐火性能即線路完整性應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第5. 2條的規(guī)定。
耐火 +（+ 水噴淋 + 機(jī)械沖擊）
指電纜經(jīng)受燃燒、機(jī)械撞擊與水火沖擊的情況保持線路的完整性。目前試驗(yàn)采用的是英國(guó)BS和IEC標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)正準(zhǔn)備制定中，很可能采用IEC標(biāo)準(zhǔn)。
▌主要性能試驗(yàn)指標(biāo)
按最嚴(yán)格的BS 6387：2013《電纜在火焰條件下保持線路完整性的耐火試驗(yàn)方法》：
“本英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)給出的試驗(yàn)方法由三個(gè)協(xié)議組成，定義為C、W和Z。技術(shù)上沿用上一版本，未做改變。BS 6387的上一版本包含了基于其它協(xié)議（A、B、S、X和Y）的類(lèi)別，現(xiàn)在都認(rèn)為是過(guò)時(shí)的了。
當(dāng)取自相同電纜樣品的不同試樣在進(jìn)行三個(gè)組成協(xié)議的每一試驗(yàn)時(shí)，則共同組成了完整的試驗(yàn)。當(dāng)每一個(gè)協(xié)議的要求都符合時(shí)，該電纜可判定為‘類(lèi)別CWZ’。具體為：
a）協(xié)議C使電纜耐受火焰直接沖擊對(duì)應(yīng)的侵蝕溫度為950 ℃± 40 ℃。
b）協(xié)議W使電纜耐受火焰直接沖擊對(duì)應(yīng)的侵蝕溫度為650 ℃± 40 ℃，并直接噴水來(lái)模擬自動(dòng)噴淋裝置。
c）協(xié)議Z使電纜耐受火焰直接沖擊對(duì)應(yīng)的侵蝕溫度為950 ℃± 40 ℃，并直接施用機(jī)械震動(dòng)。
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可以只引用協(xié)議C或W或Z中的一種，分別對(duì)應(yīng)條款6、7或8。但在這種情況下，不得使用‘類(lèi)別CWZ’判定�！�
▌?dòng)?guó)標(biāo)準(zhǔn)BS 6387：2013、BS 8491：
標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比（見(jiàn)表12）
表12 BS 6387：2013 、BS 8491：2008 耐火試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比
圖2 BS 6387的C、W、Z試驗(yàn)支架和樣品固定方式
圖3 BS 8491的試驗(yàn)支架和樣品固定方式
▌IEC 60331系列標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)方法對(duì)比
耐火試驗(yàn)方法對(duì)比見(jiàn)表13。
表13 IEC 60331—1:2009、IEC 60331—2:2009、IEC 60331—3:2009 試驗(yàn)方法對(duì)比
圖4 IEC 60331.1-2009標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定樣品安裝示意圖
圖5 IEC 60331.2-2009 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定樣品安裝示意圖
民用建筑就使用性能要求上，耐火 + 性能必須滿(mǎn)足電纜經(jīng)受燃燒、機(jī)械撞擊與水火沖擊的情況保持線路的完整性：耐火C試驗(yàn)時(shí)火焰溫度為950 ~ 1 000 ℃，燃燒時(shí)間為180 min；同時(shí)應(yīng)符合BS 6387、BS 8491耐火性能規(guī)定耐火 + 水（W試驗(yàn)）、耐火 + 機(jī)械振動(dòng)（Z試驗(yàn)）。要求在同一根電纜（試樣）分別截取規(guī)定長(zhǎng)度的電纜，按C、W、Z的順序?qū)嶒?yàn)后，可認(rèn)定該電纜滿(mǎn)足要求。
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民用建筑電纜選擇及敷設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
通用標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)定了電纜導(dǎo)體及絕緣和敷設(shè)的選擇要求：
a. JGJ 16 - 2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》；
b. GB 50217 - 2007《電力電纜工程設(shè)計(jì)規(guī)范》；
c. GB 50016 - 2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》；
d. GB 50116 - 2014《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》。
民用建筑電氣專(zhuān)業(yè)規(guī)范
主要規(guī)定了非消防線路絕緣及護(hù)套的選擇要求，如低煙無(wú)鹵等要求，包括：
a. JGJ 242 - 2011《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》；
b. JGJ 243 - 2011《交通建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》；
c. JGJ 284 - 2012《金融建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》；
d. JGJ 310 - 2013《教育建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》；
e. JGJ 312 - 2013《醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》；
f. JGJ 333 - 2014《會(huì)展建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》；
g. JGJ 354 - 2014《體育建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》；
h. JGJ 392 - 2016《商店建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》。
規(guī)范中有關(guān)絕緣、護(hù)套材質(zhì)選用的規(guī)定
a. JGJ 16 - 2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》：
“7. 4 導(dǎo)體選擇
7. 4. 1 低壓配電導(dǎo)體選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：
2 導(dǎo)體的絕緣類(lèi)型應(yīng)按敷設(shè)方式及環(huán)境條件選擇，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
1）在一般工程中，在室內(nèi)正常條件下，可選用聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套的電纜或聚氯乙烯絕緣電線；有條件時(shí)，可選用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜和電線；
2）消防設(shè)備供電線路的選用，應(yīng)符合本規(guī)范第13. 10節(jié)的規(guī)定；
3）對(duì)一類(lèi)高層建筑以及重要的公共場(chǎng)所等防火要求高的建筑物，應(yīng)采用阻燃低煙無(wú)鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜、電線或無(wú)煙無(wú)鹵電力電纜、電線。
3 絕緣導(dǎo)體應(yīng)符合工作電壓的要求，室內(nèi)敷設(shè)塑料絕緣電線不應(yīng)低于0. 45 / 0. 75 kV，電力電纜不應(yīng)低于0. 6 /1 kV�！�
b. GB 50217 - 2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》：
“3. 3 電纜絕緣類(lèi)型
3. 4. 1 電纜絕緣類(lèi)型的選擇，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 在使用電壓、工作電流及其特征和環(huán)境條件下，電纜絕緣特性不應(yīng)小于常規(guī)預(yù)期使用壽命。
2 應(yīng)根據(jù)運(yùn)行可靠性、施工和維護(hù)的簡(jiǎn)便性以及允許最高工作溫度與造價(jià)的綜合經(jīng)濟(jì)性等因素選擇。
3 應(yīng)符合防火場(chǎng)所的要求，并應(yīng)利于安全。
4 明確需要與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)時(shí)，應(yīng)選用符合環(huán)保的電纜絕緣類(lèi)型。
3. 4. 2 常用電纜的絕緣類(lèi)型的選擇，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 中、低壓電纜絕緣類(lèi)型選擇除應(yīng)符合本規(guī)范第3. 4. 3 ~ 3. 4. 7條的規(guī)定外，低壓電纜宜選用聚氯乙烯或交聯(lián)聚乙烯型擠塑絕緣類(lèi)型，中壓電纜宜選用交聯(lián)聚乙烯絕緣類(lèi)型。
明確需要與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)時(shí)，不得選用聚氯乙烯絕緣電纜。
2 高壓交流系統(tǒng)中電纜線路，宜選用交聯(lián)聚乙烯絕緣類(lèi)型。在有較多的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)地區(qū)，可選用自容式充油電纜。
3 高壓直流輸電電纜，可選用不滴流浸漬紙絕緣、自容式充油類(lèi)型。在需要提高輸電能力時(shí)，宜選用以半合成紙材料構(gòu)造的型式。
直流輸電系統(tǒng)不宜選用普通交聯(lián)聚乙烯型電纜。
3. 4. 7 在人員密集的公共設(shè)施，以及有低毒阻燃性防火要求的場(chǎng)所，可選用交聯(lián)聚乙烯或乙丙橡皮等不含鹵素的絕緣電纜。
防火有低毒性要求時(shí)，不宜選用聚氯乙烯電纜�！�
c. GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》：
“10. 1. 10 消防配電線路應(yīng)滿(mǎn)足火災(zāi)時(shí)連續(xù)供電的需要，其敷設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 明敷時(shí)（包括敷設(shè)在吊頂內(nèi)），應(yīng)穿金屬導(dǎo)管或采用封閉式金屬槽盒保護(hù)，金屬導(dǎo)管或封閉式金屬槽盒應(yīng)采取防火保護(hù)措施；當(dāng)采用阻燃或耐火電纜并敷設(shè)在電纜井、溝內(nèi)時(shí)，可不穿金屬導(dǎo)管或采用封閉式金屬槽盒保護(hù)；當(dāng)采用礦物絕緣類(lèi)不燃性電纜時(shí)，可直接明敷；
2 暗敷時(shí)，應(yīng)穿管并應(yīng)敷設(shè)在不燃性結(jié)構(gòu)內(nèi)且保護(hù)層厚度不應(yīng)小于30 mm；
3 消防配電線路宜與其他配電線路分開(kāi)敷設(shè)在不同的電纜井、溝內(nèi)；確有困難需敷設(shè)在同一電纜井、溝內(nèi)時(shí)，應(yīng)分別布置在電纜井、溝的兩側(cè)，且消防配電線路應(yīng)采用礦物絕緣類(lèi)不燃性電纜�！�
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