雷 蕾副教授 嚴恩澤 楊衛(wèi)國副教授 魏彤彤副教授

(1.中國人民警察大學 消防工程系,河北 廊坊 065000；2.遼寧省撫順市消防救援支隊，遼寧 撫順 113000)

0 引言

電力作為人類社會生產(chǎn)生活最主要的能源之一，在帶動經(jīng)濟效益和社會發(fā)展的同時，其所造成的火災對人民生命財產(chǎn)安全的威脅也在不斷加重。據(jù)統(tǒng)計[1]，2005-2018年，我國共發(fā)生火災3 197 504起，其中電氣火災894 727起，約占火災總數(shù)的27.98%。僅2014年，電氣火災造成的直接經(jīng)濟損失就高達187 993.2萬元，約占火災總損失的40.0%。2015年全年有10.2萬起火災是由于電氣原因引發(fā)的，較大火災中有56.7%是電氣火災。2017年，全國共接報火災21.9萬起，亡1 065人，傷679人，已核直接財產(chǎn)損失26.2億元，電氣是引發(fā)火災的首因，其中因電氣引發(fā)的火災共有7.4萬起，約占33.8%，直接財產(chǎn)損失11.2億元。由此可見，電氣火災無論是發(fā)生頻率，還是造成的損失程度，均居各類火災之首。

通常，水平電纜燃燒速率為3m/min，而豎井電纜燃燒速率一般在8～9m/min左右[2]?？梢姡姎饩€路火災燃燒速率較快，若缺少必要的防火封堵措施，極有可能造成火勢蔓延，加重生命和財產(chǎn)安全損失。

電氣線路的防火保護技術可分為兩類；一是從材料阻燃的角度出發(fā)，發(fā)展電氣線路耐火阻燃技術，提高絕緣層和保護套材料的耐火、阻燃性能[3]；二是從防火角度出發(fā)，發(fā)展防火封堵技術，對電氣線路貫穿孔口予以封堵，阻止火災蔓延和火勢發(fā)展[4]。由此，“電氣防火封堵”的概念得以引出。

1 電氣防火封堵

1.1 電氣線路火災原因

電氣線路火災原因按直接原因可分為過載、短路、接觸不良、外部熱作用、雷電和靜電6個方面。按起火源劃分，可分為線路故障、設備故障、電加熱器具和其他。其中，電氣線路火災，又可按事故原因劃分為外部原因和內部原因[5]。

外部原因常見如下幾種：施工焊接或其他明火作業(yè)中，火花飛濺引燃電纜而起火;電纜受到機械性損傷形成氣隙，運行后引起局部放電，形成的故障電弧導致電纜表皮發(fā)生紋狀裂縫，導致接地短路，引起火災;在電纜溝與油開關室的連接部位未做好防火封堵，含油系統(tǒng)漏油而引發(fā)火災;在電路設計中，因開關故障導致母線短路而引起火災;敷設時，未按電壓等級進行分層，導致通風不暢，引起火災;老鼠咬破電纜絕緣材料而引起短路起火。

由于電氣線路自身原因引發(fā)火災常見于以下幾種情況：產(chǎn)生接地或斷路故障，繼電保護未動作，引起電氣線路過電流而發(fā)熱自燃;電氣線路受潮或被水浸漬，絕緣電阻下降，最終因接地或短路而引起火災;設計負荷偏小，長期超負荷運行，易引發(fā)火災;電纜絕緣層老化，過載能力差，自燃點降低，易造成自燃。

1.2 電氣線路火災危害性

由于電氣線路的敷設環(huán)境具有隱蔽、多塵、潮濕的特點，火災隱患常不易被發(fā)現(xiàn)。再加之電纜成束敷設安裝，一旦著火，燃燒速度較快，火勢兇猛，同時伴有大量有毒煙氣生成，現(xiàn)場能見度低，消防人員難以發(fā)現(xiàn)起火部位，給火災撲救帶來難題。

一般，電氣線路火災可分為以下4個階段：陰燃階段：局部電纜發(fā)生熱解，有焦糊味產(chǎn)生，并伴有冒煙現(xiàn)象?；馂某跗冢弘娎|局部燃燒，生成大量煙氣。劇烈燃燒期：電纜出現(xiàn)明火燃燒，溫度急劇上升，可視距離下降，火焰沿敷設方向迅速蔓延。熄滅階段：電纜延燃，火焰逐步衰減熄滅。此時，環(huán)境溫度從1000～1100℃開始緩慢下降。

通過對電氣線路火災發(fā)展階段的分析，可對其火災危害性作如下歸納：

(1)火情不易察覺。電纜集中敷設處，除值班巡檢和維護人員外，人員活動較少，對初期火災很難察覺。

(2)火場生煙量大、毒氣濃度高。這些物質的使用雖然較好的解決了電線電纜阻燃和耐火性能，但其本身仍是可燃物。以聚氯乙烯為例，其材料在熱解過程中會生成順式、反式多烯結構，在有焰燃燒時，反式多烯交聯(lián)成炭，而順式多烯經(jīng)氧化、環(huán)化等反應釋放芳香類化合物、有毒氣體和微小固體顆粒煙霧。隨著溫度升高，反應速度加快，煙霧濃度急劇上升。

(3)火場溫度高。聚氯乙烯自身引燃和自燃溫度分別為390℃和450℃左右，其制成的電纜成品引燃溫度在650℃左右。因電纜敷設環(huán)境相對封閉，通風系統(tǒng)在火災發(fā)生時也自動關閉，熱量不易散失，導致火場溫度較高，可達1000℃以上。

(4)火勢猛烈，蔓延迅速。民用建筑中，電纜敷設分為水平貫穿墻體和垂直貫穿樓板，火災發(fā)生后，火勢可沿電纜敷設方向和豎向蔓延，形成多層次立體式火災。

(5)易擴大事故范圍。普通電線起火后，一般在1～2 min內就可喪失供電能力，導致消防水泵、應急照明等消防設施無法正常工作，從而擴大事故損傷。

(6)電力電纜等高壓電纜密集敷設處，火災致使其斷電后仍留有殘余電壓，滅火救援人員有發(fā)生觸電的危險。

(7)電纜溝內部有觸電危險。電力電纜等高壓電纜密集敷設處，火災致使其斷電后仍留有殘余電壓，滅火救援人員有發(fā)生觸電的危險[6]。

1.3 電氣防火封堵重要性

通過分析電氣線路火災原因與危害性，防止其火災事故擴大蔓延，阻止電纜延燃等，有必要對建筑進行防火分隔。此外，隨著電線電纜阻燃、耐火技術的發(fā)展，雖然在一定溫度范圍內，延緩了材料的熱解過程，提高了自燃點。但是，阻燃劑的添加使用，也帶來了產(chǎn)煙率和毒性氣體增加的危害，當阻燃劑消耗完后會引起更加強烈的燃燒。電氣防火封堵的重要性由此體現(xiàn)：

(1)阻止煙氣擴散。煙氣是火災人員致死的主要原因，當所采用的防火封堵措施具有良好的氣密性時，可在火災過程中，最大限度的減小煙氣滲透量，從而保證人員生命安全。

(2)阻止火勢蔓延。當著火部位靠近電氣線路貫穿孔口或者室內全面燃燒狀態(tài)下，火焰會通過貫穿孔口向相鄰區(qū)域發(fā)展。為了控制其范圍，應采取防火封堵措施對貫穿孔口實施封堵。

(3)阻止電纜延燃。電氣火災事故都會對電力系統(tǒng)本身造成較大損傷，當因火災而引發(fā)停電、停運等事故時，常會引發(fā)二次災害。因此，有效的防火封堵能阻止電纜延燃，保障用電系統(tǒng)的正常運行。

表1列出了近年來因缺少電氣線路防火封堵或防火封堵失效引發(fā)的火災案例。可以看出，雖然電氣防火封堵的對象看似微小，但其在防火系統(tǒng)中扮演的角色卻十分重要，有效的封堵措施能夠避免電氣線路貫穿孔口成為煙氣、火焰穿越相鄰防火分區(qū)的突破口，阻止火勢沿電(線)纜敷設方向持續(xù)蔓延，將火勢最大限度的控制在一定范圍。相反，缺少電氣線路的防火封堵或是防火封堵失效會帶來嚴重后果。在實際工程中，有時只需在防火封堵上面增加少許工程預算，所帶來的安全保證和防火效果卻遠勝于其他防火措施。

表1 防火封堵失效導致火勢擴大的案例

2 電氣線路貫穿孔口防火封堵應用現(xiàn)狀

2.1 電氣防火封堵應用范圍

電氣防火封堵技術的出現(xiàn)和發(fā)展是出于工程需要。首先，從實現(xiàn)建筑功能和用途的應用需求看，在建筑中，為滿足供電需求，電氣線路常會有穿越防火分隔(墻體、樓板)的需要，如圖1。此時，在被貫穿體上會預先留下孔洞，待后期電氣線路敷設完畢后加以填塞、封堵和密實。電氣防火封堵應用范圍可根據(jù)貫穿孔口位置進行劃分，常見有：電纜(線)穿越防火分區(qū)時，在相應的防火分隔構件上(如防火墻等)預留貫穿孔口;電纜(線)沿豎井垂直敷設穿越樓板處、電纜井與房間、走道等相連通的地方需預留貫穿孔口;電纜溝、電纜(線)間的隔墻上預留貫穿孔口；電纜(線)穿越建筑物外墻處預留貫穿孔口；電纜(線)至建筑物入口處，或至配電間、控制室的溝道入口處會預留貫穿孔口；電纜(線)引至電氣柜或控制屏(臺)會留有貫穿孔口。

2.2 電氣貫穿孔口形式分類

電氣貫穿的工程案例多種多樣，如裸電纜(不帶槽盒)、電纜槽盒、電纜橋架、母線穿墻、控制盤底部穿線、電纜溝、電纜隧道等。為便于研究問題的系統(tǒng)性，可從貫穿孔口形式對其加以分類。這里所說的貫穿孔口形式主要指孔口形狀、貫穿方式、敷設情況。

孔口形狀主要以圓形和方形為主，如圖2。圓形孔口主要是裸電纜(不帶槽盒)、母線穿墻等情況，方形一般是帶槽盒、電纜橋架或采用防火板等情況。

圖1 穿越防火分隔的幾種常見類型

圖2 孔口形狀

貫穿方式是指水平貫穿和垂直貫穿，如圖3。水平貫穿主要指穿越水平防火分隔，如防火墻、防火門等。垂直貫穿是指穿越垂直防火分隔，如樓板等。

圖3 貫穿方式

敷設情況是指電纜在貫穿孔口處的敷設形式，一般可分為單層敷設和疊層敷設，如圖4。在民用建筑中，考慮到電磁干擾等因素，低壓電纜一般采用單層敷設，且電纜之間有一定間隔。

2.3 電氣防火封堵規(guī)范要求

目前，我國現(xiàn)行的GB 50016-2014《建筑設計防火規(guī)范》[6]作為建筑類通用防火規(guī)范，從建筑構件防火保護角度出發(fā)，規(guī)定了建筑內防火封堵的部位，但卻沒有規(guī)定防火封堵措施的細節(jié)，也未對電氣防火封堵問題作集中說明。例如，在規(guī)范6.2節(jié)“建筑構件和管道井”中規(guī)定：“建筑內的電纜井應采用不低于樓板耐火極限的防火封堵材料或不燃材料封堵”。相較于GB 50016-2006《建筑設計防火規(guī)范》[7]和GB 50045-2005《高層民用建筑設計防火規(guī)范》[8]中“采用不燃燒體進行填塞密實”的說法，此次規(guī)范修訂不僅增加了防火封堵的概念，更是深化了電氣防火封堵的技術要求。

圖4 敷設情況

在GB 50217-2018《電力工程電纜設計規(guī)范》[9]中，出于對電纜防火的考慮，明確了電氣防火封堵的構成，并要求其按照等效工況進行測試，滿足相應耐火性能。比如，在第7章“電纜防火與阻止延燃”中，要求“電纜貫穿隔墻、樓板孔洞處，設置防火封堵”。

JGJ/T 16-2008《民用建筑電氣設計規(guī)范》[10]則是從電氣線路敷設和布線的形式對防火封堵做了相關要求。如第8章“配電線路布線系統(tǒng)”的一般規(guī)定中指出，“布線的電纜、電纜橋架、金屬線槽及封閉式母線在穿越防火分區(qū)樓板、墻體時，洞口等處應設有防火封堵措施”。

在分析防火封堵材料特性和國外防火封堵技術的基礎上，我國于2003年批準修訂了CECS 154:2003《建筑防火封堵應用技術規(guī)程》[11]，并將其作為有關標準的必要補充和支撐文件，對防火封堵的設計和施工做了科學的規(guī)范。

當前，為適應防火封堵技術的迫切需求，對各類封堵措施和封堵材料加以規(guī)范和管理，根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部的要求，由公安部天津消防研究所會同有關單位正在開展對《建筑防火封堵應用技術》的編制。

國外防火封堵參考依據(jù)較多，僅以美國為例，NFPA 101《生命安全規(guī)范》[12]綜合考慮了火災煙氣、熱量、有毒氣體對人員生命安全的威脅，明確要求防火封堵組件應按照實際工況或等效工況并通過測試。NFPA 70《國家電氣規(guī)范》[13]針對電氣線路貫穿孔口防火封堵制定相應規(guī)范。

3 電氣防火封堵現(xiàn)存問題

3.1 防火封堵性能參數(shù)

防火封堵的性能參數(shù)要求較多，若按照國內檢測標準，分為：燃燒性能、耐火性能和理化性能。從工程應用角度，分為材料性能和結構性能兩類。

(1)材料性能有如下方面：燃燒性能：對防火封堵材料燃燒性能的要求，是保證其在火災中不至成為助推火勢發(fā)展的可燃傳播材料。理化性能：包括表觀密度、初凝時間、抗壓強度、抗彎強度、腐蝕性、耐水性、耐油性、耐濕熱性、耐凍融循環(huán)、膨脹性能等。上述理化性能只針對具體的防火封堵材料來說，它是保證材料質量的基本要求。

(2)結構性能側重于防火封堵系統(tǒng)組件整體的防火封堵效果，也即阻止火焰、煙氣等。由此包括兩方面：耐火性能：對于耐火性能，目前國內在檢測標準中，將其視為材料性能，但是在防火封堵領域中，這一劃分并不合適。耐火性能一般指耐火隔熱性、完整性，從背火面溫升情況、是否有裂隙進行判定，測試指標與建筑構件耐火性能相同。作為防火封堵材料的核心參數(shù)，耐火性能是目前產(chǎn)品檢測的重點。氣密性能：國內尚不能對防火封堵的氣密性能進行檢測，但要求在有防煙需求的場所，應采用具備防煙性能的封堵材料。事實上，從防火封堵的定義來看，防煙性能也應是一個檢測關鍵。對于這一性能，國外有專門的評級要求和檢測方式。

除上述性能以外，材料性能還包括隔音性能，如在電子信息機房和其他精密電子儀器場所，應有此要求。結構性能還包括水沖特性，即在結構受高溫后，在水沖作用下是否炸裂。目的是判斷封堵結構在消防員滅火救援過程中，是否仍具有安全性。

3.2 國內防火封堵檢測標準

在我國，防火封堵質量認證屬于消防產(chǎn)品型式認證。根據(jù)《中華人民共和國消防法》和《消防類產(chǎn)品型式認可實施規(guī)則》[14]的規(guī)定，防火封堵材料屬于阻燃材料的一類，應按公安部消防產(chǎn)品合格評定中心要求認證，其型式認可標準為GB 23864-2009《防火封堵材料》。

GA 161-1997《防火封堵材料的性能要求和試驗方法》[15]是我國在防火封堵材料檢測方面制訂的第一本標準，部分參考了美國ASTM E814《貫穿型防火封堵材料耐火試驗方法》[16]，對防火封堵材料的耐火性能和干密度、耐水性、耐油性、腐蝕性等理化性能指標進行檢測。

GB 23864-2009《防火封堵材料》是參考歐盟標準EN 1366《防火封堵材料試驗方法》[17]的基礎上制訂的，用以替代GA 161-1997《防火封堵材料的性能要求和試驗方法》的現(xiàn)行標準。此次修訂對防火封堵的術語概念進行細化，同時應對新型防火封堵材料的應用增加了相關理化指標的檢測，如耐凍融循環(huán)、膨脹性能等。

3.3 國外防火封堵檢測標準

國外關于防火封堵的認證方式較多，如UL認證、BS認證和EN認證等。其中，UL認證最具代表性。UL(Underwriters Laboratories Inc.)美國保險商實驗室成立于1894年，是美國乃至世界上從事產(chǎn)品安全試驗、鑒定和認證的非營利性權威機構[18]。

UL產(chǎn)品認證和試驗服務的種類分為列名、認可和分級3種形式。對于單一的防火封堵產(chǎn)品而言，其結構上不完整，在使用中也并非完全獨立，因此需進行分級認可。UL要求防火封堵產(chǎn)品送檢時，需要將材料及其封堵部位組合構件一起送檢。另外，對防火封堵的認證也并非判定認證，而是根據(jù)送檢申請，對其進行相關指標的定向測試，測試結果也只限于此類工況。這也說明，防火封堵材料的型式認可對實際應用并不具備足夠的參考建議。

在具體的檢測標準上，美國材料協(xié)會將防火封堵材料分為貫穿用防火封堵材料、建筑幕墻用防火封堵材料、建筑接合縫用防火封堵材料，并分別制定了相應的防火測試標準。

ASTM E814《貫穿型防火封堵材料耐火試驗方法》對各類貫穿孔口防火封堵系統(tǒng)依據(jù)耐火性能、氣密性能和水沖特性劃定為F級、T級、L級、W級。其中，F(xiàn)級和T級(耐火等級、隔熱等級)為標定級別，即防火封堵系統(tǒng)必須達到的指標。L級和W級為屬于可選級別。其中，對于耐火性能的檢測需參照NFPA 251《建筑結構及材料的耐火測試》[18]和ASTM E119《建筑材料耐火測試》[19]。

ASTM E1966《建筑縫隙防火封堵材料耐火試驗方法》[20]適用于建筑內所有形式的縫隙，包括伸縮縫、沉降縫、抗震縫、機構或構件之間連接的縫隙等。該標準考慮了縫隙位移，在試驗中引入了該項測試。

ASTM E2307《幕墻型防火封堵材料耐火試驗方法》[21]適用于保護建筑幕墻防火封堵材料。該標準基于幕墻封堵的結構形式，以水平防火封堵的耐火性能檢測為主，考慮構件在破裂，強度下降等不利情況。

UL 1479《貫穿型防火封堵測試》與ASTM E814《貫穿型防火封堵材料耐火試驗方法》內容基本一致，目前已被澳大利亞、東南亞地區(qū)等國家認可。

IEEEStd 634TM-2004《電纜貫穿防火封堵測試標準》[22]是從電纜設計的要求上，編制了此規(guī)范，內容與UL 1479《貫穿型防火封堵測試》和ASTM E814《貫穿型防火封堵材料耐火試驗方法》相似。

3.4 國內外防火檢測標準對比

國內外在防火封堵檢測標準上存在較大差異，這一差異直接導致了防火封堵技術的差距。

(1)性能指標的差異。除產(chǎn)品的材料理化性能和燃燒性能外，國內主要檢測防火封堵材料的耐火性能，包括耐火隔熱性和耐火完整性。而國外的檢測指標較多，除耐火性能(與國內相同)外，還包括氣密性能、水沖特性和隔音性能等。由于防火封堵面向的是工程實際，在具體工程中，其性能要求也就并不完全一致。相比較之下，在結構性能方面，國內的指標要求單一，不能反映出防火封堵系統(tǒng)組件的性能。

(2)送檢對象的差異。在送檢時，根據(jù)GB 23846-2009《防火封堵材料》的要求，國內只需廠家提供防火封堵材料產(chǎn)品即可。在進行耐火性能檢測時，檢測機構將送檢的封堵材料填充至規(guī)定的標準試件(國內認為，標準試件可以表明相關工況)。而國外的做法則是要求廠商必須針對具體工況，將防火封堵材料與能夠表明該工況或等效工況的系統(tǒng)組件同時送檢。

這種送檢對象的差異反映出國內外對防火封堵認識的差異。國內只偏重于防火封堵產(chǎn)品的測試，防火封堵技術核心在于材料本身。對此，國外學者和專家認為，單一的防火封堵材料本身不具有完整的性能評價意義，因為防火封堵的性能不僅與材料本身有關，也與封堵位置等因素有關。因此，評價的主體不是材料，而是組合的整體構件。

4 國內外研究現(xiàn)狀及存在問題

4.1 電氣防火封堵材料研究

材料作為防火封堵研究的基礎，一直以來都是國內外研究的熱點。由于國外防火封堵技術應用較早，新型材料的研制也比較深入。因此，國外防火封堵材料種類繁多且性能優(yōu)越。除了部分科研機構外，國外先后成立了一批在生產(chǎn)防火封堵材料和配套解決方案方面擁有先進技術的公司。如STI公司、3M公司和喜利得公司等。以盈利性質為主導的公司加大了在新型防火封堵材料、實際工程解決方案上的研發(fā)投入，客觀上促進了國外防火封堵技術的進步。

以STI為例，其生產(chǎn)的防火封堵材料產(chǎn)品有30余種，均具有較高的耐火性和氣密性，同時符合環(huán)保要求。如應用于通信電纜防火封堵的LC隔熱保溫防火密封膠，除必要的隔熱性、阻煙性外，還具有較強的隔音性。再比如FPS162防火涂層板，該材料多次拉伸不脆化，方便電纜二次穿越，節(jié)約材料。表2和圖5展示了STI防火封堵豐富的產(chǎn)品類型。

國內防火封堵技術發(fā)展較晚，從上世紀70年代后期，才在工業(yè)供電中對電纜采取防火封堵措施。由于當時缺乏相關技術，封堵材料主要依靠進口。直到80年代中期，以天津、上海、四川消防研究為主導，牽頭帶動相關科研機構、生產(chǎn)廠商，以聯(lián)合開發(fā)研制的形式，實現(xiàn)了國內防火封堵材料的從無到有，從舊到新的轉變。

表2 STI防火封堵產(chǎn)品列表

圖5 STI部分防火封堵產(chǎn)品

上世紀80年代，上海消防研究所研制了我國第一代無機防火堵料。其主要成分包含二氧化硅、硅酸鹽水泥等，解決了發(fā)電廠廢渣綜合利用的問題，同時滿足了電纜防火的需要[23]。上海消防研究所相繼研制了PFB防火包和YFD型有機防火堵料，均用于電纜貫穿孔口的防火封堵。前者能在高溫下膨脹凝固，從而阻火隔煙，后者具有較強可塑性，能防鼠咬。同時，有研究表明熱膨脹型防火封堵材料具有高效防火和對環(huán)境無污染的效能[24]?？底咏〉热搜兄屏诵滦头阑鹈芊饽z——硅酮密封膠。其在阻燃性、粘結性和使用壽命上有較大優(yōu)勢。其關鍵在于采用有機硅聚合物阻燃劑代替無機阻燃劑和鹵素系阻燃劑，在不影響粘性的情況下，具有較好的環(huán)保要求[25]。王新鋼研究了一種新型的泡沫封堵材料。將聚己二酸乙二醇酯二醇和聚氧化丙烯醚多元醇的混合物與聚合MDI作為雙組分均勻流體反應得到新型泡沫封堵材料的基料。該材料有較好的柔韌性，可適應各種部位[26]。楊佳慶對有機防火堵料的使用壽命做了相關研究。通過對樣品在良好、一般、惡劣環(huán)境下的耐火性能測試，得到了有機防火堵料在常見情況中的壽命，為有機堵料在電纜防火中的應用提供了參數(shù)依據(jù)[27]。

4.2 電氣防火封堵工程方案研究

正如前文所講，防火封堵性能不只與材料有關，還與封堵位置等因素相關。因此，防火封堵施工工藝及方案選擇對于最終的防火封堵性能同樣重要，也是研究的重點之一。由于我國起步較晚，真正意識到防火封堵重要性，并從施工技術角度研究則是在上世紀90年代。

李翔忠在對國內外電線電纜防火技術手段歸納總結中，介紹了國外采用防火堵料對電纜穿墻孔洞進行封堵的方法，并指出該材料在高溫下凝固變硬，能使火災控制在一定范圍。由于當時國內尚沒有防火封堵產(chǎn)品和相關技術，因此對其阻火機理缺少認知[28]。在對電纜防火材料應用研究中，對無機堵料施工流程提出建議，“先固定下端封板，再倒入無機堵料，待表面平整且略高于樓板后，撤掉封板”，指出該做法可保證堵料的填充均勻[29]。結合電纜“豎井”“水平井”防火封堵的工程實際，提出耐火枕和有機堵料配合使用的雙元封堵方案。該方案不僅能起到阻火隔煙效果，還兼顧了電纜散熱的需求[30]。有研究將電纜防火封堵劃分為電纜、電纜橋架和母線3種情況，根據(jù)每種工況特點，設計相應的防火封堵方案，如圖6[31]。

國外在電氣防火封堵領域研究較早，無論是對防火封堵的性能測試、防火封堵方案的類型選擇還是基于新工藝和新材料的防火封堵工程配套方案研發(fā)都開展了許多工作。

1979年，A.J.Lacey結合早期的貫穿型防火封堵測試標準，對陶瓷纖維板、泡沫封堵材料等進行了性能測試。結果表明，耐火性能和水沖特性可以用來表述防火封堵組件的性能，同時證明了鋼固件緊固和填入有機硅的泡沫封堵材料的配合使用方案是可行的[32]。

圖6 不同形式電氣線路防火封堵方案

Soonil Nam等人對電纜貫穿孔口的防火封堵材料氣煙氣滲透量進行試驗評估。試驗分為冷煙測試、熱煙測試兩組。研究認為ASTM E814中L評級分類不能完整的評判防火封堵材料的氣密性能。因為穿過孔口的煙氣一部分來自火災中的煙氣傳播，還有一部分來自防火封堵材料自身熱解。據(jù)此，他建議對L評級進行重新規(guī)定[33]。

V.J.Herter等人對硅膠泡沫有機封堵材料在電纜穿墻中的耐火性能進行研究。試驗通過對多種尺寸電纜的貫穿形式進行耐火試驗，確定了該材料的防火封堵有效性[34]。K.Y.Au等人對耐高溫電纜防火封堵密封材料進行了可靠性比較研究。在高溫環(huán)境下，封堵材料對基料的選擇應側重其熱機械性能，在材料加工和組件安裝時應特別注意是否有效結合，可以對此進行評估，以確保魯棒性不降低[35]。

STI作為國際上防火封堵廠商的先進代表，在方案解決上，配合自身生產(chǎn)的材料，針對不同工況，提出了2000余種的工程解決方案。

國外防火封堵理念認為，防火封堵性能的影響因素較為復雜，因此，單一的防火封堵產(chǎn)品本身不具有完整的性能評價意義，必須結合具體工程、具體情況制訂有效的解決方案。也正是基于這一理念，無論從標準、規(guī)范的制訂，還是從企業(yè)提供產(chǎn)品——方案配套生產(chǎn)的模式來看，國外在防火封堵技術上的先進性遠超國內發(fā)展。

5 結論

近些年來，國內雖然在電氣防火封堵方面有了長足的進步，但與國外相比，特別是美國，仍存在較大差距，主要有以下幾個方面：

(1)缺乏基礎研究。電氣防火封堵不是單獨地采用不燃材料堵住孔洞就可以，而是要有相應的防火封堵效果。事實上，防火封堵效果與諸多因素相關，包括貫穿形式、孔口尺寸、貫穿率、電纜材料、被貫穿體材料與厚度等。當前，國內尚缺乏相應的試驗研究，也沒有試驗數(shù)據(jù)支撐配套的工程解決方案。

(2)以產(chǎn)品為導向的測試標準尚不能完全滿足實際工程需求。國內防火封堵檢測標準注重對材料特性的測試，“一旦某防火封堵材料經(jīng)過形式認可，便可直接應用于各類工程”。而國外，防火封堵性能的檢測須以實際工況或等效工況下的性能參數(shù)為判定依據(jù)，其認證結果僅適用于此工況。由于國內外在防火封堵性能測試導向不同，間接地形成了防火封堵研究技術路線的差異，由此產(chǎn)生了國內外在防火封堵材料研究領域的重要差異，值得深思。

(3)判定性能指標較少。除必要的材料性能檢測外，基于工程應用中防火封堵性能的考慮，國內只有耐火性能(隔熱性和完整性)測試，而在部分對防煙、防沖擊性能有需求的情況中，難以判斷。國外選用的材料質量指標較多，包括耐火性能、密煙性能、水沖特性和隔聲性能。多元化的指標更能符合不同功用建筑所需，客觀上也提高了對防火封堵新型材料的研究水平。

(4)缺少具體施工工藝標準。電氣防火封堵最終要落實到工程上，如果沒有完備的施工工藝，再好的產(chǎn)品和方案也不能發(fā)揮最大功效。缺少具體的施工工藝標準不僅會對施工造成困擾，同時會對最終封堵性能的評價造成影響。

(5)國內產(chǎn)品技術質量有待提高，由于長期以來對電氣線路防火封堵措施缺乏重視。無論從規(guī)范引導，還是從市場需求，國內都處于較低層次，這也影響了國內企業(yè)在該領域中研發(fā)投入不足，缺少新產(chǎn)品、新技術。