古建筑電氣火災(zāi)防控與管理的探討

陳 旭

（故宮博物院，北京100009）

0 引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電氣化程度不斷提高，人們對(duì)電的依賴越來(lái)越強(qiáng)，電氣使用的范圍日益擴(kuò)大，但與此同時(shí)，電氣火災(zāi)的發(fā)生也越來(lái)越頻繁。根據(jù)應(yīng)急管理部統(tǒng)計(jì)，僅2018年，全國(guó)共計(jì)接到火災(zāi)報(bào)警23.7萬(wàn)起，造成1 407人死亡、798人受傷、直接財(cái)產(chǎn)損失達(dá)36.75億元，其中電氣火災(zāi)占火災(zāi)總數(shù)的比例高達(dá)34.6%。而近年古建筑火災(zāi)事故也時(shí)有發(fā)生，如2013年云南省瀘沽湖景區(qū)小落水村火災(zāi)，2017年浙江蘭溪市諸葛、長(zhǎng)樂(lè)村望云樓火災(zāi)，2017年四川遂寧高峰山古建筑群火災(zāi)等，事后經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些事故均為電氣火災(zāi)事故。

我國(guó)古建筑多為磚木結(jié)構(gòu)，耐火等級(jí)低，稍有不慎極易發(fā)生火災(zāi)，且許多古建筑采取院落型建筑方式，房屋彼此相鄰，如火險(xiǎn)控制不及時(shí)，會(huì)迅速蔓延至周圍建筑，造成嚴(yán)重破壞，因此火災(zāi)成為影響古建筑安全的重要因素。另一方面，在文化快速傳播、旅游業(yè)快速發(fā)展的當(dāng)下，古建筑、文物保護(hù)單位的開(kāi)放數(shù)量越來(lái)越多，逐漸成為公眾旅游、參觀、學(xué)習(xí)和研究的重要資源。為提供更好的游覽條件，許多古建筑內(nèi)都引入了電源，應(yīng)用了現(xiàn)代化電氣設(shè)備，如不尋求有效的防治對(duì)策，必然會(huì)增加電氣火災(zāi)隱患，造成不可挽回的后果。

基于此，本文對(duì)電氣火災(zāi)成因進(jìn)行分析，并提出若干針對(duì)性的防控對(duì)策和管理措施。

1 古建筑電氣火災(zāi)成因分析

1.1 過(guò)載引起的電氣設(shè)備老化

近年來(lái)由于科技不斷創(chuàng)新，用電設(shè)備種類不斷增多，且人們熱衷于現(xiàn)代化設(shè)備在古建筑中的創(chuàng)新性應(yīng)用，使得古建筑用電需求逐年遞增。如果開(kāi)關(guān)、電纜選擇不合適，使設(shè)備或?qū)w長(zhǎng)期處于過(guò)負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，就會(huì)出現(xiàn)電氣設(shè)備發(fā)熱的現(xiàn)象，加速電氣設(shè)備老化。

特別是在舉辦大型活動(dòng)時(shí)，如不加以控制，用電量常會(huì)超出原有電氣設(shè)施的承受能力，從而出現(xiàn)過(guò)電流現(xiàn)象。而大量的調(diào)光設(shè)備和LED燈的使用，常會(huì)造成相位偏移、零線電流增大的情況。隨著設(shè)備使用時(shí)間的逐漸增加，電流會(huì)擊穿逐漸老化的絕緣層，從而引發(fā)短路，產(chǎn)生極大的熱量、火花，引起火災(zāi)事故。

因此，在用電設(shè)備應(yīng)用過(guò)程中，必須考慮實(shí)際供電能力，及時(shí)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢修和更換。

1.2 電氣設(shè)備疏于管理及使用不規(guī)范

目前，古建筑的用途主要有居住、參觀、教育、商業(yè)等。在居住型古建中，由于居民普遍缺乏安全意識(shí)和專業(yè)知識(shí)，往往疏于電氣設(shè)備維護(hù)和管理，易導(dǎo)致電氣火災(zāi)事故發(fā)生。而旅游參觀、教育教學(xué)和經(jīng)商的單位通常都有管理部門負(fù)責(zé)電氣設(shè)備維護(hù)和管理，消防防范意識(shí)較強(qiáng)，但也曾出現(xiàn)過(guò)電氣火災(zāi)事故，電氣安全問(wèn)題也不能忽視。

另外，電氣設(shè)備的不規(guī)范使用也是導(dǎo)致電氣火災(zāi)發(fā)生的因素之一，如斷路器上下級(jí)保護(hù)參數(shù)不整定，喪失電氣保護(hù)能力；斷路器帶載分段操作，會(huì)增加斷路器拉弧滅弧的次數(shù)，減少設(shè)備壽命，增加設(shè)備故障率；用電設(shè)備過(guò)多時(shí)，采用移動(dòng)插座串接方式，導(dǎo)致電線超負(fù)荷運(yùn)行；用發(fā)熱電氣設(shè)備烘烤衣物等。

綜上，為了減少電氣火險(xiǎn)事故發(fā)生，無(wú)論古建筑作為何種用途使用，都應(yīng)加強(qiáng)電氣設(shè)備的管理，強(qiáng)調(diào)電氣設(shè)備使用的規(guī)范性。

1.3 雷電

古建筑結(jié)構(gòu)類型、使用性質(zhì)及地理環(huán)境與一般建筑物不同，廟宇、道觀等建筑選址往往位于地勢(shì)較高的地區(qū)，如山頂、山坡等，而皇家宮殿、公園等建筑雖然位于平原地帶，但建筑本體造型高聳，所以古建筑往往易遭雷擊。

雷電作為一種正常而普遍的自然現(xiàn)象，在放電過(guò)程中具有高電壓、大電流以及放電時(shí)間極短等特點(diǎn)，破壞力極強(qiáng)。直擊雷和感應(yīng)雷會(huì)對(duì)供電線路、電氣設(shè)備造成損壞，提升設(shè)備的故障率，進(jìn)而引發(fā)電氣火災(zāi)，在雷擊比較嚴(yán)重的情況下，還會(huì)直接威脅到人類的生命安全。為了防止雷電引發(fā)的事故，古建筑電氣防雷保護(hù)工作就顯得尤為重要。

2 防控對(duì)策與管理措施

2.1 電氣檢查

人工檢查電氣設(shè)備運(yùn)行情況、電氣故障隱患，是一種直接有效的電氣火災(zāi)防控對(duì)策，檢查工作如下。

（1）電氣設(shè)備的使用和運(yùn)行

1）檢查設(shè)備的外觀和工況。如電纜絕緣層狀況；設(shè)備表面溫度、電氣接觸位置溫度和壓接狀況；電流、電壓、三相電流平衡狀況等。如有異常情況，應(yīng)逐項(xiàng)檢查用電設(shè)備情況，分析問(wèn)題原因，采取改造線路、調(diào)整三相負(fù)荷、更換設(shè)備等方法，徹底解決電氣問(wèn)題和故障。

2）檢查電氣設(shè)備安裝情況。電氣設(shè)備、線路不應(yīng)直接安裝在木制可燃構(gòu)件上，應(yīng)采取防火、隔離措施，如電線敷設(shè)應(yīng)套金屬管；插座、開(kāi)關(guān)等設(shè)備安裝應(yīng)做防火隔熱處理；照明燈具安裝位置與可燃物要保持一定安全距離等。

3）檢查電氣設(shè)備使用情況。如果存在移動(dòng)插座串接使用導(dǎo)致線路過(guò)載情況，可采取調(diào)整、增加供電回路的方式解決；由于開(kāi)關(guān)插座面板安裝位置不合理導(dǎo)致斷電操作困難情況，可合理調(diào)整開(kāi)關(guān)插座面板位置；電氣設(shè)備周圍堆積可燃物，應(yīng)及時(shí)清理；室外使用的電氣設(shè)備應(yīng)具備相應(yīng)等級(jí)防水能力等。

（2）電氣消防安全檢測(cè)

根據(jù)《中華人民共和國(guó)消防法》相關(guān)規(guī)定，電器產(chǎn)品的安裝、使用和線路、管路的設(shè)計(jì)、敷設(shè)必須符合國(guó)家有關(guān)消防安全技術(shù)規(guī)定。電氣消防安全檢測(cè)是檢測(cè)電氣安裝、使用是否符合標(biāo)準(zhǔn)的方法之一，也是電氣火災(zāi)防控對(duì)策的重要手段，采用高新技術(shù)儀器，從專業(yè)、科學(xué)的角度對(duì)電氣設(shè)施的安裝、使用、運(yùn)行進(jìn)行全方面的檢查，可準(zhǔn)確反映電氣火災(zāi)隱患的危險(xiǎn)程度和位置，并提出整改指導(dǎo)意見(jiàn)，從而消除隱患，避免電氣火災(zāi)事故的發(fā)生。

古建筑單位每年應(yīng)至少進(jìn)行一次全面的電氣消防安全檢測(cè)。其中，古建筑作為展室、展廳，由于經(jīng)常會(huì)調(diào)整展陳，因此當(dāng)涉及修改電氣線路、更換電氣設(shè)備時(shí)，也應(yīng)做一次檢測(cè)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的隱患要及時(shí)整改，直至檢測(cè)合格。

2.2 電氣設(shè)備更新

電氣安全壽命指的是電氣設(shè)備保持或基本保持原有性能的時(shí)間。一般建筑內(nèi)電氣設(shè)備安全壽命主要考慮以下四點(diǎn)。

（1）經(jīng)濟(jì)壽命：指從經(jīng)濟(jì)角度判斷的設(shè)備最合理的使用年限，是設(shè)備年平均費(fèi)用最低的使用年限，總費(fèi)用包括初始購(gòu)置費(fèi)用和使用過(guò)程中的年運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

（2）技術(shù)壽命：是指設(shè)備在開(kāi)始使用后持續(xù)地能夠滿足使用者需要功能的時(shí)間，其時(shí)間長(zhǎng)短主要取決于使用者需求和技術(shù)進(jìn)步速度，需求越高，技術(shù)進(jìn)步速度越快，設(shè)備的技術(shù)壽命就越短。

（3）折舊壽命：把設(shè)備總值扣除殘值后的余額，折舊到接近于零時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。

（4）物理壽命（自然壽命）：指設(shè)備從全新?tīng)顟B(tài)下開(kāi)始使用，老化損壞直到報(bào)廢的全部時(shí)間過(guò)程，主要取決于設(shè)備的磨損速度和老化程度。

從安全角度考慮，設(shè)備老化、損壞是引發(fā)電氣故障、電氣火災(zāi)的直接原因之一，另外，由于科技的不斷發(fā)展，電氣設(shè)備也在不斷更新?lián)Q代，相比老舊設(shè)備，新型設(shè)備故障率在降低，安全系數(shù)在提升。

在古建筑電氣安全管理措施中，古建筑安全排在首位，所以物理壽命和技術(shù)壽命應(yīng)作為優(yōu)先考慮，基于此，應(yīng)按照行業(yè)要求及產(chǎn)品說(shuō)明定時(shí)更新電氣設(shè)備，此外，還需結(jié)合使用環(huán)境綜合考慮，如環(huán)境較差，應(yīng)加強(qiáng)巡檢，適當(dāng)縮減使用年限，提前更換，避免出現(xiàn)電氣事故。

2.3 電氣設(shè)備防雷

目前，古建筑基本都安裝了建筑防雷設(shè)施（如接閃器、接閃帶、接地引下線等），大大減少了直擊雷帶來(lái)的危險(xiǎn)。需要注意的是，有時(shí)雷云雖然接近但卻沒(méi)有直接擊中建筑物，但建筑物周圍的金屬設(shè)備已經(jīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況，這種感應(yīng)雷對(duì)電氣設(shè)備的干擾和危害非常大，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生高熱量引發(fā)火災(zāi)。另外，直擊雷和感應(yīng)雷的高電位還會(huì)沿著線路侵入古建筑或變電站內(nèi)，造成更大危害。

為了消除因雷電引發(fā)的電氣火災(zāi)，安裝電氣防雷設(shè)施顯得十分有必要。配電箱應(yīng)分級(jí)安裝SPD（浪涌保護(hù)器），并在每年雷雨季前對(duì)SPD設(shè)備進(jìn)行一次全面的檢查、維修，查看有無(wú)因雷電引起破損，以確保SPD設(shè)備完好有效。另外，室內(nèi)電氣設(shè)備還應(yīng)配備防雷插座（防浪涌插座），以預(yù)防感應(yīng)雷侵入建筑內(nèi)時(shí)對(duì)末端用電設(shè)備和人員造成危害。

2.4 電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

由于使用、維護(hù)不當(dāng)引發(fā)的漏電、短路，電氣接觸不良或過(guò)負(fù)荷引發(fā)的溫升、突發(fā)性設(shè)備故障等電氣火險(xiǎn)隱患，在常規(guī)檢查中較難發(fā)現(xiàn)，針對(duì)此類問(wèn)題，電氣火災(zāi)監(jiān)控成為發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、減少事故的新型手段。該系統(tǒng)主要用于監(jiān)測(cè)與控制配電線路的日常工作狀況，在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)火災(zāi)隱患后可以立刻報(bào)警，從而更加準(zhǔn)確、及時(shí)地消除電氣安全隱患。

中國(guó)的古建筑在平面布局方面存在一種規(guī)律，即住宅、宮殿、寺廟等建筑，都是由若干單座建筑和一些圍廊、圍墻之類環(huán)繞成一個(gè)個(gè)庭院組成，即庭院式組群布局。因此結(jié)合供電管理角度考慮，在低壓配電系統(tǒng)接線方式的選擇上宜采取放射式布局，即每個(gè)庭院的供電單獨(dú)控制，每個(gè)供電回路均安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，并在WEB端、手機(jī)端制作與古建筑平面、地理配套的功能界面，實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)隱患的精準(zhǔn)報(bào)警。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析古建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合近年電氣火災(zāi)事故多發(fā)的現(xiàn)狀，明確了電氣火災(zāi)防控的重要性，并分析了古建筑電氣火災(zāi)的成因，提出了相應(yīng)的防控對(duì)策和管理措施，為古建筑火災(zāi)的預(yù)防、控制以及管理工作提供參考性建議。