褚利為 李炎鋒 崔彥強 蔣慧靈 王紅藝 馮涵瀟
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科學評價
不同地域農村建筑消防現狀
褚利為 李炎鋒 崔彥強 蔣慧靈 王紅藝 馮涵瀟
本文針對農村住宅電氣火災進行實地調研,提出的觀點。在農村建筑火災安全技術行業(yè)起到積極推動農村消防建設、減少農村火災的作用。
如付諸現實將產生不可估量的經濟效益。
本文對七省和一個自治區(qū)的14個村莊的210戶農村住宅進行了實地調研,該調研針對村鎮(zhèn)的基本狀況(戶數、水文地理情況、常住人口年齡結構、人口流動情況、交通狀況以及變壓器的設置情況等)、消防情況、戶舍的基本狀況以及住宅的電氣現狀進行調查并對數據進行分析,其中重點調查了電氣線路以及用電設備的狀況,得到了大量村鎮(zhèn)電氣火災的詳細數據,對數據進行整理后分析導致村鎮(zhèn)電氣火災的主要原因,并研究其防控的具體措施。
近年來,我國農村火災安全情況不容樂觀。圖1(a)-(b)分別給出了2003~2013年的11年間全國的火災數目、以及火災導致的死亡人數情況??梢钥闯?,雖然2003~2008年的6年間全國火災起數和農村火災起數均穩(wěn)中有降;但2009年以后,全國和農村地區(qū)的火災數量呈現增長趨勢;到了2013年,火災情況尤為嚴峻,達到了11年來的峰值。通過圖2可以看2009年~2013年的5年間全國電氣火災平均占火災總數的30%以上。大量數據表明,電氣原因在諸多起火原因中占比最高 。
本文針對農村住宅電氣情況進行實地調研,分析村鎮(zhèn)建筑電氣誘發(fā)火災的原因以及建筑結構、地域特征、經濟水平、消防意識對農村建筑消防安全的影響,研究預防村鎮(zhèn)住宅電氣火災、提高消防能力的相關措施。
調查對象選擇
本次調查研究,考慮到不同地域間氣候特征、建筑結構、經濟發(fā)展水平、生活習俗等因素,選取了7個省及1個自治區(qū)的14個典型村鎮(zhèn)作為村鎮(zhèn)火災調研的對象,如圖3。在選定的村莊中選取該村有代表性的住戶(一般15戶左右)進行入戶調研統(tǒng)計,選取住戶時主要考慮了建筑年代、結構、以及住戶的經濟情況等因素,所調研住戶的結構形式如圖4所示。
調查內容
圖1 2003~2013年我國村鎮(zhèn)火災統(tǒng)計
圖2 2009~2013年電氣原因引發(fā)火災情況
圖3 調查樣本分布
圖4 建筑結構形式
在展開調研之前,設計了村鎮(zhèn)住宅電氣使用及防火設施現狀調查表,其內容包括以下三個方面:
(1)行政村的基本狀況。包括戶數、水文地理情況、常住人口年齡結構、人口流動情況、交通狀況以及變壓器的設置情況(類型、功率)等;
(2)村鎮(zhèn)消防情況。是否有專業(yè)消防隊和義務消防隊、是否有消防負責人和日常巡查員、是否發(fā)生過嚴重火災、是否對人員進行過消防培訓和演練、是否開展了電氣防火知識的宣教、是否有符合規(guī)范要求的消防通道、是否設置消防器材、是否有消防給水管網等消防的基本情況進行調查了解;
(3)住戶用電基本狀況。包括房屋的層數、建筑年代、房屋結構、電度表的情況(安裝位置、是否有防水防曬措施、規(guī)格)、家用電器的使用情況(家用電器的種類、功率、數量)、線路的敷設形式(明敷、暗敷或穿管)。
調查方法
利用2015年1~2月和2015年6~8月的時間,筆者按預先制訂方案進村入戶進行實地調查(見圖5),通過實地查看、問卷解答、現場測量等一系列方法,得到有效調查表210份, 獲得了翔實的調查數據。
村鎮(zhèn)住戶的用電負荷情況
在所調研的210戶用電負荷中,平均用電負荷為3.26 KW,大部分住戶的用電負荷集中在1.0KW~5.0KW之間,最大用電負荷為7.8 KW,最低負荷為0.05 KW,用電負荷差異還是比較大的。如圖6所示。
農村戶內電氣安裝缺乏前期設計
圖5 實地調研照片
圖6 用電負荷統(tǒng)計
入戶后的電氣線路一般沒有經過設計,室內電氣線路的敷設一般由村內電工或村民自行敷設安裝,缺乏保護室內安全供電的相關電氣設備,且遠未達到《農村住宅電氣工程技術規(guī)范》及國家相關規(guī)范的要求。在我們進行調研的14個村莊的210戶住宅中,電氣線路均沒有經過正規(guī)的設計,存在嚴重的電氣火災安全隱患。
線路老舊、超負荷運行
近些年,隨著我國農村家庭收入不斷提高,越來越多的大功率電器設備走進農村的千家萬戶,像空調、冰箱、電磁爐、電飯煲、電暖氣等大功率電器對于農村家庭來說已經十分普遍。從調查的結果看,使用5年以下的電氣線路僅占20%,使用6~10年的電氣線路占比最大為28.1%,使用30年以上的竟然還占到9.5%,結果十分令人擔憂。電線電纜的超期超負荷運行,使電線電纜出現老化、龜裂、磨損,導致絕緣性下降,在帶電狀態(tài)下短路、過載或產生電弧而引發(fā)火災。
表1 電氣線路使用年限調查結果
另外在增加大功率用電器前對線路負荷進行過計算校核的僅有43戶,占調研總戶數的20.5%。大部分用戶都沒有進行負荷校核計算以及進行相應的線路改造,這大大增加了電氣火災發(fā)生的可能性。
電氣線路敷設不符合規(guī)范要求
目前新建住宅采用暗敷或穿管敷設的較多,老舊住宅大部分采用明敷。其中云南、河南的農村住宅采用明敷的比例較高,兩地調研樣本共63戶,全部采用明敷;調研的部分貴州村莊由于進行過電改,較多采用穿管敷設,調研的38戶中只有10戶采用明敷。明敷的導線容易受到機械傷害,導致絕緣層破損,并且明敷更容易出現線路胡拉亂扯的現象。
表2 線路敷設形式統(tǒng)計
根據現場調研的結果可以看出,調研農戶得進戶線都是兩根線,沒有把零線和地線分開設置,如此則不能安裝剩余電流動作保護器。調研過程中發(fā)現農戶均沒有安裝地線,過電壓保護器的安裝也是空白,這與相關的電氣設計規(guī)范的有關規(guī)定嚴重相悖。
線路接頭隨意連接
導線接頭的連接情況是保證線路能夠安全運行的關鍵因素之一,也是電氣線路的薄弱環(huán)節(jié), 線路故障乃至電氣火災常從此處引發(fā)。由于導線接頭接觸不良會增加接觸電阻,從而使接頭產生過熱;此外還有產生電火花的可能性,使線路老化的速度加快以及引發(fā)觸電事故。因此,接頭務必牢靠、緊密。銅鋁導線混接時,由于兩種金屬不同的電化性質,容易與空氣中的其他成分相互作用形成電池效應,鋁線失去電子而受到腐蝕,造成接頭處接觸不良,接觸電阻增大,溫度升高,極端情況下導線被燒斷。
調研過程中發(fā)現:村鎮(zhèn)導線接頭處理不規(guī)范的現象比較嚴重,農戶家中鋁線和銅線同時使用的情況十分普遍。前面提到,鋁線和銅線不經過專用的銅鋁接頭直接連在一起,接頭處容易引發(fā)火災。同時,有些建筑年代較為久遠的房屋中,線路交叉、接頭多且大部分為捻接連接,沒有設在接線盒內。相當一部分電氣火災是因為導體之間的連接不良造成的,由于農民電氣知識的匱乏,線路連接隨意性強,未考慮到以后可能的用電設施,致使用電設備增加的同時,不規(guī)范接頭大量增加,形成故障點,造成電氣火災隱患,見圖7。
廚房、浴室電氣設備火災隱患
圖7 農戶住宅內電線不規(guī)范接頭照片
圖8 沾滿油污的廚房電氣線路
調查中發(fā)現,農戶廚房電氣火災隱患嚴重。一方面,廚房中大功率用電器多,比如電磁爐、電飯煲、微波爐、電冰箱等,單個插排接多個用電設備,用電設備總功率長時間超負荷時,接觸點和線頭可能發(fā)熱、產生火花、電弧,接點熔化、塑料冒煙產生可燃氣體,加之明敷的線路上沾滿了油污(見圖8),極易引發(fā)火災,火災沿著線路蔓延快、撲救困難。即便沒有超負荷,用電設備與插排的多個接觸點升溫也會造成潛在危險。另一方面,廚房水蒸氣較大,容易侵蝕廚房中的電器,從而導致電器線路短路而引起火災。
在對設有浴室的89戶農戶的調研過程中,僅有42戶在浴室中使用了防潮型插座,而其他的47戶采用了普通插座且沒有任何保護措施。由于普通插座沒有防水措施,洗澡過程中插座中難免有水進入,插座一旦進水極易形成短路引發(fā)火災,而且還存在電擊傷人的風險。
電氣防火宣教不到位
在調研的14個村莊中,僅有6個村莊的村民受到了有效地電氣防火教育。大部分地區(qū)的電氣防火的宣傳教育流于形式,在墻上張貼一下宣傳海報了事,沒有真正面對面跟村民進行交流溝通。此外,當前農村的大部分青年人進入城市務工,農村中以老人和孩子居多,他們對電氣火災發(fā)生的規(guī)律和特點不了解,消防意識不強,自救能力差,發(fā)生火災時不能及時采取有效措施,導致火災失控,損失擴大,乃至錯過最佳逃生時機而喪失生命。
地域因素
北方農村地區(qū)多為平原,經濟水平中等,交通較為便利,冬季采暖多以燃煤為主,電氣火災隱患相對來說較小。西南的農村地區(qū)多為山區(qū),經濟欠發(fā)達,交通條件較差,建筑年代較早,線路使用年限長,且夏季炎熱冬季較為濕冷,冬季多采用電來取暖,用電負荷較大,而且潮濕環(huán)境容易使線路絕緣層老化速度加快,增加發(fā)生電氣火災的風險。
建筑結構
西南的農村地區(qū)的房屋多為竹木結構,房屋的間距很小,線路多明敷在木質的梁柱上,極易引發(fā)電氣火災。北方大多為磚混結構建筑,耐火等級較高,相對于南方電氣火災隱患較小。農村地區(qū)的很多住戶習慣將木柴、秸稈等易燃物堆放在房前屋后或是道路的兩側,這樣不僅增加了火燒連營的風險,擠占了道路的空間,阻塞了火災救援的道路,使滅火的難度加大。
經濟發(fā)展水平因素
多數農村地區(qū)經濟落后,質量監(jiān)管缺失,電氣產品質量低劣,假冒偽劣的電器以及大量淘汰的廢舊家電,電氣線路隨意拉扯,都是引發(fā)農村電氣火災的隱患。此外,農村一般都遠離消防大隊,且消防基礎設施缺乏,沒有配備消防人員和消防器材,火災發(fā)生后往往束手無策,任其肆意燃燒。
(1)建立消防安全主體責任制,落實縣、鄉(xiāng)、村三級消防責任體制,建立全方位的消防安全監(jiān)管網絡。
(2)通過發(fā)展農村的經濟來推進農村建筑規(guī)劃的發(fā)展和加快消防基礎設施的建設。經濟的發(fā)展是解決農村消防基礎設施落后問題的前提,是規(guī)范住戶用電規(guī)范化的先決條件。
(3)借鑒城市電氣設計的相關規(guī)定措施,政府牽頭利用農村電網改造政策、支持住戶進行用電規(guī)范化,同時制定一套適合農村的關于農戶電氣設計、安裝及驗收的管理辦法。從源頭上解決農村電氣系統(tǒng)因先天不足存在的電氣火災隱患的問題。政府出資為村集體配備電氣安全檢測裝備并派專人定期檢測及時發(fā)現問題。每戶安裝剩余電流動作保護器和漏電保護裝置并定期檢查維護。
(4)開展廣泛的農村建筑電氣火災安全教育,增加農村居民的安全用電知識。通過開展形式多樣的宣傳活動,普及電氣防火的常識,增強群眾的火災防范意識,提高滅火救災的能力。
通過這次調研發(fā)現,農村的電氣線路存在諸多不規(guī)范的地方,農村群眾的電氣火災意識淡薄、防火知識匱乏,給農村帶來了很大的電氣火災隱患。通過對這些隱患進行分析研究,在技術和管理上提出了相應的防控措施,為規(guī)范農村電氣系統(tǒng)提供了參考。
褚利為1李炎鋒1崔彥強1蔣慧靈2王紅藝1馮涵瀟1
1.北京工業(yè)大學建筑工程學院;2.中國人民武裝警察部隊學院褚利為,男,碩士研究生,北京工業(yè)大學建筑工程學院,主要研究方向為建筑火災安全技術。
基金類別:村鎮(zhèn)火災綜合防治關鍵技術研究與開發(fā)(國家科技支撐計劃)2014BAL05B04
10.3969/j.issn.1001-8972.2016.11.047