浅谈综合布线系统与防火

作者:吴俊 文章来源:德特威勒电缆系统(上海)有限公司 发布时间:2013-09-22
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火灾作为人们在生活中最容易遇到的灾害之一,始终是国家立法机构,执法部门,乃至标准管理部门的工作关注点之一.

火灾作为人们在生活中最容易遇到的灾害之一,始终是国家立法机构、执法部门,乃至标准管理部门的工作关注点之一。如何降低火灾的发生几率、缓阻火灾的蔓延、最大限度地减少火灾的伤亡与损失一直是各领域专家学者的工作重心。火灾的防范理念早已深入到建筑建设相关领域的各行各业中,作为当今建筑神经网络之一的综合布线自然不能逃避这一话题。

阻燃

阻燃,是能获得大家首肯的线缆防火特性之一。传统的低(高)压电源缆线的阻燃更强调其工况温度等级,主要意义在于在电缆的额定电压工况之下不会因导体发热而自燃导致火灾。低(高)压电源缆线通常标称阻燃温度为60~90℃。显然,同样规格的电缆,其允许的工作温度越高,载流量就越大,这点应该很容易理解。但一旦电缆过载,发烫的导体就会迅速使绝缘以及护套的温度超过电缆的工作极限,加速其老化甚至融化,引起短路从而导致自燃。美标高阻燃CMP等级的建筑电缆使用的是FEP氟塑料绝缘,其工作温度能达到150℃以上,这使得在当下铜矿资源迅速匮乏的大背景下,使用更少的资源来达到更高的产品性能成为可能(即在同样的额定载流下,导体的直径可以变得更小),笔者认为这是使用FEP绝缘材料的电缆存在的重要价值之一,当然CMP的高阻燃等级本身也是必须强调及肯定的。

综合布线用的双绞线在建筑防火中,笔者认为,其阻燃目的显然与上述稍有不同。正常使用的通信线缆传输的是数字信号,其工作在安全电压以内的,即使采用POE技术的交换机,其单端口功率也通常在15.4W以下。所以,综合布线诞生至今还未有因网络线路短路或过载引起线缆自燃的报道。但是,楼宇中布置的综合布线缆线(包括双绞线、光缆等)往往在弱电桥架中汇集横跨整个楼层,甚至多个楼面。在火灾中,这些成捆安装的水平、垂直线缆常常会加速局部火灾的蔓延,是最终形成大面积过火的帮凶之一。显然,在火灾中如何延缓过火范围的扩大,争取更多的施救、撤离时间才应该是网络信号缆线最重要的防火设计目标。

目前,我们也能够从市场买到CMP等级的网络双绞线。这里要说明的是,因为双绞线传输的是高频数字信号,线缆的衰减是非常重要的技术参数之一,使用FEP绝缘虽能改善线缆高频阻抗的表现,但从目前市场已有的CMP等级双绞线来看,并不能减少宝贵的铜原材料的使用,因此缺乏相应的经济性。反而,FEP氟塑料高昂的制造成本却造成了该等级的线缆曲高和寡的市场现状,在国内市场也只有极个别的综合布线厂家在为生产并销售CMP双绞线缆而奔波,而更多的是听到几个FEP原材料供应商的摇旗呐喊声。

还有一点必须强调,CMP等级是防火等级标准,其始终未规定该级别缆线的结构与材料,即要达到CMP等级并非必须要使用FEP材料。况且,CMP是北美的标准,众多的欧洲乃至中国的厂家并不支持采用这项标准,也鲜有厂家向UL提交自己的产品(除非是向北美出口缆线)。事实上,最近的一份欧盟CPD(建材产品指令,包括电缆作为建筑产品的防火性能等级测试)内测资料表明,采样来自不同厂家的16种数据线缆中,所有的屏蔽双绞线缆均达到了草案B2阻燃等级,而所有的非屏蔽线缆,包括一件通过UL CMP认证的6类线缆样品均只能达到D级,欧盟拟定的阻燃等级标准分为A(不燃)、B1、B2、C、D、E;而美标则分CMP、CMR、CM、CMX等级别,由于不同的标准测试条件、分类依据不同,故两个等级不能简单画上连线。但这些数据足以可见电缆的结构设计等因素也将大大提高其阻燃的表现。

低烟与低毒

除了阻燃,低烟与低毒也是当前中国综合布线市场越来越重视的问题,中国的标准化脚步越来越向国际标准以及世界环保的先行者——欧洲标准所靠拢。大家所熟悉的RoHS指令等一系列限制厂家在产品中使用的有毒物质的措施,使得我们能够在现代社会生活在一个相对安全的环境中。LS0H(也有厂家宣传为LSZH,低烟无卤)的材料,想必是当前环保人士最为乐见的建筑材料之一。随着科技的发展,高效阻燃剂的使用使得PE聚乙烯材料从易燃物变成了具有与当下使用在CM、CMP等级电缆外护的PVC聚氯乙烯材料类似甚至更优秀阻燃特性的多面能手。之所以说是多面手,正是因为其本身与生俱来的低毒性以及低发烟性。

相对于阻燃,低烟与低毒这两个概念,一直以来还是大家比较陌生的,但是对于一款合格的建筑材料产品的防火性能而言,这两者是不可或缺的,甚至在以阻燃见长的CMP等级线缆的宣传中也会时常提及这两个概念。

根据日本、英国火灾统计资料中对火灾死亡人数的分析,死于烟熏窒息、中毒的占绝大多数,高达78.9%,而在被火烧死的人数中,多数经法医判断也是先中毒窒息晕倒后被火烧致死。而据我国消防部门统计,火灾中死亡的人员85%以上是由于吸入烟气致死的,此数据甚至稍高于国外的相关数据。现代化工业中,越来越多的建筑新材料席卷而来,综合布线的线缆作为现代楼宇中使用距离最长的线缆之一,其设计使用环保的低烟、低毒的材料,对遏制群死群伤的重特大恶性火灾有着十分现实的重要意义。
关于缆线材料的毒性争论一直由来已久,美国缆线防火标准并不愿多提及此方面,但美国标准规定必须将卤族元素物质添加到电缆绝缘层的聚合物中,比如其PVC电缆含有氯,FEP(全氟乙烯丙烯共聚物)电缆含有氟,皆为有毒物质。而低烟无卤材料因不含卤族元素物质则一直标榜以低毒性(低烟无卤材料燃烧时亦会产生有毒的CO,如果阻燃剂材料中含有P、N、S,则生成的有毒气体更多,因此无卤电缆不可称为无毒,应称为低毒)的环保材料。

总结

阻燃、低烟、低毒,这些话题一直围绕着我们的市场,对于日趋严格的防火规范而言,“鱼与熊掌”我们当然都想要,但事实上我们也必须有所取舍。一如,CMP级双绞线虽具有较好的阻燃特性,但火场中,被动燃烧的PVC外护套材料不断散发出黑色的浓烟以及刺激性的气味,内部的FEP绝缘虽可有效阻碍火焰的蔓延,但在其到达400℃开始就有较为显著的缓慢分解,800℃时开始冒烟全部裂解,四氟乙烯和六氟丙烯在进一步分解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等。再如,以低烟、低毒著称的LS0H缆线,虽其发烟、毒性均大大优于CMP双绞线,但与同结构的CMP缆线相比,其阻燃能力还有一定的提升空间。

如在现阶段想要兼顾所有的防火特性,根据欧盟CPD内测得到的启示,不妨当下考虑使用LS0H低烟无卤材料的屏蔽双绞线,想必在6A类布线系统普及后,这会是越来越多客户的明智选择。

最后,原则上,无论安装使用FEP材料的CMP缆线还是LS0H低烟无卤材料的缆线,无论是电源电缆还是数据通信缆线,防火都是一项系统性的工程,与线缆的安装、保护息息相关,比如防火桥架的选型、防火塞的使用等,在作出上述取舍的同时,安装时如能做好相应措施,如合理安排桥架高低、位置,做好穿墙的防火分区保护等,更可以将危害降到最低。

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