作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)除了要考慮其本身的電氣性能、功能,系統(tǒng)的防火安全是另一個重要的考慮因素。所謂的智能大廈首先應(yīng)該是安全的大廈。所以在設(shè)計綜合布線系統(tǒng)時,未雨綢繆、防火于未“燃”成為每一個有遠(yuǎn)見網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計者及用戶不容忽視的問題。而纜線防火就是綜合布線系統(tǒng)中最重要的一個環(huán)節(jié)。
在綜合布線系統(tǒng)中,外界的火會破壞綜合布線系統(tǒng),引起傳輸中斷;同時,綜合布線系統(tǒng)在火焰中,或多或少的會產(chǎn)生有害氣體、煙氣,還可能有助于火勢逐步蔓延到其它樓層或其它房間。
根據(jù)消防部門的統(tǒng)計,在火災(zāi)中,約有85%的死亡是由于火災(zāi)中產(chǎn)生的有害氣體毒死、被彌漫的煙氣窒息或因看不見路徑而無法逃生。而建筑物內(nèi),綜合布線纜線數(shù)量之多、遍布之廣超過了建筑物中的各種纜線,因此綜合布線系統(tǒng)的防火已經(jīng)開始成為人們對系統(tǒng)性能的重點考慮因素之一。
一 防火纜線應(yīng)用的現(xiàn)狀
在建筑工程中,防火在設(shè)計中是非常重要的一環(huán)。為此,國家出了許多建筑防火標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,規(guī)定了各種場合的建筑材料防火等級和施工要求。
在光纜制造以及建筑電纜制造標(biāo)準(zhǔn)系列中,中國國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)中,已經(jīng)對;型纜線進行了分類,并有了相關(guān)的防火纜線制造標(biāo)準(zhǔn)。但是,與綜合布線纜線的防火等級和防火應(yīng)用場合分類的國家標(biāo)準(zhǔn)始終沒有出臺。
對于電纜的防火標(biāo)準(zhǔn),各國有著不同的要求。但無論是哪個標(biāo)準(zhǔn),目標(biāo)是一致的:保證智能建筑中布線系統(tǒng)的防火安全。數(shù)據(jù)通信線纜的防火主要關(guān)注三個問題:線纜燃燒的速度、釋放出煙霧的密度和有毒氣體強度。數(shù)據(jù)線纜的保護套(sheath)物理上分為兩部分:絕緣層(insulation)和外套(jacket) ,線纜是否具有防火功能主要取決于最外一層護套的材料。總體來講,數(shù)據(jù)通訊電纜的外皮有4種:
1.聚氯乙烯(PVC)材料,容易燃燒且會產(chǎn)生有毒氣體。
2.防火型PVC,同樣可燃且產(chǎn)生有毒氣體,但燃點比普通PVC材料高。
3.強制通風(fēng)級別電纜,燃燒時會釋放鹵素氣體,但其燃點比防火型PVC和LSZH還要高。
4.低煙無鹵(LSZH或LS0H)型,燃燒時產(chǎn)生的有毒氣體非常少,燃燒的速度很慢。
在綜合布線的應(yīng)用中,由于各布線廠商都有自己的防火系列纜線,因此廠商的銷售人員和銷售工程師們會向設(shè)計院和建筑物的業(yè)主方介紹各種防火的綜合布線纜線,由他們確定綜合布線系統(tǒng)的防火系列要求。一般來說,普通建筑物采用的是普通阻燃級纜線,重要的建筑物則采用了高防火等級的纜線(例如:CMR、CMP、LSOH、ONFR、ONFP等等)。
二 綜合布線纜線防火性能
在綜合布線纜線中只有在室內(nèi)才需要考慮防火問題,對于室外纜線,通??紤]的問題是防水、防鼠咬、防雷、防紫外線、防側(cè)壓等等,因為室外管道中比較潮濕,火勢蔓延的可能性幾乎為零。
在室內(nèi)纜線中,又分為光纜和銅纜(雙絞線)兩類。光纜目前普遍具有比較高的防火等級,其防火特點及應(yīng)用要求類似于銅纜。在本文中,將以銅纜為例,簡單的說明綜合布線纜線的防火等級。
? 普通雙絞線
目前的普通雙絞線基本上都具有基本的阻燃能力,即符合CM級或符合國標(biāo)中DZ-1方法(DZ-1方法引自IEC 60332.1,是低煙無鹵標(biāo)準(zhǔn)中的最基本的阻燃測試方法)。
因此普通雙絞線的防火特點如下:
F 不會自燃;
F 在火焰中會冒煙,并可能出現(xiàn)火苗;
F 火焰順纜線蔓延的速度很慢;
F 當(dāng)外部火源切斷后,纜線上的火苗會逐漸熄滅。
根據(jù)綜合布線施工規(guī)范,雙絞線應(yīng)該穿金屬管、金屬橋架后敷設(shè)在樓板、天花和墻內(nèi)。這時,采用普通雙絞線就可以安裝在不需要考慮煙和毒性的任何場合。
? CMR級纜線。
CMR級纜線屬于美國UL標(biāo)準(zhǔn)中定義的阻燃纜線之一,主要用于室內(nèi)的垂直主干部分。
當(dāng)纜線垂直放置時,纜線的方向與火焰的方向一致,而且纜線根數(shù)往往較多,可能引起的火勢比較大,這時應(yīng)該采用比普通雙絞線高阻燃等級的纜線。在美國的UL標(biāo)準(zhǔn)中,定義CMR級纜線可以用于垂直干線。
在選用CMR級纜線是,應(yīng)清楚在其測試標(biāo)準(zhǔn)(UL 1666)的1.3條中已經(jīng)明確:“本試驗并不研究燃燒獲分解產(chǎn)物的毒性”(引自《阻燃電纜與材料試驗標(biāo)準(zhǔn)》)。
? 低煙無鹵纜線(LSOH)
低煙無鹵纜線是指遇火后發(fā)煙量少、不含鹵素的纜線。眾所周知,鹵素家族中的元素都是具有毒性的,其氣化物有毒,而氣化物遇水所形成的酸則具有腐蝕性。因此低煙無鹵的宗旨就是讓電纜在火焰中不會產(chǎn)生毒氣和很多的煙霧,讓逃生的人們不會死于煙霧和毒氣,從而大大降低火災(zāi)的死亡率。
對于低煙無鹵纜線的測試,需要符合三方面的要求:
阻燃性要求:
低煙無鹵纜線必須具有阻燃性。其阻燃等級有兩個,分別要求符合IEC 60332.1(單根電纜垂直燃燒測試)和IEC 60332.3C(成束電纜垂直燃燒傳播測試)。其中IEC 60332.1的阻燃要求使用普通的纜線阻燃要求,而IEC 60332.3C則要求比較高,屬于干線級的阻燃要求。
有些資料上介紹IEC 60332.1等同于UL的CM級要求(IEC 60332.2是細(xì)徑纜線的測試方法,即不能使用60332.1測試時使用的替代測試方法)、IEC 60332.3C等同于UL的CMR級要求。事實上,這4個標(biāo)準(zhǔn)的測試方法并不相同,無法直接對比。因此,對于上述說法只能姑且聽之。
煙密度要求
低煙無鹵纜線要進行煙密度測試。它是在一個密閉的空間中用火燃燒線纜,待火焰熄滅后測試最終的室內(nèi)煙密度,要求在有煙的情況下,透光能力能夠達到60%,這樣就確保人們在煙霧中能夠看見道路。
毒性要求
目前的毒性測試方法有數(shù)種,如小白鼠試驗等等。在低煙無鹵纜線中采用的是鹵酸氣體釋放量測試(用于低鹵測試)和氣體酸度測試(用于無鹵測試)。其測試原理是對低煙無鹵材料在高溫下(分別為800℃和935℃)所產(chǎn)生的氣體進行分析的方法確定鹵素含量。
由于低煙無鹵纜線具有阻燃性能,因此現(xiàn)在的低煙無鹵纜線也稱為阻燃低煙無鹵(FR/LSOH)纜線。
低煙無鹵纜線在中國已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),出臺了一些國標(biāo)、部標(biāo)(公安部、信息產(chǎn)業(yè)部)級纜線制造標(biāo)準(zhǔn)、光纜制造標(biāo)準(zhǔn)。
? CMP級纜線
CMP級纜線屬于美國UL標(biāo)準(zhǔn)中定義的阻燃纜線之一,它適合于不穿金屬管環(huán)境中的纜線。CMP級纜線需要符合UL 910標(biāo)準(zhǔn)的測試,其測試內(nèi)容包含空氣流動時的阻燃性能和煙密度。
在選用CMP級纜線是,應(yīng)清楚在其測試標(biāo)準(zhǔn)(UL 910)的1.3條中已經(jīng)明確:“本試驗并不研究燃燒獲分解生成物的毒性”(引自《阻燃電纜與材料試驗標(biāo)準(zhǔn)》)。
在歐洲標(biāo)準(zhǔn)系列中,EN 50289-4-11的阻燃測試方法與UL910測試方法基本相近。
根據(jù)公認(rèn)的說法,CM級纜線在穿金屬管后的阻燃效果與CMP級纜線相當(dāng)或高于CMP級纜線,但這是以增加金屬管和多占用建筑空間為代價的。
三 結(jié)束語
目前國內(nèi)大部分地區(qū)敷設(shè)的電力及通信電纜均含有鹵素,火災(zāi)每年在國內(nèi)造成直接經(jīng)濟損失至少為GDP的0.65%,以及5000人的死亡。綜觀近幾年國內(nèi)發(fā)生的幾起大型火災(zāi)事故,90%是由于受害者無法逃生,裝飾材料及線纜燃燒散發(fā)出有毒氣體和酸性氣體,加上燃燒釋放出的大量熱量、煙霧,造成受害者呼吸困難,導(dǎo)致悲劇發(fā)生。認(rèn)識到這一危害,國內(nèi)越來越多的工程項目,尤其人流密度比較高的地方,如火車站、機場、會議展覽中心、醫(yī)院、高檔寫字樓、高層建筑物等要求采用特殊材料的通信線纜。
在防火綜合布線系統(tǒng)防火線纜的選擇上,與屏蔽和非屏蔽綜合布線系統(tǒng)一樣,北美與歐洲存在不同的意見。歐盟國家考慮到環(huán)保要求將使用無鹵素、無鉛的屏蔽線纜作為電力與通信線纜的選擇標(biāo)準(zhǔn)。同時為了減少火災(zāi)的危害,歐盟建筑法規(guī)規(guī)定線纜必須安裝在金屬套管內(nèi)。但是,美國國家電氣法規(guī)(NEC)卻明確規(guī)定:通信網(wǎng)絡(luò)必須使用具有含鹵素材料的非屏蔽雙絞線。這是因為,含鹵電纜雖然具有重要環(huán)保缺陷,但鹵素本身卻具有很強的抗燃性及高燃點,如果電纜根本不著火或很難著火,那么就不會引起燃燒,從而就不會散發(fā)出有毒的煙霧。
中國的國情不同于歐美,對于不同的建筑物,應(yīng)根據(jù)建筑物場地的實際情況,如線槽(線管)材料、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)安裝情況、線纜安裝方式等因素綜合考慮。