綜合布線線纜的防火與環(huán)保

文｜泰科電子（上海）有限公司 孫承恩

綜合布線線纜的防火與環(huán)保

文｜泰科電子（上海）有限公司 孫承恩

隨著信息技術(shù)的普及，建筑物中存在著大量正在使用或廢置不用的通信線纜， 建筑物內(nèi)一旦發(fā)生火災(zāi)這些線纜釋放出的熱量和毒氣將成為重大的安全隱患。

根據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)部門(mén)的數(shù)據(jù)顯示，火災(zāi)每年在國(guó)內(nèi)造成直接經(jīng)濟(jì)損失至少為GDP的0.65%及高達(dá)5000人的死亡?？v觀最近幾年國(guó)內(nèi)發(fā)生的幾起大型火災(zāi)事故，90%是由于受害者無(wú)法逃生，線纜燃燒散發(fā)出有毒的酸性氣體，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。

因此，用戶在選擇綜合布線系統(tǒng)時(shí)，除了性能考慮之外，防火和環(huán)保也是非常關(guān)鍵的因素。本文將針對(duì)綜合布線系統(tǒng)線纜的材料、防火標(biāo)準(zhǔn)及如何選用做詳細(xì)的介紹。

1 線纜材料

數(shù)據(jù)線纜的保護(hù)套物理上分為兩部分：絕緣層和外套，線纜是否具有防火功能主要取決于最外一層護(hù)套的材料。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的通信線纜護(hù)套材料主要分為三種：

（1）普通（PVC）型

目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)局域網(wǎng)布線使用的線纜外套都是PVC（聚氯乙烯）材料， PVC是在聚乙烯（PE）里面加入氯元素，用以提高線纜的燃點(diǎn)，PVC線纜的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格較低，機(jī)械性能穩(wěn)定，缺點(diǎn)是燃點(diǎn)低，火焰蔓延速度快，燃燒時(shí)發(fā)散出腐蝕性的毒性氣體，造成設(shè)備損壞和能見(jiàn)度下降。FR PVC（阻燃PVC）是在PVC內(nèi)加入阻燃劑，從而提高PVC的燃點(diǎn)。

有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：每1500m PVC線纜燃燒的發(fā)熱值相當(dāng)于14～15L原油的發(fā)熱值，1500m線纜大約能夠連接20個(gè)信息點(diǎn)，如果一層樓有400個(gè)信息點(diǎn)，折算后，燃燒時(shí)則會(huì)產(chǎn)生約300L原油的發(fā)熱值。

（2）低煙無(wú)鹵型（LSZH/ LS0H ）

環(huán)顧國(guó)內(nèi)外近幾年比較大的火災(zāi)事故，大部分罹難者不是被火直接燒死，而是由于大樓內(nèi)的通信線纜釋放出大量的有毒氣體窒息而死，有鑒于此，一些國(guó)家的政府建筑標(biāo)準(zhǔn)明文要求采用綠色環(huán)保的線纜。

為了符合更嚴(yán)格的環(huán)保規(guī)范，低煙無(wú)鹵（LSZH）電纜在生產(chǎn)過(guò)程中不使用鹵素，當(dāng)燃燒時(shí)，這種線纜毒性及煙霧濃度很低，能夠減少有毒氣體的排放和對(duì)樓內(nèi)設(shè)備的腐蝕，從而減少火災(zāi)時(shí)的傷亡事故。

阻燃低煙無(wú)鹵型（LSFRZH/LSFROH）線纜則是在線纜護(hù)套中加入鋁氫氧化合物或鎂氫氧化合物，當(dāng)線纜一旦燃燒，阻燃作用來(lái)自于燃燒時(shí)產(chǎn)生的水，燃燒的速度較PVC慢，燃點(diǎn)大約150℃。

歐盟地區(qū)對(duì)于建筑物中采用的設(shè)備材料環(huán)保性有嚴(yán)格的要求，因此低煙無(wú)鹵（LSZH）電纜在歐洲應(yīng)用非常廣泛。

（3）耐火型（fire resistant）

耐火型（fire resistant）一般采用PTFE（聚四氟乙烯）或FEP（氟化乙丙烯）材料作外套，PTFE或 FEP也是一種高效的絕緣體，燃燒煙霧濃度很低，因?yàn)榉哂懈鼜?qiáng)的防火性，其燃點(diǎn)比FR PVC和LSZH還要高，燃點(diǎn)高達(dá)800℃。FEP電纜燃燒時(shí)，它釋放出無(wú)色、無(wú)味，但毒性比氯化氫更強(qiáng)的氟化氫。歐洲的Anderson實(shí)驗(yàn)室使用被稱(chēng)為匹茲堡測(cè)試的方法 （此方法由匹茲堡大學(xué)發(fā)明） 來(lái)測(cè)量電纜外皮的毒性。在測(cè)試中，燃燒一定量的絕緣層，將煙通過(guò)導(dǎo)管傳送到四只白鼠所在的容器，觀察直至有兩只白鼠死亡。通過(guò)這個(gè)測(cè)試人們發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)EP電纜的毒性是PVC線纜的1.5倍，是無(wú)鹵線纜的5倍。

采用FEP絕緣材料的線纜一般稱(chēng)為“填充型線纜”（plenum cable），因?yàn)檫@種電纜可以不用金屬套管直接安裝在有空調(diào)或強(qiáng)制通風(fēng)的建筑物中。北美地區(qū)大多采用開(kāi)放式電纜架，線纜通常直接敷設(shè)在開(kāi)放式線纜拖架中，因此北美地區(qū)通常采用這種阻燃級(jí)別比較高的“填充型線纜”。

由于FEP耐高溫的特性，F(xiàn)EP目前應(yīng)用到日常許多領(lǐng)域。但是，F(xiàn)EP材料生產(chǎn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)目前尚屬空白，世界上只有美國(guó)杜邦（Dupont）和日本大金（Daikin）兩家公司擁有專(zhuān)利技術(shù)，注冊(cè)商標(biāo)分別為（Teflon FEP）特氟龍、（NeoFlon FEP）新氟龍。因此采用 FEP材料的線纜遠(yuǎn)高于采用其他材料的線纜， FEP線纜價(jià)格大約是普通PVC線纜價(jià)格的四倍。

2 通信線纜防火等級(jí)及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

鑒于線纜的防火需求日益上升，不同的國(guó)家和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)組織及第三方的防火安全研究組織制定了相關(guān)的線纜防火測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，表1是這些標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系對(duì)應(yīng)表。

在眾多的防火等級(jí)和測(cè)試方法中以美國(guó)國(guó)家電工規(guī)范（NEC）和美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室（UL）及美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì)（NFPA）的防火和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)引用較多。

表2是美國(guó)國(guó)家電工規(guī)范NEC800對(duì)于銅纜防火等級(jí)的分類(lèi)及相應(yīng)的UL/NFPA實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法。

與電纜相對(duì)應(yīng)，美國(guó)國(guó)家電工規(guī)范NEC 770條款定義了光纜的防火等級(jí)，對(duì)應(yīng)的UL/NFPA測(cè)試方法如表3所示。

3 綜合布線線纜選擇建議

由于國(guó)內(nèi)建筑物的施工習(xí)慣與歐美不同，在綜合布線線纜的選擇上不能簡(jiǎn)單的生硬照搬國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)于2007年頒布的《綜合布線工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50311-2007）第一次引入了線纜防火及環(huán)保的等級(jí)，該標(biāo)準(zhǔn)建議國(guó)內(nèi)的用戶根據(jù)不同的場(chǎng)合選用不同等級(jí)的防火或環(huán)保線纜。綜合布線線纜防火或環(huán)保等級(jí)的選擇應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況綜合考慮。

（1）架空地板或吊頂

建筑物架空地板或吊頂若為PVC線槽/管且安裝空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)，在架空地板或吊頂內(nèi)宜采用阻燃級(jí)的（CMP或OFNP）線纜；如果建筑物架空地板或吊頂內(nèi)采用金屬線槽/管或防火性PVC線槽/管，可采用任意防火等級(jí)的（CM/ /CMR/CMP或OFN/ OFNR/OFNP）線纜。對(duì)于有環(huán)保需求的建筑物如人群比較密集的場(chǎng)合（機(jī)場(chǎng)、地鐵、車(chē)站、醫(yī)院、會(huì)展中心等），設(shè)計(jì)綜合布線工程時(shí)宜選用符合LSZH等級(jí)的線纜，同時(shí)應(yīng)采用防火功能的金屬線槽/管或阻燃PVC線槽/管。

表1

表2

表3

表4

（2）垂直豎井

建筑物垂直豎井內(nèi)若為PVC線槽（線管），垂直豎井內(nèi)應(yīng)采用垂直級(jí)（CMR或OFNR）以上等級(jí)的電纜或光纜；垂直豎井內(nèi)若為金屬線槽/管（或阻燃PVC線槽/管），垂直豎井內(nèi)可采用任意防火等級(jí)的（CM/CMR/CMP或OFN /OFNR/OFNP）線纜。表4列出了建筑物內(nèi)不同的情況，建議采用線纜防火等級(jí)。

綜上所述，綠色環(huán)保已經(jīng)成為人們的共識(shí)，在綜合布線施工時(shí)除了考慮電氣性能之外，還應(yīng)該考慮長(zhǎng)期的投資回報(bào)，比如防火或環(huán)保。低煙無(wú)鹵線纜由于性能價(jià)格比較高，越來(lái)越受到人們的青睞。相信未來(lái)的建筑物里面如商業(yè)寫(xiě)字樓、數(shù)據(jù)中心機(jī)房、政府辦公樓、醫(yī)院、地鐵站、火車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院等場(chǎng)所會(huì)越來(lái)越多看到低煙無(wú)鹵線纜的應(yīng)用。