探析工程中的低煙無(wú)鹵纜線應(yīng)用

文｜德特威勒電纜系統(tǒng)（上海）有限公司 曾松鳴

“預(yù)防為主，防消結(jié)合”是中國(guó)消防戰(zhàn)線上一句有名的口號(hào)和綱領(lǐng)。為了從無(wú)情的火場(chǎng)中挽救更多的生命、財(cái)產(chǎn)和信息，綜合布線行業(yè)與其他電纜行業(yè)一樣，向來(lái)把防火作為室內(nèi)纜線防護(hù)的重中之重。國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)布線廠商在中國(guó)市場(chǎng)所提供的雙絞線和光纜都屬于阻燃級(jí)纜線和阻燃/低煙無(wú)鹵纜線，有些還提供耐火級(jí)光纜。與此同時(shí)，建筑物中使用的控制線、廣播線、報(bào)警線和電源線中也包含阻燃級(jí)纜線和阻燃/低煙無(wú)鹵纜線，有些還提供耐火級(jí)光纜。而只有這些纜線在同一棟建筑物中彼此相匹配，才能達(dá)到最佳的防護(hù)效果。當(dāng)然，纜線防火只是建筑物防火中的一個(gè)組成部分。

根據(jù)當(dāng)前的中國(guó)公安部標(biāo)準(zhǔn)《阻燃及耐火電纜-塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級(jí)和要求 第1部分：阻燃電纜》（GA 306.1-2007）和《阻燃及耐火電纜-塑料絕緣阻燃及耐火電纜分級(jí)和要求第2部分：耐火電纜》（GA 306.2-2007），纜線防火分為阻燃和耐火兩大系列，前者定義為“具有規(guī)定的阻燃性能（如阻燃特性、煙密度、煙氣毒性和耐腐蝕性）的電纜”，后者定義為“具有規(guī)定的耐火性能（如線路完整性、煙密度、煙氣毒性和耐腐蝕性）的電纜”，當(dāng)然這里的“電纜”是泛指，其中也包含光纜。由此可見對(duì)于中國(guó)目前的防火纜線特性而言，煙氣毒性（無(wú)毒，對(duì)于低煙無(wú)鹵纜線而言，其中的無(wú)鹵即不含有劇毒的鹵素元素）、煙密度（低煙）和耐腐蝕性（酸性氣體具有腐蝕性）三項(xiàng)都是必不可少的，只有阻燃特性和耐火特性分別是阻燃纜線和耐火纜線的特征。

阻燃和耐火兩詞所描述的是兩個(gè)不同的防火方向。阻燃是指火勢(shì)不蔓延，即纜線在火場(chǎng)中遇火后其蔓延的速度小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值。在應(yīng)用中，它的價(jià)值是火勢(shì)不會(huì)順著纜線蔓延到現(xiàn)在還沒(méi)有著火的區(qū)域中，避免火場(chǎng)范圍因纜線原因擴(kuò)大，使火場(chǎng)所造成的損失盡量控制在已經(jīng)發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域內(nèi)；耐火是指火勢(shì)“舔”到纜線后，纜線依然能夠繼續(xù)傳輸信息或電源，使相關(guān)的設(shè)備和系統(tǒng)在纜線周圍發(fā)生后，依然能夠保持著正常工作的能力。在應(yīng)用中，它的價(jià)值是通過(guò)設(shè)備繼續(xù)工作，讓救火指揮員依然能夠從消防報(bào)警設(shè)備中獲得最新的火場(chǎng)信息，能夠通過(guò)電視監(jiān)控系統(tǒng)（火場(chǎng)中并非到處是火和煙）看到人們活動(dòng)的情況，通過(guò)廣播設(shè)備給身陷火場(chǎng)的逃生者以一定的引導(dǎo)，能夠允許火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置、人工報(bào)警器、消火栓、消防泵、水幕泵、自動(dòng)噴水系統(tǒng)、水噴霧和泡沫滅火系統(tǒng)、二氧化碳滅火和干粉滅火系統(tǒng)、防排煙設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急廣播、火災(zāi)疏散標(biāo)志照明、火災(zāi)時(shí)繼續(xù)工作的備用照明、避難層備用照明、消防電梯等設(shè)備繼續(xù)工作。因此可以確認(rèn)，阻燃、耐火、低煙無(wú)鹵這些特性本身是并不矛盾而又是互補(bǔ)的，同時(shí)又具有阻燃、耐火、低煙、無(wú)鹵的全部特性，使防火特性得以全面地滿足。

在中國(guó)的綜合布線工程中，阻燃綜合布線纜線已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，例如，除1998年6類非屏蔽誕生之初，還有不阻燃的6類非屏蔽雙絞線，幾乎就沒(méi)有非阻燃的室內(nèi)雙絞線和室內(nèi)光纜的市場(chǎng)。在人員密集區(qū)域（如機(jī)場(chǎng)、展覽場(chǎng)館、辦公建筑等），使用阻燃/低煙無(wú)鹵纜線則早已成為共識(shí)。而在綜合布線系統(tǒng)中，目前只有耐火光纜和阻燃/耐火光纜而沒(méi)有耐火雙絞線，其原因是耐火級(jí)的纜線要求溫度高達(dá)750℃以上，遠(yuǎn)高于任何一種阻燃纜線所能夠達(dá)到的溫度，而根據(jù)TIA 568B標(biāo)準(zhǔn)，非屏蔽雙絞線（沒(méi)有區(qū)分是那一種阻燃等級(jí)的雙絞線）的溫度從20℃升至60℃時(shí)，傳輸距離將從現(xiàn)在的90m下降到75m，即下降的溫度變化速率為0.37m/℃，如果按此數(shù)據(jù)計(jì)算，當(dāng)溫度上升到240℃時(shí)雙絞線的傳輸距離為0m，這就說(shuō)明常規(guī)的雙絞線不可能在750℃以上的高溫中繼續(xù)傳輸信息，也說(shuō)明在750℃以上高溫中只有光纜能夠用于傳輸高速信息。

德特威勒具備CMP等級(jí)的雙絞線和光纜，也具備使用溫度高達(dá)850℃、使用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)180分鐘、損耗值仍然符合《綜合布線系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50312-2007）的阻燃/耐火/低煙無(wú)鹵光纜，其目標(biāo)就是全面滿足各類客戶的需求。

德特威勒的耐火光纜同時(shí)具有阻燃、耐火、低煙無(wú)鹵、無(wú)腐蝕性、防水、防鼠、室內(nèi)外通用的特性，并可以配備OM1（普通多模光纖）、OM2（普通多模光纖）、OM3（萬(wàn)兆多模光纖）、OM4（萬(wàn)兆多模光纖）和OS2（單模零水峰光纖）纖芯。

綜合布線系統(tǒng)中的室內(nèi)阻燃纜線、阻燃/低煙無(wú)鹵纜線和阻燃/耐火/低煙無(wú)鹵都屬于建筑電氣中的“塑料絕緣纜線”，即可以像常規(guī)的雙絞線和光纜一樣彎曲施工的纜線，它們的施工方法與常規(guī)的綜合布線纜線沒(méi)有區(qū)別，所需要考慮的問(wèn)題仍然是最小彎曲半徑、拉伸力/拉伸強(qiáng)度、雙絞線不允許打圈、光纜不希望腳踩等，并沒(méi)有附加的要求。所以，對(duì)于工程管理人員和施工人員而言，這些纜線的布放是十分簡(jiǎn)單和熟練的。

在綜合布線系統(tǒng)工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和材料選型中，阻燃、阻燃/低煙無(wú)鹵、阻燃/耐火/低煙無(wú)鹵纜線之間是略有差異的。

（1）在常規(guī)的建筑物布線工程中，一般會(huì)在水平和主干通道中都使用全封閉橋架，可以使用CM等級(jí)的纜線，以降低造價(jià)。因?yàn)楦鶕?jù)建筑行業(yè)中公認(rèn)的說(shuō)法，CM級(jí)纜線敷設(shè)在全封閉橋架中的阻燃效果，超過(guò)了CMP級(jí)纜線的阻燃效果。這一點(diǎn)在《綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50311-2007）的防火章節(jié)中也有體現(xiàn)。

（2）在信息機(jī)房?jī)?nèi)，由于執(zhí)行《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50174-2008）的緣故，目前在A級(jí)和B級(jí)機(jī)房中會(huì)考慮使用CMP級(jí)纜線，但對(duì)于業(yè)主而言，愿意使用CMP纜線的依然是少數(shù)。依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的第3.1.6款“同一機(jī)房?jī)?nèi)的不同部分可根據(jù)實(shí)際情況，按不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)”、條文說(shuō)明第3.1.6款“本條是指當(dāng)機(jī)房的某項(xiàng)外部或內(nèi)部條件較好或較差時(shí)，此項(xiàng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以降低或提高?？傊?，機(jī)房應(yīng)在滿足電子信息系統(tǒng)運(yùn)行要求的前提下，根據(jù)具體條件進(jìn)行設(shè)計(jì)”，由此可知，即使是A級(jí)或B級(jí)機(jī)房中，某些單項(xiàng)設(shè)計(jì)仍然可以依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。何況，在該標(biāo)準(zhǔn)的布線章節(jié)第10.0.6款中，明確要求“敷設(shè)在隱蔽通風(fēng)空間的纜線應(yīng)根據(jù)電子信息系統(tǒng)機(jī)房的等級(jí)，按本規(guī)范附錄A的要求執(zhí)行?！弊⒁馄渲小半[蔽”二字，說(shuō)明在其他環(huán)境中的纜線并無(wú)此要求。

（3）在人員密集的建筑物中，中國(guó)目前公認(rèn)的綜合布線纜線選擇是使用阻燃/低煙無(wú)鹵纜線，配以電氣系統(tǒng)的阻燃/低煙無(wú)鹵電纜，以達(dá)到理想的纜線選擇方式。近十年的大型機(jī)場(chǎng)招投標(biāo)中都要求使用阻燃/低煙無(wú)鹵纜線。

（4）如果在消防報(bào)警系統(tǒng)和應(yīng)急廣播系統(tǒng)中使用光纜，則該光纜應(yīng)采用耐火光纜，其原因是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116）和《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 16-2008）中已經(jīng)明確用于這兩個(gè)系統(tǒng)的纜線應(yīng)使用耐火纜線。即使是電子信息系統(tǒng)機(jī)房，其規(guī)范中的消防章節(jié)第13.1.4款中的要求“電子信息系統(tǒng)機(jī)房應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116）的相關(guān)規(guī)定?！倍趪?guó)家標(biāo)準(zhǔn)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50116）中對(duì)纜線的要求是耐火纜線，并非阻燃纜線。如果對(duì)于一個(gè)大型的信息系統(tǒng)機(jī)房（數(shù)據(jù)中心），其中有多臺(tái)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)或多臺(tái)應(yīng)急廣播系統(tǒng)主機(jī)需要使用光纜聯(lián)網(wǎng)，那這根光纜只能使用耐火光纜而不應(yīng)該使用CMP級(jí)光纜。

（5）在大型或超大型建筑綜合布線系統(tǒng)的災(zāi)難備份設(shè)計(jì)中，由于主干傳輸線路可能會(huì)跨越多個(gè)防火分區(qū)，所以為了讓主干傳輸線路在發(fā)生爆炸、火災(zāi)等時(shí)，依然能夠進(jìn)行傳輸信息，至少確保部分區(qū)域保持運(yùn)行，不必因天災(zāi)人禍發(fā)生在一點(diǎn)而造成整個(gè)建筑物全部停止運(yùn)行（消防報(bào)警規(guī)范要求某一層發(fā)生火災(zāi)時(shí)，除本層報(bào)警外，上一層和下一層也報(bào)警，其他樓層不播放報(bào)警信息），為此其主干光纜也應(yīng)該采用耐火光纜。因?yàn)橐罁?jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，它可以保證在750℃的火場(chǎng)中依然能夠傳輸信息達(dá)90分鐘以上，而依據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)則可以保證在850℃的火場(chǎng)中依然能夠傳輸信息達(dá)3個(gè)小時(shí)以上。

綜合布線系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)已經(jīng)列入標(biāo)準(zhǔn)，但災(zāi)難備份設(shè)計(jì)卻是隨著人為和自然因素而逐步成為人們所關(guān)心的新課題，其目的是達(dá)到“小災(zāi)不亂、中災(zāi)不停、大災(zāi)不壞”的抗災(zāi)目標(biāo)。災(zāi)備布線設(shè)計(jì)主要用于大型或超大型建筑物中，它除了涉及到相關(guān)的產(chǎn)品外，還涉及到布線工程中的纜線布放、纜線保護(hù)等問(wèn)題，在目前階段相關(guān)的設(shè)計(jì)方法介紹還比較少。過(guò)去人們重視的是信息傳輸品質(zhì)，而在災(zāi)備布線設(shè)計(jì)中，所需要重視的是信息傳輸環(huán)境。在和平環(huán)境中，要想設(shè)計(jì)借助于綜合布線實(shí)現(xiàn)“千里眼順風(fēng)耳”、“決策于千里之外”，這個(gè)設(shè)計(jì)已經(jīng)不再?gòu)?fù)雜，而要想在災(zāi)難來(lái)臨，最需要信息暢通的時(shí)候依然能夠保障信息傳輸?shù)钠焚|(zhì)，哪怕是只有幾個(gè)小時(shí)，這就不是一件容易的設(shè)計(jì)工作。

在工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意的一個(gè)問(wèn)題是：火場(chǎng)的溫度不是人為可以想象的。根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 16-2008）第13.10.4款，“一般民用建筑的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)最高溫度均在1000℃以下。”所以，750℃或850℃的纜線能夠用于滿足絕大多數(shù)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的傳輸要求。在這樣的情況下，只能根據(jù)實(shí)際環(huán)境的建筑防火設(shè)計(jì)和疊加在綜合布線系統(tǒng)之上的應(yīng)用系統(tǒng)需求，選擇阻燃纜線、阻燃/低煙無(wú)鹵纜線或耐火纜線。因?yàn)榫C合布線的纜線自身不會(huì)燃燒，火焰及火場(chǎng)溫度的來(lái)源基本上都是纜線周圍的建筑材料或其他纜線，而一旦材料產(chǎn)生火焰，其火焰中各部分的溫度都不可能低于300℃（即使是一根火柴的光譜也說(shuō)明了這一點(diǎn)）。也就是說(shuō)，當(dāng)火焰“舔”到纜線時(shí)，它的溫度一定會(huì)在300℃之上，而不可能低于300℃。綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員無(wú)法預(yù)測(cè)其他系統(tǒng)中的防火、阻燃和耐火狀態(tài)，自然不可能也不應(yīng)該人為地將火場(chǎng)溫度設(shè)定在300℃或其他溫度上，只能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇纜線。

額外說(shuō)一下橋架，圖1是德特威勒公司的耐火纜線進(jìn)行耐火燃燒試驗(yàn)時(shí)拍攝的照片?？梢钥闯?，經(jīng)過(guò)850℃/3小時(shí)的燃燒試驗(yàn)后，筆直的開放式橋架已經(jīng)全部彎曲。這就說(shuō)明，數(shù)百度的火焰溫度同樣也會(huì)造成金屬橋架變形。

綜上所述，工程中的綜合布線系統(tǒng)使用哪一種纜線，取決于業(yè)主方的選擇，取決于標(biāo)準(zhǔn)，取決于對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的全面分析。對(duì)于布線廠商而言這些纜線都不是問(wèn)題，除非布線廠商參與了工程設(shè)計(jì)和工程管理。而對(duì)于工程商而言，主要根據(jù)纜徑確定彎曲半徑，根據(jù)拉伸強(qiáng)度確定施工的工藝。

阻燃/低煙無(wú)鹵是當(dāng)今中國(guó)電線電纜行業(yè)中總體發(fā)展趨勢(shì)，例如在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《阻燃和耐火電線電纜通則》（GB/T 19666-2005）中，“從環(huán)保出發(fā)，應(yīng)提倡無(wú)鹵低煙阻燃化”。在這樣的大環(huán)境下，綜合布線纜線應(yīng)該走向阻燃/低煙無(wú)鹵或阻燃/耐火/低煙無(wú)鹵纜線。當(dāng)然，不排除哪天中國(guó)的消防研究部門推出了新的火災(zāi)模型，致使相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)突然發(fā)生180度大轉(zhuǎn)彎，導(dǎo)致電線電纜行業(yè)集體“轉(zhuǎn)向”。即便如此，由于綜合布線行業(yè)中主要廠商都同時(shí)具備阻燃/低煙無(wú)鹵系列產(chǎn)品和CMx系列產(chǎn)品，到那時(shí)依然不會(huì)受到大的影響。

圖1 經(jīng)過(guò)850℃耐火燃燒后的場(chǎng)景

需要說(shuō)明的是，目前的CMx系列阻燃纜線僅出現(xiàn)在綜合布線行業(yè)之中，對(duì)于建筑物中的其他弱電纜線，如電話電纜（市話電纜）、同軸電纜（視頻監(jiān)控、有線電視）、控制線、報(bào)警線等，僅看到美國(guó)有相關(guān)的代號(hào)，卻沒(méi)有看到中國(guó)的市場(chǎng)上有相應(yīng)等級(jí)的阻燃產(chǎn)品。眾所周知，智能建筑行業(yè)是一個(gè)完整的整體，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要將各部分的纜線阻燃性能予以充分的考慮和平衡，否則依然達(dá)不到理想的效果。而這一不平衡現(xiàn)象近十年來(lái)在中國(guó)普遍存在，即僅對(duì)綜合布線纜線強(qiáng)調(diào)阻燃等級(jí)，而對(duì)其他系統(tǒng)的纜線幾乎沒(méi)有要求。這一現(xiàn)象一方面說(shuō)明綜合布線系統(tǒng)仍然走在各弱電系統(tǒng)的前列，另一方面也說(shuō)明，智能建筑的纜線阻燃產(chǎn)品依然處于“一條腿長(zhǎng)一條腿短”的“畸形”狀態(tài)。反之，對(duì)應(yīng)于阻燃/低煙無(wú)鹵纜線，這一現(xiàn)象則扭轉(zhuǎn)許多，相當(dāng)多的纜線（包括低煙無(wú)鹵同軸電纜）已經(jīng)非常成熟，要想在低煙無(wú)鹵層次上綜合設(shè)計(jì)弱電系統(tǒng)乃至整個(gè)建筑物內(nèi)的電氣系統(tǒng)纜線已經(jīng)成為可能。

本文的目標(biāo)是結(jié)合現(xiàn)在真實(shí)的產(chǎn)品及工程設(shè)計(jì)情況，提出對(duì)綜合布線系統(tǒng)防火設(shè)計(jì)的考慮及對(duì)施工的難度分析。由于其中涉及到產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品在筆者所工作的屬于產(chǎn)品供應(yīng)商，具備阻燃和耐火類綜合布線纜線，可以用于進(jìn)行對(duì)比分析，所以其中有相當(dāng)大的篇幅涉及到產(chǎn)品，其目的是展現(xiàn)真實(shí)，給從事綜合布線工程設(shè)計(jì)和施工的人員提供防火纜線工程特性的全面了解。