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綜合布線線纜的防火标準與産品選用

2017-11-08 1321

  21世紀的中國,網絡已經成為中國城市居民生活中重要的組成部分,電子商務,網上娛樂,遠程教育在社會的各個角落已經得到廣泛應用。現代化的建築物中存在大量的通信線纜,綜合布線防火問題逐漸引起了越來越多的關注。于是在設計綜合布線系統時,未雨綢缪,防火于未燃成為每一個有遠見網絡的設計者及用戶不容忽視的問題。

  本文将詳細讨論綜合布線系統防火線纜選用中存在的問題:1、線纜防火材料;2、線纜防火标準;3、防火線纜的在綜合布線系統中的選用;

  綜合布線線纜的防火材料與防火特性

  數據通信線纜的防火主要關注三個問題:線纜燃燒的速度、釋放出煙霧的密度和有毒氣體強度。數據線纜的保護套(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。總的來講,數據通訊電纜的外套有4種:

  聚乙烯(PE)/聚氯乙烯(PVC):目前國内大多數局域網布線使用的線纜使用的都是PE/PVC材料,PE的燃點較低,PVC是在PE裡面加入鹵素以提高線纜燃點。 PVC價格較低,機械性能穩定,缺點是燃點低,(允許工作溫度為70℃以下),當溫度達到160℃或更高時,PVC發散出有毒的鹵素,并且燃燒時釋放出大量熱量!有關實驗數據表明:每l 500m PVC線纜燃燒的發熱值相當于14到15L原油的發熱值,1 500m線纜大約能夠連接20個信息點,如果這一樓層有400個信息出口,折算後,燃燒時則會産生約300L原油的發熱值!

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  圖1:不同材料燃燒時釋放出的熱量比較

  防火型PVC(FR PVC):為了提高線纜的穩定性,通常在PVC摻入重金屬如鉛(lead)、鉻(chromium)、汞(mercury)、镉(cadmium); 為了提高線纜的燃點通常在PVC裡面加入一定比率的鹵素halogen(氟fluorine,氯chlorine,溴bromine,碘iodine),線纜中鹵素含量比率越高,燃點越高。防火型(fire retardant)PVC線纜比普通PVC線纜難以燃燒,燃點大約在300℃,燃燒時會散發出有毒的鹵化氣體及鉛蒸汽,鹵化氣體迅速吸收氧氣,從而使火熄滅,導緻電纜自行熄滅。其缺點是氯氣濃度高時,引起的能見度下降會導緻無法識别逃生路徑,同時氯氣及鉛蒸汽具有很強的毒性,影響人的呼吸系統,此外,FR PVC燃燒釋放出的氯氣在與水蒸汽結合時,會生成鹽酸,對通信設備及建築物造成腐蝕。

  低煙無鹵型(LSZH或LS0H,Low Smoke Zero Halogen ):衆所周知,鉛是有毒金屬,目前,國際上對電子工業産品所含毒性物質越來越關注。為了迎接綠色“無鉛時代”的到來,歐盟專門制定了“有害物質限制規定”即RoHS環保指令,凡含有鉛、镉、溴等六種物質的電子産品包括線纜自2006年7月1日起不得在歐盟國家銷售。低煙無鹵型線纜不含任何鹵素并且不含重金屬,比如鉛,代之以鋁氫氧化合物(aluminum hydroxide)或鎂氫氧化合物(magnesium hydroxide)加入線纜外套中。當燃燒時時,這種線纜毒性及煙霧濃度很低。阻燃作用來自于燃燒時産生的水,燃燒的速度較PVC慢,燃點大約150℃。低煙無鹵線纜燃燒時産生的有毒氣體非常少,煙霧發散較低,但是,無鹵素線纜的耐火型(fire resistant),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,因為氟具有更強的防火性,其燃點比FR PVC和LSZH還要高,燃點高達800℃。FEP電纜燃燒時,它釋放出無色、無味,但毒性比氯化氫更強的氟化氫。歐洲的Anderson實驗室使用被稱為匹茲堡測試的方法 (此方法由匹茲堡大學發明) 來測量電纜外皮的毒性。在測試中,燃燒一定量的絕緣層,将煙通過導管傳送到4隻白鼠所在的容器,觀察直至有2隻白鼠死亡。通過這個測試人們發現,FEP電纜的毒性是PVC線纜的1.5倍,是無鹵線纜的5倍。

  采用FEP絕緣材料的線纜一般稱為“填充型線纜”(plenum cables),因為這種電纜可以不用金屬套管直接安裝在有空調(Air-Conditioning)或通風(Ventilating)的建築物中。然而,采用 FEP材料的線纜遠高于采用其他材料的線纜,采用FEP的線纜價格大約是PVC線纜價格的四倍。

  值得指出的是,FEP材料生産技術在國内目前尚是空白,世界上隻有美國杜邦(Dupont)和日本大金(Daikin)兩家公司擁有專利技術,注冊商标分别為(Teflon FEP)特氟珑,(NeoFlon FEP)新氟珑。由于FEP耐高溫的特性,FEP目前應用到許多領域。

   綜合布線線纜的防火标準

美國國家電工規範(National Electrical Code, NEC

美國國家電工規範NEC800條款定義了電纜的防火等級,下表按照從高到低的順序列出了這些級别的定義。NEC800 名稱

通用名稱

測試方法

說明

CMP

阻燃級

UL 910NFPA262EN50289-4-11  

電纜必須具備防止火焰蔓延和減少煙霧産生的能力,沒有毒性方面要求。這種電纜可以不使用金屬套管,直接安裝在通風位置和強制通風環境中。

CMR

垂直級

UL 1666 /FIPEC 2/EN50266/IEC

電纜固定在建築物的垂直豎井中時,火焰在電纜上蔓延的距離不超過3.6米,火焰不會沿電纜在樓層間蔓延,可以用于不同