关于综合布线系统防火安全介绍
武汉睿连


综合布线系统做为智能建筑的神经系统,线材是大楼的重要组成部分,被布放在建筑物的各个角落,所以一旦发生火灾,没有考虑防火要求的布线系统会变成火势蔓延帮凶,产生大量的有毒浓烟,使得我们无法判断火源,将火势带到建筑物的每个角落,严重危害人们的生命安全。基于对消防安全和隐患的重视,布线设计时除了要考虑其本身的电气性能、功能外,系统的防火安全也是一个重要的考虑因素。


对于电缆的防火标准,各地区有着不同的要求。但是无论是哪个标准,目标是一致的:保证智能建筑中布线系统的防火安全。数据通信线缆的防火主要关注三个问题:线缆燃烧的速度、释放出烟雾的密度和有毒气体强度。数据线缆的保护套物理上分为两部分:绝缘层和外套,线缆是否具有防火功能主要取决于最外一层护套的材料。

总的来讲,数据通讯电缆的外皮有4种:

1.聚氯乙烯(PVC)材料,容易燃烧且会产生有毒气体。

2.防火型PVC,同样可燃且产生有毒气体,但燃点比普通PVC材料高。

3.强制通风级别电缆,燃烧时会释放卤素气体,但其燃点比防火型PVC和LSZH还要高。

4.低烟无卤(LSZH或LS0H)型,燃烧时产生的有毒气体非常少,燃烧的速度很慢。


不同国家根据实际的施工方式及理念,制定了不同的标准。可分为美标(UL)、欧标(IEC)与中国国标(GB)。北美地区线缆敷设常通过架空方式,电气法规(NEC)明确规定:通信线缆必须使用具有含卤素材料。因为含卤线缆虽然具有重要环保缺陷,但卤素本身却具有很强的抗燃性及高燃点,如果线缆根本不着火或很难着火,那么就不会引起燃烧,从而就不会散发出有毒的烟雾。而欧盟建筑法规规定线缆必须安装在金属套管内。金属套管在大火中可以对线缆起保护作用,考虑到环保要求推荐使用无卤素线缆作为首选标准,以此减少火灾的危害。可以看出,北美与欧洲存在不同的意见。而我国对两种标准都不排斥,根据不同使用环境推荐使用不同类型的防火线缆。


大家在工程项目中经常会看到的防火阻燃等级有:CM(OFN)、CMR(OFNR)、CMP(OFNP)、LSZH,还有普通的PVC外皮等,如下图。


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UL是美国保险商试验所(Underwriter Laboratories Inc.),将线缆的防火等级做了如下规定:

1、增强级CMP(铜缆)、OFNP或OFCP(光纤),适用安全标准为UL910。是等级最高的线缆,送风燃烧测试,在一捆增压级线缆上用风扇强制吹向火焰时,线缆上的火焰蔓延5M内将自行熄灭(火焰最大蔓延1.5米),这种电缆内含有化学物质,在温度极高的时候释放出少量的有毒气体或蒸汽。在美国这种线缆为首选。这样的线缆一般安装在通风管道或空气回流增压系统中。(斯泰纳风道实验)。

这种CMP电缆通常安装在通风管道或空气处理设备使用的空气回流增压系统中,被加拿大和美国所认可采用。符合UL910标准的FEP/PLENUM材料,阻燃性能要比符合IEC60332-1及IEC60332-3标准的低烟无卤材料的阻燃性能好,燃烧起来烟的浓度低。


2、干线级CMR(铜缆)、OFNR或OFCR(光纤),适用安全标准为UL1666。是等级位居第二的线缆,直立燃烧测试,成捆的干线级别线缆在风扇强制吹风的情况下,火焰会在5M内自行熄灭(火焰最大蔓延3.6米),这种防火级别的线缆没有烟雾或毒性的要求(实验模拟垂直竖井环境),通常在主干线缆上使用这样防火等级的线缆。


3、商用级CM(铜缆)、OFN或OFC(光纤),适用安全标准为UL1581。是级别比较低的线缆,垂直燃烧测试,成捆的线缆在燃烧时会在5M内自行熄灭(火焰最大蔓延2.4米),但是没有任何风扇强吹的限制和任何烟雾和毒性的规范要求,商用级别的线缆一般用于水平线缆,水平线缆一般是放在线槽或者管中,所以总体来说在套管的情况下防火等级会明显提高,客户也不会担心在水平线缆使用商用级别的线缆会产生隐患。


4、家居级CMX(铜缆)这里只有铜缆的等级,没有光纤分类,适用安全标准为UL1581,VW-1。是UL中级别最低的,垂直燃烧测试,一条家居级电缆上的火焰蔓延5M后自行熄灭,没有强制吹风的限制和任何烟雾和毒性的规范要求,家居级电缆一般应用于单独敷设每条线栏中的家庭中,不应成捆敷设,成捆线缆的火焰蔓延方式和一条线缆有很大的差异。


IEC标准即国际电工委员会(International Electrical Commission),是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织,其目的是为了促进世界电工电子领域的标准化,欧洲组织一般遵循该标准。

IEC定义了线缆燃烧烟雾浓度测试方法(IEC61034),气体发散毒性及酸性测试方法(IEC60754),及火焰蔓延速度测试方法(IEC60332)的测试方法。其中阻燃等级IEC60332主要由IEC60332-1和IEC60332-3分别用来评定单根线缆垂直布放时的阻燃能力和成束线缆垂直燃烧时的阻燃能力,相比之下成束线缆垂直燃烧时在阻燃能力的要求上要高得多。IEC60332-3有A、B、C、D类四个等级,以评定阻燃等级的优劣。


IEC60332-1阻燃等级(单根电线或电缆垂直燃烧测试),这是单根电缆的阻燃标准。试验规定,一根60cm长的试样垂直固定在前壁开通的金属箱内,火焰长度175mm的丙烷燃烧器从距试样的上部固定端450mm的位置上火焰锥与电缆以45度角接触,如果试样燃烧损坏部分距离固定端下部不超过50mm,测试通过。这种级别的电缆的性能要求和UL增压级电缆相似。


IEC60332-3C阻燃等级(成束电线或电缆垂直燃烧测试),这是成束电缆的阻燃标准。试验规定,成束3.5m长的电缆试样用铁丝固定在梯形测试架上,试样数量按不同分类所要求的非金属物料决定。试样垂直挂在燃烧炉背壁上,空气通过底板上的进气口引入燃烧炉。丙烷平面燃烧器以 750 ℃的火焰与试样接触,试样在强制吹风(气流排放5 m³ /分钟,风速 0.9m /秒)的情况下,必须在垂直燃烧 20 分钟内燃不起来,电缆在火焰蔓延2.5米以内自行熄灭。这种级别的电缆的性能要求和CM级电缆相似,但增加了LSZH要求。


防火阻燃线缆LSZH或LSOH均为低烟无卤产品,它主要是由聚烯烃组成,不含有氟、氯、溴、碘等卤族元素,具有相对较高的燃烧材料(与CM相比),在线缆中添加金属水合物来抑制他的可燃性,在水合作用将水耗尽后开始燃烧,燃烧速度较慢。


我国结合国标相关标准,根据国情和实际情况。既取了CMP的阻燃性,也取了LSZH的低烟无卤的特性。并根据阻燃、耐火、烟密度、烟气毒性和耐腐蚀性等制定了GB31247-2014电缆及光缆燃烧性能等级国家标准。将燃烧性能分为A级、B1级、B2级和B3级。各标准对照图如下。



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就目前而言,GB31247还没得到广泛应用,我国更多是参考UL与IEC的标准,给出以下选用建议:

 1、布线设计时,应选用金属线槽和管道,而杜绝使用PVC管材,这对线缆的耐燃性会有很大的提高;

 2、CMP级别的线缆具有阻燃,发烟量小的特点,但是价格却很昂贵,对于预算充足,数据安全级别高的用户而言,CMP是最佳的选择;

3、CMX、CM线缆在防火要求较高的大型公共场所布线项目中往往不适合用户方对防火等级及材料耐火要求,但是穿金属槽管后的防火性能其实很好;

4、LSZH线缆+金属槽管的方式比CMX、CM成本略高,但是较为经济,且有低烟低毒环保的概念,能够合理地表达出对人生命的关怀,在公共项目或防火要求高的办公,商务楼中可以广泛推广使用。