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2017-11-08 6046
21世纪的中国,网络已经成为中国城市居民生活中重要的组成部分,电子商务,网上娱乐,远程教育在社会的各个角落已经得到广泛应用。现代化的建筑物中存在大量的通信线缆,综合布线防火问题逐渐引起了越来越多的关注。于是在设计综合布线系统时,未雨绸缪,防火于未燃成为每一个有远见网络的设计者及用户不容忽视的问题。
本文将详细讨论综合布线系统防火线缆选用中存在的问题:1、线缆防火材料;2、线缆防火标准;3、防火线缆的在综合布线系统中的选用;
综合布线线缆的防火材料与防火特性
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(sheath)物理上分为两部分:绝缘层(insulation)和外套(jacket) ,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,数据通讯电缆的外套有4种:
聚乙烯(PE)/聚氯乙烯(PVC):目前国内大多数局域网布线使用的线缆使用的都是PE/PVC材料,PE的燃点较低,PVC是在PE里面加入卤素以提高线缆燃点。 PVC价格较低,机械性能稳定,缺点是燃点低,(允许工作温度为70℃以下),当温度达到160℃或更高时,PVC发散出有毒的卤素,并且燃烧时释放出大量热量!有关实验数据表明:每l 500m PVC线缆燃烧的发热值相当于14到15L原油的发热值,1 500m线缆大约能够连接20个信息点,如果这一楼层有400个信息出口,折算后,燃烧时则会产生约300L原油的发热值!
图1:不同材料燃烧时释放出的热量比较
防火型PVC(FR PVC):为了提高线缆的稳定性,通常在PVC掺入重金属如铅(lead)、铬(chromium)、汞(mercury)、镉(cadmium); 为了提高线缆的燃点通常在PVC里面加入一定比率的卤素halogen(氟fluorine,氯chlorine,溴bromine,碘iodine),线缆中卤素含量比率越高,燃点越高。防火型(fire retardant)PVC线缆比普通PVC线缆难以燃烧,燃点大约在300℃,燃烧时会散发出有毒的卤化气体及铅蒸汽,卤化气体迅速吸收氧气,从而使火熄灭,导致电缆自行熄灭。其缺点是氯气浓度高时,引起的能见度下降会导致无法识别逃生路径,同时氯气及铅蒸汽具有很强的毒性,影响人的呼吸系统,此外,FR PVC燃烧释放出的氯气在与水蒸汽结合时,会生成盐酸,对通信设备及建筑物造成腐蚀。
低烟无卤型(LSZH或LS0H,Low Smoke Zero Halogen ):众所周知,铅是有毒金属,目前,国际上对电子工业产品所含毒性物质越来越关注。为了迎接绿色“无铅时代”的到来,欧盟专门制定了“有害物质限制规定”即RoHS环保指令,凡含有铅、镉、溴等六种物质的电子产品包括线缆自2006年7月1日起不得在欧盟国家销售。低烟无卤型线缆不含任何卤素并且不含重金属,比如铅,代之以铝氢氧化合物(aluminum hydroxide)或镁氢氧化合物(magnesium hydroxide)加入线缆外套中。当燃烧时时,这种线缆毒性及烟雾浓度很低。阻燃作用来自于燃烧时产生的水,燃烧的速度较PVC慢,燃点大约150℃。低烟无卤线缆燃烧时产生的有毒气体非常少,烟雾发散较低,但是,无卤素线缆的耐火型(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也是一种高效的绝缘体,燃烧烟雾浓度很低,因为氟具有更强的防火性,其燃点比FR PVC和LSZH还要高,燃点高达800℃。FEP电缆燃烧时,它释放出无色、无味,但毒性比氯化氢更强的氟化氢。欧洲的Anderson实验室使用被称为匹兹堡测试的方法 (此方法由匹兹堡大学发明) 来测量电缆外皮的毒性。在测试中,燃烧一定量的绝缘层,将烟通过导管传送到4只白鼠所在的容器,观察直至有2只白鼠死亡。通过这个测试人们发现,FEP电缆的毒性是PVC线缆的1.5倍,是无卤线缆的5倍。
采用FEP绝缘材料的线缆一般称为“填充型线缆”(plenum cables),因为这种电缆可以不用金属套管直接安装在有空调(Air-Conditioning)或通风(Ventilating)的建筑物中。然而,采用 FEP材料的线缆远高于采用其他材料的线缆,采用FEP的线缆价格大约是PVC线缆价格的四倍。
值得指出的是,FEP材料生产技术在国内目前尚是空白,世界上只有美国杜邦(Dupont)和日本大金(Daikin)两家公司拥有专利技术,注册商标分别为(Teflon FEP)特氟珑,(NeoFlon FEP)新氟珑。由于FEP耐高温的特性,FEP目前应用到许多领域。
综合布线线缆的防火标准
美国国家电工规范(National Electrical Code, NEC)
美国国家电工规范NEC800条款定义了电缆的防火等级,下表按照从高到低的顺序列出了这些级别的定义。NEC800 名称 | 通用名称 | 测试方法 | 说明 |
CMP | 阻燃级 | UL 910/ NFPA262/EN50289-4-11 | 电缆必须具备防止火焰蔓延和减少烟雾产生的能力,没有毒性方面要求。这种电缆可以不使用金属套管,直接安装在通风位置和强制通风环境中。 |
CMR | 垂直级 | UL 1666 /FIPEC 2/EN50266/IEC | 电缆固定在建筑物的垂直竖井中时,火焰在电缆上蔓延的距离不超过3.6米,火焰不会沿电缆在楼层间蔓延,可以用于不同 |