通信电缆的防火性能

所有这些发展都是为了提高结构化布线的防火性能。在各国的标准中，Plenum级别都已作为或正在成为最高防火性能级别的通讯线缆。根据安装环境来规定防火性能级别，加上强制性的线缆防火级别标记可以明确地增强风险评估。LANs的不断增长使得商用办公大楼的综合布线的使用不断增长，这导致了天花板或地板下空间的通讯线缆越来越多。在欧洲和亚洲由于目前还没有针对防火性能的要求，有些线缆的防火性能很差或更本不知道。相比之下，北美和墨西哥则完全不同，所有的通讯线缆必须符合四个防火级别之一，并且必须要有标志。这些防火等级是针对不同的安装环境，其标志对消防，健康和安全检查都十分有用。另外，世界各地的防火规则也很不相同。在北美，通讯线缆具有防火规则，并强调如何减少火焰扩张，火势蔓延，烟雾产生；在欧洲和亚洲，针对通讯线缆的防火规则并不存在（针对其他建筑产品如护墙板，天花板和地板等存在防火规则）不管怎样，在一些欧洲国家由于存在低烟无卤(LSZH)的欧洲线缆标准，有些用户更关注如何减少烟和酸性气体。这些标准目前正在修订中，让我们来看一下新的发展情况。2.标准当考虑通讯电缆的防火性能时，必须考虑以下几个关键因素：·防火阻抗(有时称为电路完整性测试)·火焰扩张和阻火·热量释放度及总释放热量·烟雾产生·毒性·烟的腐蚀性2.1防火阻抗防火阻抗或电路完整性测试是特别针对消防控制系统的，如音响器/警报器/火警电话机等设备，该测试要求在特定的火情下能维持电路完整性（例如，在1000°C的火势下3个小时仍保持电路完整）。主要的相关标准是：·IEC60331·EN50200该要求需要特殊结构的电缆，一般的通讯电缆不适用。2.2火焰扩张和阻火采用低火焰扩张和高阻火蔓延的通讯线缆可防止燃烧的线缆快速蔓延到大楼的其它部分。这样可使火灾中的人们有更多的时间撤离现场。主要相关的标准是：·ULVW-1BunsenBurner·UL1581VerticalTrayorIEEE-383VerticalTray·CSAFT-4/IEEE-1202·UL1666·UL910orNFPA262orCSAFT-6·EN50289-4-11·IEC60332-1seriesorEN50265series·IEC60332-3seriesorEN50266series·FIPECScenario1andScenario2如下图1和表1提供了美国的要求。所有的通讯线缆必须符合四个级别之一且有标记，并按不同级别规定了不同的使用场合。除了ULVW-1是小规模的测试，其它UL1581,UL1666和UL910都是中间规模的测试。加拿大标准协会(CSA)FT-4测试比UL1581稍微严格一点，其点火源是成20°角的。满足该测试的UL/CSA标记是CMG/MPG。EN50289-4-11是基于UL910测试方式并把热量释放和点火时间测试作为强制要求，还另外增加了火焰滴落测试。注意UL910和EN50289-4-11都是指测试方式而没有通过/失败要求。目前，IEC60332-1和60332-3系列标准使用较广。这些防火测试方式最初是用于电力/能源线缆的，而后被修改用于通讯电缆。IEC60332-1是小规模测试，采用1千瓦燃烧炉作为点火源并采用单根线缆测试。她与ULVW-1测试类似。IEC60332-3是中间规模的测试，采用一捆线缆测试，这一系列标准有五个种类，称为：·CategoryAF/RNMV7升/米IEC60332-3-21·CategoryANMV7升/米IEC60332-3-22·CategoryBNMV3.5升/米IEC60332-3-23·CategoryCNMV1.5升/米IEC60332-3-24·CategoryDNMV0.5升/米IEC60332-3-25NMV代表非金属体积。不同种类测试根据NMV值要求不同数量的线缆。EN50265和EN50266欧洲标准是IEC60332-1和IEC60332-3标准的欧洲版本。FIPEC(FirePerformanceofElectricCables)是欧洲行业基金设立的项目，用来开发测试线缆防火性能的方式。该测试方式修改了IEC60332-3，增加了热量释放和烟雾测试。相比目前的IEC60332-3，FIPEC改变了样品装备，可选的背板使点火源更强大并增加气流，使得FIPEC测试能更好的区分不同线缆的防火性能。FIPEC有两种测试方式，称为Scenario1和Scenario2。线缆直径大于5mm的装在单一行列空间，小尺寸的线缆则成捆装在非扭绞的空间。Scenario1比起IEC60332-3要稍微严格一些。其点火源为20kW，气流增加到每分钟8000升，加了不可燃烧的背板。Scenario2比起IEC60332-3要严格得多。其点火源为30kW，气流增加到每分钟8000升，加了不可燃烧的背板。FIPEC测试方式已被欧洲建筑产品指导(CPD)89/106/EEC的线缆防火级别分类采用。UL910,EN50289-4-11和FIPECScenario1及Scenario2作为综合防火测试方式，测试火灾中最根本的因素如火焰扩张，烟雾产生和热量释放。这是十分有用也更现实的。其他测试方式都只测一个变量――火焰扩张。2.3热量释放度(HRR)及总释放热量(THR)主要的相关标准是：·EN50289-4-11·FIPECScenarios1&2HRR和THR在UL910中是可选的。2.4烟雾产生选择低烟雾的线缆是为了帮助火灾中的人们尽可能少受窒息并不减少可见度，从而逃离火灾大楼。主要的相关标准是：·UL1685·UL910·EN50289-4-11·EN13823(SBI)·IEC61034orEN50268UL1685使用UL1581的测试方式，但增加了最高烟雾释放度和总体的烟雾要求。满足该测试的UL标记为‘LS’(有限的烟雾)。在美国，这是高压环境下的强制要求。这些线缆还必须符合UL910测试的CMP/MPP/OFNP/OFCP要求。IEC61034或EN50268使用3立方米测试。该测试最初用于电力/能源电缆模拟地下通道火灾的测试。当用来测试通讯线缆时，样品数量随线缆直径而不同。当外径为4.8mm（Plenum级别线缆的直径）要求21根，当外径为5.1mm时(符合IEC60332-1的LSZH线缆直径)要求8根。这个巨大的不同导致了测试结果也大不一样。但事实上，在9m2的工作区内安装的线缆数量并不会因为线缆直径的不同而不一样。所以，UL910,EN50289-4-11和FIPECScenarios1&2测试方法是综合的火灾测试，是更有用也更现实。IEC61034或EN50268仅测试烟雾散发。2.5毒性毒性也是比较复杂的话题。毒性最初是只针对卤化线缆。不管怎样，所有的线缆（卤化或无卤）都产生有毒气体是个不争的事实。根据火灾专家的经验，火灾中最致命的原因是吸入有毒无气味的一氧化碳(CO)。英国建筑物研究/消防研究机构UKBRE/FRS的线缆防火研究显示在燃烧时LSZH线缆产生的一氧化碳(CO)比CMP级别的线缆更多。(参见图2)。这主要是由于LSZH线缆燃烧得更快，并很快地减少了可用的氧气。2.6酸性和烟的腐蚀性除了烟雾，在火灾中还会产生气体。制造线缆时用的一些化合物可能会在火灾中产生酸性气体，从而腐蚀损坏一些电子设备和建筑结构。有两个通常用来测试酸性气体产生的标准是：·IEC60754-1(EN50267-2-1):HCLgasgeneration·IEC60754-2(EN50267-2-2&EN50267-2-3):pHandConductivity这两个标准都是聚合物材料测试而不是整个线缆测试。尽管纯净水的pH值是7，在IEC60754-2标准中，通过/失败的pH限值是4.3。4.3的限值使得绝大部分的卤化线缆都不能满足该标准。若根据这一标准，就会得出“腐蚀性仅仅与卤化线缆有关”。其他的测试方法如ASTMD5485和ISODIS11907则用金属丢失来测量腐蚀性。现在，“腐蚀性仅仅与卤化线缆有关”的观点正受到质疑。来自朗讯科技数十年的研究表明现代数字设备最容易受到空中颗粒的攻击，绝大部分的空中颗粒是带腐蚀性的离子化合物。在火灾中，与填充物、阻火材料、着色剂或聚合反应的副产品有关联的离子污染物可能会释放并堆积在线路板上。研究表明由于火灾中线缆燃烧引起的设备破坏并不是因为金属层丢失或酸性气体沉淀，而是因为电子短路和电弧气体导致过分的串扰和故障组件。研究还表明燃烧LSZH数据线缆和燃烧卤化线缆所产生的烟尘污染物是同样有害的。这个研究证明了针对数字电子设备可靠性(DEER)在火灾中的损坏原理不能由pH值或传导性或金属丢失来评估。因此目前的测试方法如IEC60754不能用来评估DEER。另外，Plenum级别的通讯线缆由于火势不会在线缆上蔓延，因此燃烧的化合物的总量是很有限的，就不会产生多的离子污染物，也就不会损坏数字电子设备了。总的来说，酸性不等同于腐蚀性。在IEC60754-2中根本没提到腐蚀性。像电流泄漏和金属丢失应该是更确切的腐蚀损坏测试。针对电流泄漏和金属丢失的测试可参照IEC60695-5-3；在美国，电流泄漏的测试方式是ULSubject1985。3.针对通讯线缆在火灾中危害的新的发展关于通讯线缆在火灾中的危害评估和管理有了一些新的发展。包括BRE-预防损失委员会(LPC)发布的设计指南，英国保险公司协会(ABI)发布的技术简报，欧洲建筑产品指南把通讯线缆包括在内，以及由美国NFPRF和UL发布的有限燃烧（难燃）级别的线缆防火性能。3.1欧洲建筑产品指南(CPD),89/106/EEC建筑产品指南CPD于1989年颁布，其中最主要的要求之一就是关于火灾中的安全。一个新的测试方式和分类标准由欧共体消防标准组织(FRG)获批。分类标准由‘Euroclasses’的ClassA1(最高性能)到ClassF(未规定性能)组成。除了最高和最低级别，其他分类都可以由EN13823SBI(SingleBurningItem)方法测试。在1998年十二月，通讯线缆在欧共体被作为建筑产品，也必须符合CPD中规定的分类要求。FIPEC测试方法被采用。共有7个分类并且增强防火性能(如Plenum级别)线缆归在EuroClassB1ca.其中主要分类中的参数是强制的，而附加分类中的参数是可选的。大部分成员都申明不愿采用可选的酸性要求。一旦批准了，在指南中就会强制要求线缆防火标记，欧洲的第一个线缆防火等级标准将会产生。这对消防、健康、安全和保险检查员的安全性能和风险评估是非常有用的。3.2NFPA90A难燃级别要求去年，美国的NFPRF和UL定义了一个新的线缆防火性能级别称作有限燃烧（难燃）。根据NFPAArticle90A，在高压通风环境中的产品必须符合这个级别，产品的燃料负载必须£8.14MJ/kg(3500BTU/lb)，25的火焰扩张指数(FSI)和50的最大烟雾发生指数(SDI)。依照NFPA259(针对燃料负载)和NFPA255(针对FSI和SDI)提出的流程这些数据必须产生。难燃线缆的要求超越了CMP/MPP/OFNP/OFCP(使用UL910/NFPA262测试)的要求。表2提供了NFPA255和NFPA262的比较，表3提供了难燃级别和CMP/MPP/OFNP/OFCP级别的比较。4.总结所有这些发展都是为了提高结构化布线的防火性能。在各国的标准中，Plenum级别都已作为或正在成为最高防火性能级别的通讯线缆。根据安装环境来规定防火性能级别，加上强制性的线缆防火级别标记可以明确地增强风险评估。“在合适的环境安装合适的线缆”是很重要的。在中国，关于通讯线缆防火级别的分类和相关测试方法也正在探讨中，相信不久的将来，也会有类似的区分阻燃级别高低的标准出现。SYSTIMAXreg;SCS具有一系列适合建筑物布线的通讯线缆。