隨著控制室、智能建筑、數據中心、機房的迅猛發展,線纜的使用總量越來越大,敷設的密集度越來越高,危險也隨之而生。一旦發生火災,沒有防火阻燃功能的線纜會將火勢帶到建筑物各個角落,同時產生大量的煙霧和熱量,對人員和設備造成巨大的威脅和傷害,這方面的事例屢見報端。因此近年來包括我國在內的世界各國對于線纜防火的問題都是越來越重視,從相關標準、規范條款的制定,到技術、產品創新應用都做了很多工作,大大提高了人們的防火意識,有力地推廣了防火阻燃線纜的市場普及。

防火取決于外皮
具有防火功能的線纜不僅能保障信息傳輸的基本功能,還是防火阻燃的一道重要的關卡。這些年來,市場上的防火線纜品類越來越多,分別具有耐火、防煙、抗腐蝕和防毒性等不同特性,這些特性取決于線纜的材料成分、外皮尺寸及內部導線絕緣等,但是否具有防火功能主要取決于最外一層護套的材料,目前主要有四種:聚乙烯(PE)/聚氯乙烯(PVC)、防火型PVC(FR PVC)、低煙無鹵型LSZH/LS0H、耐火型聚四氟乙烯(PTFE)/氟化乙丙烯(FEP)。
1. 聚乙烯(PE)/聚氯乙烯(PVC):目前大多數線纜使用的是PE/PVC材料,PE耐低溫,但燃點較低。 PVC價格較低、性能穩定,缺點是燃點仍然偏低,允許工作溫度為70℃以下,當溫度達到160℃或更高時,PVC會發散出有毒的鹵素,并且燃燒時釋放出大量熱量。
2. 防火型PVC(FR PVC):為了提高線纜的燃點通常在PVC里面加入一定比率的鹵素,線纜中鹵素含量比率越高,燃點越高。防火型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,導致電纜自行熄滅。其缺點是氯氣濃度高時,引起的能見度下降會導致無法識別逃生路徑,同時氯氣及鉛蒸汽具有很強的毒性,影響人的呼吸系統。
3. 低煙無鹵型LSZH/LS0H:構成線纜的材料不含任何鹵素(氟、氯、溴、碘),代之以鋁氫氧化合物或鎂氫氧化合物加入線纜外套中。當燃燒時,這種線纜毒性及煙霧濃度很低。阻燃作用來自于燃燒時產生的水,燃燒的速度較PVC慢,燃點大約為150℃。低煙無鹵線纜燃燒時產生的有毒氣體非常少,煙霧發散較低,但是,無鹵素線纜的成本一般比同等級的PVC線纜貴,大約是PVC價格的1.5倍,另外,LSZH線纜外套的硬度比PVC外套的線纜要高一些。
4. 耐火型:采用PTFE(聚四氟乙烯)或FEP(氟化乙丙烯)材料作外套,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。FEP電纜的毒性是PVC線纜的1.5倍,是無鹵線纜的5倍。而且采用FEP材料的線纜的價格遠高于采用其他材料的線纜,約是PVC線纜價格的四倍。

標準隨行 美歐最具影響
從以上可以看出,防火材料的不同,線纜防火的效果也有很大差異。為了促進防火電纜的使用,更規范的生產和銷售,世界各國也相繼出臺了線纜的防火標準,其中以美國標準(NEC)、歐洲標準(IEC)最具影響力。
美國國家電工規范(National Electrical Code,NEC)標準中對銅纜和光纖都有防火要求。NEC-800條款定義了銅纜的防火等級:CMP—阻燃級,CMR—垂直級,CM—商用級,CMG-通用級,CMX-住宅級等,要求通信的線纜必須經測試和滿足防火、機械和電子標準,并經過美國保險商實驗室UL(UnderwritersLaboratories)的獨立認證。NEC-770條款定義了光纜的防火等級:OFNP/OFCP-阻燃級光纜,OFNR/OFCR-垂直級光纜,OFNG/OFCG-通用級光纜(N代表非金屬光纜,C代表金屬鎧裝光纜)。
國際電工委員會(International Electrical Committee,IEC)分別定義了線纜燃燒煙霧濃度測試方法(IEC61034)、氣體發散測試方法(IEC60754)及火焰蔓延速度測試方法 (IEC60332),符合要求的才能被稱為低煙無鹵(LSZH)線纜,IEC60332又將線纜的火焰蔓延速度測試方法分為單根和成束兩種情況。IEC60332-3有A類、B類、C類和D類之分,進一步評定阻燃性能優劣。其中符合IEC60332-3A測試標準的低煙無鹵線纜阻燃性能最好,在垂直燃燒40分鐘內燃燒不起來。
雖然都是防火標準,但美國標準和歐洲標準還是有所差異的。歐洲標準在線纜的使用上注重環保,考慮到發生火災時,人員死亡的主要原因在于現場的濃煙和有毒的氣體,故要求線纜必須低煙、無鹵素。而美國國家電氣標準明確規定,通信網絡必須使用含有鹵素的線纜,以達到線纜有極高極強的抗燃性和高燃點,同時標準認為,如果線纜燃點高,那么就不會燃燒,線纜也不會散發出有毒的煙霧。這也造成了業內關于兩種標準長期的爭論不休。但發展過程中,二者已經有了互相融合的趨勢,如美國CMP級線纜已經有了低煙低鹵產品,歐洲低煙無鹵的LSZH線纜也出現了能夠耐受800度火場高溫的產品。
對于以上兩種標準,中國都不排斥,兼收并蓄,根據現實具體需求進行應用。事實上,中國各個行業對于防火阻燃要求及標準也有很多,但大部分是針對強電線纜部分,而關于通信線纜這一部分,依據的標準主要是GB50311-2007和GB50174-2008。這些標準中線纜的防火性能有:阻燃、耐火、煙密度、煙氣毒性和耐腐蝕性等,指標的依據基本上是引用了IEC標準中的參數和實驗方法,要求以人的逃生、火勢不蔓延為目標,采用阻燃、低煙和毒性小的纜線材料。可以說是既取了NEC中CMP的阻燃性,也取了IEC中LSZH的低煙無鹵的特性。
成本阻礙 意識不足
與普通電纜相比,防火電纜成本價格還較高,有的價格差距還很大,而且一些種類的防火電纜還會造成物理特性的下降,這一度成為其發展的阻礙。但世界各地不少火災事故事后調查證明,普通電纜在火災中,不僅不能阻燃,有時還成為了助燃劑,并在燃燒時散發出有毒氣體,加上燃燒釋放出的大量熱量、煙霧,造成人員和財產的巨大損失。這讓人們認識到防火電纜的必要性,更多的用戶和工程商開始關注防火線纜的選擇和使用,逐步改變了工程使用中對于布線線纜產品選購以價格為先的思想。近年來很多工程項目,尤其人流密度比較高的地方如火車站、機場、會議展覽中心、醫院、高檔寫字樓、高層建筑物等場所也都要求采用防火線纜,數據中心等重要部分更是規定必須采用高等級CMP防火電纜,這使得防火阻燃線纜銷量增長很快。
不過在中國,由于長期以來形成的固有觀念,仍然有相當部分人對于防火電纜的重視程度不足,防火意識不夠,認為火災是極小概率事件,不會落到自己身上。但從趨勢來看,隨著國家、相關機構、廠商的大力宣傳和推動,防火線纜整體技術水平和意識都在提高,其前景是廣闊的。