布线系统防火等级详解

关注布线系统的防火安全人们对计算机网络系统高性能要求的不断提高促使网络设备厂商们也在马不停蹄的开发并推出更高速、灵活以及功能独具的各种网络设备。然而，作为网络基础设施，并被布设在建筑物的墙中、垂直竖井中、天花板上以及地板下的网络布线系统，除了要考虑其本身的电气性能、功能，系统的防火安全是另一个重要的考虑因素。布线系统就像神经网络一样贯穿在智能建筑的各个角落，一旦发生火灾，没有考虑防火要求的布线网络会变成帮凶，将火势带到建筑物的每个角落，同时散发有毒气体，危害人们的生命安全。因此，电缆的防火性能对于防火安全来讲是至关重要的。所谓的智能大厦应该首先是安全的大厦，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。对于电缆的防火标准，各国有着不同的要求。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（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。目前国内大部分地区敷设的电力及通信电缆均含有卤素，火灾每年在国内造成直接经济损失至少为0.65%的GDP，及5000人的死亡。综观近几年国内发生的几起大型火灾事故，90%是由于受害者无法逃生，装饰材料及线缆燃烧散发出有毒气体和酸性气体，加上燃烧释放出的大量热量、烟雾，造成受害者呼吸困难，导致悲剧发生！认识到这一危害，国内越来越多的工程项目，尤其人流密度比较高的地方，如火车站，机场，会议展览中心，医院，高档写字楼，高层建筑物等要求采用特殊材料的通信线缆。在防火综合布线系统防火线缆的选择上，与屏蔽和非屏蔽综合布线系统一样，北美与欧洲存在不同的意见。欧盟国家考虑到环保要求将使用无卤素、无铅的屏蔽线缆作为电力与通信线缆的选择标准。同时为了减少火灾的危害，欧盟建筑法规规定线缆必须安装在金属套管内。但是，美国国家电气法规（NEC）却明确规定：通信网络必须使用具有含卤素材料的非屏蔽双绞线。这是因为，含卤电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，如果电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。中国的国情不同于欧美，对于不同的建筑物，应根据建筑物场地的实际情况如线槽（线管）材料，空调通风系统安装情况，线缆安装方式等因素综合考虑：1.架空地板或吊顶建筑物架空地板或吊顶内若为PVC线槽/管且安装了空调通风系统，在架空地板或吊顶内须采用填充型的（CMP或OFNP）线缆；如果建筑物架空地板或吊顶内采用金属线槽/管或防火性PVC线槽/管，可采用任意类型的（CM/CMG/CMR/CMP或OFN/OFNG/OFNR/OFNP）线缆。2.垂直竖井建筑物垂直竖井内若为PVC线槽/管垂直竖井内应采用CMR或OFNR以上等级的电缆或光缆；垂直竖井内若为金属线槽/管（或阻燃PVC线槽/管），垂直竖井内可采用任意类型的（CM/CMG/CMR/CMP或OFN/OFNG/OFNR/OFNP）电缆或光缆。3.对于有环保需求的建筑物，设计综合布线工程时应选用符合LSZH等级的线缆，同时应采用防火功能的金属线槽/管或阻燃PVC线槽/管。建筑物的防火安全关系到人们的生命和财产安全，是智能楼宇设计和建设时不能忽略的重要环节。布线完整的防火和环保综合布线系统解决方案，对生命安全和环境提供了保护，并合理应用各级别电缆的防火性能特点，物尽其用。线缆防火级别介绍目前投入市场的各种通信线缆，具有很多种不同的标准和要求，每一种都具有不同的耐火、防烟、抗腐蚀和放毒性等特性。这些特性取决于线缆的材料成分、外皮尺寸及内部导线绝缘等。使用火焰传播性低、阻燃性高的线缆，可以防止火焰快速蔓延到建筑物的其他部分以及建筑物内易燃的材料上。线缆由外皮提供保护，室内使用的数据线缆可根据其防火性能进行分类，目前有很多国际标准规范线缆的防火性能，例如国际电工委员会（IEC）发布的IEC332系列、美国国家电气规范（NEC）推荐的CM系列等。在美国，NEC把线缆分为CMX（最低级别）、CM、CMR（垂直使用）和CMP（强制通风环境中使用）4个级别。这种划分方法在国际上也比较流行。这些分级详细说明了线缆防止火焰蔓延的需求，用于水平布线子系统且不会被安装在通风回路环境中的线缆被定义为通用型线缆，其外皮材料通常用于规定的温度下，超过规定温度外皮材料的特性将无法保证。对于主干应用，外皮材料需要符合更严格的防火规范，这种线缆应该比通用型线缆有更强的防止火焰蔓延的能力，线缆的结构对于防火同样有很重要的作用，像低烟PVC、无卤材料（LSZH）、高温材料等也被用于线缆以控制火焰的蔓延及有毒烟雾的产生。另外，金属铠装层也可以有效地用于防止线缆着火。总的来讲，数据通信线缆的外皮有四种：聚氯乙烯（PVC）材料，容易燃烧且会产生有毒气体；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；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；强制通风级别线缆，燃烧时会释放卤素气体，但其燃点比防火型PVC和LSZH还要高。NEC的防火规范覆盖了低压通信线缆的防火需求，定义了5个防火级别（另外附加了一个地毯下线缆的级别），需要说明的是，高级别的线缆可以替换低级别的线缆。序号项目说明防火等级1强制通风线缆（增压级）用于通风位置和强制通风环境中，无须使用防火套管，定义此级别的目的是减少火焰和可见气体蔓延到建筑物的其他部分。最高2垂直线缆（干线级）在大楼干线和水平电缆中使用，在大楼干线使用时，火焰不会沿线缆在楼层间蔓延。第二3通用线缆（商用级）用于水平走线，可以捆在一起使用，但不可以穿越楼板或天花板，只可以用于同一楼层。第三4通用线缆（通用级）第四5限制使用线缆（家居级）应用于单独敷设每条电缆的家庭或小型办公室系统，不应成捆敷设。最低UL阻燃标准UL列明的任何电缆经过测试验证若符合某种防火等级，可在电缆印上UL识别字、防火等级和批准编号。◎增压级-CMP级（送风燃烧测试/斯泰钠风道实验PlenumFlameTest/SteinerTunnelTest）这是UL防火标准中要求最高的电缆（PlenumCable），适用安全标准为UL910，实验规定在装置的水平风道上敷设多条试样，用87.9KW煤气本生灯（300，000BTU/Hr）燃烧20分钟。合格标准为火焰不可延伸到距煤气本生灯火焰前端5英尺以外。光密度的峰值最大为0.5，平均密度值最大为0.15。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。◎干线级-CMR级（直立燃烧测试RiserFlameTest）这是UL标准中商用级电缆（RiserCable）,适用安全标准为UL1666。实验规定在模拟直立轴上敷设多条试样，用规定的154.5KW煤气本生灯（527，500BTU/Hr）30分钟。合格标准为火焰不可蔓延到12英尺高的房间的上部。干线级电缆没有烟雾浓度规范，一般用于楼层垂直和水平布线使用。◎商用级-CM级（垂直燃烧测试VertialTrayFlameTest）这是UL标准中商用级电缆（GeneralPurposeCable），适用安全标准为UL1581。实验规定在垂直8英尺高的支架上敷设多条试样，用规定的20KW带状喷灯燃烧（70，000BTU/Hr）20分钟。合格标准为火焰不可蔓延到电缆的上端并自行熄灭。UL1581和IEC60332-3C类似，只是敷设电缆根数不同。商用级电缆没有烟雾浓度规范，一般仅应用于同一楼层的水平走线，不应用于楼层的垂直布线上。◎通用级-CMG级（垂直燃烧测试VertialTrayFlameTest）这是UL标准中通用级电缆（GeneralPurposeCable），适用安全标准为UL1581。商用级和通用级的测试条件类似，同为加拿大和美国认可使用。通用级电缆没有烟雾浓度规范，一般仅应用于同一楼层的水平走线，不应用于楼层的垂直布线上。◎家居级-CMX级（垂直燃烧测试VertialWireFlameTest）这是UL标准中家居级电缆（RestrictedCable），适用安全标准为UL1581，VW-1。实验规定试样保持垂直，用试验用的喷灯燃烧（30，000TU/Hr）15秒钟，然后停止15秒钟，反复5次。合格标准为余火焰不可超过60秒钟，试样不可烧损25%以上，垫在底部的外科用棉不可被落下物引燃。UL1581-VW-1和IEC60332-1类似，只是燃烧的时间不同。这种等级也没有烟雾或毒性规范，仅用于敷设单条电缆的家庭或小型办公室系统中。这类电缆不应成捆敷设使用，必须套管。UL防火等级增压级-CMP铜缆(UTP和ScTP)-OFNP或OFCP光纤电缆这是等级最高的电缆，在一捆电缆上使用风扇强制吹向火焰时，电缆将在火焰蔓延5米以内自行熄灭。增压级电缆包括化学物质，在燃烧或在极度高温时，电缆不会放出毒烟或蒸汽，使其成为美国首选的电缆，其中通信布线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。干线级-CMR铜缆(UTP和ScTP)-OFNR或OFCR光纤电缆这是等级位居第二的电缆，在风扇强制吹风的条件下，成捆电缆必须在火焰蔓延5米以内自行熄灭，通常会在干线火灾中遇到这种情况。但是，干线级电缆没有烟雾或毒性规范。美国以外的世界各地通常在大楼干线和水平电缆中使用这种防火等级的电缆。商用级-CM铜缆(UTP和ScTP)-OFN或OFC光纤电缆商用级比干线级低，成捆电缆必须在火焰蔓延5米以内自行熄灭，但没有任何风扇强制吹风的限制。与干线级一样，商用级电缆没有烟雾或毒性规范。这种防火等级的电缆常用于水平走线中，在水平走线中，电缆一般会捆在一起。通用级-CMG铜缆(UTP和ScTP)-OFNG或OFCG光纤电缆通用级与商用级类似。家居级-CMX铜缆(UTP和ScTP)