探析工程中的低烟无卤缆线应用

文｜德特威勒电缆系统（上海）有限公司 曾松鸣

“预防为主，防消结合”是中国消防战线上一句有名的口号和纲领。为了从无情的火场中挽救更多的生命、财产和信息，综合布线行业与其他电缆行业一样，向来把防火作为室内缆线防护的重中之重。国内绝大多数布线厂商在中国市场所提供的双绞线和光缆都属于阻燃级缆线和阻燃/低烟无卤缆线，有些还提供耐火级光缆。与此同时，建筑物中使用的控制线、广播线、报警线和电源线中也包含阻燃级缆线和阻燃/低烟无卤缆线，有些还提供耐火级光缆。而只有这些缆线在同一栋建筑物中彼此相匹配，才能达到最佳的防护效果。当然，缆线防火只是建筑物防火中的一个组成部分。

根据当前的中国公安部标准《阻燃及耐火电缆-塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求 第1部分：阻燃电缆》（GA 306.1-2007）和《阻燃及耐火电缆-塑料绝缘阻燃及耐火电缆分级和要求第2部分：耐火电缆》（GA 306.2-2007），缆线防火分为阻燃和耐火两大系列，前者定义为“具有规定的阻燃性能（如阻燃特性、烟密度、烟气毒性和耐腐蚀性）的电缆”，后者定义为“具有规定的耐火性能（如线路完整性、烟密度、烟气毒性和耐腐蚀性）的电缆”，当然这里的“电缆”是泛指，其中也包含光缆。由此可见对于中国目前的防火缆线特性而言，烟气毒性（无毒，对于低烟无卤缆线而言，其中的无卤即不含有剧毒的卤素元素）、烟密度（低烟）和耐腐蚀性（酸性气体具有腐蚀性）三项都是必不可少的，只有阻燃特性和耐火特性分别是阻燃缆线和耐火缆线的特征。

阻燃和耐火两词所描述的是两个不同的防火方向。阻燃是指火势不蔓延，即缆线在火场中遇火后其蔓延的速度小于标准规定的数值。在应用中，它的价值是火势不会顺着缆线蔓延到现在还没有着火的区域中，避免火场范围因缆线原因扩大，使火场所造成的损失尽量控制在已经发生火灾的区域内；耐火是指火势“舔”到缆线后，缆线依然能够继续传输信息或电源，使相关的设备和系统在缆线周围发生后，依然能够保持着正常工作的能力。在应用中，它的价值是通过设备继续工作，让救火指挥员依然能够从消防报警设备中获得最新的火场信息，能够通过电视监控系统（火场中并非到处是火和烟）看到人们活动的情况，通过广播设备给身陷火场的逃生者以一定的引导，能够允许火灾自动报警装置、人工报警器、消火栓、消防泵、水幕泵、自动喷水系统、水喷雾和泡沫灭火系统、二氧化碳灭火和干粉灭火系统、防排烟设备、火灾应急广播、火灾疏散标志照明、火灾时继续工作的备用照明、避难层备用照明、消防电梯等设备继续工作。因此可以确认，阻燃、耐火、低烟无卤这些特性本身是并不矛盾而又是互补的，同时又具有阻燃、耐火、低烟、无卤的全部特性，使防火特性得以全面地满足。

在中国的综合布线工程中，阻燃综合布线缆线已经得到了广泛的应用，例如，除1998年6类非屏蔽诞生之初，还有不阻燃的6类非屏蔽双绞线，几乎就没有非阻燃的室内双绞线和室内光缆的市场。在人员密集区域（如机场、展览场馆、办公建筑等），使用阻燃/低烟无卤缆线则早已成为共识。而在综合布线系统中，目前只有耐火光缆和阻燃/耐火光缆而没有耐火双绞线，其原因是耐火级的缆线要求温度高达750℃以上，远高于任何一种阻燃缆线所能够达到的温度，而根据TIA 568B标准，非屏蔽双绞线（没有区分是那一种阻燃等级的双绞线）的温度从20℃升至60℃时，传输距离将从现在的90m下降到75m，即下降的温度变化速率为0.37m/℃，如果按此数据计算，当温度上升到240℃时双绞线的传输距离为0m，这就说明常规的双绞线不可能在750℃以上的高温中继续传输信息，也说明在750℃以上高温中只有光缆能够用于传输高速信息。

德特威勒具备CMP等级的双绞线和光缆，也具备使用温度高达850℃、使用时间长达180分钟、损耗值仍然符合《综合布线系统工程验收规范》（GB 50312-2007）的阻燃/耐火/低烟无卤光缆，其目标就是全面满足各类客户的需求。

德特威勒的耐火光缆同时具有阻燃、耐火、低烟无卤、无腐蚀性、防水、防鼠、室内外通用的特性，并可以配备OM1（普通多模光纤）、OM2（普通多模光纤）、OM3（万兆多模光纤）、OM4（万兆多模光纤）和OS2（单模零水峰光纤）纤芯。

综合布线系统中的室内阻燃缆线、阻燃/低烟无卤缆线和阻燃/耐火/低烟无卤都属于建筑电气中的“塑料绝缘缆线”，即可以像常规的双绞线和光缆一样弯曲施工的缆线，它们的施工方法与常规的综合布线缆线没有区别，所需要考虑的问题仍然是最小弯曲半径、拉伸力/拉伸强度、双绞线不允许打圈、光缆不希望脚踩等，并没有附加的要求。所以，对于工程管理人员和施工人员而言，这些缆线的布放是十分简单和熟练的。

在综合布线系统工程的规划、设计和材料选型中，阻燃、阻燃/低烟无卤、阻燃/耐火/低烟无卤缆线之间是略有差异的。

（1）在常规的建筑物布线工程中，一般会在水平和主干通道中都使用全封闭桥架，可以使用CM等级的缆线，以降低造价。因为根据建筑行业中公认的说法，CM级缆线敷设在全封闭桥架中的阻燃效果，超过了CMP级缆线的阻燃效果。这一点在《综合布线系统设计规范》（GB 50311-2007）的防火章节中也有体现。

（2）在信息机房内，由于执行《电子信息系统机房设计规范》（GB 50174-2008）的缘故，目前在A级和B级机房中会考虑使用CMP级缆线，但对于业主而言，愿意使用CMP缆线的依然是少数。依据该标准的第3.1.6款“同一机房内的不同部分可根据实际情况，按不同的标准进行设计”、条文说明第3.1.6款“本条是指当机房的某项外部或内部条件较好或较差时，此项的设计标准可以降低或提高。总之，机房应在满足电子信息系统运行要求的前提下，根据具体条件进行设计”，由此可知，即使是A级或B级机房中，某些单项设计仍然可以依据实际情况进行选择。何况，在该标准的布线章节第10.0.6款中，明确要求“敷设在隐蔽通风空间的缆线应根据电子信息系统机房的等级，按本规范附录A的要求执行。”注意其中“隐蔽”二字，说明在其他环境中的缆线并无此要求。

（3）在人员密集的建筑物中，中国目前公认的综合布线缆线选择是使用阻燃/低烟无卤缆线，配以电气系统的阻燃/低烟无卤电缆，以达到理想的缆线选择方式。近十年的大型机场招投标中都要求使用阻燃/低烟无卤缆线。

（4）如果在消防报警系统和应急广播系统中使用光缆，则该光缆应采用耐火光缆，其原因是国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116）和《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）中已经明确用于这两个系统的缆线应使用耐火缆线。即使是电子信息系统机房，其规范中的消防章节第13.1.4款中的要求“电子信息系统机房应设置火灾自动报警系统，并应符合现行国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116）的相关规定。”而在国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116）中对缆线的要求是耐火缆线，并非阻燃缆线。如果对于一个大型的信息系统机房（数据中心），其中有多台火灾报警系统主机或多台应急广播系统主机需要使用光缆联网，那这根光缆只能使用耐火光缆而不应该使用CMP级光缆。

（5）在大型或超大型建筑综合布线系统的灾难备份设计中，由于主干传输线路可能会跨越多个防火分区，所以为了让主干传输线路在发生爆炸、火灾等时，依然能够进行传输信息，至少确保部分区域保持运行，不必因天灾人祸发生在一点而造成整个建筑物全部停止运行（消防报警规范要求某一层发生火灾时，除本层报警外，上一层和下一层也报警，其他楼层不播放报警信息），为此其主干光缆也应该采用耐火光缆。因为依据国家标准，它可以保证在750℃的火场中依然能够传输信息达90分钟以上，而依据欧洲标准则可以保证在850℃的火场中依然能够传输信息达3个小时以上。

综合布线系统的常规设计、冗余设计已经列入标准，但灾难备份设计却是随着人为和自然因素而逐步成为人们所关心的新课题，其目的是达到“小灾不乱、中灾不停、大灾不坏”的抗灾目标。灾备布线设计主要用于大型或超大型建筑物中，它除了涉及到相关的产品外，还涉及到布线工程中的缆线布放、缆线保护等问题，在目前阶段相关的设计方法介绍还比较少。过去人们重视的是信息传输品质，而在灾备布线设计中，所需要重视的是信息传输环境。在和平环境中，要想设计借助于综合布线实现“千里眼顺风耳”、“决策于千里之外”，这个设计已经不再复杂，而要想在灾难来临，最需要信息畅通的时候依然能够保障信息传输的品质，哪怕是只有几个小时，这就不是一件容易的设计工作。

在工程设计时，需要注意的一个问题是：火场的温度不是人为可以想象的。根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）第13.10.4款，“一般民用建筑的火灾现场最高温度均在1000℃以下。”所以，750℃或850℃的缆线能够用于满足绝大多数火灾现场的传输要求。在这样的情况下，只能根据实际环境的建筑防火设计和叠加在综合布线系统之上的应用系统需求，选择阻燃缆线、阻燃/低烟无卤缆线或耐火缆线。因为综合布线的缆线自身不会燃烧，火焰及火场温度的来源基本上都是缆线周围的建筑材料或其他缆线，而一旦材料产生火焰，其火焰中各部分的温度都不可能低于300℃（即使是一根火柴的光谱也说明了这一点）。也就是说，当火焰“舔”到缆线时，它的温度一定会在300℃之上，而不可能低于300℃。综合布线系统的设计人员无法预测其他系统中的防火、阻燃和耐火状态，自然不可能也不应该人为地将火场温度设定在300℃或其他温度上，只能根据标准选择缆线。

额外说一下桥架，图1是德特威勒公司的耐火缆线进行耐火燃烧试验时拍摄的照片。可以看出，经过850℃/3小时的燃烧试验后，笔直的开放式桥架已经全部弯曲。这就说明，数百度的火焰温度同样也会造成金属桥架变形。

综上所述，工程中的综合布线系统使用哪一种缆线，取决于业主方的选择，取决于标准，取决于对应用系统的全面分析。对于布线厂商而言这些缆线都不是问题，除非布线厂商参与了工程设计和工程管理。而对于工程商而言，主要根据缆径确定弯曲半径，根据拉伸强度确定施工的工艺。

阻燃/低烟无卤是当今中国电线电缆行业中总体发展趋势，例如在国家标准《阻燃和耐火电线电缆通则》（GB/T 19666-2005）中，“从环保出发，应提倡无卤低烟阻燃化”。在这样的大环境下，综合布线缆线应该走向阻燃/低烟无卤或阻燃/耐火/低烟无卤缆线。当然，不排除哪天中国的消防研究部门推出了新的火灾模型，致使相关国家标准突然发生180度大转弯，导致电线电缆行业集体“转向”。即便如此，由于综合布线行业中主要厂商都同时具备阻燃/低烟无卤系列产品和CMx系列产品，到那时依然不会受到大的影响。

图1 经过850℃耐火燃烧后的场景

需要说明的是，目前的CMx系列阻燃缆线仅出现在综合布线行业之中，对于建筑物中的其他弱电缆线，如电话电缆（市话电缆）、同轴电缆（视频监控、有线电视）、控制线、报警线等，仅看到美国有相关的代号，却没有看到中国的市场上有相应等级的阻燃产品。众所周知，智能建筑行业是一个完整的整体，在设计时，需要将各部分的缆线阻燃性能予以充分的考虑和平衡，否则依然达不到理想的效果。而这一不平衡现象近十年来在中国普遍存在，即仅对综合布线缆线强调阻燃等级，而对其他系统的缆线几乎没有要求。这一现象一方面说明综合布线系统仍然走在各弱电系统的前列，另一方面也说明，智能建筑的缆线阻燃产品依然处于“一条腿长一条腿短”的“畸形”状态。反之，对应于阻燃/低烟无卤缆线，这一现象则扭转许多，相当多的缆线（包括低烟无卤同轴电缆）已经非常成熟，要想在低烟无卤层次上综合设计弱电系统乃至整个建筑物内的电气系统缆线已经成为可能。

本文的目标是结合现在真实的产品及工程设计情况，提出对综合布线系统防火设计的考虑及对施工的难度分析。由于其中涉及到产品，而这些产品在笔者所工作的属于产品供应商，具备阻燃和耐火类综合布线缆线，可以用于进行对比分析，所以其中有相当大的篇幅涉及到产品，其目的是展现真实，给从事综合布线工程设计和施工的人员提供防火缆线工程特性的全面了解。