日益增长的通信电缆应用对防火安全的需求

文|杜邦中国集团有限公司

 

张宜：中国工程建设标准化协会信息通信专业委员会综合布线工作组组长

叶俊浩：杜邦中国集团有限公司氟产品应用部市场开发经理

    IB记者：首先欢迎两位来参加我们对电缆防火安全问题的讨论。我们知道张老师长期从事综合布线行业的工作，是我们国家相关标准的主要起草者，十分熟悉国内局域网线的发展情况。而叶经理是从事于材料方面的研究，是局域网线相关绝缘材料的提供者，希望两位从自己的专业角度对大楼内使用数据通信电缆的防火安全问题谈谈自己的看法，给读者和相关从业人员有所启发。
    叶俊浩：好的。首先感谢贵刊的邀请，以及张老师的参加。曾经和张老师参加了多次的行业会议，并就线缆的防火问题，从标准、产品、施工、验收等方面作广泛的沟通。这次能和大家坐在一起探讨电缆防火的问题十分荣幸。
    张宜：谢谢。其实，布线领域随着这么多年的发展，国内对电缆防火的问题的探讨做了大量的工作，从线缆防火的概念的引入到国内规范的相关条款的制定及技术交流与推广，整个市场开始有所认识。但我觉得认识得还不够深，甚至有些理解与贯彻有误导现象的存在，希望通过这次讨论，了解国外对电缆防火问题的看法，同时也可把我们自己存在的疑问找到比较完美的答案。
    叶俊浩：我也有这种感觉，就拿我们杜邦来说，作为CMP 等级防火电缆的绝缘材料供应商，我们在国内市场推广防火电缆也有一段时间了，但市场上对产品的接受度还不高。随着这几年国家一些标准开始对电缆防火问题的重视，情况开始有所好转，例如2009 年6月1 日正式执行的《电子信息系统机房设计规范》GB 50174 明确在Ａ类机房内，布线应使用CMP 阻燃等级的电缆。但是在有些项目中，设计公司或甲方还是会有意无意地选用较低阻燃等级的电缆，您认为主要的原因是什么？
    张宜：这种现象还是有一定的普遍性。一个原因是对标准的认识问题，有了标准后怎样去执行的问题。作为标准的制定部门有义务让更多的人知道标准在制定时为什么要这么规定，它的实质内容是什么。比如我们在撰写GB 50311、GB 50174 标准的具体条款时都是考虑到各方面的因素与国情及工程中的实际状况，包括国内外的火灾案例调查，阻燃线缆的具体应用环境以及国外的相关标准情况。
    叶俊浩：在美国，也是相关案例推动了相关法案的制定。像类似数据机房的火灾，我正好有个发生在美国的案例可以供大家学习：
    1988 年5 月，位于美国伊利诺伊州贝尔公司的总部大楼机房发生火灾，由于是大量可燃的电缆绝缘层材料，火势迅速地沿走线槽里的电缆蔓延。美国国家防火协会（NFPA） 调查显示：“无论是在狭小的走线槽空间，还是在电缆和天花板之间的开放空间里，都能看到火苗沿水平的布线路由燃烧的痕迹。”火情很快就燃遍了六个楼层，燃烧的电缆绝缘层材料发散出大量的烟和热量，吞噬了整幢大楼，楼内的通信设备被严重的损坏。据灾后伊利诺伊州商务部门的统计，火灾造成的损失使得大楼内3/4 的区域被烧毁，直接经济损失九千万美元，电力中断17 天，造成贝尔公司的电话网络瘫痪整整4 周。
    张宜：这个案例可以说明数据中心内电缆防火的重要性，实际上我们现在数据机房的面积从几千到几万平米的都有，一个机柜的进、出量会达到几百根。电缆的数量大大多于二十多年前的美国，而且现在的经济，政治活动对数字网络的依赖性更强，万一发生火灾造成的损失将更大。
    叶俊浩：谈到损失，我可以提供一些量化的数字：火灾的直接损失主要是来自停工的损失、资产的损失、设备的损坏、数据的丢失等。2000 年的数据显示，每停工一小时对重要行业的经济损失可以量化为：能源行业280 万美金；电信业200 万美金；制造行业160 万美金；金融140 万美金；IT行业130 万美金；保险行业120 万美金；零售行业110 万美金；医药行业100 万美金；银行行业100 万美金。还有很多无法用金钱估量的损失，例如：清理费用、医疗费用、核心竞争力、法律诉讼、公众形象、违约责任等。
    张宜：所以我们首先对重要的A 类机房规定使用CMP 阻燃等级的电缆，以确保这些地方对火灾侵入的防范能力及其有效的保障人民生命财产的安全。
    叶俊浩：那您认为在具体工程中仍没有得到贯彻执行，还存在其他什么原因？
    张宜：不得不提的是价格成本的问题，毕竟现在CMP 电缆的价格是普通PVC 电缆的3倍多，比低烟无卤的价格也要高一倍。很多大楼业主在最后选择电缆的时候因为价格的问题往往使用了折中的方案，采用降低阻燃等级的办法，也有的根本没有认识到这个问题的存在或从市场的角度进行误导，选择了满足不了规范要求的电缆。
    叶俊浩：您谈到的价格问题，我是这么看的。从电缆的绝对价格来说，CMP 是比较贵，但和人的生命来比，任何金钱是无法比拟的。随着国内经济的发展，想必大家也能接受这个观点。但大家都有种普遍的心理，认为火灾离自己还很遥远，自己不会那么倒霉碰上。其实防火安全并不是那么简单，平时不在点滴的细节上注意，一旦有了触发条件，有时甚至是很小的火源，都会酿成不可挽回的损失。
    另外还有个相对价格的计算，由于使用阻燃电缆后，可以使用开放式布线的方法，在管线和人工上有不少的节省，从整个综合布线成本来看，使用CMP 和非CMP 的系统工程总造价的差价在20% 左右。
    张宜：这个差距比电缆的绝对差额小了很多，作为企业从综合的方面考虑，还是可以承受的。
    叶俊浩：是的。如果和整个大楼造价来比，平均一层楼按照100 箱的用线量来算，一个十层的大楼，由于CMP 电缆需要在电缆上多支出几十万的开销，但和上亿的大楼造价及安装的设备来比只是千分之几的比例，而大楼防火能力的提高是明显的，这笔帐算下来还是值得的。
    张宜：当然线缆的阻燃等级与它的敷设方法也有着密切的关系，在数据中心的标准里已经推荐开放式的布线方式。
    叶俊浩：那很好。选择CMP 电缆更加符合了现场安装条件的要求，在其他相关方面对成本的节省就有所体现了。
    张宜：另外，还有些业主已经有了防火的意识，但他们对电缆的防火性能了解不够，往往不正确地选择了达不到规定的阻燃等级甚至是非阻燃的电缆。
    叶俊浩：这里有必要提一下阻燃电缆的概念。其实没有一个明确的分界线来区分阻燃电缆，阻燃是相对而言的，而且我们一直在提的CMP 也并非指某种材料，而是美国的一种阻燃测试标准中规定的阻燃等级。所以比较合理的方法是不管是那一个国家和地区的产品，弄清楚电缆所能达到的阻燃测试等级来衡量电缆的阻燃能力。
    张宜：那以后大家在工程中不能迷信阻燃电缆这个名字，更多的了解某一种线缆的所选绝缘材料能够通过那一个标准环境下测试，而不是完全取决于所使用的材料本身。
    叶俊浩：是的。有些材料的确是因为本身材料是易燃材料，需加大量的阻燃剂来提高阻燃能力。这种加阻燃剂的电缆所能通过的燃烧测试和CMP 相比要低两到三个等级。
    张宜：能不能先给大家介绍一下真正意义上的线缆阻燃等级的测试方法，然后再和目前国内的其他在用的材料所能达到的标准做个比较。
    叶俊浩：好的。以美国为例：美国的NFPA（美国国家防火协会）是具体负责防火产品的授权机构，由该机构来负责撰写NEC（美国国家电气规程）。1981 年，确定了电缆的防火等级测试方法UL910，并在1985 年上升为美国的国家标准NFPA262。在NFPA262 标准内提出了CMP 等级的概念，规定了只有通过NFPA262 所规定的燃烧实验的电缆才被允许称为CMP 等级的电缆，具体的燃烧实验条件如下：
    ◆ 88kW 的火源；
    ◆ 空气流动7m3/s ；
    ◆ 水平测试；
    ◆ 燃烧测试时间20 分钟；
    ◆ 火焰传播距离小于1.5m ；
    ◆ 烟雾浓度峰值小于0.5；
    ◆ 烟雾浓度平均值小于0.15。
    张宜：看来这个测试标准中对线缆的阻燃等级是从多方面的指标参数来衡量的，当然还会考虑到裂变、毒性等因素。
    叶俊浩：所以需要强调的是CMP 是一种电缆的防火等级，或者说是一种燃烧实验方法。它不是一种材料的名称。实际上CMP 并没有规定使用何种材料，而是一种开放的测试方法，任何电缆材料能通过该燃烧测试都可以称为CMP 等级的电缆。有了NFPA262 电缆燃烧分级之后，NEC又在NFPA90A“空调和管道内产品使用标准”内规定了具体的使用规范，其中对通信电缆（局域网电缆）规定如下：
    ◆ CMP（Use in plenums） ：用于建筑物内隐蔽空间（如吊顶，地板夹层）的阻燃电缆，可以不加金属线管保护；
    ◆ CMR（Use in Risers） ：用于竖井内垂直主干阻燃电缆；
    ◆ CM（General Purposeuse, except plenums and Risers） ：普通使用通信电缆，但不能用于水平阻燃和垂直主干；
    ◆ CMX（Limited use）：民用住宅。
    由此可见，美国对大楼内电缆防火问题是十分重视的，从20 世纪80 代开始就通过法律的形式，明确了高等级防火电缆在大楼内的强制使用。随着近三十年的发展，通讯网络的规模也急剧增大，大楼内的电缆数量也随之增加了数倍。在美国已有人提出目前的CMP 等级电缆已不足够支持现代大楼的防火要求，最近已有在考虑更高防火等级的标准，例如LCC 级燃烧实验标准：通过该燃烧测试的电缆有着更低的燃烧能力（是CMP 的八分之一），更低的发烟量（是CMP 的二十分之一），更低的火焰传播速度，同时在环保方面有了更严格的限制。