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火场与耐火缆线
来源:万瑞布线网 作者:曾松鸣 更新时间:2010-02-02
     这里的火场是指因意外事件而引发的民用火灾现场,是不希望发生的、可能对人身和财产有伤害的火灾现场。由于火灾所造成的损失极大,研究它的人也非常多,同时应运而生了大量的标准、规范和产品,但至今仍然看不到真正能够适合于研究的火场模型。本文仅将已经收集到的、与耐火缆线相关的火场信息进行部分汇总,并进行一定的推理分析,同时引出耐火缆线的应用价值。

      火是人类发展的里程碑,但也是伤及人身安全的最大危险之一,也就是说,人类不能没有火,但也一直为火所伤。在火场中,人可能会失去生命,财产可能会化为乌有,任何一场火灾,都会产生“几家忧伤几家愁”的悲伤场景。所以火灾是人类所不希望见到的,但有时又是无法为人类所左右的。在这样的情况下,万一发生火灾时的火场防范工作,就成为各种防火标准和产品的关注重点。

      无论火场是如何千奇百怪,但它始终有火焰、高温和烟雾相伴,有时还有毒性气体、腐蚀性气体和粉尘缭绕其中。这些产物会产生连锁效应,增强火势、加大伤害。

      以火焰来说,它自产生以来就不断地烘烤着周边一切可能接触到的材料(如:建筑材料、电线电缆、家具、桥架电线管等等),恨不得将这一切都变成火、变成高温、变成烟、变成粉尘,最终变成灰烬。所以,火场中的缆线自身可能不会起火,但仍然有可能因旁边(上下左右)的物品起火而变化,变成高温、变成烟、变成其他、变成粉尘,而这些衍生物中也可能包含有毒性气体、腐蚀性气体等等。所以,如果火场中的材料能够继续保持其特性,就得能够忍受经常舔到自身的火焰、忍受波及到自身的高温,还得在火焰中、在高温中做到“洁身自好”。所以,在与缆线相关的防火标准中都提出了对火焰、温度、时间等众多环境要求。例如,在中国的有机耐火缆线标准中,要求缆线能够在750℃的火场中能够持续工作90分钟,而同类国际标准则要求缆线能够在830℃以上的火场中能够持续工作30分钟至180分钟。尽管德特威勒的耐火缆线目前能够达到的水平是850℃时能够持续工作180分钟,但标准不由厂商的水平而定,而是厂商的水平应超过标准的要求,这是不可改变的铁律。

      在火场的高温烘烤下,无论什么材料都会发生变化,其中包括有机缆线,也包含着支撑和保护缆线的钢铁支架,甚至包含着最难以燃烧的钢筋混凝土。例如,有资料介绍:据试验,当钢结构构件温度达到350℃、500℃、600℃时,强度分别下降1/3、1/2、2/3。一旦达到500℃钢结构构件就会发生急剧软化而导致瞬时崩溃倒塌。无保护层的钢柱、钢梁、钢屋架等钢结构构件的耐火极限为0.25小时即15分钟,也就是说在火灾作用下,15分钟后钢结构随时有可能失去承载力而发生倒塌(源自《建筑物在火灾作用下的倒塌规律及应对措施》)。这时的耐火缆线同样也会面对着高温,而在适度的高温中继续保持其传输能力就是它的天职!而这一温度已经达到了750℃(中国标准,国际标准为830℃)以上。众所周知,任何PVC的完全裂解温度是220℃,有机电缆材料中裂解温度最高的氟塑料的完全裂解温度是800℃,都不可能在830℃的高温下保持90分钟以上(在达到完全裂解温度之前还有开始裂解温度,如:氟塑料为450℃)。所以,要想使有机缆线能够在这样的高温下依然能够保证传输能力,各家耐火缆线厂商都有自己的办法,例如:中国普遍采用云母带,而德特威勒则采用了自我研发的特殊有机材料。需要说明的是,符合国家耐火标准的4对8芯双绞线(高速计算机网络用线)是不存在的(可能说得有些绝对),其原因在后文中分析。

     烟雾是身陷火场中的遭难人群最不愿意看到的一幕。在多少火灾中,人们因烟雾遮挡了视线而导致了迷失方向,最终没有能够逃出火场。以中央电视台《真实30分》中曾经分析过的“火烧渡船”为例:1990年4月6日晚上21时45分,一艘25,000吨级的柴油机动力客货两用渡船“斯堪的纳维亚之星”在夜色中拔锚解缆,徐徐驶离挪威王国东南部奥斯陆湾北端灯火辉煌的首都奥斯陆,驶向丹麦的腓特烈港。不料几个小时之后,渡轮上遭遇火灾,因由于风大浪高,火势迅速蔓延到全船,结果造成这艘渡船上乘客和船员总共158人被烧死。其中,有数十人是因为在走廊中看不清方向,误入绝路而中毒身亡。而另有一批人则因逃生时方向选择正确而获救。无论是美国还是欧洲,对烟雾的观点已经趋向一致,即烟少(称为“低烟”)则好。相关标准中都给出了对透光度(或烟密度,两者之间可以使用公式换算)的指标。所以,根据国家标准的要求,耐火缆线都要求满足低烟的要求。

      听到毒性,就知道它可以让人快速(或慢速)中毒而失去生命。在日常生活中,除了药品外,毒是基本上见不到的。但在火场的火焰和高温的作用下,有些建筑材料和缆线材料中会释放出毒性物质或毒性气体。还以“火烧渡船”为例,当时因走廊中仅1.6mm厚的防火油漆涂层造成火灾快速蔓延,释放出氰化氢气体造成数十人在数分钟内被毒死。现在的缆线都要求无毒,但对毒性的定义却各不相同。平心静气的说,在800℃的火场中只有供氧充足才能做到没有可以令人窒息的一氧化碳,而在同样的高温下所有的有机缆线物质已经全部裂解,其中还可能会放出其他有害或致命的毒性气体。那么是否能将温度控制在800℃以下呢?如果能够做到固然好,因为做到了,那符合国标的耐火缆线就可以确保其有效的传输特性了,但在前述“火焰”部分的文字中已经说明,那只能是一种奢望,因为建筑物中不仅仅只是一种材料,往往在耐火缆线周边同时安装有大量的建筑材料、钢铁、电力电缆等等,这些材料的燃点和阻燃/耐火时间各不相同,它们所产生的火焰会直接烘烤着耐火缆线,所以既然是希望在火场中能够继续工作的缆线,就不应“心存侥幸”,而应按耐火缆线标准的要求,达到或者超过标准的规定。

       那么,火场的温度超过耐火缆线的规定要求时又该如何考虑?有机耐火缆线的国际标准规定温度是830℃,在中国建筑行业的纲领性标准《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)的条文说明中,明确了民用建筑的最高温度不超过1000℃,所以在超过830℃而持续90分钟的“场景”并不多见,所以要想指望有机耐火缆线“壮志未酬身先死”,可能只是个别现象。为此,在《消防报警系统设计规范》(GB 50116)中,明确要求一类建筑使用更为高档的矿物质耐火缆线,而二类以下建筑使用有机耐火缆线。

     至于腐蚀性气体,对于人体器官和设备的接插件而言这些气体可能会产生伤害。在中学化学课中曾经提及:弱酸能够渗透到机体的内部予以灼伤,而强酸则仅在机体的表面形成钙化层,而对接插件而言,无论是什么样的酸就会腐蚀其镀层,引起接触不良最终导致设备不能正常运转,这对于计算机设备而言将是致命的。

     需要说明的是,火场中并非处处有火,否则人就不必逃生了:根据火焰温度与颜色的对应关系,哪怕是一根火柴,其中心温度可以达到200~300℃,而表面温度可达500~600℃,而火灾中火焰的温度则往往在300~1000℃之间,如果火场中到处是火,那就意味着火场中到处的温度都达到了300℃,人无法在这么高的温度中生存自然也就不必逃生了。既然消防队就的主要目标是人,那就说明表面看似很大的火灾中,依然有大量的区域中没有火。

      德特威勒的安全缆线包含电缆(不包含综合布线用的双绞线)和光缆,它具有阻燃、耐火、低烟、无卤特性,可以满足中国耐火缆线标准和IEC耐火缆线标准,是一种绝佳的有机耐火缆线。可以在火场中继续传输动力和信息,对于人身安全和信息安全都具有非常好的保护特性。
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