一、概述
   21世纪的中国，网络已经成为中国城市居民生活中重要的组成部分，电子商务，网上娱乐，远程教育在社会的各个角落已经得到广泛应用。随着2008年北京主办奥运会的到来，奥运会体育场馆及体育比赛设施的修建将进一步推动中国进入新一轮的基础设施建设高潮——一栋栋标志性建筑物拔地而起，现代化的建筑物中存在大量的通信线缆，综合布线防火问题逐渐引起了越来越多的关注。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。
二、综合布线线缆的防火材料与防火特性
    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，数据通讯电缆的外套有4种：
1、聚乙烯（PE）/聚氯乙烯（PVC）：目前国内大多数局域网布线使用的线缆外套使用的都是PVC材料， PVC是在聚乙烯PE里面加入氯元素，用以提高线缆的燃点，PVC价格较低，机械性能稳定，缺点是燃点低，（允许工作温度为70℃以下），燃烧时发散出有毒的烟雾，燃烧时释放出热量较多！有关实验数据表明：每l 500m PVC线缆燃烧的发热值相当于14到15L原油的发热值，1 500m线缆大约能够连接20个信息点，如果这一楼层有400个信息出口，折算后，燃烧时则会产生约300L原油的发热值。

 
图1：不同材料燃烧时释放出的热量比较
2、防火型PVC（FR PVC）：防火型（fire retardant）PVC线缆在线缆的外套材料中加入卤素（氟，氯，溴，碘）用以提高燃点，其优点是：燃点比普通PVC材料高，燃点大约在300℃，FR PVC燃烧时，会散发出卤化气体（氟，氯，溴，碘），迅速吸收氧气，从而使火熄灭，导致电缆自行熄灭。其缺点是氯气浓度高时，引起的能见度下降会导致无法识别逃生路径，同时氯气具有很强的毒性，影响人的呼吸系统，此外，FR PVC燃烧释放出的氯气在与水蒸汽结合时，会生成盐酸，对通信设备及建筑物造成腐蚀。
3、低烟无卤型（LSZH或LS0H，Low Smoke Zero Halogen ）：构成线缆的材料不含任何卤素（氟，氯，溴，碘），为了符合更严格的防火及环保规范，一些电缆生产商不使用卤素，代之以铝氢氧化合物（aluminum hydroxide）或镁氢氧化合物（magnesium hydroxide）加入线缆外套中。当燃烧时时，这种线缆毒性及烟雾浓度很低。阻燃作用来自于燃烧时产生的水，燃烧的速度较PVC慢，燃点大约150℃。低烟无卤线缆燃烧时产生的有毒气体非常少，烟雾发散较低，但是，无卤素线缆的成本一般比同等级的PVC线缆贵，（大约是PVC价格的1.5倍），另外，LSZH线缆外套的硬度比PVC外套的线缆要硬一些。
4、耐火型（fire resistant），采用PTFE（聚四氟乙烯）或FEP（氟化乙丙烯）材料作外套，PTFE或 FEP也是一种高效的绝缘体，燃烧烟雾浓度很低，因为氟具有更强的防火性，其燃点比FR PVC和LSZH还要高，燃点高达800℃。FEP电缆燃烧时，它释放出无色、无味，但毒性比氯化氢更强的氟化氢。欧洲的Anderson实验室使用被称为匹兹堡测试的方法 (此方法由匹兹堡大学发表) 来测量电缆外皮的毒性。在测试中，燃烧一定量的绝缘层，将烟通过导管传送到4只白鼠所在的容器，观察直至有2只白鼠死亡。通过这个测试，人们发现，FEP电缆的毒性是PVC线缆的1.5倍，是无卤线缆的5倍。
    值得提出的是，FEP生产技术在国内目前尚是空白，世界上只有美国杜邦（Dupont）和日本大金（Daikin）两家公司拥有专利技术，注册商标分别为（Teflon FEP）特氟珑,（NeoFlon FEP）新氟珑。由于FEP耐高温的特性，FEP目前应用到许多领域，前不久杜邦公司的特氟珑不粘锅是否有害事件引起了国内媒体的广泛关注，详细报道请参考2004年7月的相关报道。
    FEP材料所占的成本比重要远高于铜导体材料的成本比重，FEP线缆价格大约是PVC线缆价格的四倍。采用FEP绝缘材料的线缆一般称为"填充型线缆"（plenum cables），因为这种电缆可以不用金属套管直接安装在有通风的建筑物中。
三、综合布线线缆的防火标准
3.1 美国国家电工规范（National Electrical Code, NEC）
美国国家电工规范NEC800条款定义了弱电电缆的四个防火等级，下表按照从高到低的顺序列出了这些级别的定义。
与电缆相对应，美国国家电工规范NEC 770条款定义了光缆的防火等级，下表按照从高到低的顺序列出了这些级别的定义：

   
3.2 美国保险商实验室(Underwriters Laboratories)
    目前，世界各国都在就如何利用各种试验设备、试验方法忠实地再现火灾实况，以检测各种电缆的阻燃性能而进行研究，其中比较知名的是美国保险商实验室（Underwriters Laboratories，UL），NFPA（National Fire Protection Association ，美国国家防火协会）及国际电工委员会（International Electrical Committee, IEC）的测试标准。美国保险商实验室（Underwriters Laboratories，UL）成立于1894年，其前身是美国火灾保险商协会， 它是美国最具权威的保险机构。UL标准有五分之三为美国国家标准 (ANSI) 采用。UL标志已在许多国家通行。 在标准化工作方面，UL与许多组织都有协作关系，如：ANSI、ASTM（American Society of Testing Materials, 美国材料实验协会），美国国家防火协会（National Fire Protection Association ，NFPA）等。

   
    UL910-1981：用于空气流通环境中电缆或光缆的火焰传播速度和烟雾浓度的测试，采用斯坦纳通道（Steiner Tunnel）试验方法测试，目前世界上共有5台这种装置。具体测试方式是将电缆横铺在7.3m长的铁制架上，向煤气炉以每分钟7立方平米空气鼓风，测试在88KW煤气炉烘烤下电缆的延烧距离以及从电缆冒出的浓烟量，试验时间持续20分钟，最大的火焰蔓延长度为1.50米，最大烟的截断率为0.5，平均烟雾浓度为0.15。这种测试方法通过这种测试的电缆被认为是适用于压力通风空间的阻燃级电缆。UL910测试方法等同于美国国家防火协会NFPA262－1990，UL实验室已经取消了UL910测试方法，代之以美国国家防火协会NFPA262。下图是几种不同材料的线缆的采用斯坦纳通道（Steiner Tunnel）试验方法燃烧距离及烟截端率的比较：

 
 图2：不同材料采用Steiner Tunnel试验方法燃烧比较
    UL910斯坦纳管道试验 (NFPA-262) 表明，采用FEP材料作为保护层的电缆具有和铁制金属管同等的低燃烧性和低烟性特性，此方法用于测试CMP线缆。
    美国国家防火协会（National Fire Protection Association ，NFPA）成立于1896年，该协会是一个国际性的技术与教育组织，拥有150个学会，下设162个技术委员会及其分会。NFPA的目的是旨在促进防火科学的发展，改进消防技术与预防方法，组织情报交流，建立防护设备，减少由于火灾造成的生命财产的损失。

 
图3：UL910斯坦纳管道测试方法（CMP）
UL1666：用于测试安装在垂直竖井的电缆或光缆的火焰蔓延速度，将多根电缆垂直捆扎在铁架上，测试在154KW煤气炉烘烤下电缆的延烧距离以及从电缆冒出的浓烟量，试验时间持续30分钟，最大的火焰蔓延长度为3.6米，该测试方法没有涉及光缆的毒性及腐蚀性，此方法用于测试CMR等级线缆。

   
图4：UL1666垂直电缆架测试方法（CMR）
UL1581/UL1685：UL1581用于测试安装在垂直竖井的多根电缆的火焰蔓延速度。 UL1685最后一次修改是2000年11月，用于测试安装在垂直竖井的光缆的烟雾浓度及火焰蔓延长度，将电缆垂直捆扎在铁制架上，测试在20.6KW煤气炉烘烤下电缆的延烧距离以及从电缆冒出的浓烟量，试验时间持续20分钟，最大的火焰蔓延长度为2.4米，，烟雾发散小于95m2，烟雾发散速率小于0.25 m2/s ，该测试方法没有涉及烟雾毒性及腐蚀性，用于测试CM等级线缆。

   
     图5：UL1581/1685垂直电缆架测试方法（CM）
UL1581 VW1（vertical wire1）测试方法：用于测试安装在垂直竖井的单根电缆的火焰蔓延速度，将单电缆垂直捆扎在铁制架上，测试在500W煤气炉烘烤下电缆的延烧距离以及从电缆冒出的浓烟量,最大的火焰蔓延长度为25.4毫米，该测试方法没有涉及毒性及腐蚀性，用于测试CMX等级线缆。
3.3 国际电工委员会（International Electrical Committee, IEC）
    国际电工委员会IEC是世界上成立最早的非政府性国际电工标准化机构，目前IEC成员国包括了绝大多数的工业发达国家及一部分发展中国家。这些国家拥有世界人口的80%，其生产和消耗的电能占全世界的95%，制造和使用 的电气、电子产品占全世界产量的90%。IEC的宗旨：促进电工标准的国际统一，电气、电子工程领域 中标准化及有关方面的国际合作，增进国际间的相互了解。
    国际电工委员会IEC分别定义了线缆燃烧烟雾浓度测试方法（IEC61034）、气体发散测试方法（IEC60754）及火焰蔓延速度测试方法（IEC60332）的测试方法，IEC60332又将线缆的火焰蔓延速度测试方法分为单根和成束两种情况。
3.4 电气技术标准化欧洲委员会（CENELEC）
    为了规范欧洲各个国家建筑产品，1989年欧洲委员会（European Commission）规定了建筑产品规范CPD（Construction Product Directive）,CPD包括六方面基本的要求：机械稳定性，火灾安全性，健康环保，使用安全性，噪音保护，节能。满足CPD要求的产品将贴有CE标志（CE Marking），并允许在市场上销售。CPD适用于任何建筑产品，包括通信线缆。2000年欧洲委员会CE详细规定了建筑产品（包括通信线缆）的防火性能等级。下表按照从高到低的顺序列出了部分CPD级别的定义：

   
    电气技术标准化欧洲委员会（European Committee for Electrotechnical Standardization ，CENELEC）成立于1973年，总部位于比利时，包括欧洲28个成员国，其宗旨是协调欧洲各国的电工标准，制定IEC以外的欧洲电工标准，以消除成员国之间的贸易壁垒，其主要成员国有德国，法国，意大利，英国，瑞典等。
四、综合布线系统中防火线缆的选用
    由于地方法规的不同及政治上的原因，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，北美地区与欧洲地区的对于防火线缆使用上存在不同的意见，究竟是采用含卤的防火还是采用不含卤的“绿色”环保线缆成为欧洲和美洲争论已旧的话题。
    多数欧洲国家包括德国、法国、英国和意大利考虑到环保要求将使用无卤素线缆作为电力与通信线缆的标准。在英国，保险公司基于防火安全考虑可以建议建筑物安装商采用防火措施，如必须安装喷淋系统；在德国为了减少火灾的危害，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。
至于国内的情况，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，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。
    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（线管），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
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。

     
图6：典型建筑物布线方式
下表列出了建筑物采用不同线槽（线管）情况时，可以采用的线缆类型：

   
五、泰科电子AMP NETCONNECT防火及环保线缆
    安普网络布线（AMP NETCONNECT）作为全球领先的布线品牌，凭借泰科电子在通讯连接器及线缆领域的长期技术优势和强大的研发、设计和生产能力，为全世界不同区域的客户提供全系列的防火（CMP，CMR，CM）和环保（LSZH）综合布线解决方案。迄今为止，安普网络布线在国内防火及环保综合布线领域赢得的众多的工程案例，诸如广东佛山检查院（6类CMP+OFNP光纤），深圳地铁（LSZH），深圳大学城（6类CMR），重庆轻轨（LSZH），武汉轻轨（LSZH）。
AMP CMP线缆性能参数：
绝缘层材料：
● 氟化乙丙烯（FEP）
外皮材料：
● 阻燃氟化乙丙烯（FR PVC）
防火标准：
● UL/NEC800 CMP线缆标准
● UL910/NFPA262空气流通环境中线缆的火焰传播速度和烟雾浓度的测试
● IEC 60332-3--垂直线缆架成束线缆火焰蔓延测试
● EN50289: 4-11:通风环境下火焰蔓延长度及烟雾浓度测试
AMP CMR线缆性能参数：
绝缘层材料：
● 聚乙烯（PE）
外皮材料：
● 聚氯乙烯（FR PVC）
防火标准：
● UL/NEC800 CMR线缆标准
● UL1666成束线缆火焰蔓延速度测试
● IEC 60332-3--成束线缆垂直线缆架火焰蔓延测试
● EN 50266 ：成束线缆垂直线缆架火焰蔓延测试
● GB/T18380.３- 2001成束电线或电缆的燃烧试验方法   
AMP CM线缆性能参数：
绝缘层材料：
● 聚乙烯（PE）
外皮材料：
● 合金
防火标准：
● UL/NEC800 CM线缆标准
● UL1581/UL1685垂直竖井的多根电缆的火焰蔓延速度测试
● IEC 60332-2--单根绝缘线缆垂直布放火焰蔓延测试
● EN 50265-2-2：单根线缆在火焰条件下垂直火焰蔓延测试方法－扩散火焰 (Diffusion flame)测试
● GB/T18380.2- 2001：单根铜芯绝缘细电线或光缆的垂直燃烧测试
AMP LSZH线缆性能参数：
绝缘层材料：
● 聚乙烯（PE）
外皮材料：
● 金属化合物
　　测试标准：
● IEC 61034：线缆燃烧烟雾浓度测试
● IEC 60754： 毒性及酸性气体测试
● EN 50267：卤酸气体量的测试
● IEC 60332-3：成束线缆垂直线缆架火焰蔓延测试
● EN 50268：烟雾浓度的测试
● GB/T17650.：卤酸气体量的测试
● GB/T17651：烟密浓度测试