综合布线行业对局域网电缆阻燃特性的认识误区

文｜杜邦中国集团有限公司 叶俊浩

2009年央视大火、2010年上海大火以及2011年年春节期间沈阳万豪酒店的大火，一系列的火灾不断地冲击着我们的视线。虽然没有直接证据显示这些大大小小的火灾都和电缆产品有着直接的联系，但我们自问：我们所处的综合布线行业所使用的材料就一定没有火灾安全隐患吗？答案是否定的。相反目前国内的综合布线行业由于对相关材料的认识上存在着误区，如果不及时纠正这些误区，总有一天，会在媒体上出现由于局域网电缆的问题引发大火的报道。其实这类报道已经出现，只是大家还没有意识到而已，2009年福州某酒吧，就是由于在室内燃放烟火引燃了天花板上的可燃物质，致使大火迅速蔓延，酿成多人死亡的特大火灾事故，这其中的可燃物质里包括了可燃烧的电缆。

美国从20世纪70年代就开始研究电缆和火灾的关系，这是由于对1975年世贸大厦等一系列火灾的调查研究显示，电缆的绝缘材料会成为火灾中燃料的助燃剂，是大火蔓延扩展的一个主要原因。所以从20世纪80年代初开始，美国消防协会（NFPA）制定了一系列相关法规，从立法的角度来规定不同场合对电缆阻燃特性的要求。尤其需要指出的是二十世纪七八十年代的美国，互联网还未普及，局域网线缆的使用量和今天是不可同日而语的。以今日互联网的普及程度，绝大多数商用建筑都安装了综合布线系统，其中网线的使用量数十倍甚至百倍于二三十年前的美国。电缆的绝缘材料成为火灾燃料的助燃剂的这一问题更加凸显，作为政府相关部门更应谨慎、及时地考虑与人民群众生命财产安全密切相关的问题。

接下来，我们再来看看综合布线行业内对电缆的燃烧特性存在着哪些“误解”。有些“误解”不仅存在于普通消费者，一些业内的从业人员，甚至相关技术人员对某些问题的认识也存在偏差。

“误区一”：无烟即是阻燃。

首先从字面上大家都可以理解，无烟是指材料燃烧时没有可见烟雾的产生，但大家不要忽视，这些材料虽然燃烧时是无烟或是低烟，但这不代表它没有燃烧，相反，物质的燃烧产生了大量的热能及消耗了大量的氧气，所以“无烟”和“阻燃”是两个有着本质区别的概念。无烟不代表不燃烧，燃烧不一定产生烟。

“误区二”：无烟即是无毒。

可能大家眼睛没有看见黑色的烟雾，就认为该材料燃烧时是无毒的，恰恰相反，绝大多数有毒气体都是无色的。有机材料例如聚乙烯（PE），即目前市场上俗称“低烟无卤”网线的主要基础材料，在燃烧时都会产生一定的Co气体，它的毒性极强，释放量巨大，对人体神经系统能造成巨大的伤害。美国国家标准技术研究院（NIST）的调查显示：“大比例的死亡出现在火灾燃烧至250℃（大概着火10分钟）的时候，CO是主要因素，是使人丧失能力的毒素”，另外当聚乙烯材料燃烧达到350℃时产生的丙烯醛，其刺激性是卤酸的25倍。更危险的是任何燃烧都要消耗大量的氧气，在火灾中有很多生命的逝去都是缺氧窒息而造成的，这就是由于材料的燃烧把氧气都消耗了，所以不要以为看不见就一定是无毒的，有些危险恰恰就是你看不见的那部分。

“误区三”低烟无卤材料是阻燃材料。

这个误解存在很久，由于市场上生产低烟无卤网线厂家的错误宣传，并在低烟无卤产品前冠以“阻燃型”低烟无卤网线的名称，所以很多人一提到“阻燃网线”就会想到“低烟无卤”网线，这是一个错误的认知。相反“低烟无卤”是一种极其易燃的材料，只是它在燃烧过程中产生对视觉冲击强烈的黑色烟雾较少，给人感官上是安全的、阻燃的错误印象。其实它不但没有起到很好的阻燃功能，而是一种很危险的燃料提供者。

让我们先来看看低烟无卤网线的结构组成。一般网线都是两层绝缘，内绝缘层主要提供电气绝缘特性，外绝缘层提供物理上的保护。一般市面上所能买到的网线，如果它标称为低烟无卤线的话（请忽略前面的“阻燃型”、“环保型”、“安全型”等定语，因为这些定语都是厂家因为自身的商业利益自己加上去的，实际上是没有确切的数据来定义这些性能的，所以也就没有任何意义），其十字架和内绝缘层都是由纯的PE（聚乙烯）组成的，外绝缘层是以PE为主，加上不同类型及比例的阻燃剂，以提供外被层的阻燃能力。

先来看PE材料本身，其实它是一种极易燃烧的塑料，其燃烧性能相当于汽油的燃烧性能，所以在材料行业把PE称为“固体汽油”。其实PE材料的可燃性甚至比PVE（聚氯乙烯）还要强，只是它在燃烧过程中不向PVC那样产生黑色的烟雾，从而被人感觉上是安全的。其实不然，相反，PE材料在燃烧过程中消耗大量的氧气，产生一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛等都是有毒气体。正因为PE材料如此强的可燃性，所以在用于网线制造时需要添加阻燃剂来弥补这一缺陷。但内绝缘层是无法加阻燃剂的，因为添加了阻燃剂的内绝缘层是无法提供信号传输所需要的电气功能，只能在外被层添加。但添加阻燃剂的种类五花八门，添加量也有多有少，所以说一个低烟无卤线是很难准确表述电缆的阻燃级别的，所以国外没有任何一个标准是用低烟无卤来定义电缆阻燃等级的。而我们国内有些标准把低烟无卤作为某种阻燃等级来使用，这都是对材料和标准的了解不透彻，顾名思义造成的。用“低烟无卤”网线从阻燃性这一角度说，是花了大钱办了坏事。

我们再来讨论PE的外被层加了阻燃剂就真的“阻燃”了吗？答案还是否定的。阻燃剂阻燃的原理是在燃烧时的“水合”作用，产生大量的水来抑制火势的变大，但阻燃剂的阻燃功效是暂时的，时间非常短（几分钟），一旦阻燃剂耗尽，剩下的就是基础材料PE，我们前面已经介绍过，PE的燃烧能力相当于汽油的燃烧能力，甚至产生“燃爆”的现象，由此产生的危害性极大。英国的BRE实验室就此专门做过一次真实火灾模拟试验，将不同材料的电缆在真实的应用环境下布置，并点燃观察其燃烧状况。通过60332-3测试的某种低烟无卤线（在低烟无卤这类网线里算阻燃性能好的了，有些只能通过60332-1的阻燃性更差）仅仅维持三、五分钟的低燃状态，然后突然间爆发，产生巨大火球，并产生高达1000℃的高温。从我国的测试机构也有类似的反映：在测试低烟无卤类电缆燃烧性能时，一般测试时间在二十分钟至三十分钟。开始时低烟无卤测试样品的指标还在标准内，但测试进行到十分钟后（低烟无卤所能耐火的时间取决于添加阻燃剂的种类和添加量），会产生突然的剧烈燃烧，燃烧的剧烈甚至无法提取到测试数据。所以需要再次强调的是“低烟无卤”类网线从本质上就不是阻燃的电缆，反而是一种极易燃烧的电缆。“低烟无卤”也不是一种“阻燃”等级，在美国和欧洲的电缆阻燃分级标准里都没有一个阻燃级别叫“低烟无卤”的。根据其添加剂的种类和添加量，“低烟无卤”网线会处于这些分级标准不同的阻燃等级，例如在欧洲IEC的电缆燃烧性能分级里，最好的低烟无卤类网线能达到的只是B2级，在美国NEC的电缆燃烧性能分级里，最好的低烟无卤类网线能达到的只是CM级，这些级别都是较低的燃烧等级。

“误区四”：错误理解“无卤”的概念

在“低烟无卤”产品宣传中，厂家往往强调“无卤”就是禁止使用卤族元素，包括：氟（F）、氯（CL）、溴（BR）、碘（I）、砹（At），其实完全不是这回事。“无卤”这个提法最早是从欧洲提出的，因为氯或溴的离子化合物会在大气中破坏臭氧层，造成环境的破坏，所以在IEC 61249-2-21第3.1 条中明确规定：对卤族元素中的氯和溴的含量要控制在总量低于1500PPM，氯和溴单独测试低于900PPM。对于氟、碘、砹则不需控制，因为这三种卤族元素不会产生破坏臭氧层的游离态物质。所以我们查苹果、SONY、DELL、 三星等现在世界大型主流电子产品厂商对供应商“无卤”的要求是都只对氯和溴的控制，对另外三种都是允许使用的。但到了我们国内，由于厂家出于自身目的的错误宣传，变成了对全部卤族元素的控制，这是一种不负责任的误导。类似的误解在“氟利昂”的禁止使用中也有发生。对氟利昂的禁止使用是因为氟利昂内含有的氯离子，而不是氟元素，氟本身是环保的、安全的。现在氟利昂的替代产品，还是以氟元素为主材料，真正需要控制的是氯元素。所以大家在认识“无卤”这一概念时一定要清楚指的是哪些物质。

另外，大家在考虑“无卤”要求时还应注意，要求“低烟无卤”缆线厂家提供不含氯和溴的测试报告。因为“低烟无卤”类缆线的基础材料聚乙烯PE本身十分易燃，厂家往往要在外被层添加阻燃剂，而阻燃剂里的氯系阻燃剂和溴系阻燃剂两大类都是极便宜效果又好的，是厂家常用的阻燃剂类型。虽然都知道阻燃剂添加越多，阻燃时间越长，阻燃效果越好，但无卤测试规定氯含量和溴含量是不能超标的，而阻燃剂不加到一定的量是达不到阻燃效果的，这是一对矛盾。很多标有“低烟无卤”类的缆线为了通过燃烧测试（虽然是等级很低的阻燃测试），阻燃剂的添加都超标，所以真正需要“无卤”要求的项目，最好还是在安装前再测一下厂家提供缆线两个指标，否则容易被蒙蔽。

最后，笔者再次强调：

（1）一定要重视高楼防火安全的问题，尤其是我们目前所处的信息化时代，电缆防火问题已经不容忽视。

（2）要根据大楼的自身需求，选择合理的防火等级的电缆，不要被“阻燃型”、“安全型”等文字所迷惑。要用国内和国际上认可的电缆阻燃分级标准如UL（分级方法：CMP、CMR、CM）、IEC（ 分 级 方 法 ：A、B1、B2、C、D级）等标准名称来鉴定电缆的阻燃等级。

（3）低烟无卤从其本质而言不是阻燃电缆，在UL划分中只位于倒数的CM级，在IEC的划分中只位于B2级，其在火灾中潜在的危害是极大的。

（4）“无卤”的准确定义需要明确，在提无卤要求时不要忘了检测“低烟无卤”缆线的阻燃剂成分。