英国电缆耐火试验标准现状

Richard Hosier

在紧急情况下，几乎所有的生命安全和消防系统都依赖于电缆的可靠性能。如果这些基础电缆在火灾事件中失效，则通过它们启用的关键设备也会失效。这意味着，消防专用电梯、水喷淋系统、消火栓、排烟排热装置及加压风机，以及应急通信、报警与照明系统将在疏散过程中停止工作，使居住者、应急救援人员 及财产处于危险之中。

目前，《英国建筑规范》批准文件B中，采用BS 476第20-24部分标准时间温度协议对所有建筑构件进行耐火试验，如防火门、防火封堵系统、建筑构件、防火墙和隔墙等，实际上包括了所有建筑中使用的要求具备一定耐火等级的材料、部件和产品。而关于该试验，唯一未涉及到的试验要求，就是为所有紧急生命支持系统供电的电缆。英国建筑规范中这一矛盾使得这些基础电缆可选择性地进行火焰试验，而该试验与真实的建筑火灾关联甚微，甚至毫无关联，且最终温度低于所有其他建筑耐火构件的温度要求。建筑法规中所采用的BSI标准为何会出现这种异常情况，这一问题同样值得关注。尤其是像美国、加拿大、澳大利亚、新西兰、德国和比利时等国家，它们多年来始终需要将这些基础电缆试验按照与其它建筑构件相同的时间温度协议进行。

如今，高层医院建筑正越来越普遍

就近期英国及全球范围发生的重大火灾事件来看，多年来关于在确保生命安全和灭火系统的电气布线系统方面，英国标准始终滞后于全球最优做法，这是无法接受的。显然，这需要更加重视电气系统的防火安全和整体性，尤其是所有关键系统在紧急情况下便于安全疏散的可靠性能。但在僅寻求保护现有标准或呼吁根据全球最优方法做出改变之前，也许还应该留意是对建筑中各构件进行火灾试验的现实情况。

经常被忽略掉的是，BS 476第20-24部分采用的耐火试验时间温度协议是ISO834-1（En1363-1）标准时温曲线。这条曲线是在近100年前开发的，当时还没有塑料和合成材料，建筑物和内部设施的原材料主要是木材和织物。此外，那个年代的建筑物大多不会很高或很庞大。如今，我们的建筑环境包括大、小规模各型建筑物，而关键是还加之更复杂的超高层和大型互联运输、零售、商业建筑物以及重要的地下场所。

这些建筑物的疏散时间范围要大得多。因此，对于疏散时间非常长的情况，设计师和工程师需要寻找更新型的居民疏散或防护的替代性解决方案，如减小火灾负荷、电梯疏散或设置避难场所。

任何高层塔楼火灾都是致命的

近期研究已经表明，在多数现代建筑物中，使用具有高热值的轻质聚合建筑材料、塑料成分、合成泡沫塑料和纤维织物会显著提高火灾负荷，导致时温火灾曲线远高于现行原始参数，这一参数早在二十世纪初即用于BS 476（ISO 834-1 EN 1363-1）的火灾协议，并在建筑规范中对耐火建筑构件强制执行。

地下环境亦可表现出与地面纤维素塑料环境截然不同的火灾曲线。尤其是在封闭的地下公共区域，如公路和铁路隧道、地下购物中心、停车场等场所，火灾温度可表现出非常快的上升时间，并达到远高于地面建筑物的温度。

英国标准BS 8519：2010和BS EN12485明确地将停车场、装载舱和大型地下室存储区等地下公共区域认定为“特殊风险区”，其火灾温度可能达到1200℃。在这些环境中，耐火试验要求可能需要更加严格，特别是对安装在这些区域内部或穿过这些区域的生命安全设备供电电缆。

因此，对基础电缆（称为《英国建筑法规》中的受保护电路）的火灾试验协议进行审查是合乎逻辑且紧急的要务，因为确保这些电路在火灾紧急情况下保持正常工作是至关重要的。同样合理的是，对于这些受保护的电路，应当至少按照与所有其它构件相同的标准进行试验，因为逻辑上一旦发生火灾它们将处于相同环境中。为确保关键的生命安全和消防系统在疏散过程中保持正常功能，则最好按照更高的标准执行。

虽然我们认识到BS 476（ISO834-1 EN 1363-1）所采用的标准耐火试验协议可能与所有已建成环境毫不相关，但对于大多数疏散时间较短的国内小型低层建筑物来说，它仍然是适用的。对于疏散时间较长的大型项目，如高层、大型互联的零售和运输场所，以及医院、机场和剧院等公共建筑，现行基础电气布线电路的耐火试验协议可能是不适用的，因为它要求生命安全和消防系统能够持续更长时间地可靠工作才能实现成功疏散。

因此，我们认为，对耐火试验布线系统采用“万全之策”型方案可能不再适用。显然，经济因素也必须发挥作用。正如目前所说的，许多现有产品和试验制度，包括电缆产品和试验制度，可以在疏散时间较短的小型或低层建筑中提供足够的防护水平。但问题是，对于需要较长疏散时间的大型高层、地下和大型工程，这些相同的产品和标准是否能够确保必要的可靠性能和持续时间？

所有英国标准都是正确的，当然建筑法规本身只是最低要求，因此，虽然强制性满足这一最低要求，但它并不妨碍我们设计具有更高性能的建筑物和系统。为我们设计建筑物和系统的专业工程师有责任确保特定产品和系统的“适用性”。有人惊讶地发现，在理应知道设计要求需要高于最低标准的情况下，仅仅按照规范进行设计可能无法使其免除责任。

鉴于电缆耐火试验的全球最佳方法，显然，美国UL 2196试验方法更具相关性。

该试验在一个6.6×7米的大型竖炉内进行，按照实际安装配置对装配好的电缆、固定装置和配件进行统一试验。最苛刻的安装配置是电缆垂直运行，这在大多数建筑物和高层建筑中是不可避免的常规安装条件。UL 2196要求在额定电压（而不仅仅是工作电压）下对电缆进行试验，并且在从小到大的尺寸范围内至少测试五个样品。所有这些电路均需安装在水平和垂直方向上，并带有三米（10英尺）的弯曲长度。电缆通电，样品按照ASTME-119-75消防时温方案进行试验，这与BS 476（ISO834-1）基本相同。在试验过程中，电缆、固定装置和支撑件需要承受由膨胀、收缩引起的显著机械应力。

世界领先的电炉电缆测试-UL2196

我们将电缆在1020℃的最终温度下放置2小时后，立即对其进行了消防水龙射水试验，实验不仅在布线系统上产生巨大的热应力，而且还产生了显著的机械应力。所有五个样品必须在工作条件下保持良好，而其也在水平和/或垂直安装方向上分别通过了认证。（注：实验明确证明，为达到电气完整性，对垂直安装电缆的电气试验代表长度要求，要显著高于试验长度较短的水平安装电路。）

UL2196 高压软管冲击测试

澳大利亚和新西兰有一个类似的试验——ASNZS 3013：2005，即：按照BS 476（ISO834-1 EN 1363-1）时温协议在1米×1米的水平炉中对电缆、支撑件和固定装置样品进行持续两小时的试验。该试验只需要从仅在工作电压下供电的选定组和样品中选用一个样品。根据该试验，通过三分之二及以下标准者将视为不合格样品。坦率地说，我们认为生命安全和消防系统的性能仅达到三分之二还不足以，且这其中没有任何具有代表性的垂直试验部件能够说明这种火灾试验方法是值得怀疑的（尽管可以说它优于现行的英国标准试验）。

至于英国标准协会（BSI）无论是将UL2196试验方案纳入新的英国标准中，还是效仿澳大利亚AS/NZS3013或德国DI442试验方法（不试验喷水），针对当前的试验标准中，所有其他建筑构件需要的耐火性能和任何不典型的已知建筑火灾曲线，这些我们认为不适合、自相矛盾的问题，他们都必须解决。

其中也将包括审查建筑法规这一紧急情况，需要通过消防安全“批准文件B”来调整耐火试验协议，以将所有建筑物受保护电路纳入其中，同时，也要根据疏散时间长的现代高层、大型、地下和复合公共建筑物受保护电路的世界最佳方法，来考虑更具代表性的稳健、可靠的火灾试验协议。

选自：《International Fire Protection》2017年9月

翻译：应急管理部沈阳消防研究所信息研究室 蒋玲

作者简介：

蒋玲（1982-），女，应急管理部沈阳消防研究所信息研究室助理研究员，主要从事国外消防科技信息情报研究。