IEC TS 62775:通信电缆在火灾条件下的性能

评估建筑物内通信电缆防火性能的技术规范
IEC TS 62775 于2016年发布,为评估安装在建筑物内的通信电缆的防火性能提供了一个全面框架。随着通信网络扩展到现代建筑的每个角落——从光纤到户(FTTH)安装到数据中心结构化布线——这些电缆的防火安全特性已成为建筑设计师、防火安全工程师和规范当局的关键关注点。与电力电缆不同,通信电缆虽然传输低电压但以非常大的数量部署在建筑物各处,对总火灾荷载有显著贡献。

该标准由IEC TC 46(通信和信号用电缆、电线、波导、射频连接器和附件)制定,涵盖全系列通信电缆类型,包括铜双绞线电缆、同轴电缆、光纤光缆以及组合多种传输介质的混合电缆。防火性能要求涵盖安装在不同建筑环境中的电缆,包括通风空间、竖井、通用区域和室外到室内过渡区域。

防火性能参数与测试方法

IEC TS 62775 定义了一套防火性能参数,用于表征通信电缆在火灾条件下的行为。这些参数使用来自更广泛电缆防火测试标准的成熟测试方法进行评估,并根据通信电缆的物理特性和安装配置进行了特定修改。该标准认识到通信电缆在导体尺寸、绝缘厚度和典型捆扎尺寸方面与电力电缆不同,因此需要对暴露时间、火焰强度和样品制备等测试参数进行调整。

IEC TS 62775 防火性能参数与测试方法
参数 描述 测试方法 分类标准
火焰传播 火焰沿电缆束垂直蔓延 IEC 60332-3(针对通信电缆适配) 燃烧长度 < 2.5 m
烟气排放 电缆燃烧时的烟密度 IEC 61034(针对小型电缆修改) 透光率 > 60%
热释放速率 燃烧过程中释放热能的速率 ISO 5660-1(锥形量热仪) 峰值HRR < 200 kW/m²
毒性指数 燃烧产生的有毒气体浓度 NF X 70-100 或类似 按国家规定的毒性指数
酸性气体排放 燃烧产生的卤化氢气体 IEC 60754(通信电缆材料) pH > 4.0, 电导率 < 10 μS/mm
总热释放量 完全燃烧释放的总热能 ISO 5660-1 / 锥形量热仪 通风空间 THR < 50 MJ/m²

使用锥形量热仪测量热释放速率是为通信电缆引入的一个特别重要的参数。与传统通过/不通过的火焰传播测试不同,热释放数据提供了电缆对火灾贡献的定量信息,使消防工程师能够进行基于性能的设计计算。具有低热释放速率的通信电缆对火灾增长和轰燃的贡献更小,为建筑物 occupants 提供更多的疏散时间和消防响应时间。

通信电缆的烟气排放性能是一个关键的安全参数,有时在电缆选择中被忽视。在建筑物火灾中,烟气是导致死亡和伤害的主要原因,而通信电缆——大量部署在天花板空间和竖井中——如果规格不当,可能产生浓密有毒的烟气。IEC TS 62775 要求进行专门针对通信电缆配置调整的烟密度测试,由于通信电缆的单个导体截面积更小且绝缘材料配方不同,其测试配置通常与电力电缆测试配置有显著差异。

电缆分类与应用类别

该标准建立了一个将防火性能参数映射到应用类别的分类系统,使电缆规格制定者能够根据安装环境的防火安全要求选择合适的电缆类型。分类方案考虑了关键安装参数,包括电缆数量、安装几何形状和环境类别。

该分类系统借鉴并与欧洲建筑产品法规对电力、控制和通信电缆的分类保持一致,该法规根据防火性能定义了 Euroclass B2ca、Cca、Dca、Eca 和 Fca。IEC TS 62775 为将通信电缆分配到这些 Euroclass 提供了技术基础,包括适用于通信电缆物理特性的特定测试配置和验收标准。

对于建筑设计师来说,IEC TS 62775 的实际价值在于其电缆分类框架。根据 IEC TS 62775 方法认证为 Euroclass B2ca 的 Cat 6A 数据电缆提供了量化的保证,即该电缆不会显著助长火焰传播,将产生有限的烟气,并且不会释放可腐蚀电子设备和建筑结构的卤化酸气体。这使得消防工程师能够自信地指定电缆,因为知道防火性能已使用适用于通信电缆结构的测试方法进行了评估。

防火安全电缆选型工程设计要点

从实际工程角度来看,选择具有适当防火性能的通信电缆需要考虑几个超出基本分类之外的因素。首先,安装环境是所需防火性能的主要决定因素。安装在通风空间中的电缆需要最高级别的防火性能,因为烟气和火焰可以通过空气处理系统迅速传播。安装在竖井中的电缆需要良好的抗火焰蔓延性能,以防止火灾在楼层之间蔓延。在开放区域的电缆桥架中安装的通用电缆有较宽松的要求,但仍必须满足最低防火安全标准。

其次,电缆构造材料显著影响防火性能。电缆护套和绝缘的低烟无卤(LSZH)混合物为通信电缆提供了最佳的防火性能,具有减少烟气排放、无卤化酸气体释放和有限的火焰传播。但LSZH材料通常具有与标准PVC化合物不同的机械性能,包括较低的柔韧性和不同的安装特性。工程师必须在防火性能和安装要求之间取得平衡,特别是在小弯曲半径应用和室外安装中,紫外线防护和防水性能也很重要。

第三,向更高数据速率的趋势正在推动电缆结构的变化,进而影响防火性能。高性能电缆通常使用物理上更大的导体和额外的屏蔽层,增加了每米电缆的可燃材料含量。数据中心和其他高密度布线环境的设计者必须在制定电缆防火性能要求时考虑这种增加的火荷载,可能需要对相同安装配置要求更高的Euroclass等级。

按安装环境推荐的电缆防火性能
安装环境 所需Euroclass 关键防火参数 典型电缆类型
通风空间 B2ca 或更好 低火焰传播、低烟气、低HRR LSZH Cat 6A/7/8, OFNP光纤
竖井 Cca 垂直抗火焰蔓延 LSZH或阻燃PVC竖井级
通用区域 Dca 或 Eca 基本阻燃性 PVC或LSZH通用型
室外到室内过渡 Dca 阻燃 + 紫外线 + 防水 抗紫外线LSZH或PE护套
数据中心(高密度) B2ca 或 Cca 低HRR、低烟气、无酸气 LSZH Cat 6A/7/8, OM4/OM5光纤

第四,光缆具有与铜缆不同的独特防火性能。细小的玻璃纤维本身不会燃烧,但电缆护套、加强件和任何阻水材料都会对火灾荷载有贡献。全介质光缆比相同直径的铜缆具有更低的火灾荷载,但将远程供电用铜导体与光纤相结合的混合电缆需要评估组合防火性能。

建筑电缆规格制定中的一个常见错误是假设来自同一制造商且具有相同护套材料的所有电缆具有相同的防火性能。防火性能取决于完整的电缆结构——导体尺寸、绝缘类型和厚度、屏蔽材料、护套混合物配方和整体电缆几何形状——而不仅仅是护套材料。来自不同制造商的两根Cat 6电缆,都标有PVC,可能具有截然不同的防火性能特性。IEC TS 62775 提供了通过标准化测试验证防火性能的框架,而不仅仅依赖材料声明。
问1:IEC TS 62775 与 IEC 60332 在电缆防火测试方面有何不同?
答:IEC 60332 系列规定了单根电缆和电缆束的火焰传播测试方法。IEC TS 62775 提供了一个全面的框架,将火焰传播测试与专门针对通信电缆适配的烟气排放、热释放速率和毒性评估参数相结合。它还提供了将测试结果映射到应用类别的分类框架,这是 IEC 60332 单独不具备的。
问2:建筑安装中是否总是需要无卤电缆?
答:并非总是需要,但强烈建议用于有人空间、封闭区域和关键基础设施。无卤电缆可防止释放可损坏电子设备和危害建筑物 occupant 的腐蚀性酸气。在通风空间和数据中心,建筑规范通常要求使用无卤电缆。对于机械强度是主要关注点的室外或工业环境,有时含卤化合物可能更合适,尽管具有等效机械性能的无卤替代品正越来越多。
问3:电缆捆扎如何影响防火性能?
答:电缆捆扎显著影响防火性能,因为紧密排列的电缆提供更少的散热表面积,并且可以支持火焰沿电缆束蔓延。通过火焰传播测试的单根电缆在安装为50根或更多电缆的密集束时可能失败。IEC TS 62775 要求在代表预期安装的捆束尺寸下进行防火测试,分类系统考虑了不同的捆束密度场景以确保安全安装。
问4:如何测量通信电缆的热释放速率?
答:热释放速率使用锥形量热仪按 ISO 5660-1 测量,样品制备和测试条件根据标准指南针对通信电缆结构进行调整。电缆样品在水平方向暴露于受控辐射热通量中,使用氧消耗量热法原理计算热释放速率。报告的關鍵指标是峰值热释放速率和总热释放量。

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