Применение огнестойкого кабеля в системах безопасности

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91151

С 1 мая 2009 г. вступил в силу Федеральный закон Российской Федерации от 11.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», который определяет основные положения технического регулирования в области пожарной безопасности. Вместе с Техническим регламентом был подготовлен ряд нормативных документов, регламентирующих применение различных типов кабелей в системах пожарной безопасности объектов. Одним из них является ГОСТ Р 53315-2009 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности», в котором введена классификация кабельных изделий по показателям пожарной опасности, описаны преимущественные области применения кабельных изделий с учетом их типа исполнения и т.д.

Данные кабели применяются в том числе в системах охранно-пожарной сигнализации (ОПС), оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ), автоматического пожаротушения (АУПТ), противодымной защиты и других системах жизнеобеспечения, сохранение работоспособности которых нужно в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасную зону (огнестойкость).

Такие кабели имеют следующую конструкцию:

    Токопроводящие жилы — однопроволочные из медной проволоки сечением 0,2-2,5 кв. мм.

    Изоляция — огнестойкая керамообразующая кремнийорганическая резина. При воздействии пламени органическая составляющая «выгорает» и остается коксованный слой на токопроводящей жиле, позволяющий кабелю выполнять свои функции не только во время пожара, но и после него, в том числе в условиях вибраций и механических ударов. Именно применение изоляции из керамообразующей кремнийорганической резины обеспечивает огнестойкость кабелю.

    Скрутка — изолированные жилы скручены в пары. Пар может быть несколько. Цветовое сочетание изоляций жил в парах дает четкую идентификацию каждой пары.

    Экран — ламинированная алюминиевая фольга. Функция экрана — защита от электромагнитных помех и ложных срабатываний. Для подключения к аппаратуре под экраном прокладывается контактный проводник из медной луженой проволоки, который в том числе при обрыве фольги позволяет не нарушать функционирование экрана. Кабели могут не иметь экрана (марки KnCHr(A)-FRLS, KnCHr(A)-FRHF).

    Оболочка — из ПВХ-пластиката пониженной пожароопасности с низким дымо- и газовыделением (нг-LS) или из безгалогенной кабельной композиции (нг-HF). Основная роль оболочки — защита кабеля от механических воздействий.

Кроме кабелей, для систем противопожарной защиты по такому же принципу огнестойкости были разработаны силовые кабели марки BPTHr(A)-FRLS с изоляцией из керамообразующей кремнийорганической резины. Эти кабели предназначены для передачи и распределения электроэнергии и сигналов в стационарных установках при переменном напряжении до 660 В частотой 50 Гц и сохраняют работоспособность оборудования в течение 180 мин. в условиях открытого огня. Эти кабели используют для снабжения электрическим током медицинского оборудования, систем вентиляции и пожаротушения и т.д. Сечение токопроводящих жил от 1,5 до 6,0 кв. мм.

К основным преимуществам (перед традиционным кабелем) кабеля марки ВВГнг-FRLS, в котором используется двухслойная изоляция в виде намотанной на токопроводящую жилу огнеупорной стеклослюдяной ленты и слоя ПВХ-пластиката поверх нее, следует отнести удобство при монтаже и разделке кабеля, меньшие его размеры, большую устойчивость к перегрузкам и более высокие допустимые длительные токи.

Таким образом, кабели, сохраняющие работоспособность в условиях пожара, являются в настоящее время основным типом кабельной продукции, которая сегодня может быть использована для построения систем пожарной сигнализации и других систем автоматической пожарной защиты объектов.

Требования к огнестойкому кабелю для систем безопасности

Сначала определимся с понятиями по огнестойкости кабеля:

Огнестойкость кабеля (англ. (grade of) fire resistance) — способность кабельного изделия сохранять работоспособность при воздействии (и после воздействия) открытого пламени в течение установленного нормативами времени и определяется такими параметрами, как время огнестойкости (предел огнестойкости), температура открытого пламени, рабочее напряжение, условия прокладки кабеля и др. В маркировке кабеля данный параметр отображается индексом "FR". (ГОСТ Р 53315—2009) Наивысшая категория по показателю огнестойкости носит квалификационное обозначение ПО 1, что соответствует нормативу времени, в течение которого кабель должен сохранять работоспособность в условиях воздействия пламени, не менее 180 мин.

Предел огнестойкости кабеля — время, определяемое от начала испытания кабеля на огнестойкость до возникновения одного из признаков при котором он теряет работоспособность: короткое замыкание и т.д.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b92002

Испытание кабеля на огнестойкость по ГОСТ Р МЭК 60331-23-2003

Испытания на огнестойкость выполняются по ГОСТ Р МЭК 60331-23-2003 и заключаются в следующем:
на кабель, расположенный горизонтально, подается пламя газовой горелки (не менее 750 °С).
В то же время на токопроводящие жилы подается нормированное рабочее напряжение (в данном случае 300 В).
Если не произошло пробоя в течении всего времени испытания (180 мин.), то кабель считается выдержавшим испытания.

Негорючие кабели — термин абсолютно неправилен. Часто этим термином обозначаются кабели огнестойкие, кабели, не распространяющие горение (в том числе не распространяющие горение при одиночной прокладке), а также и горючие кабели, имеющие «трудногорючие» оболочки.

Кабели, не распространяющие горение — кабели, которые не распространяют горение при одиночной или групповой прокладке и самопроизвольно гаснут после удаления источника огня без обеспечения дополнительной защиты. Основная задача такого кабеля — не стать способом распространения пожара, если он уже начался. Нераспространение огня кабелем характеризует способность кабельного изделия не гореть при отсутствии воздействия на него прямого пламени, а при воздействии на него прямого пламени зона горения не выходит от очага пламени за границы, определённые нормативной документацией. В маркировке кабеля данный параметр отображается индексом "нг". Обозначение нг(A), нг(B), нг(C), нг(D) определяет категорию испытания кабеля на нераспространение огня согласно ГОСТ Р МЭК 60332 (ГОСТ Р 53315—2009)

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b92003

Испытание кабеля на нераспространение горения по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22-2005

Распространение горения при групповой прокладке (в марке кабеля "нг" — не поддерживающий горение). Этот показатель характеризует способность кабеля не поддерживать горение в условиях воздействия пламени. Наивысшая категория по данному показателю — категория А (в марке кабеля "А"), которая показывает, что кабель выдержал испытания в наиболее жестких условиях для этого параметра.

Испытания проходят по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22-2005: пучок кабеля отрезками длиной не менее 3,5 м каждый располагают вертикально на испытательной лестнице в камере. Общее число отрезков кабеля в образце в пучке рассчитывается таким образом, чтобы общий номинальный объем неметаллических материалов составлял 7 л (для категории А) для 1 м длины испытуемого образца. Снизу пучка подается пламя газовой горелки в течении 40 мин. (для категории А). Образец считается выдержавшим испытание, если поверхность кабеля повреждена после горения и тления не более чем на 2,5 м, отсчитывая от нижнего края горелки.

Огнестойкие кабели — кабели, способные сохранять работоспособность в условиях пожара в течение определенного промежутка времени.

Одиночная прокладка — одиночный кабель или ряд кабелей, расстояние по воздуху в свету от которых до ближайшего кабеля превышает 300 мм. (ГОСТ Р 53315—2009)

Групповая прокладка — ряд кабелей с расстоянием по воздуху в свету между ними не более 300 мм. (ГОСТ Р 53315—2009)

Основные показатели пожарной безопасности электрических кабелей

Наименование показателя
Обозначение в марках кабелей
Нормативная база для оценки показателя
1. Нераспространение горения
индекс "нг"
ГОСТ 12176, часть 3, категория "А"

(ГОСТ Р МЭК 332-3-96)
2. Дымогазовыделение при горении и тлении
индекс "LS" (low smoke)
МЭК 61034, части 1 и 2
3. Коррозионная активность продуктов дымо- и газовыделения
индекс "HF" (halogen free)
ГОСТ Р МЭК 60754, часть 2
4. Огнестойкость
индекс "FR" (fire resistance)
МЭК 60331-11 МЭК 60331-24

Индекс "LS" — дымообразование кабельных изделий с индексом LS при испытании по ГОСТ Р МЭК 61034-2 не должно приводить к снижению светопроницаемости более чем на 50 %. (ГОСТ Р 53315—2009)

Безгалогенный кабель (индекс "HF") — кабели с индексом "HF" имеют нормированный низкий показатель коррозионной активности продуктов дымо- и газовыделения при горении и тлении полимерных материалов кабельного изделия. Дымообразование кабельных изделий с индексом HF при испытании по ГОСТ Р МЭК 61034-2 не должно приводить к снижению светопроницаемости более чем на 25 %. (ГОСТ Р 53315—2009) Сформулируем вопросы:

Когда и почему следует применять огнестойкий кабель для систем пожарной и охранно-пожарной сигнализации сигнализации (ОПС) ? Какие кабели следует применять для противопожарных систем и систем оповещения ? По каким критериям следует выбирать огнестойкий кабель для систем ОПС и СОУЭ ?

С мая 2009 года вступил в силу новый федеральный закон: Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности", описывающий новые требования к системам пожарной безопасности объектов. Одно из существенных отличий от ранее существовавшей нормативной базы заключается в том, что в Техническом регламенте время функционирования всех технических средств систем противопожарной защиты рассчитывается исходя из времени, необходимого для полной эвакуации всех людей в безопасное место. Из этого требования вытекает необходимость максимально повысить надежность и живучесть указанных средств в условиях распространения опасных факторов пожара в зданиях и помещениях. Вместе с законом были подготовлены некоторые нормативные документы, регламентирующие применение различных типов кабелей в системах пожарной безопасности объектов.

Выдержка из Федерального закона Российской Федерации от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности "

Статья 82. Требования пожарной безопасности к электроустановкам зданий, сооружений и строений

2. Кабели и провода систем противопожарной защиты, средств обеспечения деятельности подразделений пожарной охраны, систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре, аварийного освещения на путях эвакуации, аварийной вентиляции и противодымной защиты, автоматического пожаротушения, внутреннего противопожарного водопровода, лифтов для транспортирования подразделений пожарной охраны в зданиях, сооружениях и строениях должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасную зону.

7. Горизонтальные и вертикальные каналы для прокладки электрокабелей и проводов в зданиях, сооружениях и строениях должны иметь защиту от распространения пожара. В местах прохождения кабельных каналов , коробов, и проводов через строительные конструкции с нормируемым пределом огнестойкости должны быть предусмотрены кабельные проходки с пределом огнестойкости не ниже предела огнестойкости данных конструкций.

8. Кабели, прокладываемые открыто, должны быть не распространяющими горение.

Статья 103. Требования к автоматическим установкам пожарной сигнализации.

2. Линии связи между техническими средствами автоматических установок пожарной сигнализации должны быть выполнены с учетом обеспечения их функционирования при пожаре в течение времени, необходимого для обнаружения пожара, выдачи сигналов об эвакуации, в течение времени, необходимого для эвакуации людей, а также времени, необходимого для управления другими техническими средствами.

Статья 84. Требования пожарной безопасности к системам оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей в зданиях, сооружениях и строениях

7. Системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей должны функционировать в течение времени, необходимого для завершения эвакуации людей из здания, сооружения, строения.

Статья 143. Требования пожарной безопасности к электрооборудованию 4. Электрооборудование систем противопожарной защиты должно сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасное место.

Очевидно, что закон направлен теперь скорее на сохранение жизни людей, чем на сохранность имущества. Важность жизнеспособности системы оповещения и эвакуации не вызывает вопросов. Казалось бы, совсем другое — пожарная сигнализация. Пожарный извещатель выдает сигнал и пожаре на приемно-контрольный прибор (и соответственно на пульт централизованного наблюдения) и на этом его роль заканчивается? Для чего необходимо применять огнестойкие (или как часто называют "огнеупорные) кабели для систем пожарной сигнализации? Разбираемся дальше…



Выдержка из Свода правил СП 5.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования:

13.15. Шлейфы пожарной сигнализации. Соединительные и питающие линии систем пожарной автоматики.

13.15.3. выбор электрических проводов и кабелей, способы их прокладки для организации шлейфов и соединительных линий пожарной сигнализации должен производиться в соответствии с требованиями гост р 53315, ГОСТ Р 53325, требованиями настоящего раздела и технической документации на приборы и оборудование системы пожарной сигнализации.

13.15.4. электрические проводные шлейфы пожарной сигнализации и соединительные линии следует выполнять самостоятельными проводами и кабелями с медными жилами. электрические проводные шлейфы пожарной сигнализации, как правило, следует выполнять проводами связи, если технической документацией на приборы приемно-контрольные пожарные  не предусмотрено применение специальных типов проводов или кабелей.

13.15.5. допускается использование выделенных линий связи в случае отсутствия автоматического управления средствами пожарной защиты.

13.15.7. пожаростойкость проводов и кабелей, подключаемым к различным компонентам систем пожарной автоматики должна быть не меньше времени выполнения задач этими компонентами для конкретного места установки. пожаростойкость проводов и кабелей обеспечивается выбором их типа, а также способами их прокладки.

13.15.8. в случаях, когда система пожарной сигнализации не предназначена для управления автоматическими установками пожаротушения, системами оповещения, дымоудаления и иными инженерными системами пожарной безопасности объекта, для подключения шлейфов пожарной сигнализации радиального типа напряжением до 60 в к приборам приемно-контрольным могут использоваться соединительные линии, выполняемые телефонными кабелями с медными жилами комплексной сети связи объекта, при условии выделения каналов связи. при этом выделенные свободные пары от кросса до распределительных коробок, используемых при монтаже шлейфов пожарной сигнализации, как правило, следует располагать группами в пределах каждой распределительной коробки и маркировать красной краской.

13.15.12. диаметр медных жил проводов и кабелей должен быть определен из расчета допустимого падения напряжения, но не менее 0,5 мм.

Выдержка из свода правил сп сп 6.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности

Статья 4. Требования пожарной безопасности

4.1 кабельные линии систем противопожарной защиты должны выполняться огнестойкими кабелями с медными жилами, не распространяющими горение при групповой прокладке по категории а по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 с низким дымо- и газовыделением (нг-lsfr) или не содержащими галогенов (нг-hffr).

4.5. кабельные линии систем противопожарной защиты должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для функционирования конкретных систем защищаемого объекта.

4.6. кабельные линии систем оповещения и управления эвакуацией (соуэ) и пожарной сигнализации, участвующие в обеспечении эвакуации людей при пожаре, должны сохранять работоспособность в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасную зону.

4.15. время сохранения работоспособности кабельных линий и электрических щитов определяется по ГОСТ Р 53316.

Как видно из этих выдержек, существуют некоторые противоречия в требованиях технического регламента и сводов правил. Например, п.п. 13.15.5 и 13.15.8 свода правил 5 допускают использование обычных телефонных кабелей связи для системы ОПС, если система пожарной сигнализации не задействована в других системах противопожарной защиты – СОУЭ, пожаротушения и т. д. однако п.2 ст. 103 ФЗ-123 требует, чтобы система пожарной сигнализации работала всё время, пока люди не будут эвакуированы, т.е. должна работать во время пожара, следовательно, быть огнестойкой. Прослеживается следующая логика: первый пожарный извещатель выдает сигнал и пожаре на приемно-контрольный прибор. Следующие шлейфы пожарной сигнализации передают на прибор неисправность, т.к. кабели (общие) к тому времени прогорели. Для чего необходимо применять огнестойкие кабели для систем пожарной сигнализации? Дело в том, что кабели других шлейфов пожарной сигнализации, как правило, проходят по одним и тем же кабельным трассам. В данном случае первичной информации о срабатывании одного пожарного извещателя (извещателей) недостаточно. Для принятия решения по эвакуации необходимо понимать, где находится очаг пожара и в каком направлении пожар распространяется. Об этом можно достоверно судить по остальным шлейфам пожарной сигнализации только в случае, если кабели и кабельные трассы пожарной сигнализации остаются в рабочем состоянии. Логично предположить, что органы пожарного надзора при согласовании новых проектов противопожарной защиты зданий будут требовать соблюдения более жёстких требований к кабельным линиям, в т.ч. огнестойкости кабелей. согласно п. 13.15.3 СП 5 и п. 4.1 СП 6 кабели должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 53315 и ГОСТ Р МЭК 60332-3-22:

Выдержка из ГОСТ Р 53315-2009. кабельные изделия. Требования пожарной безопасности:

6. Преимущественные области применения кабельных изделий с учетом их типа исполнения. В нормативной документации на кабельное изделие должна быть указана область его применения с учетом показателей пожарной опасности и типа исполнения в соответствии с табл. 2.

Тип исполнения кабельного изделия Класс пожарной опасности
Преимущественная область применения
без исполнения п. 1.8.2.3.4
Для одиночной прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях. При групповой прокладке — обязательное применение средств пассивной огнезащиты
исполнения — НГ, НГ(а), НГ(а f/r), НГ(в), НГ(с) и НГ(d) п. 1.8.2.3.4, п. 2.8.2.3.4, п. 3.8.2.3.4, п. 4.8.2.3.4
Для групповой прокладки с учетом объема горючей загрузки в кабельных сооружениях, наружных (открытых) электроустановках (кабельных эстакадах, галереях). Не допускается применение в кабельных помещениях промышленных предприятий, жилых и общественных зданий
исполнение НГ-ls п.1.8.2.2.2 п.2.8.2.2.2
Для групповой прокладки с учетом объема горючей загрузки в кабельных сооружениях и помещениях внутренних электроустановок, в том числе в жилых и общественных зданиях
исполнение — НГ-hf п.1.8.1.2.1 п2.8.1.2.1 п.3.8.1.2.1 п.4.8.1.2.1
Для групповой прокладки с учетом объема горючей загрузки в помещениях, оснащенных компьютерной и микропроцессорной техникой; в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей
исполнение — НГ-frls п.1.1.2.2.2 п.2.1.2.2.2
Для одиночной или групповой прокладки (с учетом объема горючей загрузки) цепей питания электроприемников систем противопожарной защиты, операционных и реанимационно-анестезионного оборудования больниц и стационаров, а также других электроприемников, которые должны сохранять работоспособность в условиях пожара
исполнение — НГ-frhf п.1.1.1.2.1 п.2.1.1.2.1 п3.1.1.2.1 п.4.1.1.2.1
исполнение — НГ–lsltx п1.8.2.1.2 п2.8.2.1.2
Для одиночной или групповой прокладки (с учетом объема горючей загрузки) в зданиях детских дошкольных образовательных учреждений, специализированных домов престарелых и инвалидов, больниц, спальных корпусах образовательных учреждений интернатного типа и детских учреждений
исполнение — НГ-hfltx п.1.8.1.1.1 п.2.8.1.1.1 п.3.8.1.1.1 п.4.8.1.1.1
1) Класс пожарной опасности кабельных изделий с низшими показателями пожарной опасности. Допускается применять кабельные изделия с более высокими показателями пожарной опасности.
 

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b92644

Как видно из этой таблицы, для систем противопожарной защиты рекомендованы кабели с индексами – нг-frls, — нг-frhf, имеющие класс пожарной опасности не ниже п 1.1.2.2.2 для – нг-frls и п 1.1.1.2.1 для — нг-frhf.

Согласно данному ГОСТу кабели с такими индексами и классами пожарной опасности должны соответствовать требованиям следующих стандартов:
ГОСТ Р МЭК 60331-23—2003 Испытания электрических и оптических кабелей в условиях воздействия пламени. Сохранение работоспособности. Часть 23. Проведение испытаний и требования к ним. Кабели электрические для передачи данных.
ГОСТ Р МЭК 60332-3-22-2005 Испытания электрических и оптических кабелей в условиях воздействия пламени. Часть 3-22. Распространение пламени по вертикально расположенным пучкам проводов или кабелей. Категория А.
ГОСТ Р МЭК 60754-1-99 Испытания материалов конструкции кабелей при горении. Определение количества выделяемых газов галогенных кислот.
ГОСТ Р МЭК 60754-2—99 Испытания материалов конструкции кабелей при горении. Определение степени кислотности выделяемых газов измерением РН и удельной проводимости.
ГОСТ Р МЭК 61034-2—2005 Измерение плотности дыма при горении кабелей в заданных условиях. Часть 2. Метод испытания и требования к нему.

Из анализа этих стандартов делаем вывод – помимо прочих требований к нераспространению пламени, газо- и дымовыделению, токсичности, кабели системы противопожарной защиты (в том числе и системы ОПС) при открытой прокладке должны иметь класс пожарной опасности не ниже ПО1 (предел огнестойкости в условиях пожара — не менее 180 мин).

Итак, главный критерий для выбора кабеля для пожарной сигнализации  — соответствие его классу пожарной опасности не ниже п1.1.2.2.2 для – нг-frls и не ниже п1.1.1.2.1 для — нг-frhf согласно ГОСТ Р 53315-2009.

А как выбрать фактически по маркировке и сертификату?

Для российских огнестойких кабелей: самое главное – соответствие ГОСТ 53315-2009. В маркировке кабельных изделий должен быть указан тип исполнения, т. е. обязательно должны указываться добавленные к марке индексы – нг-frls или —нг-frhf. В пожарном сертификате должно быть указано соответствие классу пожарной опасности по ГОСТ Р 53315-2009: п.1.1.2.2.2 для – нг-frls и п.1.1.1.2.1 для — нг-frhf.

Допускается указывать в сертификате соответствие показателю пожарной опасности по НПБ 248-97: ппст 1 и птпм 2 для – НГ-frls и ппст 1, пка 1 и птпм 2 — для — НГ-frhf, что не противоречит ГОСТ Р 53315-2009, но считается устаревшим.

Для импортных огнестойких кабелей: в маркировке:

буква «Н», указывающая на применение в изоляции и оболочке свободную от галогена, антивоспламеняющуюся полимерную смесь, индекс Е180, обозначающий класс пожарной опасности – не менее 180 минут.

Система маркировки огнестойкого кабеля:

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b9388

В пожарном сертификате должно быть указано на соответствие международным стандартам:

IEC 60331-23 – на огнестойкость.
IEC 60332-3-22 – на нераспространение горения.
IEC 60754-1 – на определение количества выделяемых газов галогенных кислот.
IEC 60754-2 – на определение степени кислотности выделяемых газов измерением PH и удельной проводимости.
IEC 61034-2 на измерение плотности дыма при горении кабелей в заданных условиях.

FRHF — Halogen Free, Flame Retardent — означает: оболочка кабеля не содержит галогенов и огнестойкая.
FRLS — Low Smoke, Flame Retardent — означает: оболочка кабеля с низким дымовыделением и огнестойкая.

Вывод:

Требования для открыто прокладываемой линии пожарной сигнализации: огнестойкость, низкое дымовыделение, отсутствие выделения галогенов, диаметр медной жилы не менее 0,5 мм.

Требования для открыто прокладываемого кабеля СОУЭ:
огнестойкость, низкое дымовыделение, отсутствие выделения галогенов, диаметр медной жилы должен быть определен из расчета допустимого падения напряжения.

Поскольку работоспособность СОУЭ в условиях пожара в течение времени, необходимого для полной эвакуации людей в безопасную зону, можно обеспечить как свойствами кабеля, так и способом его прокладки, то в системах пожарной безопасности мы можем применить либо огнестойкие кабели нг-FRLS, нг-FRHF, либо применить другой тип кабеля, используя различные способы защиты (огнестойкие короба, да хоть в бетон можно спрятать кабель). Проблема в том, что во втором случае вам надо будет доказать и рассчитать работоспособность системы. Этот вопрос достаточно сложный, и не каждый проектант может это сделать при отсутствии у него действующей методики и способов испытания огнестойкости кабельных проводок.
Наиболее простой путь — применение в системах противопожарной защиты огнестойких кабелей нг-FRLS и нг-FRHF без расчета их огнестойкости, которая подтверждается сертификатом.

На данный момент на рынке систем безопасности представлены кабели с пределом огнестойкости 180 минут. У многих возникает вопрос: а зачем так много? Согласно «ГОСТ Р 53315-2009. Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности», огнестойкость кабелей регламентируется 30, 45,60,90,120,150 или 180 минут. Это дает ответ тем, кто ищет кабели с пределом огнестойкости 5-10 минут (для небольшого объекта — магазинчика, офиса и т.д.). Таких кабелей нет, так как нет таких требований — минимум 30 минут. Ну а с технологической точки зрения кабели для систем противопожарной защиты изготавливаются одинаково, будь их предел огнестойкости 30 минут или ISO, поэтому большинство производителей и заявляют максимальное значение.

Современные производители представляют огнестойкие кабели 3-х типов:

1. Кабели с металлической оболочкой и магнезиальной изоляцией. Кабели, в которых в металлической трубке-оболочке расположены одна или несколько токопроводящих жил. Пространство между жилами, между жилами и оболочкой заполнено оксидом магния (простейший вариант — любой ТЭН). Огнестойкость кабелей достигается полным отсутствием сгораемых или термически разлагаемых конструктивных элементов кабеля, разрушение которых могло бы привести к выходу кабеля из строя. При воздействии пламени не выделяются дым и токсичные компоненты.

2. Кабели со стеклослюденитовой изоляцией. Кабели, в конструкции которых применен электроизоляционный и термический барьер из слюдосодержащих стеклолент, наложенный обмоткой поверх токопроводящих жил. Поверх обмотки лентами наложена полимерная изоляция и защитная полимерная оболочка из ПВХ-пластикатов, пониженной пожарной опасности (обозначение кабеля нг-FRLS) или безгалогенной термопластичной композиции (нг-FRHF). Кабели сохраняют работоспособность при температуре 750°С в течение 18O минут. При воздействии пламени определяются низкое дымовыделение и низкая токсичность продуктов горения. Огнестойкость кабеля обеспечивается огнестойкими свойствами изоляции в виде обмотки стеклослюдосодержащими лентами. Полимерные изоляция и оболочка в данных кабелях обеспечивают эксплуатационные характеристики кабеля в длительных «нормальных» условиях и механическую защиту при монтаже и эксплуатации.

3. Кабели с изоляцией из керамо-образующей резины. Полимерная оболочка в таких кабелях выполнена из ПВХ пластикатов, пониженной пожарной опасности (обозначение кабеля нг-FRLS) или безгалогенной термопластичной композиции (нг-FRHF). Кабели сохраняют работоспособность при температуре 750° С в течение 180 минут. При воздействии пламени специальная керамообразующая силиконовая резина превращается в защитный керамический слой (т.е. в «керамическую» изоляцию), обеспечивающий изоляционные свойства при пожаре. Кабели обладают низким дымовыделением. токсичностью и коррозионной активностью продуктов горения. В обычных условиях конструкция кабелей обеспечивает высокие электрические характеристики, устойчивость к токам короткого замыкания, устойчивость к длительному воздействию повышенной температуры, стойкость к изгибам, а в ряде конструкций и подвижную эксплуатацию кабеля в нормальных условиях.

В настоящее время разрабатываются кабели с изоляцией из керамообразующей кремнийорганической резины для одиночной или групповой прокладки в зданиях детских дошкольных образовательных учреждений, специализированных домов престарелых и инвалидов, больниц, спальных корпусах образовательных учреждений интернатного типа и детских учреждений в исполнении нг-HFLTx и нг-LSLTx, т.е. кабели с показателем токсичности продуктов горения не более 120 г/м3.

Необходимо отметить, что отечественные производители в основном предлагают кабели из кремнийорганической резины для систем безопасности, как кабели, отвечающие всем поставленным перед ними задачам и наиболее оправданные по стоимости.

Огнестойкий кабель FRLS и FRHF: в чем разница?

Игорь Неплохов, технический директор ооо "Центр-СБ", к.т.н.

Новые нормативные требования, разработанные в соответствии с ФЗ № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», определили необходимость выполнения линий связи огнестойким кабелем для обеспечения требуемого времени работоспособности систем при пожаре.

По п. 4.1 свода правил СП 6.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности»: «кабельные линии систем противопожарной защиты должны выполняться огнестойкими кабелями с медными жилами, не распространяющими горение при групповой прокладке по категории А по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 с низким дымо- и газовыделением (нг-LSFR) или не содержащими галогенов (нг-HFFR)».

Преимущественные области применения кабельных изделий с учетом их типа исполнения определены в ГОСТ Р 53315-2009 и ГОСТ Р 53769-2010.

Преимущественная область применения

При отсутствии дополнительной информации проектировщики нередко выбирают кабель нг(А)-FRLS, в то время как на большинстве объектов должен применяться кабель нг(А)-FRHF.

Индекс LS, который является сокращением от Low Smoke (с англ. «пониженное дымовыделение»), очевидно, более понятен по сравнению с индексом HF — Halogen Free (с англ. «безгалогенный»). Возможно, это и является основной причиной более широкого применения кабеля с индексом LS по сравнению с кабелем с индексом HF.

По ГОСТ Р 53315—2009 с изменением № 1 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности» кабель с индексом LS используется «для прокладки, с учетом объема горючей нагрузки кабелей, во внутренних электроустановках, а также в зданиях, сооружениях и закрытых кабельных сооружениях», в то время как кабель с индексом HF — «для прокладки, с учетом объема горючей нагрузки кабелей, во внутренних электроустановках, а также в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей, в том числе в многофункциональных высотных зданиях и зданиях-комплексах».

По ГОСТ Р 53769—2010 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия» преимущественные области применения кабеля с изоляцией из полимерных композиций, не содержащих галогенов и с наружной оболочкой из полимерных композиций, не содержащих галогенов: «для кабельных линий питания электрооборудования атомных станций (АЭС), электропроводок в офисных помещениях, оснащенных компьютерной техникой и микропроцессорной техникой, в детских садах, школах, больницах и для кабельных линий зрелищных комплексов и спортивных сооружений».

Класс пожарной опасности кабеля

По ГОСТ Р 53315—2009 в обозначении класса пожарной опасности:

    первым показателем ставится предел распространения горения (О1 или О2 для кабельного изделия, испытанного одиночно, или П1—П4 для кабельного изделия, испытанного при групповой прокладке);
    вторым — предел огнестойкости;
    третьим — показатель коррозионной активности;
    четвертым — показатель токсичности;
    пятым — показатель дымообразования.

Кабель с огнестойкостью не менее 180 мин. типа нг(А)-FRLS имеет класс пожарной опасности П1б.1.2.2.2, а кабель типа нг(А)-FRHF — класс пожарной опасности П1б.1.1.2.1. Соответственно использование кабеля нг(А)-FRHF обеспечивает не только минимум выделения коррозионных газов, но и значительно меньшее дымовыделение по сравнению с кабелем нг(А)-FRLS. Таким образом, для полной ясности кабель нг(А)-FRHF следует называть огнестойким безгалогенным и бездымным, не распространяющим горение при групповой прокладке.

Галогены, коррозионная активность и токсичность

Кабель с индексом LS при пожаре выделяет галогены, к которым относятся хлор и фтор — ядовитые вещества и энергичные окислители, которые вызывают коррозию, что значительно сужает область применения данного кабеля. При пожаре выделяющийся высокотоксичный газообразный хлористый водород распространяется по объекту и при соединении с парами воды конденсируется на оборудовании в виде концентрированной соляной кислоты.

Допустимые по ГОСТ Р 53769-2010 значения показателей коррозионной активности продуктов дымо- и газовыделения при горении и тлении материалов изоляции, оболочки и защитного шланга кабелей с индексом LS и индексом HF отличаются в 28 раз! Количество выделяемых газов галогенных кислот в пересчете на HCl для поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности кабелей исполнений «нг-LS» и «нг-FRLS» должно быть не более 140 мг/г, а для полимерной композиции, не содержащей галогенов кабелей исполнений нг-HF и нг-FRHF, — не более 5 мг/г.

В ГОСТ Р 53315—2009 количественные ограничения на содержание газов галогенных кислот в требованиях на кабели с индексом LS вообще отсутствуют. Для безгалогенных кабелей с индексом HF в ГОСТ Р 53315—2009 с изменением № 1, кроме количества выделяемых газов — в пересчете на HCl не более 5 мг/г, приведены требования по проводимости водного раствора с адсорбированными продуктами дымогазовыделения не более 10,0 мкСм/мм и показатель рН не менее 4,3. Эти же значения приведены в качестве рекомендованных при оценке результатов испытаний по ГОСТ Р МЭК 60754-2—99.

Причем зарубежные пожарные безгалогенные огнестойкие кабели обеспечивают значительно более низкие показатели коррозионной активности по сравнению с допустимыми. Например, у FireKab FRHF по результатам испытаний проводимость водного раствора с адсорбированными продуктами была 4,8 мкСм/мм (допускается 10,0 мкСм/мм) и соответственно практически нейтральное кислотное число рН = 6,2 (допускается рН не менее 4,3).

Показатель токсичности продуктов горения

Токсичные продукты горения являются наиболее весомым из опасных факторов пожара, особенно в жилых и общественных зданиях. К токсичным продуктам горения в нашей стране относятся углекислый газ СО2, угарный газ СО, хлороводород НС1.

Испытания проходят по ГОСТ 12.1.044-89: образец тлеющего материала, из которого выполнен кабель, помещают на 30 минут в герметичную камеру с подопытными животными (мышами). Образец считают выдержавшим испытание, если газообразные продукты горения вызвали гибель не более 50% подопытных животных. Кабели типа нг-frls и нг-frhf по этому показателю относят к группе умеренно опасных (Т2).

Определение степени кислотности выделяемых газов

Степень кислотности газов, выделяемых при горении компаундов кабеля определяется по ГОСТ Р МЭК 60754-2-99 «Испытания материалов конструкции кабелей при горении. Определение степени кислотности выделяемых газов измерением pH и удельной проводимости».

Образы материала общей массой (1000 ± 5) мг сжигают в герметичной трубчатой печи при температуре не менее 900 °С в течение 30 мин. при постоянной подаче воздуха — образующаяся газовоздушная смесь проходит через один или два промывочных сосуда с дистиллированной водой общим объемом 1000 куб. см (рис. 2). Значение pH воды должно быть 5—7, а удельная проводимость — не более 1,0 мкСм/мм. В нижнюю часть сосуда помещают магнитную мешалку для обеспечения турбулентного движения воды и лучшей абсорбции выделяемых газов. После окончания испытаний, перед определением значения pH и удельной проводимости объем жидкости доводят до 1000 см3.

Выделение дыма при горении и тлении

Согласно требованиям технического регламента в помещениях с пребыванием людей не допускается применение кабелей из материалов, отличных от нг-LS и нг-HF (в марке кабеля LS — Low Smoke). Это связано с тем, что во время пожара горящий кабель выделяет дым и опасные для здоровья и жизни людей токсичные вещества. Как правило, люди при пожаре гибнут именно от дыма (продуктов горения), а не собственно от огня. Поэтому кабельное изделие должно быть изготовлено из материалов, обеспечивающих хорошую видимость в области огня, что помогает провести наиболее быструю эвакуацию людей, а также минимизирующих количество жертв во время пожара от отравления продуктами горения. Испытания проходят по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22-2005: в герметичную камеру горизонтально помещают несколько отрезков кабеля, под которыми располагается поддон со спиртом. Спирт поджигают и в камере фиксируется уменьшение светопроницаемости (снижение мощности сигнала в фотометрической системе). По нормам, снижение светопроницаемости должно быть не более 50%.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b9387

Рис. 1. Принцип испытания кабеля на дымообразование

В действительности кабель типа LS является довольно дымным — при его горении в ГОСТ Р 53315-2009 допускается снижение светопроницаемости до 50%, что значительно ограничивает видимость.

Для кабеля типа HF в ГОСТ Р 53315-2009 допускалось снижение светопроницаемости на 25% максимум, а в изменении № 1 это значение было увеличено до 40%, что соответствует рекомендациям международного ГОСТ Р МЭК 61034-2А, по которому проводится измерение плотности дыма при горении кабелей.

Безгалогенный FRHF является практически бездымным. Например, кабель FireKab FRHF при испытаниях по аналогичным стандартам BS EN 61034-1-2/IEC61034-1-2 показал снижение светопроницаемости всего лишь на 4%. Для сравнения, при аналогичных испытаниях кабель типа нг-LS вызывает в 8 раз большее снижение светопроницаемости, примерно на 30%, что значительно ограничивает видимость, а кабель типа нг дает еще большее снижение светопроницаемости примерно до 85%, что означает полную потерю видимости.

Пожаробезопасный выбор

При выборе между кабелем нг-FRLS и кабелем нг-FRHF необходимо учитывать, что безгалогенный кабель нг-FRHF не только обеспечивает минимальные значения показателей коррозионной активности продуктов дымо- и газовыделения при горении и тлении изоляции, но и имеет в несколько раз меньший уровень дымообразования по сравнению с аналогичным кабелем нг-FRLS.

Такие преимущества кабеля нг-FRHF, не содержащего галогенов, и определяют необходимость его применения в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей, в том числе в многофункциональных зданиях-комплексах и в высотных зданиях, а также в офисных помещениях, оснащенных компьютерной и микропроцессорной техникой, в детских садах, школах, больницах, зрелищных комплексах и спортивных сооружениях.

Кабель с индексом LS может считаться с низким дымо- и газовыделением только по сравнению с кабелем исполнения нг, но он значительно хуже по этому параметру в сравнении с безгалогенным кабелем с индексом HF.

В заключение необходимо отметить, что в настоящее время в Европе кабель типа LS не производится из-за его высокой коррозионной активности и значительного дымовыделения при пожаре, а выпускается и применяется значительно менее пожароопасный безгалогенный бездымный огнестойкий кабель нг-FRHF.

Далее рассмотрим вопрос сохранения неразрывности электрического соединения при пожаре.

Показатель неразрывности электрического соединения показывает в течение какого времени кабель сохраняет изоляцию в огне на короткое замыкание и разрыв. Показатель неразрывности электрической цепи обозначается аббревиатурой FE (например, FE180 соответствует длительности неразрывного соединения под действием огня в течение 180 минут). Продолжительность неразрывности цепи кабельной системы зависит от того, как долго сохраняется подача электрической энергии в случае пожара. Национальные правила большинства стран предусматривают особые требования для аварийных систем. Кабели должны соответствовать этим требованиям.

Аварийная эвакуация

Во многих странах предусмотрен 30-минутный интервал, предназначенный для эвакуации людей из здания при пожаре. В соответствии с этим требованием, аварийные системы (системы пожарной сигнализации, аварийного освещения, подъемники, системы дымоудаления, системы аварийного речевого оповещения и звуковой сигнализации, системы указания путей эвакуации) должны использовать кабели, соответствующие классификации E30 для кабельных систем. В постройках специальной конструкции, таких как высотные здания, больницы, тоннели, учреждения пенитенциарной системы, должны применяться кабели E60 или даже E90, соответствующие 60 или 90 минутной длительности, при которой обеспечивается неразрывность электрической сети (например, для обеспечения лифтов для стационарных больных, и т.п.)

Борьба с огнем

Помимо необходимости обеспечения подачи электроэнергии на время эвакуации людей из зданий, необходимо дополнительное время для работы пожарных бригад. В основном, после начала пожара, для его тушения требуется время около 90 минут. Системы бесперебойной подачи электроэнергии в системы пожаротушения (такие как насосы спринклеров, механические системы дымоудаления, пожарные лифты) должны комплектоваться кабелями класса E90 (при открытой незащищенной прокладке).

Живучесть во время пожара

Живучесть системы — это параметр, характеризующий способность системы пожарной сигнализации функционировать в процессе развития пожара в течение всего периода времени, необходимого для эвакуации людей из здания. Если ранее в задачи систем пожарной сигнализации входило только обнаружение первичного очага возгорания, то на сегодняшний день нормативы и подходы к построению систем пожарной сигнализации изменились. На рис. 1-4 приведено сравнение нескольких наиболее распространенных структур построения систем пожарной сигнализации, принимая во внимание, прежде всего, их надежность и живучесть.

d0b1d0b5d0b7d18bd0bcd18fd0bdd0bdd18bd0b91249

Опыт российских и европейских специалистов показывает, что на все время, необходимое для эвакуации людей из зданий и помещений, нужно обеспечивать работоспособность следующих систем:

    * систем пожарной сигнализации;
    * установок пожаротушения;
    * систем оповещения людей о пожаре;
    * систем вентиляции и кондиционирования, аварийной вентиляции, управления пожарным водопроводом;
    * систем управления лифтами.

Части здания, в которых может возникнуть пожар, обычно нельзя определить заранее. На стадии проектирования точный маршрут следования кабелей также может быть неизвестен
В качестве примера проанализируем продолжительность эвакуации людей из небольшой сельской поликлиники и из областной больницы. В первом случае процесс занимает 5 минут, а во втором могут потребоваться десятки минут. Однако за этот промежуток времени большая часть обычных проводов пожарной сигнализации может выйти из строя, и начнется неконтролируемое распространение дыма и вторичных очагов возгорания. При этом в связи с отсутствием информации о динамике развития пожара не представляется возможным и оперативное управление эвакуацией людей из помещений загоревшегося здания.

Вместе с тем даже применение огнестойких кабелей не является гарантией передачи сообщений о возгорании, особенно в случае частичного обрушения конструкций здания во время пожара. Единственный способ решения проблемы постоянного контроля за распространением огня — это применение многосвязанных систем, у которых есть резервные маршруты доставки тревожных сообщений о возгорании.

Простейшим примером применения принципа многосвязанности в системах охранной и пожарной сигнализации является использование кольцевых линии связи (рис. 3). У каждого устройства в кольце коэффициент многосвязанности равен двум, т.е. имеется один основной маршрут доставки сообщений и один резервный. Более надежными и живучими являются беспроводные системы, применяющие алгоритмы динамической маршрутизации, когда каждый узел системы в случае повреждения основного канала связи может выбирать из десятка резервных маршрутов (рис. 4). Конечно, часть оборудования по мере развития пожара может выйти из строя, но та часть помещений, где еще нет открытого огня, будет под постоянным контролем, что позволит отслеживать динамику развития пожара и принимать адекватные управленческие решения.
На основании вышеизложенного можно говорить о существенном повышении уровня живучести беспроводных систем пожарной сигнализации в случаях возникновения пожаров и чрезвычайных ситуаций.

МЧС совместно с Российским Союзом спасателей выпустило Технические рекомендации к системам дистанционного мониторинга установок противопожарной защиты, систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей на объектах с массовым пребыванием людей. Технические требования рекомендуются для работы проектным организациям, осуществляющим проектирование систем обнаружения пожара, оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре и пожарной автоматике на объектах.

Скачать документ — Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь для доступа к этому контенту

Каким образом можно сэкономить стоимость огнестойкой кабельной системы?

Алексей Омельянчук. Нач. КБ Рубикон ООО «СИГМА-ИС»

В связи с тем, что действующая ныне нормативная база однозначно требует, чтобы применяемые кабели сохраняли работоспособность системы в течение всего времени эвакуации, все кабели и провода должны иметь индекс FR (fire resistant), подтвержденный соответствующим сертификатом, и быть закреплены негорючими материалами (это относится и к дюбелям, о чем многие забывают). Оставим пока в стороне вопрос об огнестойкости, практика применения норм уточнит фактические требования, да и в нормативные документы наверняка будет много поправок. Обсудим, какие, собственно, типы кабелей применяются в пожарных системах. И в духе сегодняшнего времени обсудим, какие есть возможности экономии на кабельной продукции.

Основными кабелями являются шлейфы для подключения извещателей (датчиков). В случае наличия оповещения 3-го и более типов – также кабели подключения оповещения. Это основные километры и километры кабелей, и потому именно они нередко составляют основную стоимость системы. Стоимость кабелей зависит от количества в них меди, т. е. от сечения, правда, для кабелей типа FRHF цена сейчас нередко определяется их дефицитом и во много раз превышает аналогичные кабели в обычном исполнении. Но это, пожалуй, временное явление. В обозримом будущем негорючие кабели, конечно, останутся дороже обычных, но их цена также будет в основном зависеть от количества меди.

Адресные системы обычно позволяют несколько сэкономить на извещателях, но незначительно на длине кабеля. Хуже того, адресные системы нередко требуют использования значительно более толстых проводов или даже экранированных витых пар с нормированным волновым сопротивлением и этим всю экономию искореняют. Многие современные адресные системы менее критичны к кабелю, и для них, как и для обычных неадресных систем, практически единственным ограничением является ток потребления. Хорошие современные извещатели потребляют не более 200 мка (а некоторые и менее 100), так что даже при установке нескольких сотен извещателей на один шлейф допустимо использовать очень тонкие дешевые кабели.

Что касается кабелей оповещения, то в случае оповещения 1–2-го типа адресные системы могут дать некоторую экономию при использовании адресных оповещателей (иначе придется отдельно развести провода оповещателей). К сожалению, большинство адресных систем не обеспечивают возможности подключения достаточно мощных оповещателей на адресную линию либо требуют при этом увеличить сечение кабеля всей линии, так что никакой экономии не получается. Существенной экономии можно добиться только при использовании оповещателей (или усилителей речевого оповещения) с локальными резервированными источниками питания. В этом случае кабели питания не обязаны быть огнестойкими и могут идти, грубо говоря, от ближайшей розетки, а сигналы управления легко могут быть переданы по адресному шлейфу без удорожания его кабеля.

Отдельная категория кабелей – кабели связи. Популярные в последнее время системы на основе Ethernet очень удобны – в новых зданиях всегда есть СКС, разведенная с большим запасом. Для классических систем, основанных на интерфейсе RS-485, если скорость передачи данных составляет 9600–19 200, а длина кабеля не превышает 100–200 м, можно использовать любой кабель (а не только специализированную витую пару). Если же необходимо связать компоненты систем, расположенные на большом расстоянии, то придется применять оптоволоконные кабели (они вполне доступны в огнестойком исполнении).

Наконец, силовые кабели. Требование огнестойкости и здесь приводит к необходимости пересмотра старых стереотипов. Если ранее популярным решением было установить один центральный блок бесперебойного питания и развести от него независимое питание 220 В на все компоненты, то теперь нередко оказывается более экономичным установить распределенные блоки бесперебойного питания. Однако для некоторых систем, например для насосов пожаротушения или вентиляторов дымоудаления, обязательно нужно вести силовую прокладку огнестойким кабелем, причем не только от контроллера управления до самого вентилятора, но и от ввода в здание до контроллера управления. Такие кабели вполне доступны, но номенклатура отечественных огнестойких кабелей пока не очень широка, может оказаться, что для больших зданий и мощных нагрузок придется использовать импортные кабели.

Скачать:

1. Письмо ФГУ ВНИИПО МЧС России от 23.12.2010 "О кабельных линиях систем противопожарной защиты" — Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь для доступа к этому контенту
2. Технические характеристики огнестойких кабелей — Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь для доступа к этому контенту

Продолжение следует…

Похожие статьи...