Vì sao cáp ít khói, không halogen (LSZH) đang trở thành tiêu chuẩn toàn cầu: Tổng quan về kỹ thuật và quy định
Lời giới thiệu: Người bảo vệ vô hình trong cơ sở hạ tầng hiện đại
Hàng năm, hàng nghìn người thiệt mạng vì hỏa hoạn trong các tòa nhà trên toàn thế giới. Trong khi các tiêu đề thường tập trung vào nguyên nhân ban đầu—một tia lửa, một sự cố điện—thì điều thường quyết định liệu người dân có thoát chết hay không lại là những gì xảy ra tiếp theo: cách các dây cáp ẩn trong tường, trần nhà và các khoảng trống dưới sàn nhà hoạt động khi bị lửa bao trùm.
PVC thông thường-Cáp cách điệnKhi cháy, chúng giải phóng khói đen dày đặc, khí hydro clorua độc hại và axit ăn mòn. Chính những sản phẩm phụ này—chứ không phải ngọn lửa—mới là nguyên nhân gây ra phần lớn thương vong trong các vụ hỏa hoạn. Mọi người tử vong do hít phải khói, bỏng hóa chất đường hô hấp, hoặc đơn giản là mất phương hướng trong điều kiện tầm nhìn gần như bằng không, không thể tìm thấy lối thoát hiểm.
Sự hiểu biết này đã thúc đẩy một sự thay đổi cơ bản trong tiêu chuẩn cáp trên toàn cầu. Cáp ít khói, không halogen (LSZH) – đôi khi được gọi là cáp ít khói không halogen (LSHF) hoặc cáp ít khói không halogen (LS0HF) – đã phát triển từ các sản phẩm an toàn chuyên dụng thành các thành phần bắt buộc trong phạm vi ứng dụng ngày càng mở rộng.
Bài viết này xem xét cơ sở khoa học của công nghệ LSZH, các tiêu chuẩn quốc tế chi phối nó, các quy định bắt buộc sử dụng công nghệ này ở đâu và tương lai của cơ sở hạ tầng cáp chống cháy.
Cơ chế hoạt động dựa trên khoa học của LSZH: Cách thức vận hành
Điều gì làm nên sự khác biệt của LSZH?
Truyền thống Cáp PVCCác vật liệu PVC có đặc tính chống cháy nhờ các hợp chất gốc clo. Khi tiếp xúc với lửa, PVC giải phóng khí hydro clorua (HCl), khí này kết hợp với hơi ẩm trong không khí tạo thành axit clohydric. Axit này ăn mòn thiết bị kim loại, làm hỏng thiết bị điện tử và gây bỏng hóa học nghiêm trọng cho bất kỳ ai hít phải.
Cáp LSZH giải quyết vấn đề này thông qua sự đổi mới về vật liệu. Lớp vỏ và lớp cách điện được sản xuất từ các hợp chất polyolefin—các polyme chỉ dựa trên carbon và hydro—được gia cường bằng các hydroxit khoáng như nhôm hydroxit (ATH) hoặc magie hydroxit (MDH). Các chất độn vô cơ này chiếm khoảng 65% trọng lượng của hợp chất.
Cơ chế này rất tinh tế.Khi lớp vỏ cáp đạt đến 200°C trong đám cháy, các chất độn khoáng sẽ trải qua quá trình phân hủy thu nhiệt (hấp thụ nhiệt), giải phóng hơi nước. Phản ứng hóa học này:
- Hấp thụ nhiệt từ ngọn lửa
- Pha loãng khí dễ cháy bằng hơi nước
- Tạo một lớp than bảo vệ trên bề mặt polymer.
- Ngăn ngừa sự hình thành các giọt lửa.
Kết quả là một loại cáp tạo ra ít khói hơn đáng kể, không thải ra axit halogen và tự dập tắt khi nguồn lửa bên ngoài được loại bỏ.
Ba tiêu chí hiệu suất quan trọng
Mỗi cáp LSZH phải đáp ứng các tiêu chuẩn trên ba khía cạnh có thể đo lường được:
- Khả năng chống cháy (IEC 60332)
Dây cáp không được lan truyền ngọn lửa dọc theo chiều dài của nó. Thử nghiệm cáp đơn (IEC 60332-1-2) yêu cầu sau khi đốt bằng đầu đốt trong 60 giây, chiều cao của lớp than cháy phải duy trì ở mức ít nhất 50mm bên dưới kẹp gắn phía trên. Thử nghiệm bó cáp (IEC 60332-3) đặt các dây cáp trên một thang thép theo nhiều loại khác nhau (AF/R đến D), với loại nghiêm ngặt nhất yêu cầu chiều cao của lớp than cháy không được vượt quá 2,5 mét.
- Không chứa halogen và phát thải khí axit thấp (IEC 60754)
Khi bị đốt cháy, cáp LSZH phải giải phóng khí có giá trị pH ≥ 4,3 (đo với 1 lít nước) và độ dẫn điện
- Phát thải khói thấp (IEC 61034)
Bài kiểm tra nổi tiếng "thử nghiệm khối lập phương 3 mét" đo độ truyền ánh sáng xuyên qua khói trong một buồng kín. Cáp LSZH phải đạt độ truyền ánh sáng tối thiểu 60%, nghĩa là mật độ khói vẫn dưới 40%. Việc duy trì tầm nhìn này thực sự là một yếu tố sống còn cho việc sơ tán.
Bức tranh tổng quan về các tiêu chuẩn quốc tế
IEC: Tổ chức toàn cầu
Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC) cung cấp phương pháp thử nghiệm cơ bản được hầu hết các tiêu chuẩn quốc gia và khu vực áp dụng. Ba tiêu chuẩn cốt lõi tạo thành một khuôn khổ liên kết chặt chẽ:
| Tiêu chuẩn | Bài kiểm tra | Các thông số chính |
| IEC 60332 | Sự lan truyền ngọn lửa | Chiều cao vết cháy, giọt lửa, thời gian sau khi tắt lửa |
| IEC 60754 | Phát thải khí axit | Giá trị pH, độ dẫn điện, hàm lượng halogen |
| IEC 61034 | Mật độ khói | Phần trăm truyền ánh sáng |
Các bài kiểm tra này không phải là điều kiện tiên quyết tùy chọn — chúng là ngôn ngữ của tiêu chuẩn cáp toàn cầu.
Liên minh châu Âu: CPR và Hệ thống Euroclass
Từ ngày 1 tháng 7 năm 2017, Quy định về Sản phẩm Xây dựng (CPR, Quy định EU 305/2011) đã quy định bắt buộc phân loại khả năng chống cháy đối với tất cả các loại cáp được bán để lắp đặt cố định trong các tòa nhà thuộc EU. Tiêu chuẩn hài hòa EN 50575:2014+A1:2016 quy định việc đánh giá, trong khi EN 13501-6 cung cấp khung phân loại.
Hệ thống Euroclass phân loại cáp từ Aca (không cháy) đến Fca (không được phân loại/hỏng), với một số cấp trung gian liên quan đến các sản phẩm LSZH:
tờ giấy
| Hạng Euro | Đóng góp của lực lượng cứu hỏa | Ứng dụng điển hình | Mục tiêu LSZH |
| B2ca | Rất hạn chế | Các tòa nhà công cộng có rủi ro cao | s1a, d0, a1 (phân loại tốt nhất) |
| Xấp xỉ. | Giới hạn | Cơ sở thương mại | s1, d1, a1 |
| DCA | Chấp nhận được | Yêu cầu cơ bản | s2, d2, a2 |
| Eca | Nền tảng | PVC cơ bản | — |
Các chữ cái hậu tố biểu thị hiệu suất bổ sung:
- s1a/s1b: Sản sinh khói (s1a = độ truyền ánh sáng ≥80%; s1b = độ truyền ánh sáng ≥60%)
- d0/d1: Các giọt lửa (d0 = không có; d1 = không có giọt lửa tồn tại >10 giây)
- a1/a2Độ axit của khí thải (a1 = độ ăn mòn thấp nhất: pH ≥ 4,3, độ dẫn điện
Các nhà sản xuất phải ban hành Tuyên bố về Hiệu suất (DoP), gắn dấu CE và trải qua các cuộc kiểm toán nhà máy hàng năm để đạt chứng nhận Hệ thống 1+ (bắt buộc đối với các loại B2ca và Cca).
Vương quốc Anh: Giai đoạn hậu Brexit
Sau Brexit, Vương quốc Anh đã áp dụng tiêu chuẩn BS EN 13501-6 với các yêu cầu về cơ bản là giống hệt với tiêu chuẩn CPR của EU. Tiêu chuẩn BS 7671 (Quy định về hệ thống dây dẫn của IET) quy định rằng cáp trong các lối thoát hiểm được bảo vệ phải đáp ứng giới hạn lan truyền ngọn lửa và đạt độ truyền ánh sáng ≥60% theo tiêu chuẩn EN 61034-2 — phù hợp với phân loại s1b của CPR.
Hoa Kỳ: Khung tiêu chuẩn NFPA và UL
Hoa Kỳ duy trì hệ sinh thái quy định riêng biệt của mình, chủ yếu thông qua các bộ quy tắc của Hiệp hội Phòng cháy chữa cháy Quốc gia (NFPA):
- NFPA 70 (Bộ luật Điện quốc gia): Chỉ định danh sách kênh truyền hình cáp cho các loại hình lưu trú khác nhau
- NFPA 130: Quản lý hệ thống đường ray dẫn hướng cố định và đường sắt chở khách, quy định bắt buộc sử dụng vật liệu LSZH cho hệ thống dây điện nội thất
- NFPA 502: Giải quyết các vấn đề liên quan đến đường hầm và cầu đường bộ, yêu cầu sử dụng cáp LSZH cho hệ thống an toàn sinh mạng.
Các tiêu chuẩn của Underwriters Laboratories (UL) như UL 1685 và UL 1581 thiết lập các quy trình thử nghiệm chống cháy (thử nghiệm chống cháy khay thẳng đứng FT4/IEEE 1202) khác với phương pháp của IEC, yêu cầu chứng nhận riêng để tiếp cận thị trường Hoa Kỳ.
Nhật Bản: Tiêu chuẩn JIS
Các tiêu chuẩn JIS C 3665 và JIS C 3666 của Nhật Bản quy định về cáp LSZH, trong khi tiêu chuẩn JIS A 1304 quy định các yêu cầu về khả năng chống cháy đối với vật liệu xây dựng. Các quy định của Nhật Bản đặc biệt nhấn mạnh đến mật độ khói và độc tính trong không gian kín như nhà ga tàu điện ngầm và các tòa nhà cao tầng.
Hàn Quốc: Khung KCC và KS
Chứng nhận của Ủy ban Truyền thông Hàn Quốc (KCC) và hệ thống Tiêu chuẩn Hàn Quốc (KS) yêu cầu cáp viễn thông phải tuân thủ các tiêu chuẩn KS C IEC. Tiêu chuẩn KS C IEC 60754-2 và KS C IEC 61034-2 là bắt buộc để được chứng nhận LSZH, phù hợp chặt chẽ với các tiêu chuẩn quốc tế IEC.
Trung Quốc: Tiêu chuẩn GB 31247-2014 và các tiêu chuẩn quốc gia
Tiêu chuẩn quốc gia bắt buộc của Trung Quốc GB 31247-2014 "Phân loại khả năng chống cháy của cáp và cáp quang" quy định bốn cấp chính: A, B1, B2 và B3, trong đó B1 đại diện cho mức độ chống cháy phi kim loại cao nhất.
Đối với cáp LSZH loại B1, các yêu cầu chính bao gồm:
- Độ lan truyền ngọn lửa (FS) ≤ 1,5 mét
- Tốc độ giải phóng nhiệt cực đại (HRR) ≤ 30 kW
- Tổng lượng nhiệt tỏa ra (THR) ≤ 15 MJ trong 1200 giây
- Tốc độ sản sinh khói (SPR) cực đại ≤ 0,25 m²/s
- Tổng lượng khói thải ra ≤ 50 m²
- Độ truyền ánh sáng ≥ 60%
Tiêu chuẩn GB/T 19666-2019 đưa ra các thông số kỹ thuật tổng quát về khả năng chống cháy và kháng lửa, trong khi tiêu chuẩn GB/T 12706 bao gồm các tiêu chuẩn khác. Cáp nguồn sự thi công.
Trong trường hợp LSZH là bắt buộc: Các ứng dụng thúc đẩy nhu cầu
Phương tiện giao thông công cộng
Hệ thống đường sắt và tàu điện ngầm đại diện cho các yêu cầu LSZH nghiêm ngặt nhất trên toàn thế giới. Tiêu chuẩn EN 45545-2 (EU) và NFPA 130 (Mỹ) quy định bắt buộc sử dụng vật liệu không chứa halogen, ít khói cho tất cả các loại cáp trong toa xe khách, nhà ga và đường hầm. Các mức độ nguy hiểm từ HL1 đến HL3 xác định các yêu cầu tăng dần về lượng nhiệt tỏa ra, mật độ khói và độc tính.
Đường hầm ngầm và đường bộ
Không gian chật hẹp với các lựa chọn thoát hiểm hạn chế khiến môi trường đường hầm đặc biệt nguy hiểm. Tiêu chuẩn NFPA 502 và các quy định quốc gia về đường hầm yêu cầu sử dụng cáp LSZH cho hệ thống thông gió, chiếu sáng khẩn cấp, vòng lặp báo cháy và mạch điều khiển SCADA. Ngay cả việc giảm tầm nhìn trong thời gian ngắn cũng có thể khiến xe cộ và người đi bộ bị mắc kẹt.
Các tòa nhà cao tầng và địa điểm công cộng
Các tòa nhà chọc trời hiện đại, bệnh viện, sân bay, trung tâm mua sắm và sân vận động đón hàng nghìn người mỗi ngày. Các quy định xây dựng ngày càng yêu cầu sử dụng cáp LSZH cho đường dây dẫn chính, mạch báo cháy, chiếu sáng khẩn cấp và hệ thống sơ tán bằng giọng nói. Phân loại B2ca-s1a,d0,a1 là tiêu chuẩn được ưu tiên cho các ứng dụng quan trọng này.
Trung tâm dữ liệu
Mặc dù không phải là quy định bắt buộc trên toàn cầu, nhưng các tiêu chuẩn hàng đầu cho trung tâm dữ liệu như TIA-942-B khuyến nghị sử dụng cáp không chứa halogen trong khu vực không gian trắng và phòng UPS. Lý lẽ về kinh tế rất thuyết phục: một vụ hỏa hoạn tại một cơ sở chứa hàng triệu đô la thiết bị máy chủ sẽ gây ra thiệt hại thảm khốc cả về hư hỏng và thời gian ngừng hoạt động.
Hàng hải và ngoài khơi
Tàu thuyền và giàn khoan ngoài khơi hoạt động trong môi trường biệt lập, nơi các lựa chọn sơ tán cực kỳ hạn chế. Nghị quyết A.752(18) của IMO và các quy định của SOLAS thúc đẩy việc áp dụng LSZH trong toàn bộ nội thất tàu, đặc biệt là trong khu vực sinh hoạt và khoảng trống phòng máy.
Cáp Wuxi Lind: Mang đến sự tuân thủ toàn cầu ngay tại địa phương.
Là một nhà sản xuất trong nước tích hợp khả năng nghiên cứu, phát triển, sản xuất và bán hàng, Công ty TNHH Cáp Wuxi Lind đã đặt công nghệ cáp LSZH làm cốt lõi trong danh mục sản phẩm của mình. Các cơ sở sản xuất của chúng tôi sản xuất một loạt các loại cáp ít khói, không halogen đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế khắt khe nhất.
Dòng sản phẩm LSZH của chúng tôi bao gồm:
- Cáp nguồn(0,6/1kV đến 35kV) với lớp cách điện XLPE và vỏ LSZH, đạt cấp B1/B2 theo tiêu chuẩn GB 31247-2014 và Euroclass Cca/B2ca theo tiêu chuẩn EN 13501-6
- Cáp điều khiển và đo lườngVới khả năng sàng lọc riêng lẻ và tổng thể, phù hợp cho các nhà máy chế biến công nghiệp.
- Cáp truyền thông và dữ liệubao gồm Cat 5e, Cat 6 và Cat 6A với vỏ bọc LSZH, duy trì hiệu suất truyền dẫn đầy đủ.
- Cáp LSZH chống cháyDuy trì tính toàn vẹn của mạch điện trong 120 phút ở nhiệt độ 950°C, điều cần thiết cho hệ thống báo cháy và dịch vụ khẩn cấp.
Đảm bảo chất lượng:
Mỗi sản phẩm Lind Cable LSZH đều trải qua quá trình kiểm tra nghiêm ngặt theo từng lô tại phòng thí nghiệm nội bộ của chúng tôi, cùng với việc kiểm tra bởi bên thứ ba được công nhận để phục vụ mục đích chứng nhận. Hệ thống quản lý chất lượng của chúng tôi được chứng nhận theo tiêu chuẩn quốc tế, và chúng tôi duy trì khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ từ nguyên liệu đầu vào đến cuộn dây thành phẩm.
Giải pháp tùy chỉnh:
Ngoài các dòng sản phẩm tiêu chuẩn, đội ngũ kỹ sư của chúng tôi còn hợp tác với các nhà thầu, tư vấn viên và nhà phát triển dự án để thiết kế cấu hình LSZH riêng biệt cho các ứng dụng chuyên biệt — từ các công trình có nhiệt độ vùng Bắc Cực đến môi trường ngầm nhiệt đới.
Xu hướng thị trường và triển vọng tương lai
Sự chuyển dịch toàn cầu sang cáp LSZH phản ánh những ưu tiên rộng lớn hơn của xã hội: bảo vệ tính mạng con người, giảm tác động đến môi trường và xây dựng cơ sở hạ tầng kiên cường. Một số xu hướng đang thúc đẩy quá trình chuyển đổi này:
Tích hợp bền vữngCác hợp chất polyolefin có nguồn gốc sinh học, được sản xuất từ mía hoặc các nguyên liệu tái tạo khác, đang bắt đầu xuất hiện trong các công thức LSZH. Những vật liệu này có thể giảm lượng carbon tích hợp khoảng 20% trong khi vẫn duy trì hiệu suất chống cháy tương đương.
Tuyên bố điện tửMã QR trên các cuộn cáp ngày càng được liên kết trực tiếp với các tài liệu Tuyên bố về Hiệu suất và báo cáo thử nghiệm chống cháy của cơ quan chứng nhận, cho phép xác minh tức thì trong quá trình kiểm tra tại công trường.
Thiết kế cáp laiCác loại cáp điện và cáp quang kết hợp dưới một lớp vỏ LSZH duy nhất đang ngày càng được ưa chuộng trong các hệ thống tòa nhà thông minh, giúp giảm độ phức tạp khi lắp đặt trong khi vẫn đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn phòng cháy chữa cháy.
Các quy định nghiêm ngặt hơnCác yêu cầu bắt buộc đối với tiêu chuẩn B1 của Trung Quốc, việc mở rộng phân loại công trình xây dựng của EU và các quy định tương tự đang xuất hiện trên khắp Đông Nam Á cho thấy LSZH sẽ chuyển từ thực tiễn tốt nhất được khuyến nghị sang yêu cầu pháp lý trong phạm vi ứng dụng ngày càng mở rộng.
Kết luận: An toàn là điều bắt buộc.
Việc áp dụng rộng rãi các tiêu chuẩn cáp LSZH trên toàn cầu là một trong những ví dụ thành công nhất về cải tiến an toàn dựa trên quy định trong ngành điện. Đằng sau các từ viết tắt—IEC 60332, IEC 60754, IEC 61034, EN 13501-6, GB 31247—là một sự thật đơn giản: khi hỏa hoạn xảy ra, các dây cáp trong các tòa nhà của chúng ta phải bảo vệ người cư trú chứ không phải gây nguy hiểm cho họ.
Tại Wuxi Lind Cable, chúng tôi hiểu rằng việc lựa chọn cáp không chỉ đơn thuần là tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật. Điều quan trọng là đảm bảo hành lang bệnh viện luôn thông thoáng cho bệnh nhân thoát hiểm, đường hầm tàu điện ngầm cho phép hành khách tìm thấy lối thoát hiểm khẩn cấp, và hệ thống báo cháy trung tâm dữ liệu hoạt động đủ lâu để kích hoạt hệ thống chữa cháy.
Đây là những trách nhiệm mà chúng tôi luôn coi trọng—mỗi ngày, trên mỗi sợi cáp, trong mỗi dự án.