Требования к огнестойкому кабелю для систем безопасности

Сначала определимся с понятиями по огнестойкости кабеля:
Огнестойкость кабеля (англ. (grade of) fire resistance) - способность кабеля 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.
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.

Огнестойкие кабеля следует отличать от кабелей, не распространяющих горение.
Кабели, препятствующие распространению огня, это кабели, которые, будучи воспламененными от источника открытого огня, не позволяют распространяться огню, если кабель расположен вертикально. Они самопроизвольно гаснут после удаления источника огня.

Сформулируем вопросы:

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.

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.

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.

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 Р 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: П1.1.2.2.2 для – нг-FRLS и П1.1.1.2.1 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:

В пожарном сертификате должно быть указано на соответствие международным стандартам:

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.

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.

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.