認識低煙無鹵 (LSZH) 纜線：可挽救生命的纜線

低煙無鹵 (LSZH) 纜線所使用的護套材料在遇火時較安全，其使用量也不斷增加。不同於傳統材質 (例如聚氯乙烯 (PVC) 與氟化乙烯丙烯共聚物 (FEP)) 的纜線，這種纜線名符其實，產生的煙霧較不濃密，且幾乎不會產生高毒性的鹵素氣體。

合理而言，設計人員應該都要選擇這種纜線，但在決策過程中還需考量更多複雜的因素，因此電氣工程師務必要瞭解低煙無鹵纜線的特性及其適用的場所，還有相關的選擇與應用方式。

並不是每種應用都適用低煙無鹵纜線

請務必謹記，雖然使用含鹵化合物 (例如 PVC 與 FEP) 所製造的纜線在火災中會產生危害，但將這些纜線全部改用低煙無鹵纜線並不是一個萬用的解決方案，原因如下。首先，PVC 與 FEP 材質的纜線擁有非常重要的優勢，不容忽視。此外，若是在煙霧與氣體可快速消散的開放空間中，將 PVC 與 FEP 纜線全部換成低煙無鹵纜線便幾乎沒有任何益處。再者，火災發生時通常不會只有纜線這一種塑膠製品，PVC 與 FEP 材質的纜線又可防火，因此這兩種纜線會助長火勢的機率相對其他許多材質來說小得多。

PVC 與 FEP 材質的纜線也比低煙無鹵纜線便宜很多，並能展現絕佳的電氣效能，其應用相當廣泛，在乾濕狀態下的電氣特性都相當出色。這兩種纜線彈性也相當好、使用壽命長、對極端溫度與化學物質皆有耐受性，而且非常耐用。簡而言之，低煙無鹵纜線最適合使用在傳統纜線可能會造成危害的情境。低煙無鹵纜線的設計目的並非要取代各種應用方式中所使用的傳統纜線。

低煙無鹵纜線的崛起

從 1970 年代以來，人們就已經瞭解纜線護套、電介質與其他元件中的 PVC 與 FEP 的消防與火焰特性，大約在 1980 年時，人們開始在軍事與核能系統中使用其他材質的纜線。但在 1987 年時，倫敦的國王十字車站發生一場火災，超過 30 人死亡、100 人受傷，這起事件引起全球的注意 (圖 1)。

圖 1：對倫敦地下鐵國王十字車站的火災進行調查後發現，大量纜線燃燒產生了濃密的黑煙與毒氣，讓旅客難以逃生。(圖片來源：Wikipedia)

後續調查表明，掉在電扶梯上的一根火柴是起因，加上多項因素讓火勢散佈，最終釀成一場致命災難。其中一項因素是大量纜線起火燃燒，產生濃密的黑煙與毒氣，使人難以逃生。這起事件推動人們研發出能在火災中發揮更好、更安全效能的纜線。

由於此次事故，倫敦地鐵禁用 PVC 纜線，之後不久，歐盟其他成員國開始廣泛使用低煙無鹵纜線。美國經歷了更長時間才開始接受這種纜線，原因包括成本考量、標準相衝突、對應用場合仍有爭議等。隨著這些問題慢慢得到解決，一些明顯最可受益的應用開始改用低煙無鹵纜線來取代之前的 PVC 與 FEP 纜線。

低煙無鹵纜線的差異

與 PVC 護套相反，低煙無鹵纜線的護套採用的是熱塑性材料，這種材料不會產生鹵素或腐蝕性酸類，幾乎不會產生煙霧，可大幅減少火勢擴散的機會，這些優點能讓人們在火災發生時更容易疏散，減少消防員的危險工作。低煙無鹵化合物通常以聚烯烴為基礎，並加入水合礦物鹽，因而只會產生稀疏的白煙。

低煙無鹵纜線問世後，陸續又有其他化合物得以採用，收到了更好的效果，同時可維持纜線所需的電氣效能。本身不具備阻燃性質的聚合物會另外添加物質 (例如水合無機物氫氧化鋁或氫氧化鎂) 將阻燃效果最佳化。因為大量添加此類物質通常會降低部分物理特性，纜線業者已經研發出各種方法，使用不同化合物來減少或避免此類物質的影響。

混亂的規定

設計人員要面對的情況仍然相當複雜，因為關於此類纜線的適當使用場合，眾說紛紜。對於此問題，目前並沒有單一或成套標準可供人做出知情決策，另外要區分不同製造商的低煙無鹵纜線也相當困難。若要感受這一混亂局面，可參考表 1 中的許多縮寫，業界多年來一直使用這些縮寫描述消防效能「較佳」的纜線。

表 1：缺乏一致性會產生混亂：部分「消防安全」纜線命名 (資料來源： Wikipedia, Anixter, Inc.)

再舉一個例子，美國國防部是最早開始定義鹵含量的機構之一，該機構在 MIL-C-24643 中將「低」鹵素定義為鹵素重量低於總重的 0.2%。其他標準的內容是關於所產生的酸性氣體量，未特別註明鹵素含量。

在考量夾層中所使用的纜線時，主要問題在於纜線所產生的有毒與腐蝕性物質會擴散到整棟建築。美國國家電氣法規 (NEC) 規定夾層空間所使用的纜線必須為「低煙」等級，但這一點卻頗有爭議，因為夾層通常燃載量較小，很少暴露在火源下。美國消防協會 (NFPA) 則堅持使用 NFPA 262 標準，來規範夾層通風空間中所使用的纜線。

所幸的是，美國安全檢測實驗室公司 (UL) 自 2015 年開始制定低煙無鹵等級規範，目前可根據 IEC 62821 與 IEC 60754 系列標準提供無鹵 (HF) 與低煙無鹵纜線的認證計畫。IEC 62821 規定了在高達 750 V 的電壓額定值下，對無鹵、低煙、熱塑性絕緣護套纜線的要求。UL 的 HF 與 LZSH 標記可用於多種電線與纜線，例如電器接線、通訊纜線 (包括光纖)、軟電線與電力控制盤纜線。

UL 認證的所有 HF 與低煙無鹵纜線也符合 UL 其他的一般認證規定。此外，UL 擴展了 UL 2885 下的元件認證計畫，將鹵素評估納入認證內容中，這應該對絕緣與護套元件的製造商，以及其他纜線元件 (包括填料、膠帶與纏帶) 的製造商都有所幫助。

低煙無鹵的適用場所

判斷是否要使用低煙無鹵纜線是相當困難的工作，對於那些努力鑽研各種標準、住宅法規與其他眾多相關文件的人而言更是如此。幸運的是，需要使用低煙無鹵纜線所具保護功能的場所通常相當明顯。一般而言，狹窄空間中安裝有多條纜線且彼此相近之處，以及疏散空間受限、通風不佳、電壓較高的區域應考慮使用低煙無鹵纜線。

最先使用低煙無鹵纜線的一些應用便是絕佳實例，例如難以或無法從火災中逃生的水面船與潛水艇，以及濃煙、毒氣與腐蝕性氣體可能會造成災難的核能設施。

其他應用包括商用飛機、運輸站、機場部分區域、通訊交換中心、隧道、戲院與夜總會 (圖 2)。此模擬圖展示的是羅德島州西華瑞克的車站夜總會，這間夜總會在 2003 年遭逢火災，造成 100 人喪命，230 人受傷。

圖 2：由這張車站夜總會的模擬圖可得知，雖然夜總會有幾條逃生路線，但也有許多地方非常難以脫逃，尤其是在數百人驚慌失措時更是如此。(圖片來源：國家標準暨技術局)

雖然夜總會有幾條逃生路線，但也有許多地方非常難以脫逃，尤其是數百人驚慌失措時更是如此。逃出建築物所需的時間非常重要，因為有毒的濃煙會迅速增加，就如模擬圖所測量的結果一般 (圖 3)。

圖 3：燃燒開始 (t = 0) 後 200 秒之內夜總會中心點的氣體濃度，中心點位於廚房與舞池之間。探針位置高於地面 1.5 m。(圖片來源：國家標準暨技術局)

資料中心是使用低煙無鹵纜線的最新應用之一，其數量快速激增。資料中心有相當大量的電線與冷卻基礎設施，火焰與濃煙可以在當中快速擴散。雖然低煙無鹵纜線的使用已經越來越普遍，但並不是所有地方都規定資料中心必須使用此類纜線，這聽上去有些不可思議。

這背後的原因在於，有一些其他因素會決定是否需要使用低煙無鹵纜線。新建築最重要的考慮因素之一就是建材的燃載量，而這必須在瞭解所使用的建材，並評估整體環境後才能得出。遺憾的是，現有建築通常難以取得此類建材資料，有時甚至根本無法取得。

效能與成本

在過去，低煙無鹵纜線的電氣與機械效能確實不如傳統纜線，但在今日卻非如此。纜線廠商不斷改善低煙無鹵產品，使其具備 PVC 與 FEP 材質的阻燃性，且不會降低彈性、彎曲半徑、低溫能力與電氣效能。

低煙無鹵纜線價格通常仍然高於其他纜線，因為製造這種纜線需要進行額外步驟，製造時間也較長。但是鑒於低煙無鹵纜線在美國的市場擴大，成本可能會相應降低。低煙無鹵纜線一直都不適用於寒冷的環境，因為添加物通常會導致彈性降低，尤其是在極低的溫度下。但是部分最新型的低煙無鹵纜線運用專有技術減輕了這項問題的影響程度。

選擇「正確」的低煙無鹵纜線

各種規則、規範及不同的法規與標準不斷增加，讓製造商難以正確界定自身產品是否確實符合低煙無鹵等級。令人吃驚的是，部分產品似乎符合這些規定，但其規格書卻通常未作相關聲明，而只列出了纜線結構 (主要是護套)，常常會忽略電介質材料。

Alpha Wire 多芯導線系列的規格書，便是一份清楚列出低煙無鹵屬性的規格書範例。該系列包含 1172L SL005 雙芯導線，一直到 6017L SL005 24 芯導線版本 (圖 4)。這些規格書清楚列出產品屬於低煙無鹵等級以及產品所通過的檢測，包含 IEC 60332-1 耐燃測試、EC 60754-1 與 60754-2 的酸性氣體產生測試，以及 IEC 61034-2 排煙測試。

圖 4：Alpha Wire 的 1172L SL005 雙芯導線 (左) 與 6017L SL005 24 芯導線 (右) 的規格書清楚註明這兩種產品皆屬低煙無鹵等級，並備註所通過的檢測內容，可避免混淆。(圖片來源：Alpha Wire)

其他製造商也同樣註明了低煙無鹵特性，但仍有廠商將這些特性埋沒在規格書的資料中，若有更多工程師願意註明此類資料，現狀可能會大不相同。若某種纜線似乎很適合，但並未清楚註明消防相關特性，做出最終決策的最佳方法就是聯絡製造商。製造商也許還可以製造客製化版本，讓纜線具備部分或全部優良消防特性。比較不同製造商的低煙無鹵纜線也是不可或缺的一環，先選出消防效能符合需求的產品，之後再比較各產品的彈性、溫度範圍、彎曲半徑、使用壽命與其他關鍵指標。最後的「中選者」應該具備優良的消防相關效能，同時將與 PVC 纜線的差異 (或劣化程度) 降到最小。

結論

談到這裡，您應該不會訝異雖然低煙無鹵纜線已問世數十年，但這種纜線的使用量才正要開始增加。一直以來都沒有聯盟或其他組織來推廣這種纜線，對於應該在哪些場合應用，甚至纜線製造商應該如何在網站或規格書中對其進行說明，也鮮少有一致意見。幸運的是，這樣的情況即將改善，這要歸功於 UL 決定在其認證測試計畫中新增低煙無鹵與 LSF 項目。希望這種趨勢一直維持下去，而不是要等到發生另一場重大致命火災才有所行動。

同時，設計人員與電氣工程師有現成低煙無鹵纜線可供選擇，並可視需求為客製化應用指定低煙無鹵纜線必須達到的標準。