Die Feuerbeständigkeit von Kabeln ist im Brandfall von entscheidender Bedeutung, und die Materialauswahl sowie die Konstruktion der Umhüllung beeinflussen die Gesamtleistung des Kabels maßgeblich. Die Umhüllung besteht typischerweise aus einer oder zwei Lagen Schutzband, die um die Isolierung oder den Innenmantel des Leiters gewickelt sind und Schutz, Dämpfung, Wärmedämmung und Alterungsbeständigkeit bieten. Im Folgenden wird der spezifische Einfluss der Umhüllung auf die Feuerbeständigkeit aus verschiedenen Perspektiven untersucht.
1. Auswirkungen brennbarer Materialien
Wenn die Verpackungsschicht brennbare Materialien enthält (wie z. B.Vliesstoffband(z. B. PVC-Band) beeinflusst ihr Verhalten in Hochtemperaturumgebungen direkt die Feuerbeständigkeit des Kabels. Beim Verbrennen dieser Materialien entsteht ein Verformungsraum für die Isolierung und die Brandschutzschichten. Dieser Freisetzungsmechanismus reduziert effektiv die Kompression der Brandschutzschicht durch die hohen Temperaturen und verringert so die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung. Darüber hinaus können diese Materialien die Wärme in der Anfangsphase der Verbrennung abpuffern, die Wärmeübertragung auf den Leiter verzögern und die Kabelstruktur vorübergehend schützen.
Brennbare Materialien allein können die Feuerbeständigkeit von Kabeln jedoch nur begrenzt verbessern und müssen daher in der Regel in Kombination mit feuerbeständigen Materialien verwendet werden. Beispielsweise wird bei einigen feuerbeständigen Kabeln eine zusätzliche Brandschutzschicht (wie z. B. …) verwendet.GlimmerbandUm die Feuerbeständigkeit insgesamt zu verbessern, kann eine zusätzliche Schicht über dem brennbaren Material aufgebracht werden. Diese kombinierte Konstruktion ermöglicht in der Praxis ein effektives Gleichgewicht zwischen Materialkosten und Fertigungskontrolle. Dennoch müssen die Grenzen brennbarer Materialien sorgfältig geprüft werden, um die Gesamtsicherheit des Kabels zu gewährleisten.
2. Auswirkungen feuerbeständiger Materialien
Die Verwendung feuerbeständiger Materialien wie beschichtetes Glasfaserband oder Glimmerband für die Umhüllungsschicht kann die Brandschutzleistung des Kabels deutlich verbessern. Diese Materialien bilden bei hohen Temperaturen eine flammhemmende Barriere, die den direkten Kontakt der Isolierschicht mit Flammen verhindert und den Schmelzprozess der Isolierung verzögert.
Es ist jedoch zu beachten, dass aufgrund der straffenden Wirkung der Umhüllungsschicht die Ausdehnungsspannung der Isolierschicht beim Hochtemperaturschmelzen möglicherweise nicht nach außen abgeleitet wird, was zu einer erheblichen Druckbelastung der Brandschutzschicht führt. Dieser Spannungskonzentrationseffekt ist bei Stahlbandpanzerungen besonders ausgeprägt und kann die Feuerwiderstandsfähigkeit beeinträchtigen.
Um die Anforderungen an mechanische Festigkeit und Flammenausschluss in Einklang zu bringen, können mehrere feuerbeständige Materialien in die Umhüllungsschicht integriert werden. Überlappungsgrad und Umhüllungsspannung lassen sich anpassen, um Spannungsspitzen in der Brandschutzschicht zu minimieren. Zudem hat die Verwendung flexibler feuerbeständiger Materialien in den letzten Jahren stetig zugenommen. Diese Materialien reduzieren Spannungsspitzen deutlich und gewährleisten gleichzeitig die Flammenausschlussleistung, wodurch die Gesamtfeuerbeständigkeit positiv beeinflusst wird.
3. Feuerbeständigkeitsverhalten von kalziniertem Glimmerband
Kalziniertes Glimmerband kann als Hochleistungs-Umhüllungsmaterial die Feuerbeständigkeit des Kabels deutlich verbessern. Es bildet bei hohen Temperaturen eine robuste Schutzhülle, die das Eindringen von Flammen und heißen Gasen in den Leiterbereich verhindert. Diese dichte Schutzschicht isoliert nicht nur Flammen, sondern schützt den Leiter auch vor weiterer Oxidation und Beschädigung.
Kalziniertes Glimmerband bietet ökologische Vorteile, da es weder Fluor noch Halogene enthält und beim Verbrennen keine giftigen Gase freisetzt. Es erfüllt somit moderne Umweltauflagen. Dank seiner hervorragenden Flexibilität eignet es sich für komplexe Verkabelungsszenarien und erhöht die Temperaturbeständigkeit des Kabels. Dadurch ist es besonders geeignet für Hochhäuser und den Schienenverkehr, wo eine hohe Feuerbeständigkeit erforderlich ist.
4. Die Bedeutung der Tragwerksplanung
Die Konstruktion der Umhüllungsschicht ist entscheidend für die Feuerbeständigkeit des Kabels. Beispielsweise verbessert eine mehrlagige Umhüllung (z. B. mit doppeltem oder mehrlagigem kalziniertem Glimmerband) nicht nur den Brandschutz, sondern bietet auch eine bessere Wärmebarriere im Brandfall. Darüber hinaus ist eine Überlappung der Umhüllungsschichten von mindestens 25 % eine wichtige Maßnahme zur Verbesserung der Gesamtfeuerbeständigkeit. Eine zu geringe Überlappung kann zu Wärmeverlusten führen, während eine zu hohe Überlappung die mechanische Steifigkeit des Kabels erhöhen und andere Leistungseigenschaften beeinträchtigen kann.
Im Konstruktionsprozess muss auch die Kompatibilität der Umhüllungsschicht mit anderen Strukturen (wie dem Innenmantel und den Armierungsschichten) berücksichtigt werden. Beispielsweise kann bei hohen Temperaturen die Einführung einer flexiblen Pufferschicht die thermische Ausdehnungsspannung effektiv verteilen und Schäden an der Brandschutzschicht reduzieren. Dieses mehrschichtige Konstruktionskonzept hat sich in der Kabelherstellung weit verbreitet und bietet insbesondere im High-End-Segment feuerbeständiger Kabel erhebliche Vorteile.
5. Schlussfolgerung
Die Materialauswahl und die Konstruktion der Kabelummantelung spielen eine entscheidende Rolle für das Brandverhalten des Kabels. Durch die sorgfältige Auswahl von Materialien (wie z. B. flexiblen, feuerbeständigen Materialien oder kalziniertem Glimmerband) und die Optimierung der Konstruktion lässt sich die Sicherheit des Kabels im Brandfall deutlich verbessern und das Risiko eines Funktionsausfalls durch Feuer reduzieren. Die kontinuierliche Optimierung der Ummantelung im Rahmen der Entwicklung moderner Kabeltechnologien bietet eine solide technische Grundlage für leistungsfähigere und umweltfreundlichere feuerbeständige Kabel.
Veröffentlichungsdatum: 30. Dezember 2024