Die Feuerbeständigkeit von Kabeln ist im Brandfall entscheidend. Die Materialauswahl und die Konstruktion der Ummantelung wirken sich direkt auf die Gesamtleistung des Kabels aus. Die Ummantelung besteht typischerweise aus ein oder zwei Lagen Schutzband, die um die Isolierung oder den Innenmantel des Leiters gewickelt sind und Schutz, Pufferung, Wärmedämmung und Alterungsschutz bieten. Im Folgenden wird der spezifische Einfluss der Ummantelung auf die Feuerbeständigkeit aus verschiedenen Perspektiven untersucht.
1. Auswirkungen brennbarer Materialien
Wenn die Umhüllung aus brennbaren Materialien besteht (wie z. B.Vliesbandoder PVC-Band), deren Leistung in Hochtemperaturumgebungen direkt die Feuerbeständigkeit des Kabels beeinflusst. Wenn diese Materialien im Brandfall verbrennen, schaffen sie Verformungsraum für die Isolierung und die Feuerwiderstandsschichten. Dieser Freigabemechanismus reduziert effektiv die Kompression der Feuerwiderstandsschicht durch Hochtemperaturspannung und verringert so die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Feuerwiderstandsschicht. Darüber hinaus können diese Materialien die Hitze in den frühen Phasen der Verbrennung puffern, die Wärmeübertragung auf den Leiter verzögern und die Kabelstruktur vorübergehend schützen.
Brennbare Materialien selbst können die Feuerbeständigkeit des Kabels jedoch nur begrenzt verbessern und müssen daher in der Regel in Verbindung mit feuerbeständigen Materialien verwendet werden. Beispielsweise kann bei einigen feuerbeständigen Kabeln eine zusätzliche Brandschutzschicht (wie z. B.Glimmerband) kann über dem brennbaren Material angebracht werden, um die allgemeine Feuerbeständigkeit zu verbessern. Diese kombinierte Konstruktion kann in der Praxis Materialkosten und Steuerbarkeit des Herstellungsprozesses effektiv ausbalancieren, die Einschränkungen brennbarer Materialien müssen jedoch dennoch sorgfältig geprüft werden, um die allgemeine Sicherheit des Kabels zu gewährleisten.
2. Auswirkungen feuerbeständiger Materialien
Wenn für die Ummantelung feuerbeständige Materialien wie beschichtetes Glasfaserband oder Glimmerband verwendet werden, kann dies 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 Straffungswirkung der Umhüllungsschicht die Dehnungsspannung der Isolierschicht beim Schmelzen bei hohen Temperaturen möglicherweise nicht nach außen abgegeben wird, was zu einer erheblichen Druckbelastung der Feuerwiderstandsschicht führt. Dieser Spannungskonzentrationseffekt ist besonders ausgeprägt bei gepanzerten Stahlbandkonstruktionen, was die Feuerwiderstandsleistung verringern kann.
Um die doppelte Anforderung der mechanischen Befestigung und der Flammenisolation auszugleichen, können mehrere feuerbeständige Materialien in die Konstruktion der Umhüllungsschicht integriert und Überlappungsrate und Umhüllungsspannung angepasst werden, um die Auswirkungen der Spannungskonzentration auf die Feuerwiderstandsschicht zu reduzieren. Darüber hinaus hat der Einsatz flexibler feuerbeständiger Materialien in den letzten Jahren stetig zugenommen. Diese Materialien können das Problem der Spannungskonzentration deutlich reduzieren und gleichzeitig die Feuerisolationsleistung gewährleisten, was positiv zur Verbesserung der Gesamtfeuerbeständigkeit beiträgt.
3. Feuerbeständigkeit von kalziniertem Glimmerband
Kalziniertes Glimmerband kann als Hochleistungs-Umhüllungsmaterial die Feuerbeständigkeit des Kabels deutlich verbessern. Dieses Material bildet bei hohen Temperaturen eine starke Schutzhülle und verhindert, dass Flammen und heiße Gase in den Leiterbereich eindringen. Diese dichte Schutzschicht isoliert nicht nur Flammen, sondern verhindert auch weitere Oxidation und Schäden am Leiter.
Kalziniertes Glimmerband bietet ökologische Vorteile, da es weder Fluor noch Halogene enthält und beim Verbrennen keine giftigen Gase freisetzt. Damit erfüllt es moderne Umweltanforderungen. Dank seiner hervorragenden Flexibilität lässt es sich an komplexe Verdrahtungsszenarien anpassen und verbessert die Temperaturbeständigkeit des Kabels. Daher eignet es sich besonders für Hochhäuser und den Schienenverkehr, wo eine hohe Feuerbeständigkeit erforderlich ist.
4. Die Bedeutung der Strukturplanung
Der strukturelle Aufbau der Ummantelung ist entscheidend für die Feuerbeständigkeit des Kabels. Beispielsweise verbessert eine mehrlagige Ummantelung (z. B. doppel- oder mehrlagiges kalziniertes Glimmerband) nicht nur den Brandschutz, sondern bietet auch eine bessere Wärmebarriere im Brandfall. Darüber hinaus ist eine Überlappungsrate der Ummantelung von mindestens 25 % eine wichtige Maßnahme zur Verbesserung der Feuerbeständigkeit. Eine geringe Überlappungsrate kann zu Wärmeverlusten führen, während eine hohe Überlappungsrate die mechanische Steifigkeit des Kabels erhöhen und so andere Leistungsfaktoren beeinträchtigen kann.
Bei der Konstruktion muss auch die Kompatibilität der Ummantelungsschicht mit anderen Strukturen (wie dem Innenmantel und den Panzerungsschichten) berücksichtigt werden. Beispielsweise kann bei hohen Temperaturen die Einführung einer flexiblen Materialpufferschicht die Wärmeausdehnungsspannung effektiv verteilen und Schäden an der Feuerwiderstandsschicht reduzieren. Dieses mehrschichtige Konstruktionskonzept wird in der Kabelherstellung häufig eingesetzt und bietet insbesondere im High-End-Markt für Feuerwiderstandskabel erhebliche Vorteile.
5. Fazit
Die Materialauswahl und der strukturelle Aufbau der Kabelummantelung spielen eine entscheidende Rolle für die Feuerbeständigkeit des Kabels. Durch sorgfältige Materialauswahl (wie flexible feuerbeständige Materialien oder kalziniertes Glimmerband) und optimierten strukturellen Aufbau lässt sich die Sicherheit des Kabels im Brandfall deutlich verbessern und das Risiko eines feuerbedingten Funktionsausfalls reduzieren. Die kontinuierliche Optimierung des Ummantelungsdesigns bei der Entwicklung moderner Kabeltechnologie bietet eine solide technische Garantie für leistungsstärkere und umweltfreundlichere feuerbeständige Kabel.
Veröffentlichungszeit: 30. Dezember 2024