軌道交通車輛防火標準對比研究及對國內標準制定的建議

林國斌 蔣志文

（國家磁浮交通工程技術研究中心，201204，上?！蔚谝蛔髡?，研究員）

1 軌道交通車輛防火研究的意義

客運軌道交通車輛必須具有高度的安全可靠性。根據調查發現，列車失火是除了傾覆外的車輛運行中最主要的危險源。就隧道內和高架上（無法隨時隨地進行疏散）運行的地鐵和高速鐵路車輛而言，火災對于這些車輛上的乘客和乘務人員是致命的威脅。1973年法國巴黎地鐵由于人為縱火，造成2人死亡；1979年美國舊金山地鐵由于電路短路引發大火，造成1人死亡、56人受傷；2003年韓國大邱市地鐵由于人為縱火，導致198人死亡、147人受傷。這些血的教訓反映出車輛防火安全的重要性。因此，歐美各國紛紛出臺了相關標準來規范軌道交通車輛的防火安全性能。例如：德國的DIN 5510—1998標準，英國的BS 6853—1999標準，法國的NF F 16－101—1998標準和NF F 16－102—1992標準，等等。這些標準的出臺，一方面加強了對諸如西門子、龐巴迪、阿爾斯通等軌道交通車輛生產商及其供應產品的規范和監督，確保其生產的車輛具有可靠的防火安全性能，另一方面確立了本國的軌道交通車輛防火認證體系，維護了本國廣大公共交通消費者的權益。

然而，作為當今世界上軌道交通車輛制造和應用大國，我國在車輛防火安全領域的研究尚處于起步階段。過去制定的鐵路防火安全標準所采用的測試和評價方法較為單一。進入“動車高速鐵路時代”后，由于法、德、日等國的防火標準在測試手段和檢測指標方面存在很大差異，我國各車輛企業在引進高速鐵路技術和設備過程中，基本執行了國外廠商所在國的標準。由此，導致了國內目前沒有統一的行業標準以及相應的測試機構，至今尚未形成有效的車輛防火安全認證體系。這對于規范我國軌道交通車輛質量評價和監督是不利的。

2 歐洲各國軌道交通車輛防火標準的發展概況

歐洲各國歷來對軌道交通車輛的防火相當重視，早在20世紀80年代各國就已制定了各自的國家標準（如德國的DIN 5510、法國的NF F 16－101和英國的BS 6853等標準）。以下分別對德、法、英三國的防火標準以及最新的歐洲標準EN 45545—2008的內容進行介紹和對比。

2.1 德國DIN 5510系列標準

德國DIN 5510系列標準的全稱是《軌道交通車輛中的防火措施》，德文全稱是《Vorbeugender Brandschutz in Schienenfahrzeugen》，英文全稱為《Preventative Fire Protection in Railway Vehicles》。該標準的制訂工作可以追溯到20世紀80年代，是由德國當時負責軌道交通車輛防火的第31專門委員會（簡稱UA31）發起的。DIN 5510標準包括6個部分，其中第1、4、5、6部分于1988年10月1日正式頒布生效。該標準第3部分的內容是針對設置車廂內防火隔斷的規定，由于驗證手段的限制，且專家對這部分內容的意見一直無法統一，因此第3部分尚處于準備階段，至今仍未出臺；而該標準的第2部分是針對軌道交通車輛車用材料防火性能的測試方法和相關規定，由于材料科學的迅猛發展，尤其是大量新的人工合成材料不斷地涌現，標準的制訂者也一直緊跟相關技術的進展，不斷對第2部分的內容作相應的擴充、修改和更新，由此導致DIN 5510－2至今無法像另外幾個部分那樣，以最終稿的形式生效，而是以標準草案的形式來規范指導相關的防火認證工作。最新的DIN 5510－2標準是2009年版本。

DIN 5510標準是根據車輛是否在隧道或者高架上運行及疏散的難易程度，將軌道交通車輛防火分為4個等級。對于所有車用材料（除了電纜、座椅和鋪地材料）必須檢驗其可燃性、生煙性和滴落性。此外，隨著檢測手段的進步，從2007年版開始，還要對材料進行煙毒性檢測；而對于座椅則必須進行原型座椅的實物整體燃燒試驗；對于鋪地材料也規定了相應的測試方法。表1列出了德國標準所涉及到的測試項目及其參考標準。

表1 德國DIN 5510測試項目

DIN 5510標準還針對不同防火等級車輛、位于不同車廂部位上材料的上述防火性能指標合格極限值進行了規定（見DIN 5510－2中的表5），并且列出了諸如金屬、玻璃等無需進行檢測的材料、防火性能指標已知的各項材料（見DIN 5510－2中的表9），由此可以判斷某種材料是否滿足該等級車輛在該部位對材料防火性能的要求。

2.2 法國NF F 16－101標準和NF F 16－102標準

法國的防火標準分為兩個，分別是NF F 16－101《鐵道車輛用材料的選擇》以及NF F 16－102《鐵道車輛用材料的選擇——在電氣設備上的應用》。法國標準體系將軌道交通車輛根據來往隧道頻繁程度由高到低分為A1、A2和B三個等級，將所有車用材料分為18類，每類材料都必須在“燃燒反應”和“煙”（包括煙的生煙性和毒性）這兩方面進行3到4種測試評價。具體來說，“燃燒反應”測試分為對一般尺寸材料、小尺寸樣品材料以及電纜三類。一般尺寸材料測試結果分為M0到M5六個等級；小尺寸樣品材料測試結果分為I0到NC（I5）六個等級；電纜測試結果分為A到D四個等級?！盁煛睖y試中的生煙性是按照NF X 10－702《煙密度室試驗標準》來測定的，而毒性則是根據NF X 70－100測定的。對煙毒性的分析是對一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等10類有害氣體進行離子色譜分析，最后根據NF 16101標準，結合生煙性和毒性這兩個參數綜合評價得出“煙”測試的結果，其結果分為F0到F5六個等級。表2列出法國標準所涉及到的測試項目及其測試方法參考標準。

表2 法國標準測試項目

2.3 英國BS 6853標準

英國BS 6853標準的全稱為《載客列車設計與構造防火通用規范》，英文全稱是《Code of Practice for Fire Precautions in the Design and Construction of Passenger Carrying Trains》。該標準將軌道交通車輛根據運行環境分為I類（地下運行）和II類（地表運行）兩種。其中I類車又分為Ia和Ib兩類。發生火災時，Ia類車所處的運行環境撤離難度更大，主要針對的是在難以從側面進行疏散的單軌隧道中運行的車輛、地下運行的臥鋪車或者無人駕駛的車輛。BS 6853標準根據材料在車上的部位及材料表面的朝向（水平向下的天花板類、水平向上的地板類以及垂直的墻類）將車用材料分為14大類。標準要求對各種材料的火焰傳播特性、可燃性、生煙性及煙毒性這些防火相關特性進行部分的或者全部的測試評價。表3列出了英國標準所涉及到的測試項目及其測試方法參考標準。

2.4 歐洲各國標準的異同

經過以上比較可以得出，各國防火標準既存在一定的共性，又存在不少差異。共性主要是兩方面：①在英、法、德等國的防火標準中，車輛等級都是以火災時疏散難易程度來劃分的；②歐洲各國的標準中都對車用材料的可燃性和生煙性這兩個指標做出了規定。

歐洲各國標準的差異主要是在三個方面：①各國防火標準的評價體系不同。德國標準較為全面，除了在標準第二部分中規定材料的防火性能要求外，還在其他幾個部分中對車輛結構設計、電氣設備、消防設施等做出了規定；而英、法兩國的標準只對材料性能提出要求。②各國標準的材料劃分原則是不同的。德國DIN 5510標準是以材料在車廂中的位置來劃分的；法國標準主要是以材料的尺寸大小來劃分的；英國標準是以材料表面的朝向來劃分的。③各國標準的檢測方法是不同的。最明顯的差異體現在對材料煙毒性的檢測上，早先的德國DIN 5510標準沒有規定煙毒性的強制檢測要求，而英國BS 6853標準和法國NF F 16－101標準所采用的檢測方法又各不相同。防火安全標準的差異，在一定程度上妨礙了不同國家軌道交通車輛的互通和互認。

2.5 歐洲EN 45545系列標準

由上述內容可看出，歐洲各國標準所使用的測試和評價方法差異很大，相互之間不具備互通性和可對比性。隨著歐洲國家的一體化，歐盟法令TSI（Technical Specification for Interoperability）規定各個國家的軌道交通車輛必須實現互通。因此，必須對各國不同的防火標準進行統一。在這一背景下，歐盟政府斥資數百萬歐元先后開展了兩項對于軌道交通車輛防火檢測的研究項目——FIRESTARR和TRANSFEU項目。通過大量試驗對各國標準的測試方法進行比較研究，最終確定了未來歐盟統一防火標準EN 45545標準中所使用的測試方法。因此，EN 45545標準的檢測及評估方法具備高水平的科學性和準確性。2012年11月，歐盟國家投票表決通過EN 45545標準。該標準計劃于2013年6月前正式發布實施，替代目前德、英、法、意等國的國內標準，成為歐盟國家統一的車輛防火標準。歐盟標準委員會還計劃將這一標準進一步推廣成為國際認可的ISO（國際標準化組織）標準。由于該標準中采用的很多測試方法與建筑、汽車、船舶等行業中的材料防火測試方法一致，未來有望拓展到軌道交通車輛以外更廣的應用領域中。

EN 45545標準分為7個部分（見表4）。相對于德、法等國的國家標準，EN 45545標準有以下三大顯著特點。

表4 EN 45545標準7個部分概覽

1）特點一：相對于歐洲各國的國家標準，EN 45545標準對車輛的劃分更細。EN 45545－1是整個標準系列的通則，確定了軌道交通車輛防火的總目標及不同車輛種類劃分的規則。根據車輛所處運行環境，按照撤離難度的高低將車輛分為4個運行等級；此外，根據結構類型將車輛分為4個結構等級（即自動駕駛車輛、雙層車、臥鋪車及普通車）。再由這兩個等級，確定車輛所處的風險等級（HL）（見表5）。

2）特點二：EN 45545－3首次明確了對車廂內設置防火隔斷的要求和規定。這一內容是德／法等國標準沒有涉及到或者遲遲未能通過表決正式出臺的。

3）特點三：EN 45545標準所采用的測試方法具有更高的科學性和可靠性。歐盟歷時數年開展FIRESTARR和TRANSFEU研究項目，對各類防火測試方法進行比對研究，在這些研究基礎上，才最終確定了EN 45545－2標準所使用的測試方法和相關參數。EN 45545－2根據所處不同部位將車用材料分為25個大類（R1～R25），每一類都有對應若干測試方法及對應于不同風險等級的合格判據。例如，按照表5所示，運行等級2的雙層車對應的風險等級為HL2，而處于車輛地板位置的材料對應的材料分類是R9。R9類材料需要做4項測試，根據風險等級HL2所對應的這4項測試的合格判據就能判斷該種地板材料用于該類車輛上是否合格。EN 45545－2中總共涉及到了13種測試方法（見表6）。這些測試方法均為現有的標準方法，而且絕大多數測試方法參考的是ISO、IEC（國際電工委員會）等國際標準，這對標準的推廣以及生產廠商的應用而言，具有較高的便利性和經濟性。

表5 車輛風險等級

表6 EN 45545標準涉及到的測試方法

3 國內防火標準現狀

我國國內軌道交通車輛防火標準的發展與國外有一定的差距。在20世紀，原鐵道部曾經針對鐵道車輛防火制定過兩項推薦標準TB／T 3138《機車車輛阻燃材料技術條件》和TB／T 2639《鐵道車輛用材料耐火性能試驗》。但這兩項標準制定年代較早，適用范圍是運營速度200km／h以下的車輛，無法滿足目前國內引進和自主開發的高速動車組的要求。另一方面，上述標準的測試方法相對單一，缺乏對煙霧量、氣體毒性等燃燒副產物的測試評價，不能全面反映車用材料的燃燒行為對車輛火勢發展和人員疏散的影響。

進入“動車高速鐵路時代”后，原鐵道部在2010年出臺了針對動車防火的TB／T 3237—2010《動車組用內裝材料阻燃技術條件》，現已普遍被各總成廠采用，作為材料供應商必須執行的準入標準。該標準中采用了大量德國DIN 5510標準中的測試方法，比原有標準有了較大的完善。除了這些標準之外，國內被廣泛采用的還有GB 8624—2006《建筑材料及制品燃燒性能分級》，但該標準是建筑材料的檢測標準，缺乏關于鐵道車輛特點的針對性。

為了進一步規范國內軌道交通車輛的防火測試，并且實現與國外領先國家標準的接軌，住建部和原鐵道部于2010年前分別立項，就城市軌道交通車輛和高速鐵路車輛的防火安全開展了新標準的制定工作。其中，城市軌道交通車輛防火標準已形成報批稿，而高速鐵路車輛防火標準仍在修改完善過程中。新標準借鑒了德國DIN 5510、英國BS 6853等標準，比現行的中國標準有了很大的進步。但需要注意的是，未來3年過渡期后，歐盟將統一執行EN 45545標準。如果我國在制定新標準的過程中，使內容在一定程度上與EN 45545接軌的話，將能使我國新標準的內容具有更強的前瞻性和國際互通性。

4 在國內建立統一標準及測試機構的設想和建議

面對目前國內軌道交通車輛市場中各國產品的群雄割據格局，如何規范和統一防火安全標準，是一道擺在相關職能部門和企業面前的難題。因為近年來國內各機車車輛公司各自參考不同的國家標準進行防火測試，如果將原有標準廢止，統一執行新的標準，勢必要求相關企業在設計和材料選擇方面重新適應新的標準，由此將帶來額外的成本。事實上，在統一防火標準這個問題上，歐盟各國曾經面臨同樣的問題。經過長時間的探討協商，各國認識到制定統一標準從長遠來看是有利的、可行的。為了在實施新標準過程中盡可能控制成本，EN 45545標準涉及的檢測方法幾乎都采用了現行的、通用性較強的國際標準或者歐洲標準。

EN 45545標準的經驗可以為我國軌道交通車輛防火安全的標準化工作提供借鑒。比如，防火標準的體系架構、車型的劃分原則、材料的檢測方法和指標參數，以及協調各方利益，盡可能減少因標準變動引起的成本增加等。歐洲發布這一標準對中國來說是一個契機。一方面，3年后，歐洲供應商提供給中國的備品備件可能只有按EN 45545的防火報告，而不再提供各國被廢止標準的報告；另一方面，國內企業未來向歐洲出口軌道交通產品，必須適應“歐洲EN 45545防火認證”的要求。因此，如果能借此契機，將EN 45545標準的相關內容融入我國正在制定的新的軌道交通防火標準中，將會有利于我國軌道交通車輛防火安全性的管理，也有利于我國軌道交通產業的國際化。

此外，如何建設軌道交通車輛的防火測試機構也是一個需要解決的問題。目前，有條件按新標準進行測試并且已經被歐盟認可的實驗室都集中在歐洲，主要在德國、意大利、法國。據悉，為促進日本與歐洲軌道交通產品的互通性，日本已著手建立歐洲之外第一個符合EN 45545標準要求的實驗室。如果我國能夠及時建立歐盟認可的、符合EN 45545標準要求的檢測實驗機構，將會在未來軌道交通產品國際市場上獲得更多的機會。

［1］DIN 5510—1988軌道車輛中的防火措施——防火等級、防火技術措施和證明［S］.

［2］GB 8624—2006建筑材料及制品燃燒性能分級［S］.

［3］NF F 16－101—1988鐵路車輛燃燒性能材料的選擇［S］.

［4］NF F 16－102—1992鐵路車輛燃燒性能材料的選擇——在電力裝備上的應用［S］.

［5］CEN／TS 45545—2008鐵路應用——軌道車輛的防火［S］.

［6］BS 6853—1999載客列車設計與構造防火通用規范［S］.

［7］戴朝剛，王旭東，劉立璽.中國軌道車輛防火技術標準之思考［J］.城市軌道交通研究，2008（5）：1.

［8］冷映麗，薛淑勝，張琳.地鐵車輛防火安全設計現狀及發展建議［J］.城市軌道交通研究，2012（12）：28.