DIN 5510《鐵路車輛預防性防火》標準解析與應用

陳小偉 黃文杰 張 琳

(中車南京浦鎮車輛有限公司設計開發部,210031,南京∥第一作者,工程師)

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應用技術

DIN 5510《鐵路車輛預防性防火》標準解析與應用

陳小偉 黃文杰 張 琳

(中車南京浦鎮車輛有限公司設計開發部,210031,南京∥第一作者,工程師)

DIN 5510《鐵路車輛預防性防火》廣泛應用于鐵路動車組、地鐵車輛、有軌電車及磁懸浮列車制造中。對DIN 5510標準的主要內容進行了介紹。簡要概括了國內軌道交通車輛的防火標準采用情況，對DIN 5510標準體系的完整性進行論述。針對DIN 5510標準中的車輛防火等級劃分和車輛結構防火要求進行了實際應用分析,介紹了使用方法，指出防火等級為出3級的車輛的防火要求高于防火等級為2級的車輛。同時指出DIN 5510標準并未對車輛的結構防火性能提出要求。

鐵路車輛; 預防性防火; 防火等級; 結構防火

Author′s address CRRC Puzhen Co.,Ltd.,210031,Nanjing,China

作為當前國內主要采用的鐵路車輛防火標準之一,DIN 5510《鐵路車輛預防性防火》被廣泛應用于鐵路動車組、地鐵車輛、有軌電車及磁浮列車制造中[1-5]。該標準將車輛按防火嚴酷度分為4級,結合材料的使用部位將普通列車用材料分為96類。對每一類材料都明確了防火、煙霧密度、燃燒滴落性和煙霧毒性的要求。標準還從結構設計、電氣設備、輔助措施等方面規定了列車的相關防火性能。這體現了該標準的嚴謹性和細致性。但目前鐵路行業內存在對該標準的使用和論述不規范、對該標準中車輛防火等級的劃分理解不一致,以及對該標準中關于結構防火的要求理解錯誤的現象。這些現象造成了信息傳遞障礙,車輛防火等級選擇不當以及要求超出該標準固有內容的情況發生。本文將簡要概括國內軌道交通車輛的防火標準采用情況,對DIN 5510標準進行系統解析,介紹標準的使用方法,并對該標準應用中存在的問題提出的自己的觀點。

1 我國城市軌道交通車輛防火標準運用現狀

目前，我國干線鐵路客車的防火主要采用國內相關鐵路標準,如TB/T 3237、TB/T 3138等。部分動車組在引進過程中同時采用了德國、日本等國家鐵路系統的防火標準。

國內城市軌道交通車輛防火標準多采用國外相關標準，運用最為廣泛的是DIN 5510標準。如北京、上海、蘇州、西安、重慶等城市的軌道交通車輛多采用DIN 5510標準。深圳、香港等地多采用BS 6853標準。部分城市也采用多個標準并用的情況。國內的CJ/T 416—2012及歐盟的EN 45545標準目前在國內并未得到廣泛應用。

基于各自國家不同的消防法律法規及城市建設特點,各國的防火標準之間也存在明顯差別。BS 6853標準對車用材料的煙霧密度和煙毒性要求較高,NFPA 130標準對車輛結構耐火要求較高,DIN 5510標準對材料及構造防火的相關要求最為細致,CJ/T 416—2012標準在部分吸收和轉化DIN 5510標準相關內容的基礎上增加了結構耐火要求,而EN 45545標準多引用了ISO標準和EN標準,具有較強的地域適用性。本文將針對國內城市軌道交通行業采用較為廣泛的DIN 5510標準進行解析。

2 DIN 5510標準簡介

DIN 5510標準全稱為《鐵路車輛預防性防火》(Preventive Fire Protection in Railway Vehicles),適用于公共交通中供乘客使用的鐵路車輛。與現行的TB/T 3237、TB/T 3138、BS 6853、NFPA 130等車輛防火標準相比,該標準是對車輛防火等級劃分最細致、對車用材料分類最細致的標準,在考察材料的燃燒性、煙霧密度和煙霧毒性的同時還對部分材料的燃燒滴落性提出了要求,同時該標準也是唯一提出對座椅需要進行整體燃燒試驗的標準。因此該標準被廣泛應用于城市軌道交通車輛中。該標準由多部分構成,各部分的名稱及頒布實施年代見表1。

表1 DIN 5510標準的組成列表

2.1 DIN 5510-1

DIN 5510—1首先明確了該標準適用于在鐵路技術管理規程(EBO)或城市有軌電車技術管理規程(BOStrab)適用范圍之內的鐵路機車車輛,對應國內鐵路客車。標準制定的目的是為了規定鐵路機車車輛預防性防火措施及關于履行該保護措施的必需的證明。針對在火災情況下的逃離可能性和由火災而造成的危險將車輛劃分為4個防火等級,給出了詳細的劃分依據,規定了車輛預防性防火應該采取的措施類別。標準的第一部分還給出了“合格證明”和“監督證明”的概念,即要求車輛或零部件投產前及生產過程中均需要進行防火測試。為實施防火認證提供了驗證手段,確保車輛的防火性能得到保障。此外,該部分的注釋介紹了火災情況下的保護目標以及車輛防火等級劃分的解釋。

2.2 DIN 5510-2

DIN 5510—2對車輛所用材料的燃燒特性和燃燒并發現象進行分類,從而產生了易燃性、冒煙性、滴落等級和以指定時間下的FED(前置數據處理機)值為考察因素的煙毒性四個性能指數。檢測項點、檢測方法及評定等級參見表2。根據材料在車輛上不同的使用部位,結合標準第一部分對車輛防火等級的劃分,對各個防火等級的車輛上的所用每類材料的性能進行了規定,詳見標準中的表5和表C.2,或參考本文的表4。對于防火性能指標已知的各項材料,標準給出了相關規定,通過車輛等級和使用位置判斷是否滿足要求。此外標準的該部分還規定對于座椅,必須進行原型座椅的實物整體燃燒試驗,并給出了試驗方法和合格要求。

表2 檢測項點及評定等級

2.3 DIN 5510-4

DIN 5510—4明確了車輛結構設計中的相關防火技術要求,包括對可燃異物的可清潔性要求、對可能藏匿引燃物空間的設計要求、對采暖通風裝置的防火設計要求、對制動火花范圍內的防火設計要求,以及車輛在火災工況下的行車能力要求。

2.4 DIN 5510-5

DIN 5510—5是針對電氣設備的防火要求。依據額定電壓的大小將設備分為額定電壓大于500 V的電氣設備和額定電壓不超過500 V的電氣設備,對每類設備的防火設計進行了規范。對高溫或易燃設備周圍的防火保護措施提出了要求。

2.5 DIN 5510-6

DIN 5510—6是針對防火輔助措施的相關規定,包括對緊急制動裝置設計要求,對乘客信息系統、火警裝置的要求,以及對消防設備的配置要求。

3 DIN 5510標準的應用

3.1 概述

在實際使用DIN 5510標準時應首先明確車輛的運行線路條件,根據DIN 5510-1確定車輛的防火等級,然后根據車輛的防火等級通過DIN 5510—2對車用材料及部件的防火性能進行規范,同時需要根據標準的其他部分對整車的構造、電氣及輔助措施的設計及性能進行規范。

DIN 5510標準的各個部分共同構成了一個系統的標準。標準的第一部分(DIN 5510—1)主要是車輛防火等級劃分要求,是其他部分的基礎。標準的該部分未給出具體的防火指標要求。標準的其他部分從材料,結構和功能等方面詳細規定了防火設計的細則,但要在第一部分的指導下才能確定材料的性能和結構的設計是否符合標準要求。因此，在使用標準的時候應重視標準的完整性,在描述車輛的整體防火性能時可以說明車輛符合DIN 5510標準對某類車輛的要求,或車輛的某種性能符合DIN 5510標準對某類車輛的要求。在描述材料的防火性能時，可以說明材料符合標準對防火等級為某級的車輛中所用某類材料的相關要求,或逐條列舉材料的相關防火性能參數。

3.2 車輛防火等級的分類

相對于TB/T 3237、TB/T 3138、BS 6853和NFPA 130等鐵路車輛防火標準，DIN 5510標準的車輛防火等級分類最多,分類方法相對復雜。標準中對車輛防火等級的分類要求見表3。

表3 車輛防火等級設置

通過表3可以看出,防火等級1的車輛逃生條件最佳,防火要求為最低要求；防火等級4的車輛逃生條件最惡劣,防火要求為最高。對于防火等級2級和3級的區別及材料防火要求的高低往往存在爭議,僅從停車距離來看，防火等級2的車輛緊急停車點間距大于防火等級3的車輛停車站間距,因此防火等級2的要求應該高于防火等級3。但防火等級為2級的車輛是以一般停車距離定義的,防火等級為3級的車輛是以地下停車站間距定義的,且DIN 5510—1的注釋部分包含如下表述:“防火等級2和防火等級3的特征應當同時說明德國聯邦鐵路有長隧道部分的新建線路的獨特修建和運行條件(防火等級2)，以及在人口稠密地區地下交通系統的獨特修建和運行條件(有軌電車、地鐵、城市鐵路/防火等級3)。”由此可見，防火等級2適用于鐵路干線車輛,防火等級3適用于城市軌道交通車輛。因此考慮車輛防火要求高低時可認為防火等級3的車輛應高于防火等級2的車輛。

綜合DIN 5510—2中表格5及表C.2中對車輛所用材料的防火性能要求,對于防火等級2與防火等級3的車輛所用材料要求不同的共有四類材料,詳見表4。

表4 DIN 5510標準中防火等級2車輛與防火等級3車輛對材料防火性能要求的不同點

由表4可以看出對于窗戶底邊上方區域所用絕緣材料,對防火等級為3級的車輛所用材料要求低于對防火等級為2級的車輛所用材料的要求。出現這一車輛防火等級低而對具體材料的防火性能要求高的原因,筆者認為是絕緣材料在車輛上的用量較大,而防火等級為2級的干線鐵路車輛座椅采用軟座椅,客室內設置了窗桌等設備設施,其中采用了大量的非金屬可燃材料,雖然標準對這些材料的防火性能進行了規范,但其發生火災的概率大大增加。由于火焰容易自下而上進行傳播,因此窗戶底邊以上大量使用的絕緣材料需要有更好的防火性能來防止火災的進一步蔓延。對于防火等級為2級的車輛所用絕緣材料(板狀和軌狀產品)未進行煙毒性要求的原因是該材料的易燃等級要求為S5,可認為是不可燃材料。

對于防火形勢相同的地板布和非金屬材料用量較少的行李架,對防火等級為3級的車輛所用材料的要求高于對防火等級為2級的車輛所用材料的要求。

3.3 結構防火相關要求

目前DIN 5510標準并未對車輛的結構防火性能提出要求。從DIN 5510標準第一部分第四章可以看出，目前暫缺的DIN 5510—3《空間隔斷的防火技術要求》應該為車輛結構防火相關要求。部分從事防火工作的工程師也曾經撰文指出過這一問題[5-7]。標準的第四部分DIN 5510—4是對與防火相關的結構設計進行了規范,并不是對車輛結構防火性能的要求。

國內的個別城市軌道交通車輛項目中曾出現過結構防火符合DIN 5510標準相關規定的要求,某些產品在做宣傳介紹時也聲稱其產品可以使車輛的結構防火性能滿足DIN 5510標準相關要求,并出具了DIN 4102—8或DIN 4102—14的檢測報告。一些設計師在進行論述時也將DIN 5510—14認為是地板的結構耐火測試標準[3]。而DIN4102—8和DIN 4102—14均未對車輛的結構耐火性能提出要求,也未給出試驗方法。

因為DIN 5510標準中未對車輛的結構防火能力及其測試方法做出規定,因此要求車輛結構防火性能符合DIN 5510標準的要求是不規范的,如需對車輛的結構防火要求進行規范,可參考BS 6853、NFPA 130或EN 45545等標準。

4 結語

DIN 5510標準是現行鐵路車輛防火方面的重要標準,被廣泛應用于國內城市軌道交通車輛中。該標準要求細致、全面，是一個完整的防火體系,使用中應注意標準的系統性。在車輛等級劃分中,防火等級為3級車輛的防火要求高于防火等級為2級車輛。DIN 5510標準中并未對車輛的結構防火性能提出要求。

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[8] 德國標準協會鐵路機車車輛標準委員.鐵路車輛預防性防火——材料和部件燃燒性能和燃燒并發現象：分類、要求和測試方法： DIN 5510-2-2009[S].柏林：Beuth 出版社，2009.

[9] 德國標準協會鐵路機車車輛標準委員.鐵路車輛預防性防火——車輛構造的安全技術要求： DIN 5510-4-1988[S].柏林：Beuth 出版社，1988.

[10] 德國標準協會鐵路機車車輛標準委員.鐵路車輛預防性防火——電器設備的安全技術要求： DIN 5510-5-1988[S].柏林：Beuth 出版社，1988.

[11] 德國標準協會鐵路機車車輛標準委員.鐵路車輛預防性防火——輔助措施：緊急制動設備、信息系統、火災系統、消防設備的安全性要求： DIN 5510-6-1988[S].柏林：Beuth 出版社，1988.

Analysis and Application of Preventive Fire Protection Code DIN 5510 in Railway VehiclesCHEN Xiaowei, HUANG Wenjie, ZHANG Lin

Standard DIN 5510,also known as Preventive Fire Prevention Code in railway vehicle manufacture is briefly introduced, which is widely used for railway multiple units (MU), metro, tramcar and meglev train.DIN 5510 is a complete fire protection system, the classification and structural requirements for fire-resistance of vehicle in this standard are analyzed according to practical application. In this standard, the fire protection requirements for Class 3 vehicle are higher than those of Class 2 vehicle, but there are no requirements for structural fire-resistance of vehicles as is pointed out.

railway vehicle; preventive fire protection; fire protection level; structural fire-resistance

U 298.4

10.16037/j.1007-869x.2016.05.024

2014-08-30)