軌道車輛防火標準及技術研究

許濤 吳迪

摘要：安全、準時、舒適與節(jié)能是當今軌道交通的發(fā)展趨勢，安全特別是車輛的防火安全日益受到重視。軌道車輛電氣火災事故所占比例非常高，各種電氣柜柜體、電纜貫穿底板、隔斷部位，一旦發(fā)生火災，若不能及時將起火位置的火源隔離或撲滅，火災極易蔓延至其他部位，造成人員傷亡、設備燒毀的嚴重事故。

關鍵詞：軌道車輛;防火標準

1 軌道交通行業(yè)的防火標準及系統(tǒng)化

1.1 防火標準

世界上軌道車輛防火標準主要有德標DIN5510《鐵路機車車輛預防性防火》、英標BS 6853《載客列車設計與構造防火通用規(guī)范》、法標NF F16—101《鐵路機車車輛阻燃材料的選擇要求》、美標NFPA 130《固定導軌運輸和有軌客運系統(tǒng)標準》、歐標EN 45545《軌道交通機車車輛防火》、鐵標TB/T3237《動車組用內(nèi)裝材料阻燃要求與測試標準》和TB/T 3138《機車車輛用材料阻燃技術要求》。在歐洲，之前使用的是德標DIN 5510、英標BS 6853和法標NF F16—101，現(xiàn)在已被歐標EN 45545所取代;在中國，針對普通客車，機車車輛和動車組主要采用的是鐵標。

1.1.1 歐標EN 45545

在歐洲，軌道車輛防火標準要追溯到20世紀80年代。1980年以前，每年約有15起車輛起火事件，絕大部分的車輛完全燒毀;1980年后，每年大約有5起車輛起火事件，絕大部分的車輛進行維修后能繼續(xù)投入服務;1990年后，年均少于一起車輛起火事件，且一般都能自熄。從這里面可以看出，軌道車輛防火安全的標準化及實施功不可沒。歐標EN45545—2013經(jīng)歷了22年的編制歷程，2016年3月開始實施，逐漸取代了原有的德標、英標和法標。現(xiàn)在英國脫歐，英國以后有可能繼續(xù)執(zhí)行英標。歐標的主要測試項目包括：燃燒性、發(fā)煙性、毒性氣體濃度和熱釋放速率。軌道車輛危險等級通過疏散時間來確定，影響疏散時間最主要的因素是車輛運行類別，車輛的設計類別也有一定影響。歐標EN45545在綜合了車輛的運行類別和設計類別給出車輛的風險等級，車輛防火等級由低到高排序為HL1、HL2和HL3，比之前的標準相比更為科學合理。

1.1.2 鐵標TB/T 3237和TB/T 3138

TB/T 3237上一份標準版本是2010年版，即TB/T 3237—2010，是我國適用于動車組的防火阻燃標準。現(xiàn)正逐漸向EN 45545—2013過渡，并以此為框架結構，起草動車組防火技術規(guī)范。TB/T 3138的上一份標準版本是2006年版，即TB/T 3138—2006，是我國適用于最高運行速度不大于200 km/h的鐵路機車及客車的防火阻燃標準。

1.2 防火封堵材料和不燃材料

在列車上使用的材料都要滿足材料防火的要求，以歐標為例，與之相關的是EN 45545—2《軌道交通機車車輛防火第2部分：材料和零件的防火性能要求》;根據(jù)EN 45545—3的要求，完整的系統(tǒng)應能在耐火時間內(nèi)與防火分隔構件協(xié)同工作，阻止熱量、火焰和煙氣蔓延擴散，以達到防止火災的串燒蔓延，保障設備完整、保護乘客和列車工作人員安全的目的。

防火封堵材料和不燃材料這兩個概念容易混淆，即認為不燃材料就是防火封堵材料。世界上先進國家的標準對防火封堵材料有明確的定義，即與防火構件共同作用，能夠滿足在火災時，將火焰、煙霧及熱量在規(guī)定的防火時效內(nèi)控制在一定的防火分區(qū)之內(nèi)。因此，防火封堵與不燃材料的概念有明顯的區(qū)別，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）不燃材料是針對材料本身的燃燒性能來定義的，而防火封堵其實是一個系統(tǒng)的概念，即與有一定耐火時效的防火構件以及穿越該構件的貫穿物，共同形成一個系統(tǒng)，以滿足設計要求的耐火時限;（2）不燃材料不一定是防火封堵材料，如水泥、礦棉以及金屬等材料，都被劃分為不燃材料，但無法封堵貫穿物燃燒后形成的孔洞，不滿足防火封堵材料的要求，不能叫作防火封堵材料;（3）防火封堵材料，也不一定是不燃材料。現(xiàn)在很多高分子的防火封堵材料，采用燒蝕技術，在火災時自身發(fā)生短暫的燃燒，發(fā)生物理化學反應，體積發(fā)生膨脹，然后形成致密炭化層，才能充分滿足防火封堵材料的功能。

2 防火封堵材料的核心技術應用

2.1 防火封堵材料的核心技術

國外從20世紀80年代開始不斷研發(fā)防火封堵產(chǎn)品，發(fā)明了遇熱膨脹防火技術，并且將吸熱、燒蝕以及絕熱技術交叉結合，研發(fā)了具有高效膨脹阻燃性能、施工更加方便并滿足環(huán)保要求的新型防火封堵系列產(chǎn)品。目前，國際上比較先進的防火封堵材料主要有四個核心技術：（1）遇熱膨脹技術，防火封堵材料遇火時膨脹，對孔洞和縫隙進行密封，阻止火焰和火災中產(chǎn)生的有毒煙氣蔓延至鄰近區(qū)域;（2）吸熱技術，燃燒時釋放結晶水，對火災現(xiàn)場降溫;（3）燒蝕技術，防火封堵材料經(jīng)過灼燒后，形成致密炭化層，對火焰、煙氣以及熱量的沖擊進行阻擋;（4）隔熱技術，利用材料熱的不良導體的性質(zhì)，阻止熱量傳遞，防止背火面的可燃物受熱燃燒。

2.2 防火封堵材料的應用

目前軌道交通行業(yè)的膨脹型防火密封膠、防火發(fā)泡膠、膨脹型防火密封膠條等的應用主要包括：端墻、車架底板電纜貫穿孔洞;電氣柜整體保護;風道的防火保護;門窗四周的防火保護;車體內(nèi)部、外部縫隙的封堵。而軌道交通高速列車的防火，同樣是一個系統(tǒng)的概念，在不同的部位，采用相對應的材料和技術組合，構造防火分區(qū)系統(tǒng)，從而滿足耐火時效的要求，達到系統(tǒng)防火、密煙以及隔熱的要求。

3 結語

防火封堵材料在國內(nèi)外有著成熟的應用，不僅是在軌道交通行業(yè)，而且在建筑、電力、醫(yī)療以及食品等行業(yè)具有超過30年的使用經(jīng)驗，獲得全球多個國家和地區(qū)的認證和測試。軌道交通列車作為人類目前主要的交通工具之一，其防火封堵材料選用非常關鍵，直接影響了整個線路的安全運營。所以，設計時選用正確的材料和系統(tǒng)，安裝時按照合理的、經(jīng)過檢驗的工法，以確保整體防火系統(tǒng)的安全可靠。

參考文獻

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