軌道車輛防火標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)研究

許濤 吳迪

摘要：安全、準(zhǔn)時(shí)、舒適與節(jié)能是當(dāng)今軌道交通的發(fā)展趨勢(shì)，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(zāi)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(zāi)，若不能及時(shí)將起火位置的火源隔離或撲滅，火災(zāi)極易蔓延至其他部位，造成人員傷亡、設(shè)備燒毀的嚴(yán)重事故。

關(guān)鍵詞：軌道車輛;防火標(biāo)準(zhǔn)

1 軌道交通行業(yè)的防火標(biāo)準(zhǔn)及系統(tǒng)化

1.1 防火標(biāo)準(zhǔn)

世界上軌道車輛防火標(biāo)準(zhǔn)主要有德標(biāo)DIN5510《鐵路機(jī)車車輛預(yù)防性防火》、英標(biāo)BS 6853《載客列車設(shè)計(jì)與構(gòu)造防火通用規(guī)范》、法標(biāo)NF F16—101《鐵路機(jī)車車輛阻燃材料的選擇要求》、美標(biāo)NFPA 130《固定導(dǎo)軌運(yùn)輸和有軌客運(yùn)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》、歐標(biāo)EN 45545《軌道交通機(jī)車車輛防火》、鐵標(biāo)TB/T3237《動(dòng)車組用內(nèi)裝材料阻燃要求與測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)》和TB/T 3138《機(jī)車車輛用材料阻燃技術(shù)要求》。在歐洲，之前使用的是德標(biāo)DIN 5510、英標(biāo)BS 6853和法標(biāo)NF F16—101，現(xiàn)在已被歐標(biāo)EN 45545所取代;在中國，針對(duì)普通客車，機(jī)車車輛和動(dòng)車組主要采用的是鐵標(biāo)。

1.1.1 歐標(biāo)EN 45545

在歐洲，軌道車輛防火標(biāo)準(zhǔn)要追溯到20世紀(jì)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(jìn)行維修后能繼續(xù)投入服務(wù);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(biāo)準(zhǔn)化及實(shí)施功不可沒。歐標(biāo)EN45545—2013經(jīng)歷了22年的編制歷程，2016年3月開始實(shí)施，逐漸取代了原有的德標(biāo)、英標(biāo)和法標(biāo)。現(xiàn)在英國脫歐，英國以后有可能繼續(xù)執(zhí)行英標(biāo)。歐標(biāo)的主要測(cè)試項(xiàng)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(xiǎn)等級(jí)通過疏散時(shí)間來確定，影響疏散時(shí)間最主要的因素是車輛運(yùn)行類別，車輛的設(shè)計(jì)類別也有一定影響。歐標(biāo)EN45545在綜合了車輛的運(yùn)行類別和設(shè)計(jì)類別給出車輛的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，車輛防火等級(jí)由低到高排序?yàn)镠L1、HL2和HL3，比之前的標(biāo)準(zhǔn)相比更為科學(xué)合理。

1.1.2 鐵標(biāo)TB/T 3237和TB/T 3138

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

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(biāo)為例，與之相關(guān)的是EN 45545—2《軌道交通機(jī)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(yīng)能在耐火時(shí)間內(nèi)與防火分隔構(gòu)件協(xié)同工作，阻止熱量、火焰和煙氣蔓延擴(kuò)散，以達(dá)到防止火災(zāi)的串燒蔓延，保障設(shè)備完整、保護(hù)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(gè)概念容易混淆，即認(rèn)為不燃材料就是防火封堵材料。世界上先進(jìn)國家的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防火封堵材料有明確的定義，即與防火構(gòu)件共同作用，能夠滿足在火災(zāi)時(shí)，將火焰、煙霧及熱量在規(guī)定的防火時(shí)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(gè)方面：（1）不燃材料是針對(duì)材料本身的燃燒性能來定義的，而防火封堵其實(shí)是一個(gè)系統(tǒng)的概念，即與有一定耐火時(shí)效的防火構(gòu)件以及穿越該構(gòu)件的貫穿物，共同形成一個(gè)系統(tǒng)，以滿足設(shè)計(jì)要求的耐火時(shí)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(shù)，在火災(zāi)時(shí)自身發(fā)生短暫的燃燒，發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，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(shù)應(yīng)用

2.1 防火封堵材料的核心技術(shù)

國外從20世紀(jì)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(shù)，并且將吸熱、燒蝕以及絕熱技術(shù)交叉結(jié)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(jìn)的防火封堵材料主要有四個(gè)核心技術(shù)：（1）遇熱膨脹技術(shù)，防火封堵材料遇火時(shí)膨脹，對(duì)孔洞和縫隙進(jìn)行密封，阻止火焰和火災(zāi)中產(chǎn)生的有毒煙氣蔓延至鄰近區(qū)域;（2）吸熱技術(shù)，燃燒時(shí)釋放結(jié)晶水，對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)降溫;（3）燒蝕技術(shù)，防火封堵材料經(jīng)過灼燒后，形成致密炭化層，對(duì)火焰、煙氣以及熱量的沖擊進(jìn)行阻擋;（4）隔熱技術(shù)，利用材料熱的不良導(dǎo)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(yīng)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(yīng)用主要包括：端墻、車架底板電纜貫穿孔洞;電氣柜整體保護(hù);風(fēng)道的防火保護(hù);門窗四周的防火保護(hù);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(gè)系統(tǒng)的概念，在不同的部位，采用相對(duì)應(yīng)的材料和技術(shù)組合，構(gòu)造防火分區(qū)系統(tǒng)，從而滿足耐火時(shí)效的要求，達(dá)到系統(tǒng)防火、密煙以及隔熱的要求。

3 結(jié)語

防火封堵材料在國內(nèi)外有著成熟的應(yīng)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(yàn)，獲得全球多個(gè)國家和地區(qū)的認(rèn)證和測(cè)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(guān)鍵，直接影響了整個(gè)線路的安全運(yùn)營。所以，設(shè)計(jì)時(shí)選用正確的材料和系統(tǒng)，安裝時(shí)按照合理的、經(jīng)過檢驗(yàn)的工法，以確保整體防火系統(tǒng)的安全可靠。

參考文獻(xiàn)

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