林國斌 蔣志文

（國家磁浮交通工程技術(shù)研究中心，201204，上?！蔚谝蛔髡撸芯繂T）

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(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，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(nèi)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(zāi)對于這些車輛上的乘客和乘務(wù)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(fā)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(dǎo)致198人死亡、147人受傷。這些血的教訓(xùn)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范軌道交通車輛的防火安全性能。例如：德國的DIN 5510—1998標(biāo)準(zhǔn)，英國的BS 6853—1999標(biāo)準(zhǔn)，法國的NF F 16－101—1998標(biāo)準(zhǔn)和NF F 16－102—1992標(biāo)準(zhǔn)，等等。這些標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)商及其供應(yīng)產(chǎn)品的規(guī)范和監(jiān)督，確保其生產(chǎn)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(quán)益。

然而，作為當(dāng)今世界上軌道交通車輛制造和應(yīng)用大國，我國在車輛防火安全領(lǐng)域的研究尚處于起步階段。過去制定的鐵路防火安全標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)在測試手段和檢測指標(biāo)方面存在很大差異，我國各車輛企業(yè)在引進高速鐵路技術(shù)和設(shè)備過程中，基本執(zhí)行了國外廠商所在國的標(biāo)準(zhǔn)。由此，導(dǎo)致了國內(nèi)目前沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的測試機構(gòu)，至今尚未形成有效的車輛防火安全認證體系。這對于規(guī)范我國軌道交通車輛質(zhì)量評價和監(jiān)督是不利的。

2 歐洲各國軌道交通車輛防火標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展概況

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

2.1 德國DIN 5510系列標(biāo)準(zhǔn)

德國DIN 5510系列標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的制訂工作可以追溯到20世紀(jì)80年代，是由德國當(dāng)時負責(zé)軌道交通車輛防火的第31專門委員會（簡稱UA31）發(fā)起的。DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)第3部分的內(nèi)容是針對設(shè)置車廂內(nèi)防火隔斷的規(guī)定，由于驗證手段的限制，且專家對這部分內(nèi)容的意見一直無法統(tǒng)一，因此第3部分尚處于準(zhǔn)備階段，至今仍未出臺；而該標(biāo)準(zhǔn)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(guān)規(guī)定，由于材料科學(xué)的迅猛發(fā)展，尤其是大量新的人工合成材料不斷地涌現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)的制訂者也一直緊跟相關(guān)技術(shù)的進展，不斷對第2部分的內(nèi)容作相應(yīng)的擴充、修改和更新，由此導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)草案的形式來規(guī)范指導(dǎo)相關(guān)的防火認證工作。最新的DIN 5510－2標(biāo)準(zhǔn)是2009年版本。

DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)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(guī)定了相應(yīng)的測試方法。表1列出了德國標(biāo)準(zhǔn)所涉及到的測試項目及其參考標(biāo)準(zhǔn)。

表1 德國DIN 5510測試項目

DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)合格極限值進行了規(guī)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)和NF F 16－102標(biāo)準(zhǔn)

法國的防火標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備上的應(yīng)用》。法國標(biāo)準(zhǔn)體系將軌道交通車輛根據(jù)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(yīng)”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(yīng)”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(jié)果分為M0到M5六個等級；小尺寸樣品材料測試結(jié)果分為I0到NC（I5）六個等級；電纜測試結(jié)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(biāo)準(zhǔn)》來測定的，而毒性則是根據(jù)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(jù)NF 16101標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合生煙性和毒性這兩個參數(shù)綜合評價得出“煙”測試的結(jié)果，其結(jié)果分為F0到F5六個等級。表2列出法國標(biāo)準(zhǔn)所涉及到的測試項目及其測試方法參考標(biāo)準(zhǔn)。

表2 法國標(biāo)準(zhǔn)測試項目

2.3 英國BS 6853標(biāo)準(zhǔn)

英國BS 6853標(biāo)準(zhǔn)的全稱為《載客列車設(shè)計與構(gòu)造防火通用規(guī)范》，英文全稱是《Code of Practice for Fire Precautions in the Design and Construction of Passenger Carrying Trains》。該標(biāo)準(zhǔn)將軌道交通車輛根據(jù)運行環(huán)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(fā)生火災(zāi)時，Ia類車所處的運行環(huán)境撤離難度更大，主要針對的是在難以從側(cè)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(biāo)準(zhǔn)根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)要求對各種材料的火焰?zhèn)鞑ヌ匦?、可燃性、生煙性及煙毒性這些防火相關(guān)特性進行部分的或者全部的測試評價。表3列出了英國標(biāo)準(zhǔn)所涉及到的測試項目及其測試方法參考標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 歐洲各國標(biāo)準(zhǔn)的異同

經(jīng)過以上比較可以得出，各國防火標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中，車輛等級都是以火災(zāi)時疏散難易程度來劃分的；②歐洲各國的標(biāo)準(zhǔn)中都對車用材料的可燃性和生煙性這兩個指標(biāo)做出了規(guī)定。

歐洲各國標(biāo)準(zhǔn)的差異主要是在三個方面：①各國防火標(biāo)準(zhǔn)的評價體系不同。德國標(biāo)準(zhǔn)較為全面，除了在標(biāo)準(zhǔn)第二部分中規(guī)定材料的防火性能要求外，還在其他幾個部分中對車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣設(shè)備、消防設(shè)施等做出了規(guī)定；而英、法兩國的標(biāo)準(zhǔn)只對材料性能提出要求。②各國標(biāo)準(zhǔn)的材料劃分原則是不同的。德國DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)是以材料在車廂中的位置來劃分的；法國標(biāo)準(zhǔn)主要是以材料的尺寸大小來劃分的；英國標(biāo)準(zhǔn)是以材料表面的朝向來劃分的。③各國標(biāo)準(zhǔn)的檢測方法是不同的。最明顯的差異體現(xiàn)在對材料煙毒性的檢測上，早先的德國DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定煙毒性的強制檢測要求，而英國BS 6853標(biāo)準(zhǔn)和法國NF F 16－101標(biāo)準(zhǔn)所采用的檢測方法又各不相同。防火安全標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)

由上述內(nèi)容可看出，歐洲各國標(biāo)準(zhǔn)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(guī)定各個國家的軌道交通車輛必須實現(xiàn)互通。因此，必須對各國不同的防火標(biāo)準(zhǔn)進行統(tǒng)一。在這一背景下，歐盟政府斥資數(shù)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(biāo)準(zhǔn)的測試方法進行比較研究，最終確定了未來歐盟統(tǒng)一防火標(biāo)準(zhǔn)EN 45545標(biāo)準(zhǔn)中所使用的測試方法。因此，EN 45545標(biāo)準(zhǔn)的檢測及評估方法具備高水平的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。2012年11月，歐盟國家投票表決通過EN 45545標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)計劃于2013年6月前正式發(fā)布實施，替代目前德、英、法、意等國的國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，成為歐盟國家統(tǒng)一的車輛防火標(biāo)準(zhǔn)。歐盟標(biāo)準(zhǔn)委員會還計劃將這一標(biāo)準(zhǔn)進一步推廣成為國際認可的ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）標(biāo)準(zhǔn)。由于該標(biāo)準(zhǔn)中采用的很多測試方法與建筑、汽車、船舶等行業(yè)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(yīng)用領(lǐng)域中。

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

表4 EN 45545標(biāo)準(zhǔn)7個部分概覽

1）特點一：相對于歐洲各國的國家標(biāo)準(zhǔn)，EN 45545標(biāo)準(zhǔn)對車輛的劃分更細。EN 45545－1是整個標(biāo)準(zhǔn)系列的通則，確定了軌道交通車輛防火的總目標(biāo)及不同車輛種類劃分的規(guī)則。根據(jù)車輛所處運行環(huán)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(jù)結(jié)構(gòu)類型將車輛分為4個結(jié)構(gòu)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(fēng)險等級（HL）（見表5）。

2）特點二：EN 45545－3首次明確了對車廂內(nèi)設(shè)置防火隔斷的要求和規(guī)定。這一內(nèi)容是德／法等國標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)所采用的測試方法具有更高的科學(xué)性和可靠性。歐盟歷時數(shù)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(chǔ)上，才最終確定了EN 45545－2標(biāo)準(zhǔn)所使用的測試方法和相關(guān)參數(shù)。EN 45545－2根據(jù)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(yīng)若干測試方法及對應(yīng)于不同風(fēng)險等級的合格判據(jù)。例如，按照表5所示，運行等級2的雙層車對應(yīng)的風(fēng)險等級為HL2，而處于車輛地板位置的材料對應(yīng)的材料分類是R9。R9類材料需要做4項測試，根據(jù)風(fēng)險等級HL2所對應(yīng)的這4項測試的合格判據(jù)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(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)方法，而且絕大多數(shù)測試方法參考的是ISO、IEC（國際電工委員會）等國際標(biāo)準(zhǔn)，這對標(biāo)準(zhǔn)的推廣以及生產(chǎn)廠商的應(yīng)用而言，具有較高的便利性和經(jīng)濟性。

表5 車輛風(fēng)險等級

表6 EN 45545標(biāo)準(zhǔn)涉及到的測試方法

3 國內(nèi)防火標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

我國國內(nèi)軌道交通車輛防火標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與國外有一定的差距。在20世紀(jì)，原鐵道部曾經(jīng)針對鐵道車輛防火制定過兩項推薦標(biāo)準(zhǔn)TB／T 3138《機車車輛阻燃材料技術(shù)條件》和TB／T 2639《鐵道車輛用材料耐火性能試驗》。但這兩項標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)引進和自主開發(fā)的高速動車組的要求。另一方面，上述標(biāo)準(zhǔn)的測試方法相對單一，缺乏對煙霧量、氣體毒性等燃燒副產(chǎn)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(fā)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(nèi)裝材料阻燃技術(shù)條件》，現(xiàn)已普遍被各總成廠采用，作為材料供應(yīng)商必須執(zhí)行的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)中采用了大量德國DIN 5510標(biāo)準(zhǔn)中的測試方法，比原有標(biāo)準(zhǔn)有了較大的完善。除了這些標(biāo)準(zhǔn)之外，國內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)是建筑材料的檢測標(biāo)準(zhǔn)，缺乏關(guān)于鐵道車輛特點的針對性。

為了進一步規(guī)范國內(nèi)軌道交通車輛的防火測試，并且實現(xiàn)與國外領(lǐng)先國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的制定工作。其中，城市軌道交通車輛防火標(biāo)準(zhǔn)已形成報批稿，而高速鐵路車輛防火標(biāo)準(zhǔn)仍在修改完善過程中。新標(biāo)準(zhǔn)借鑒了德國DIN 5510、英國BS 6853等標(biāo)準(zhǔn)，比現(xiàn)行的中國標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)一執(zhí)行EN 45545標(biāo)準(zhǔn)。如果我國在制定新標(biāo)準(zhǔn)的過程中，使內(nèi)容在一定程度上與EN 45545接軌的話，將能使我國新標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容具有更強的前瞻性和國際互通性。

4 在國內(nèi)建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及測試機構(gòu)的設(shè)想和建議

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

EN 45545標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗可以為我國軌道交通車輛防火安全的標(biāo)準(zhǔn)化工作提供借鑒。比如，防火標(biāo)準(zhǔn)的體系架構(gòu)、車型的劃分原則、材料的檢測方法和指標(biāo)參數(shù)，以及協(xié)調(diào)各方利益，盡可能減少因標(biāo)準(zhǔn)變動引起的成本增加等。歐洲發(fā)布這一標(biāo)準(zhǔn)對中國來說是一個契機。一方面，3年后，歐洲供應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)的報告；另一方面，國內(nèi)企業(yè)未來向歐洲出口軌道交通產(chǎn)品，必須適應(yīng)“歐洲EN 45545防火認證”的要求。因此，如果能借此契機，將EN 45545標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容融入我國正在制定的新的軌道交通防火標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)業(yè)的國際化。

此外，如何建設(shè)軌道交通車輛的防火測試機構(gòu)也是一個需要解決的問題。目前，有條件按新標(biāo)準(zhǔn)進行測試并且已經(jīng)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(jù)悉，為促進日本與歐洲軌道交通產(chǎn)品的互通性，日本已著手建立歐洲之外第一個符合EN 45545標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)要求的檢測實驗機構(gòu)，將會在未來軌道交通產(chǎn)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(shù)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(yīng)用［S］.

［5］CEN／TS 45545—2008鐵路應(yīng)用——軌道車輛的防火［S］.

［6］BS 6853—1999載客列車設(shè)計與構(gòu)造防火通用規(guī)范［S］.

［7］戴朝剛，王旭東，劉立璽.中國軌道車輛防火技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計現(xiàn)狀及發(fā)展建議［J］.城市軌道交通研究，2012（12）：28.