李研

摘? 要：近年來，我國的交通行業(yè)有了很大進展，軌道建設(shè)越來越完善，軌道車輛也在不斷增加，在軌道車輛中，防火是非常重要的一項內(nèi)容。本文首先分析了軌道交通行業(yè)的防火標(biāo)準(zhǔn)，其次探討了防火標(biāo)準(zhǔn)制定的方法，然后研究了防火封堵材料的核心技術(shù)，最后就火災(zāi)控制方案設(shè)計以及其他非金屬件進行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：軌道交通;防火安全;防火標(biāo)準(zhǔn);防火系統(tǒng);遇熱膨脹

引言

隨著我國軌道車輛事業(yè)的快速發(fā)展，海外項目不斷增多，然而多數(shù)海外項目均不認可國內(nèi)車輛的防火標(biāo)準(zhǔn)，在這種形勢下，有必要認真研究車輛的防火工作，制定切實可行且普遍認可的防火標(biāo)準(zhǔn)。

1軌道交通行業(yè)的防火標(biāo)準(zhǔn)

1.1歐標(biāo)

英國標(biāo)準(zhǔn)BS6853—1999首先提出“面”的概念，提出外露表面朝向是火焰擴展和加大火災(zāi)危險的關(guān)鍵因素。選用阻燃材料時按車輛防火等級和外露表面朝向確定材料的防火性能。防火性能包括材料的燃燒性、發(fā)煙性和氣體毒性等方面。燃燒性包括火焰?zhèn)鞑ィy試標(biāo)準(zhǔn)：BS476—6）和火焰表面蔓延（測試標(biāo)準(zhǔn)：BS476—7）。發(fā)煙性和氣體毒性分別按BS6853AnnexD及BS6853AnnexB進行測試。該標(biāo)準(zhǔn)將車輛按運行環(huán)境分為Ⅰa、Ⅰb和Ⅱ類，并用大量圖表將車輛上各部件的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、選材要求、試驗方法一一列出，對Ⅰa類車輛將電纜分為內(nèi)部電纜和外部電纜，對發(fā)煙性和氣體毒性作了不同的規(guī)定。德國標(biāo)準(zhǔn)DIN5510根據(jù)車輛線路設(shè)施條件，把車輛分為4個防火等級。選用阻燃材料時按車輛防火等級和零部件的特點確定材料的防火性能。材料的防火性能包括易燃性、冒煙等級、滴落物等級和氣體毒性指數(shù)等方面。易燃性分為S1～S5（測試標(biāo)準(zhǔn)：DIN53837），地板分為SF1～SF3（測試標(biāo)準(zhǔn)：DIN4102—14）。易燃等級在S2～S5時要加測冒煙量，根據(jù)冒煙量，煙霧擴散等級分為SR1、SR2;在按DIN53837試驗時，確認材料是否產(chǎn)生溶滴滴落，并將滴落性分為ST1、ST2兩個等級?？梢娮枞夹阅艿膸醉椫笜?biāo)可以在1個試驗中完成。DIN5510第2部分2009版增加了氣體毒性的要求，規(guī)定了對8種氣體毒性的控制。德國標(biāo)準(zhǔn)最大優(yōu)點在于通過DIN5510可以查到對應(yīng)防火等級不同材料的各項防火指標(biāo)值。法國標(biāo)準(zhǔn)NFF16—101根據(jù)車輛線路的設(shè)施條件，把車輛分為A1、A2和B類。材料的防火性能按材料燃燒時對火的反應(yīng)、發(fā)煙性和氣體毒性來確定。對火的反應(yīng)分為M0～M4，對煙的反應(yīng)分為F0～F5，氣體毒性控制是對7種毒性氣體在人體臨床測試15min后，控制對人體無害的含量（測試標(biāo)準(zhǔn)：NFX70—100）。材料的選擇依據(jù)車輛種類及使用部位來確定坐標(biāo)位置。NFF16—101對小部件依據(jù)氧指數(shù)和熱燈絲試驗劃分為I0～I4五個等級，同時對導(dǎo)線和電器電纜劃分為A、B、C、D、NC五個等級（測試標(biāo)準(zhǔn)：NFC32—070）。

1.2鐵標(biāo)TB/T3237和TB/T3138

TB/T3237上一份標(biāo)準(zhǔn)版本是2010年版，即TB/T3237—2010，是我國適用于動車組的防火阻燃標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)正逐漸向EN45545—2013過渡，并以此為框架結(jié)構(gòu)，起草動車組防火技術(shù)規(guī)范。TB/T3138的上一份標(biāo)準(zhǔn)版本是2006年版，即TB/T3138—2006，是我國適用于最高運行速度不大于200km/h的鐵路機車及客車的防火阻燃標(biāo)準(zhǔn)。中國軌道交通技術(shù)近年來發(fā)展迅速，標(biāo)準(zhǔn)也需要及時更新，才能跟上市場發(fā)展步伐。TB/T3138—2018《機車車輛用材料阻燃技術(shù)要求》于2018年7月16日發(fā)布，已于2019年2月1日正式實施。新版標(biāo)準(zhǔn)的分類與歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN45545—2較為相似，這樣的分類更加合理，也更加清晰。主要差異為修改了車內(nèi)用結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)品的劃分原則;修改了附錄A中的試樣數(shù)量、判定條件;增加了機車車輛用阻燃材料成品取樣要求;增加了材料煙密度測試的試驗條件;刪除了材料的物理力學(xué)性能要求。

2防火標(biāo)準(zhǔn)制定的方法

可以建立以下標(biāo)準(zhǔn)：《軌道車輛防火與安全》、《軌道車輛非金屬材料阻燃要求》和《軌道車輛電器設(shè)備非金屬材料阻燃要求》?！盾壍儡囕v防火與安全》是總則，規(guī)定車輛防火等級、防火安全與目標(biāo)。對車體、內(nèi)裝、電器設(shè)備、可燃氣體和液體設(shè)備的預(yù)防性安全設(shè)計提出總體要求，對預(yù)防性輔助設(shè)施、應(yīng)急疏散及救援措施作出規(guī)定?！盾壍儡囕v非金屬材料阻燃要求》在總則的引導(dǎo)下，按車輛防火等級和使用部位確定材料的防火指標(biāo)，包括：燃燒性、煙密度、滴落物等級和氣體毒性，對小部件、復(fù)合材料也要作出規(guī)定?！盾壍儡囕v電器設(shè)備非金屬材料阻燃要求》規(guī)定“點”火源所用非金屬材料的阻燃要求，防止電路起火是車輛防火的關(guān)鍵。

3防火封堵材料的核心技術(shù)

（1）遇熱膨脹技術(shù)，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(zāi)中產(chǎn)生的有毒煙氣蔓延至鄰近區(qū)域;（2）吸熱技術(shù)，燃燒時釋放結(jié)晶水，對火災(zāi)現(xiàn)場降溫;（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，對火焰、煙氣以及熱量的沖擊進行阻擋;（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。在發(fā)生火災(zāi)時，遇熱膨脹的防火密封膠在溫度超過200℃時能夠吸熱膨脹，膨脹后的體積足以封堵管線設(shè)備穿孔周圍的空隙部分，并且能夠封閉各種塑料管、電纜絕緣層和管道保溫層被燒毀所造成的空隙和孔洞，達到防火、防煙的效果。當(dāng)燃燒溫度繼續(xù)升高時，膨脹后的材料能形成高強度的隔熱炭化保護層，其耐火時間可達EN45545—3標(biāo)準(zhǔn)的要求而不致被破壞，從而使各個防火分區(qū)之間互不影響，將火勢控制在火源的防火分區(qū)之內(nèi)，使火災(zāi)的損失降低到最低。

4火災(zāi)控制方案設(shè)計

軌道車輛空調(diào)的火災(zāi)控制方案設(shè)計通常分為車內(nèi)火災(zāi)和車外火災(zāi)2種。當(dāng)空調(diào)機組收到列車網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的“車內(nèi)火災(zāi)”模式信號時，本節(jié)車廂空調(diào)機組停止工作，此時回風(fēng)閥、新風(fēng)閥全關(guān);當(dāng)空調(diào)機組收到列車網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的“車外火災(zāi)”模式信號時，整列車空調(diào)機組新風(fēng)閥關(guān)閉，壓縮機、冷凝風(fēng)機、通風(fēng)機正常工作。當(dāng)車內(nèi)、車外突發(fā)火災(zāi)時，司機室操作屏顯示相應(yīng)的“車內(nèi)、車外火災(zāi)”模式，司機及乘務(wù)人員根據(jù)提示疏散乘客，以最大限度地保護車內(nèi)乘客不受傷害。

5其他非金屬件

軌道車輛空調(diào)常用的其他非金屬件包括保溫材料、吸聲材料和密封件。對于不與其他非金屬接觸且可燃質(zhì)量小于10g的非金屬件不考慮防火測試。其他非金屬件的防火設(shè)計要求為：保溫材料和吸聲材料根據(jù)車內(nèi)、車外使用位置，測試等級分別為R1、R7;密封件根據(jù)車內(nèi)、車外使用位置，防火測試等級分別為R22、R23。

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，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(guān)鍵，直接影響了整個線路的安全運營。所以，設(shè)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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