轨道车辆防火标准及技术研究

许涛 吴迪

摘要：安全、准时、舒适与节能是当今轨道交通的发展趋势，安全特别是车辆的防火安全日益受到重视。轨道车辆电气火灾事故所占比例非常高，各种电气柜柜体、电缆贯穿底板、隔断部位，一旦发生火灾，若不能及时将起火位置的火源隔离或扑灭，火灾极易蔓延至其他部位，造成人员伤亡、设备烧毁的严重事故。

关键词：轨道车辆;防火标准

1 轨道交通行业的防火标准及系统化

1.1 防火标准

世界上轨道车辆防火标准主要有德标DIN5510《铁路机车车辆预防性防火》、英标BS 6853《载客列车设计与构造防火通用规范》、法标NF F16—101《铁路机车车辆阻燃材料的选择要求》、美标NFPA 130《固定导轨运输和有轨客运系统标准》、欧标EN 45545《轨道交通机车车辆防火》、铁标TB/T3237《动车组用内装材料阻燃要求与测试标准》和TB/T 3138《机车车辆用材料阻燃技术要求》。在欧洲，之前使用的是德标DIN 5510、英标BS 6853和法标NF F16—101，现在已被欧标EN 45545所取代;在中国，针对普通客车，机车车辆和动车组主要采用的是铁标。

1.1.1 欧标EN 45545

在欧洲，轨道车辆防火标准要追溯到20世纪80年代。1980年以前，每年约有15起车辆起火事件，绝大部分的车辆完全烧毁;1980年后，每年大约有5起车辆起火事件，绝大部分的车辆进行维修后能继续投入服务;1990年后，年均少于一起车辆起火事件，且一般都能自熄。从这里面可以看出，轨道车辆防火安全的标准化及实施功不可没。欧标EN45545—2013经历了22年的编制历程，2016年3月开始实施，逐渐取代了原有的德标、英标和法标。现在英国脱欧，英国以后有可能继续执行英标。欧标的主要测试项目包括：燃烧性、发烟性、毒性气体浓度和热释放速率。轨道车辆危险等级通过疏散时间来确定，影响疏散时间最主要的因素是车辆运行类别，车辆的设计类别也有一定影响。欧标EN45545在综合了车辆的运行类别和设计類别给出车辆的风险等级，车辆防火等级由低到高排序为HL1、HL2和HL3，比之前的标准相比更为科学合理。

1.1.2 铁标TB/T 3237和TB/T 3138

TB/T 3237上一份标准版本是2010年版，即TB/T 3237—2010，是我国适用于动车组的防火阻燃标准。现正逐渐向EN 45545—2013过渡，并以此为框架结构，起草动车组防火技术规范。TB/T 3138的上一份标准版本是2006年版，即TB/T 3138—2006，是我国适用于最高运行速度不大于200 km/h的铁路机车及客车的防火阻燃标准。

1.2 防火封堵材料和不燃材料

在列车上使用的材料都要满足材料防火的要求，以欧标为例，与之相关的是EN 45545—2《轨道交通机车车辆防火第2部分：材料和零件的防火性能要求》;根据EN 45545—3的要求，完整的系统应能在耐火时间内与防火分隔构件协同工作，阻止热量、火焰和烟气蔓延扩散，以达到防止火灾的串烧蔓延，保障设备完整、保护乘客和列车工作人员安全的目的。

防火封堵材料和不燃材料这两个概念容易混淆，即认为不燃材料就是防火封堵材料。世界上先进国家的标准对防火封堵材料有明确的定义，即与防火构件共同作用，能够满足在火灾时，将火焰、烟雾及热量在规定的防火时效内控制在一定的防火分区之内。因此，防火封堵与不燃材料的概念有明显的区别，主要体现在以下几个方面：（1）不燃材料是针对材料本身的燃烧性能来定义的，而防火封堵其实是一个系统的概念，即与有一定耐火时效的防火构件以及穿越该构件的贯穿物，共同形成一个系统，以满足设计要求的耐火时限;（2）不燃材料不一定是防火封堵材料，如水泥、矿棉以及金属等材料，都被划分为不燃材料，但无法封堵贯穿物燃烧后形成的孔洞，不满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。现在很多高分子的防火封堵材料，采用烧蚀技术，在火灾时自身发生短暂的燃烧，发生物理化学反应，体积发生膨胀，然后形成致密炭化层，才能充分满足防火封堵材料的功能。

2 防火封堵材料的核心技术应用

2.1 防火封堵材料的核心技术

国外从20世纪80年代开始不断研发防火封堵产品，发明了遇热膨胀防火技术，并且将吸热、烧蚀以及绝热技术交叉结合，研发了具有高效膨胀阻燃性能、施工更加方便并满足环保要求的新型防火封堵系列产品。目前，国际上比较先进的防火封堵材料主要有四个核心技术：（1）遇热膨胀技术，防火封堵材料遇火时膨胀，对孔洞和缝隙进行密封，阻止火焰和火灾中产生的有毒烟气蔓延至邻近区域;（2）吸热技术，燃烧时释放结晶水，对火灾现场降温;（3）烧蚀技术，防火封堵材料经过灼烧后，形成致密炭化层，对火焰、烟气以及热量的冲击进行阻挡;（4）隔热技术，利用材料热的不良导体的性质，阻止热量传递，防止背火面的可燃物受热燃烧。

2.2 防火封堵材料的应用

目前轨道交通行业的膨胀型防火密封胶、防火发泡胶、膨胀型防火密封胶条等的应用主要包括：端墙、车架底板电缆贯穿孔洞;电气柜整体保护;风道的防火保护;门窗四周的防火保护;车体内部、外部缝隙的封堵。而轨道交通高速列车的防火，同样是一个系统的概念，在不同的部位，采用相对应的材料和技术组合，构造防火分区系统，从而满足耐火时效的要求，达到系统防火、密烟以及隔热的要求。

3 结语

防火封堵材料在国内外有着成熟的应用，不仅是在轨道交通行业，而且在建筑、电力、医疗以及食品等行业具有超过30年的使用经验，获得全球多个国家和地区的认证和测试。轨道交通列车作为人类目前主要的交通工具之一，其防火封堵材料选用非常关键，直接影响了整个线路的安全运营。所以，设计时选用正确的材料和系统，安装时按照合理的、经过检验的工法，以确保整体防火系统的安全可靠。

参考文献

[1] 李鹏飞.城市轨道交通火灾事故分析及处理[J].建筑与装饰，2018（18）：115.

[2]贾杰，黄晖宇，邓志欣.船舶中贯穿件防火分隔的研究[J].消防技术与产品信息，2012（10）：42-44.

[3]田庆涛，田占伟，苏文煜.欧洲轨道交通车辆材料防火标准等效性研究[J].城市轨道交通研究，2016（19）：89-93.