吴迪
青岛地铁集团有限公司运营分公司 266000
摘要:文章结合防火标准DIN 5510、BS 6853，从地铁车辆材料、结构及防火辅助措施三方面进行了防火安全设计说明。
关键词:地铁车辆；防火设计；车辆安全
在有效控制地铁车辆火灾发生的情况下，如何延迟火灾发展和蔓延是车辆制造商应考虑的重点。车辆防火设计都是基于车辆发生燃烧时保护人身安全这一基本目的，包括防止车辆着火，遏止火势蔓延，降低火灾损失，并将车内主要材料燃烧释放的热量、烟毒性控制在可接受的范围之内。
1 DIN5510:1988和BS6853:1999在应用规定上的不同
DIN5510:1988为德国铁路强制执行标准。标准规定:从1993年10月1日起，不能满足本标准要求的铁路机车车辆不可以交付使用。
与DIN5510:1988不同，BS6853:1999规定:如未能与本数字或设计指导一致，并不意味着存在不能接受的情况，但应向安全权威部门提供额外的证据，说明已达到可接受的防火安全水平。这些证据可包括附加试验结果、可选择的试验、理论研究或专家评审。
2 车辆防火级别的确定
DIN5510:1988防火标准将车辆的防火级别分为4级，第4级要求最严格。但作为地铁车辆，一般满足第3级要求即可。车辆防火级别的具体确定，一般由车辆生产厂家的防火专家与业主方的防火专家根据运行线路等具体情况共同决定。
BS6853:1999将车辆的防火等级分为两大类，1类的防火要求比2类高很多，其中1类又分为1a和1b两个级别。作为地铁车辆必须满足1类防火要求，但具体是1a级还是1b级，基本取决于业主方的线路情况。但由于BS6853:1999对车辆的造价影响较大，所以车辆生产厂家在合同谈判时需要将防火等级及具体的防火要求与业主方洽谈明确。
3 地铁车辆的防火设计
4.1 避免形成火源藏匿处
DIN5510:1988与BS6853:1999在避免形成火源藏匿处这方面均有明确的规定:在客室不得设置开口向上的、装在天花板和墙壁之间的热源(如用于间接照明的设备)。这就意味着不允许设置隐形灯。
若有行李架，设计上要求必须保证能很方便地从行李架下面看到摆放的物品。
3.1 避免可燃物积累
在车辆的内部和外部设计中，DIN5510:1988与BS6853:1999均要求避免可燃物的积累。具体实施过程中，可以从以下2个方面采取措施:
(1)从车辆设计上避免可燃物的积累。车辆设计过程中要保证车辆内部保持正压，以避免灰尘等进入；避免将向上的面设计为平面或者凹面，以减少灰尘或垃圾依靠重力在相应面上的自然积累；电气柜等要设计带钥匙的柜门，以避免乘客随手将垃圾等扔入柜中；通风系统的设计需考虑方便清洗；车下设备箱应具有较高的防尘等级，个别设备箱可设计为内部正压，等等。
(2)从车辆设计上保证便于清洁。所有部位在设计过程中均应考虑到是否方便清洗，从设计上避免车辆内外形成卫生死角，如座椅设计中取消下部支撑结构，便于座椅下部的清洁，等等。
3.2 保证可燃材料远离电加热器
DIN5510:1988与BS6853:1999均要求车辆内部发热设备与可燃物隔离。BS6853:1999要求车辆内部电加热器外壳表面温度不超过60℃，而此前国内防火标准要求不超过68℃。
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3.3 电气设计
DIN5510:1988第5部分“铁路机车车辆预防性防火电气设备”，用了大量篇幅来描述车辆电气设计的要求。根据电压等级分类，对电气设备的布置及选型、导线和电气设备的连接、过流保护器、受电弓、开关的安装、蓄电池导线、紧急情况下起作用的(设备的)导线的敷设、采暖装置和电阻等等，均提出了详细的设计要求。
BS6853:1999也从电保护、防止电弧、防止高电流断路器输出、防止电流集流器出现火花、电线电缆等方面对电气设计进行了指导性说明。但除了对电线电缆的规定比较具体外，其他均为一般电气设计要求。
鉴于以上分析，笔者认为在电气设计方面，电线电缆的相应规定应参照BS6853:1999，其他设计应主要参照DIN5510:1988。
3.4 车辆选用材料的防火性能规定
BS6853:1999对车辆选用材料进行了详细的防火性能规定。材料的安装方向决定了输送到表面的热能效率，从而也决定了火险的延伸与发展，所以，根据材料应用于车辆的不同安装方向，BS6853:1999将其分为3类:天花板类(水平朝下)、墙类(垂直)和地板类(水平朝上)。同一材料因类别不同，需要满足不同的试验指标。
DIN5510:1988根据不同的车辆设备对防火等级进行分类，确定不同的防火要求。DIN5510:1988规定，车辆设计前，设计师要根据车辆用料和构件的燃烧特性以及燃烧并发现象，从可燃性等级、烟雾扩散等级和滴落性等级等方面列出设备防火等级列表，并在设计中遵照执行。可燃性等级分为S1～S5级，烟雾扩散等级分为SR1～SR2级，滴落性等级分为ST1～ST2级。
BS6853:1999与DIN5510:1988对燃烧材料毒性的检测要求也不同。根据火灾调查，火灾中死亡的人员主要是中毒窒息死亡，而非直接死于烧伤。DIN5510:1988没有对燃烧材料毒性检测的规定，而BS6853:1999规定，必须对燃烧材料的毒性进行检测，并提出了详细的试验指标要求。在毒气控制方面，BS6853:1999规定通过8种毒性气体对人体临床测试30min，控制其含量指标。材料毒性的检测依据附录B进行，对于同一材料，由于在车辆上安装方向的不同，所以车辆整体防火等级不同，毒性指标的要求不同，对火焰传播测试和浓烟密度测试的指标也不同。
目前在国内市场，能够满足DIN5510:1988的车辆用材料，基本上可以做到有供有求，不需要特殊选择；而能够满足BS6853:1999的车辆用材料，国内供求市场均不太理想。所以，如果业主要求车辆防火标准满足BS6853:1999，则设计师需要花费更多的时间，谨慎地选择车辆用非金属材料，并需认真检查能够证明其满足BS6853:1999的证书。很多供货商对BS6853:1999的要求不是很熟悉，提供的证书并不能够全部满足BS6853:1999的要求，而很可能仅仅是其中的几项，但只要有1项指标不达标，该材料就不能被采用。相信随着需求的增大，能够满足BS6853:1999的车辆用材料也会越来越丰富。
3.5 防火结构的设计
DIN5510:1988与BS6853:1999对车辆防火结构均有明确的要求。DIN5510:1988的第3部分是对防火墙和防火屏障的阻燃要求；而BS6853:1999则更为详细，分别对车辆地板、间壁、司机室后端墙、钢骨架与内装墙板间的空腔、座椅、设备箱等的设计进行了严格的规定，包括各部分需要进行的试验、阻挡火灾的时间、结构的完整性等方面。
在设计满足BS6853:1999的车辆过程中，地板结构、司机室后端墙(包括后端门系统)的防火性能应达到20min的整体性和绝缘性；座椅(背部及底部)应满足10min的整体性；钢骨架与内装墙板间空腔需要在一定距离上设置阻止高热空气流动的间隔；设备箱需要具备与箱内潜在火灾危险相匹配的耐火性能，并且能够抵抗箱外的局部火灾。这些设备的面板材料需要慎重选择，不锈钢材料是首选。这些设备的外壳一般应设计为夹层结构，如后端墙，夹层的厚度及夹层的材料需要通过试验进行选择。由于座椅一般为车辆生产厂家外购，因此分供商必须提供相应的防火结构试验证书。BS6853:1999对座椅的要求比较严格。
3.6 紧急逃生出口
根据BS6853:1999的要求，所有的乘客座位到列车紧急出口的距离不能大于15m。当列车发生火灾时，如果处于站台区域范围，可以打开客室车门逃生，这样完全可以满足标准要求；但如果运行在区间，则一般只允许打开列车两端的紧急逃生门让乘客逃生，在这种情况下，则无法满足防火标准的要求。当然，如果运营部门允许使用客室侧门作为紧急出口，则可满足标准的要求。
4 结束语
地铁车辆防火安全工作是安全行车的重要组成部分，本文从设计角度，比较系统地给出了车辆防火安全控制与建议，为列车投入使用后期的安全运行提供了技术保障。
论文作者:吴迪
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/11/19
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