现代地铁车辆的整车防火性能要求
地铁车辆运行线路的一半以上铺设在地下隧道内,地铁车辆在隧道内运行发生意外火灾事故时,车辆停止运行(*注一),乘客不能通过侧门疏散,只能通过列车前后两端的紧急疏散门逃生。如果车辆整体防火性能等级不高,首先起火的车辆将迅速燃烧,在短短几分钟内就会化为灰烬,造成大量人员伤亡和重大财产损失。2003年2月19日发生在韩国大邱的地铁火灾事故是近年来世界上最为严重的地铁火灾事故之一,共造成126人死亡,146人受伤,另有318人失踪。
地铁车辆发生火灾事故时,如果没有自动灭火装置或自动灭火装置不起作用,火势就会在车内及车外蔓延,火焰是不能自己熄灭的,主要是因为车内及车外的装饰件,如墙板,地板等材料内均含有多种可燃物成分。以往的火灾事故中造成大量人员伤亡主要是因为这些可燃物在燃烧时同时释放出大量烟雾和有毒气体,使乘客找不到逃生的出路而被熏死。仍以韩国大邱地铁火灾事故为例,“专家表示,这起灾难暴露出的问题首先在于地铁列车内使用的装饰材料和座椅并不防火,玻璃纤维和硬化塑料在遇到火焰和高温后起褶,然后冒出滚滚的有毒烟雾。这些烟雾在火灾之后几分钟内就使乘客看不清周围的一切而且被纷纷熏倒。”-摘自2003年2月20日新快报。
由此我们可以设想,如果车辆上选用的装饰材料防火性能等级很高,火势就不会很快蔓延,给乘客更多的逃生时间,伤亡人数和财产损失就会大大降低。
中国的地铁车辆已有30年的历史,从上世纪70年代长春客车厂生产的北京地铁,上世纪90年代长春客车厂为伊朗生产的德黑兰地铁,到现今长春长客-庞巴迪轨道车辆有限公司生产的广州地铁二号线车辆和深圳地铁一期工程车辆,国内的各地铁公司和生产厂逐渐意识到了提高列车防火性能的重要性和必要性,各地铁公司在用户需求书中针对列车防火性能提出了越来越高的要求,各地铁生产厂在车辆设计中相应地选用了更高的标准。
以长春长客-庞巴迪轨道车辆有限公司广州地铁二号线和深圳地铁一期工程车辆的设计为例,这两个项目的车辆堪称是世界一流的设计,其设计理念、整体性能、设备布局完全是最先进的,它具有最高的可靠性、安全性和维修保养性,同时具有最低的运营成本。车辆的防火性能符合DIN5510标准。
在具体说明这两个项目车辆的防火性能之前,有必要对DIN5510标准的内容作简要说明。DIN5510标准适用于所有铁路车辆,包括铁路客车及地铁轻轨车辆等。
DIN5510标准的第一部分阐明了由谁来确定整车火灾防护措施应该达到哪一等级及整车火灾防护等级的划分。标准中明确权威人士或专家有权决定整车火灾防护措施应该达到哪一等级,火灾防护等级具体划分如下:
DIN5510标准的第二部分详细阐明了材料的试验标准、对材料试样的具体要求及试验结果的评定标准;
DIN5510标准的第三部分阐明了对防火墙和防火屏障的阻燃要求;
DIN5510标准的第四部分阐明了对车辆设计的要求;
DIN5510标准的第五部分阐明了对车辆电气设备的要求;
DIN5510标准的第六部分阐明了对车辆紧急制动器、信息系统、火灾报警装置及灭火器材进行操作的要求;
在权威人士或专家确定了整车火灾防护等级之后,设计工程师们应以此为标准进行详细设计,确定车上材料和各关键零部件应达到的防火性能等级,完成车辆上防火装备的布置方案等等。车上材料和各关键零部件必须全部符合DIN5510标准第二部分中相应的防火性能等级,这样才能保证整车达到权威人士或专家确定的火灾防护等级。
现代的地铁车辆车体材料多为铝合金材料或不锈钢,铝合金材料和不锈钢本身是不会燃烧的,因此除车体材料以外的其它材料是影响整车防火性能的关键点,需要在车辆设计中着重考虑。这些材料主要包括:
玻璃钢装饰件,如墙板、其它装饰用盖板等等;
橡胶件,PVC材料及其它有机材料,如地板系统、电缆槽;
电线、电缆;
保温材料;
电气系统设备,如牵引系统、辅助系统、控制柜等等;
只有这些材料达到了一定的防火性能等级,才能保证整车达到相应的火灾防护等级。
根据最终客户要求,广州二号线和深圳一期工程车辆的防火性能均应达到DIN5510标准第一部分火灾防护等级第4级。根据这一要求,客室内装部件防火性能必须达到DIN5510标准第二部分S4或以上级别,车外装饰部件防火性能必须达到DIN5510标准第二部分S3或以上级别,在DIN5510第二部分表格5-8中有具体要求。详细分类说明如下:
在生产过程中,必须通过定期试验来验证供应商的遵守情况和产品质量的连续性。对于每月生产量超过500件的零部件,至少每月按照相应的试验标准进行一次防火试验;对于每月生产量不超过500件的零部件,则对第500件产品按照相应的试验标准进行防火试验;试验结果应记录在案并按要求提供给客户。
对于未包括在DIN5510第二部分表格5-8中的零部件,其防火性能应分别达到以下要求:
根据DIN54837标准制作样块(500mm X 190mm),防火性能必须达到S2级;
质量不超过50克,相互间距离不超过20cm时,防火性能必须达到S1级;
通常情况下乘客接触不到的具有以下技术功能的零部件不作要求:滑动、滚动、限位、导向、密封、紧固、调整、固定等功能。
除了对车上材料要求达到相应的防火性能等级外,在车辆上还必须安装或布置一定数量的灭火装置和报警系统。例如,广州二号线和深圳一期工程车辆上都配备了火灾自动检测装置,此装置符合DIN5510标准第六部分,可以向司机随时报告火灾情况;此外,在每个司机室配备了一个灭火器,在每个客室配备了两个灭火器,灭火器符合DIN EN 3标准,适用于电火灾。
总之,在大城市能够采用的各种交通工具中,运能大,运行速度高是地铁车辆的主要优势,也是大城市发展到一定时期的必然选择。最快时每小时可运送75000位乘客的输送能力是其它任何交通工具所望尘莫及的,同时它具有高乘坐安全性和舒适性的特点,因此地铁系统是发达城市公共交通的首选。但是,在大力发展快速轨道交通的今天,公共交通安全也是政府决策者们必须首先考虑的一个关键问题,而火灾事故对地铁系统安全的危害最大,造成的人员伤亡往往是最惨重的,引起的国家和个人财产损失是最大的。不论现在还是将来,如何降低和减少火灾事故造成的人员和财产损失都将是地铁车辆设计和制造必须给予严肃考虑的一项课题,广州二号线和深圳一期工程车辆的火灾防护性能及火灾报警系统的配置已达到了相当高的水平,相信随着时间的推移和科技的进步,人类将发明更先进的科技减少地铁火灾事故的发生,减小火灾事故的危害,火灾事故对于地铁系统的危害必将会被控制到最低水平,使地铁系统更好地为城市公共交通事业服务,更好地为人类的进步事业造福。
*注一:多数地铁车辆火灾事故均是由电气故障引起,发生电气故障引起火灾事故时,列车牵引系统将停止工作,导致车辆停止运行。
*注二:适用于德国联邦铁路从1988年10月1日以后开发的新线路;
*注三:适用于大都市的地铁系统;
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长春长客-庞巴迪轨道车辆有限公司 工厂部 李晶才
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