浅谈地铁车辆防火安全控制(1)

徐金龙

摘要：火灾是危及地铁车辆安全的一项重要隐患。基于此，本文详细探讨了地铁车辆防火安全控制。

关键词：地铁车辆;防火安全控制;策略

一、地铁车辆火灾成因

1、设计缺陷。①电气设计缺陷引起的火灾，如电线型号与电气设备功率不匹配、过载发热、电线老化、电线固定松动，长期运行中摩擦损坏造成短路引起火灾等。由于列车车厢内所有电气设备电线布置在相对隐蔽空间内，所以电气短路或故障引起的火灾不易被发现，隐患潜伏时间长，烟雾浓度低，不易被探测。②机械设计缺陷引起的火灾，如机械部件长期摩擦发热引起的火灾，或机械传动装置过载引起的火灾等，处于过载状态的机械部件磨损严重，若不注意检修保养，机械负荷过载会产生火患，从而引发火灾。

2、人为纵火。人为纵火及人为破坏是引发车厢火灾的危险因素之一，因地铁列车人员流动性大、密度高，给防火安全管理带来很大困难。因此，此类破坏性行为具有突发性、难以预防性及巨大的安全风险。地铁列车车厢火灾主要由电气、机械故障和人为纵火引起。因此，在地铁车辆设计时，有必要重点预防及规避上述原因引起的火灾，使车辆火灾风险维持在相对较低的水平。

二、地铁车辆火灾危害

1、运行环境密闭，难以逃生。由于地铁列车运行隧道出入口少，隧道狭长，地铁车厢内客流大，一旦发生火灾，密闭的运行环境会增加人员的恐慌和行动混乱程度，造成人员逃生时现场混乱和拥挤，最终增加人员伤亡率。

2、烟雾对逃生的影响。因地铁列车在相对密闭隧道内运行，一旦发生火灾，会产生大量烟尘等燃烧产物，随着烟雾浓度的增加，易引起呼吸困难甚至窒息，而且烟雾的毒性也会造成中毒性伤亡。随着烟雾扩散及浓度的增加，燃烧区的能见度降低，即使采用相应的应急照明方式，能见度仍然很低，使人们难以正确判断出入口方向及路线，从而严重阻碍人员逃生。

三、EN45545标准

EN45545标准由欧洲标准化委员会CEN和欧洲电工技术标准委员会CENELEC于2012年12月7日批准，并于2013年3月正式发布。从2016年3月以后，任何运行在欧盟范围内的机车车辆防火设计都必须满足EN45545标准规定。EN45545标准主要涵盖了铁路机车车辆防火等级、材料及零部件防火性能要求、防火隔板耐火性要求、机车车辆防火设计安全要求、电气设备防火安全要求、火灾控制与报警、可燃液体及气体装置防火安全要求等。

四、防火设计依据

防火设计先要结合不同运行类别及设计类别来定义相应机车车辆火灾危害等级。运行类别依据机车车辆服务类型、线路基础设施分为运行类别1、2、3、4四种情况，电力机车通常符合运行类别2、3。设计类别依据车辆设计特征划分，机车车辆设计按不同服务需求分为A、D、S、N四类，电力机车属于N类（标准车辆）。

依据机车车辆运行类别与设计类别的联系，EN45545标准将机车车辆火灾危害等级规定为HL1、HL2、HL3三个级别，电力机车对应的火灾危害等级为HL2，火灾危害等级定义给机车车辆防火设计提供了具体指标参考。

五、地铁车辆防火改进措施

1、材料防烟火。通常，在地铁车辆结构设计中，相关非金属材料需严格按法定设计标准选择耐火设计材料。设计中先结合地铁车辆实际情况确定耐火等级，然后对地铁车辆不同部位的非金属材料进行耐火试验及分析。基于此，地铁车辆制造商需根据具体试验结果优化材料性能，只有满足设计标准的地铁车辆材料才能正式投入使用。

2、对地铁车辆进行耐火试验分析。在对地铁车辆耐火试验时，应根据相关试验标准对地铁车辆侧墙、车体底架、司机室隔门等相关部件进行试验分析。通过试验获得地铁车辆相关试验件的冷面温度和具体耐火时间，以分析地铁车辆的隔热性能和结构耐久性。

3、地铁车辆客室防火。地铁车辆是密闭空间，所以为防止火灾，应尽量避免非金属材料进入地铁客室，避免易燃物和粉尘物质等在地铁客室内积聚存放;此外，应密封侧窗和贯穿通道等，以防引起火灾。

4、地铁车辆机电设备防火。安装地铁车辆相关机电设备时，应尽可能放置在密封的金属箱内。如需安装在地铁客室内时，应尽可能放置在乘客无法触及或与乘客空间隔离区域;金属箱体、电气柜防火等级应符合防火等级要求;为避免地铁车辆内相关高压设备长期接触或摩擦引起火灾，应采用内风机冷却降温，禁止在高温节点安装易燃易爆非金属材料。地铁运营中，为避免相关部位润滑油等易燃物质泄漏引起火灾，需对输油管道接口进行密封。

5、地铁车辆电力系统防火。一般情况下，若地铁车辆相关电缆设备及电力系统参数性能不高或设备严重老化，则有可能引发严重火灾事故。例如，电火花、局部发热、电弧等是常见的火灾隐患。因此，为提高地铁车辆防火性能，设计时，要科学选择地铁电力系统设备电缆，使其实际运行负荷能满足地铁车辆在不同时期的运行要求;其次，应科学计算和分析地铁车辆高压设备最大短路电流。为防止电力系统短路故障时产生电火花或电弧，应设置安全灭弧装置及过流保护装置;另外，大于500V的电缆和电线应使用金属保护套管保护，以避免液体物质渗入;此外，相关部件的开关和接线应放置在易于维护的安全区域，以避免接线松动或接触不良等情况出现。

六、地铁车辆防火安全控制策略

1、完善地铁车辆防火标准。当前，地铁车辆工程项目采用的防火标准均为国外标准，我国地铁车辆防火标准体系尚不完善。所以需从应用材料、设计、灭火、救援等方面建立起完整的“消与防”相结合的防火标准体系。由于防火工作最早出现在国外，其列车防火标准更为系统及完善。国内地铁车辆项目防火要求应参考或使用国外防火标准。

2、加强结构防火试验。结构试验旨在模拟火灾发生情况，利用地铁车辆上部件或车辆一角进行防火试验。根据试验结果，得出火灾过程中可能出现的问题，并获得特定时间内烟密度、表面温度变化、结构完整性破坏时间等数据。根据试验结果，有效估计撤离时间，并制定明确的疏散计划，以确保乘客能在有效时间内疏散到安全场所。

3、利用有效的社会资源做好火灾预警和防范工作。地铁车辆防火不仅是车辆制造商在车辆设计制造中及运营商在运营中的工作，还需消防、设计院、实验室等社会团体的配合。消防部门对建筑火灾和消防有相应的审核及评估标准。地铁车辆也可看作是微缩建筑物，通过与消防部门建立合作关系，定期与消防部门专业人员沟通，可获得合理的防火设计意见。车辆制造商可与设计院和实验室合作，研究地铁火灾的原因，模拟地铁火灾的烟雾浓度等，并结合车辆、隧道和站台的设计，综合评价地铁车辆的防火安全性。

地铁车辆在运营中存在许多不确定因素，许多因素会导致火灾事故。因此，应建立火灾安全隐患分析制度，更好地发挥火灾预警作用。对于火灾风险较高的区域和部件，应通过制度化的风险分析和实时监测或检查，及时消除潜在的火灾隐患。在消防部门的配合下，还可通过定期的消防培训或演习，提高乘务人员消防意识及事故处理能力，发生火灾时，乘务人员可有序安排灭火和疏散，以确保乘客的安全。

4、建立防火工程师资格认证制度。防火工程师是地铁车辆必备的技术人员，但目前我国地铁车辆防火工程师资格认证方面尚属空白。只有建筑工程行业有专业防火工程师认证，需根据地铁车辆防火标准，建立专门的防火工程师资质认证体系，确保防火工程师资质含金量，严格控制地铁车辆的防火性能，提高地铁车辆正常运行的安全性。

总之，随着我国城市化的发展，城市人口不断增多，交通压力越来越大，各大城市开始大力发展地铁轨道交通。与其他交通方式相比，地铁轨道交通具有运力大、節能、绿色环保等优势，但由于地铁车辆主要在密闭狭小的地下空间内运行，运行区间缺少逃生通道，且地铁车厢内人员流动性和密度大，发生火灾时不易疏散，易造成群死群伤安全事故。因此，研究地铁车辆的防火安全控制策略具有重要意义。

参考文献：

[1]张全.地铁车辆防火安全设计现状与发展策略研究[J].城市轨道交通研究，2015（12）.