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軌道車輛防火標準應用分析

文檔作者：姜翠香文檔來源：今創集團股份有限公司技術中心		點擊數：	更新時間： 2021年04月27日
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。第12卷第2期
2013年6月
石家莊鐵路職業技術學院學報 VOL．1 2 No2
JOURNALOF SHIJIAZHUANG INSTITUTEOFRAILWAYTECHNOLOGY Jun．201 3
軌道車輛防火標準應用分析
姜翠香
(今創集團股份有限公司技術中心 江蘇常州213102)
摘要：本文對自身工作經歷遇到的軌道車輛非金屬材料防火標準進行了匯總介紹及分析，希望
對讀者在防火標準的選用上有所幫助。
關鍵詞：軌道車輛 防火標準 分析
中圖分類號：U297 文獻標識碼：A 文章編號：1673．1816(2013)02．0037．06
世界軌道車輛失火的深刻教訓已證明防火是設計時首先考慮的問題。失火原因經分析都與易燃
材料被引燃有關，燃燒、火焰的迅速蔓延和煙氣是導致人員傷亡的最主要原因。首先在材料選擇上
應減少火災發生的可能，結構設計上盡量避免火災發生的可能。由于世界各國在防火安全的歷史和
經驗差異，其鐵路運輸部門所用的材料和制品阻燃性能的試驗方法和分類標準都有所不同。而西歐
和美國等西方發達國家在這一領域則走在了前端。而我國發展相對落后，又由于大部分技術從國外
引進，包括防火標準，所以國內軌道車輛制造商大部分也是引用國外的標準。雖然國內也制定了一
些防火標準，由于各種原因，大都沒有被普遍使用。
軌道車輛內裝是車輛防火要求最高的部位，作為軌道交通內飾設計人員，只有對各國防火標準
有了深入了解，才能選用合適的防火標準，防止火災發生的隱患。但是由于世界各國標準不統一，
試驗方法不同、判定標準各異，給設計人員選用標準帶來了很大困難。本文通過自身工作經歷遇到
的軌道車輛非金屬材料防火標準進行了匯總介紹及分析，希望對讀者在防火標準的選用上有所幫助。
1 防火標準介紹
通過查閱和收集相關資料，將現階段工作中常見的世界主要國家材料防火標準有德標DIN
5510．2《軌道車輛防火措施——第2部分：材料和構件的燃燒特性和燃燒并發現象：分類、要求和
試驗方法》；英標BS 6853《載客列車設計與構造防火通用規范》；法標NF F16 101／102《軌道車輛材
料選擇之防火要求》；美標NFPA 130《有軌列車及鐵路客運體系標準》；歐標CEN／TS 45545．2《鐵路
應用——鐵路車輛的防火保護——第2部分：材料和元件的防火要求》；鐵標TB／]r 3138《機車車輛
阻燃材料技術條件》；鐵標TB／1r 3237《動車組用內裝材料阻燃技術條件》和征求意見稿《城市軌道
交通車輛防火要求》共8個。雖然防火標準不統一，但所關注的方面基本都是，材料的易燃性能、
材料的燃燒速率及火焰傳播性能、材料燃燒所釋放的煙霧濃度、煙霧中的有毒性氣體含量、燃燒所
釋放出來的熱量等。各國防火標準由于分級方法的不同，評價指標也有差異，而且不同測試項目對
應不同測試標準，將常見的各國標準匯總，見表1。
收稿日期：2013—04-12 ．
作者簡介：姜翠香(1977一)，女，漢，碩士，工程師，研究方向可靠性工程。
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石家莊鐵路職業技術學院學報 2013年第2期
熱流等)以可燃性等級，煙霧擴散等級和液體滴落性等級實現危險等級定位。材料應用范圍廣泛，
有橡膠、紡織品、塑料制品、涂料、電線電纜等。適用于在鐵路制造和運行規定，窄軌道用鐵路制
造和運行規定和有軌電車制造和運行規定的使用范圍條件下的鐵路車輛。
DIN 55 10-2對小部件進行了如下防火要求規定：
(1)客運車輛中乘客可以接觸到的、重量>50 g的小元件，如衣鉤、按鈕、把手、固定環、占
位板、廣告牌、門緩沖器、薄板等，必須至少滿足易燃等級Sl的要求；
(2)對于前后、左右或上下間的距離S 20 cm、重量 50 g的小元件，必須至少滿足易燃等級
Sl的要求；
(3)對于前后、左右或上下間的距離>20 cm、重量 50 g的小元件，沒有規定具體要求。
設計人員選用DIN5510-2標準時，應首先根據自己的產品在車輛上的位置及特性，從標準中表
5～9查找是否有相同描述，如果有，直接引用防火等級。例如，時速350公里速度級動車組上的車
下風道防火等級，從DIN55 10．2表5序號l9中可直接查得：易燃等級S3；冒煙等級sP,2；液滴特
性等級ST2。而地板的防火性能查標準中的表4，可根據使用情況可選擇其中的一個易燃性級別。
DIN5510對材料的防火性能要求包括可燃性、熱輻射性、煙霧和融化滴落等，毒氣控制與BS 6853
基于面積法基本相同。也是對8種毒性氣體進行控制，但在最終的結果評價上存在差異，本標準根
據不同的材料規定不同的時間來判定結果，更具有可操作性。
2．2英標BS 6853
英國標準BS 6853重點介紹車輛構造、材料的特性和防火性能，在其它方面也有所建議。該標準
首先根據車輛運行環境，將車輛分為兩大類， I類和II類， I類又分為I a和I b，不同類別的車輛
代表了當失火時可能導致列車火情及其危害的不同程度。
I a：主要運行于單線鐵路隧道中的列車，旁側沒有出口通往步行道和逃生通道，或相當長的時
間運行在地下的臥鋪車，或無人駕駛列車。
I b：主要運行于復線鐵路隧道中的列車，線路上具有側出口通往步行道和逃生通道，或大部分
時間不運行在地下的臥鋪車。
II：大多數在地面運行，較少運行于隧道中的車輛。
根據材料在車輛上的位置將之分為幾類，不同的類別決定應用不同的試驗形式，見標準中表1～
l4，并區分了內部和外部性能的不同。不同材質，BS 6853相對應有不同的試驗方法。不同的車輛類
型又對應試驗結果參數， I a類最嚴， I bE次之，II類最小。
表面材料根據在車輛上的方向進行分類，表面材料的方向決定了輸送到表面的熱能的效率，因
而也決定了火險的延伸與發展。按照著火危險程度降序排列，表面材料分為以下類別：
(1)天花板類(水平朝下，水平朝下表面與水平角度在45度之內的“天花板類”朝下表面)；
(2)墻類(垂直，垂直表面與垂直角度在45度之內的“墻類”表面)；
(3)地板類(水平朝上，水平朝上表面與水平角度在45度之內的“地板類”朝上表面)。
’ 標準對于小部件材料有這樣的說明，重量小于100 g(內部)或小于400 g(外部)在防火性能上
不做要求。關于小區域材料的分類，如在兩個小區域材料之間有間隙，水平朝上或墻類表面間隙為
0．5 m，水平朝下表面為0．2 m，則該兩個材料應被視為相互獨立的材料。如未達到上述間隙，則為了
進一步分類的方便，它們的重量和面積應相加，視為一個整體。
2．3法標NFF16 101／102
法國標準NF F16 l0l在所接觸的國外項目中用的最多的一個，例如阿爾斯通，龐巴迪等國外大公司
都采用此標準，與英標B$6853相似，首先根據車輛運行環境，將車輛的類型分為A1，A2和B三個種類。
第2期 姜翠香 軌道車輛防火標準應用分析
A1種類的車輛：經常運行在隧道里的所有車輛，包括駕駛室。
A2種類的車輛：非經常運行在隧道里的城郊車輛，包括駕駛室。車廂和拖車。正線臥鋪車。
B種類的車輛：非經常運行在隧道里的帶座位的大鐵路車輛，包括駕駛室。機車和機車駕駛室。
對火的反應分為三類：
(1)對大樣品材料，燃燒反應測試把材料／產品分為5類，從M0到M4；
(2)對于小樣品材料，主要使用兩個測試：氧指數法和灼熱絲法。這些測試把材料分為5個等級，
從10~UI4(NC)。同樣的測試也被用于電力材料測試，被引述于標準NF F 16-102：
(3)導線和電氣電纜分為A，B，C和D4個等級，見標準中表2；
(4)煙的不透性采用的參數是Dm和VOS4：
Dm：最大可視率；
VOS4：煙在測試的前四分鐘過程中的模糊值；
(5)散發氣體的毒性用毒性指數“C．I．T．”確定。
C．I．T．=100~ Eti／Cci
(6)對于煙的參數通過煙的排放量和毒性指標兩項來評價F級煙霧毒性，根據NF F 16．101，這兩
個參數給出的“煙值”分類為從F0]~IJF5，見標準中表4。
法標也對小部件材料進行了規定，當用于車輛外部時，總重量不超過300克的部件，對于這種部
件，需遵守車輛Al類方格l2中的要求和車輛A2及B類方格l3中的要求。當用于車輛內部，重量不超
過lo0克的部件，構成它們的非金屬材料總重量不超過每延米或每平方米200克。當這些部件用于車
輛Al類的材料時，需遵守方格l0的要求，當這些部件用于車輛A2或B類的材料時，不需對煙進行分
類，對火反應的分類應被置于10和I3之間。
一般材料防火標準的選擇主要查找NF F 16．101的表8和表9，表8是車內部的材料，表9是車輛外
部材料。例如，車內部的燈罩，從標準表8中可以查出，對應的防火等級三種車輛類型都是G4．，即原
則上燈罩的防火最小等級為M1(I1)F4。如達不到，交叉的方格等級可與客戶協商溝通使用。
有關電器設備在NFF16 102中進行補充，此處略。
2．4美標NFPA 130
NFPA 130包括所有的地鐵、軌道交通工具、鐵路系統的防火要求。NFPA 130標準制定的目的
就是建立統一的有軌列車及鐵路客運體系的最低防火及其危險的要求。它用火勢蔓延指數Is、光密
度率Ds(1．5)和Ds(4．O)三個指標來規定防火等級。該標準詳細列出了車輛上主要部件的測試項
目、測試方法和滿足的最低要求，見NFPA 130中表5．2．4。例如，乘客座椅表面燃燒試驗方法ASTM
E 162，要求Is≤351煙密度試驗方法ASTM E 662，要求Ds(1．5)≤100、Ds(4)≤200。對于煙
毒性美國標準中沒有特別指出，一般是通過限制六種(CO、HF、NO2 HCL、HCN,SO2)毒性氣
體的含量，滿足波音標準BSS 7239，與龐巴迪SMP 800C內部標準等同。
美標對于小面積材料的防火要求有如下規定：
(1)部件的表面積小于16平方英尺時，防火性能不做要求；
(2)易燃材料位于在非暴漏區域，例如，車下箱體、金屬密封箱內；
(3)對于電線和電纜即使在金屬箱內，如果大于l6平方英尺，也需要防火要求。
(4)標簽沒有防火要求，除非每英尺車輛長度范圍，重量超過1．1磅或1平方英尺。
2．5歐標CEN／TS 45545．2
對非金屬材料防火要求，各國標準不統一，為此，1997年歐洲委員會標準組開始實施軌道車輛
防火標準統一，即制定CEN／TS EN 45545，并于2Oo4年發布了草稿版Pre．EN 45545，2009，CEN廠rS
EN 45545為EN正式出臺前中間過渡的技術規范，已經逐漸被應用。
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石家莊鐵路職業技術學院學報 2013年第2期
2．6鐵標TB／T3138
鐵標TB／1r 3138適用于最高運營速度低于200 km／h的鐵道機車車輛用阻燃材料。標準介紹了車
體、地板、保溫及包裝材料等常用材料的技術要求和試驗方法。大部分材料防火要求主要考慮氧指
數、45。角燃燒和煙密度三個指標。例如SMC玻璃鋼防火要求，從標準中表4可以差得：氧指數≥
35；45。角燃燒，難燃級；煙密度D4~<200。相對應的測試項目及對應的標準見表l。
2．7鐵標TBIT 3237
鐵標TB廠r 3237是2010年發布、2011年2月實施的適用于運營速度大于或等于200 km／h的動
車組用內裝阻燃材料。首先對動車組內裝材料根據應用部位不同進行分類，分別對各部位不同材料
氧指數、燃燒性等級進行規定。對材料燃燒后有害氣體濃度應滿足的要求也進行了規定，要求煙密
度指標Ds1．5≤100、Ds4≤200。
根據材料種類的不同、氧指數指標要求，主要參照法標NF F 16101，燃燒性試驗及要求參照國
際鐵路聯盟標準UIC564．2。該方法對材料的燃燒時間及燃燒面積進行了限定，并根據燃燒時間及燃
燒面積進行分級。
在材料燃燒后產生氣體的采集上，主要參照空中客車標準ABD 003 l、波音標準BSS 7239。在
毒性方面，主要參照龐巴迪標準SMP 800C，同時也參照了NFF16101、BS 6853、ABD003l、BSS 7239。
煙密度測試方法主要采用GB／T 8323．2及美標ASTM E662。在技術指標上主要參照NFPA 130、NF F16
101、BS 6853、ABD 003l、BSS 7239，其余指標均參照龐巴迪SMP800C。
3 結語
通過以上對世界各國防火標準的綜合分析，可以得出，各國防火標準關注的方面相似，有材料
的易燃性能；材料的燃燒速率及火焰傳播性z日,4 a；材料燃燒所釋放的煙霧濃度：煙霧中的有毒性氣體
含量；燃燒所釋放出的熱量等。但由于各國防火標準分級方法、評價指標、測試項目和測試標準不
統一，給技術人員選用標準帶來了困難，各國防火試驗具體實施起來也不容易。現在世界有資質的
防火實驗室不多，在國內也只有上海的SGS公司。企業如做防火試驗，有時還要到國外，周期長，
費用又高的無法接受。所以我們國內也很有必要編制符合國內實際使用情況的防火標準，并實現防
火標準的統一性。
參考文獻：
[1]DrN 5510．2軌道車輛防火措施一第2部分：材料和構件的燃燒特性和燃燒并發現象：分類、要求和試驗方法【s】
[2]as 6853載客列車設計與構造防火通用規范【S】
[3]NF F16101軌道車輛材料選擇之防火要求【S】
[4]NFPA 1 30有軌列車及鐵路客運體系標準【S】
[5]CEN／TS 45545．2鐵路應用—鐵路車輛的防火保護一第2部分：材料和元件的防火要求【S】
[6]TB／T 3138機車車輛阻燃材料技術條件[S】
[7]TB／T 3237動車組用內裝材料阻燃技術條件【s】
Analysis of Fire Prevention Standards for Rail Vehicle
JIANG Cui-xiang
(Center ofTechnology ofKTK Group Co．，Ltd Changzhou Jiangsu 213012 China)
Abstract：In this paper,non-metallic material fire prevention standards for rail vehicles are introduced and
analyzed，which ofers certain referential values in the selection of fire standards．
Key words： rail vehicle fire prevention stan dards analysis
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