地铁车辆防火设计策略研究

地铁车辆防火设计策略研究

刘磊

身份证号：3702121981101515**   山东  青岛  266000

摘要：结合实际调查可以发现，电气设计缺陷、机械结构设计缺陷、人为纵火都有可能引发地铁车辆火灾事故。由于地铁车辆具有运行环境封闭、逃生困难的特点，地铁车辆的火灾隐患往往比较严重。尽可能降低地铁车辆火灾的概率和危害，是本文重点研究地铁车辆防火设计策略的原因。

关键词：地铁车辆；消防设计策略

地铁车辆的防火设计主要分为两个方面。首先，车辆的材料和结构受材料、部件和结构的防火设计控制。二是通过消防设计，火灾发生后，紧急制动良好，信息系统可用，火灾报警装置及时报警并有灭火装置，为疏散逃生创造充分条件。

1.地铁车辆防火设计基础

防火设计首先应结合不同的运行类别和设计类别，明确车辆相应的火灾危险等级。按照欧洲车辆防火标准EN 45545规定，根据车辆的服务类型和线路基础设施，运营类别可分为运营类别1、2、3、4四种情况。设计类别是根据车辆设计的特点划分的。车辆的设计根据不同的运用要求分为A、D、S、N四类。根据车辆运行类别与设计类别的关系，标准将车辆用非金属材料和部件的危险等级划分为HL1、HL2、HL3。运营类别和车辆类别的定义为车辆的防火设计提供了具体的指标参考。

2.地铁车辆火灾的原因

2.1设计缺陷

电气设计缺陷引起的火灾，如电线型号与用电设备功率不匹配、过载发热、电线老化、电线固定不牢、长时间运行摩擦损坏造成短路等。由于列车车厢内所有电气设备电线都布置在相对隐蔽的空间内，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，不易被察觉。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。如果不注意保养，机械超负荷会引起火灾，进而引发火灾。

2.2人为纵火

人为纵火和人为破坏是造成车厢火灾的危险因素之一。由于地铁列车人员流动性大、密度高，给消防安全管理带来了很大困难。因此，这种破坏行为具有突发性，难以防范，存在巨大的安全隐患。火车车厢火灾主要是由电气和机械故障以及纵火引起的。因此，在设计地铁车辆时，需要重点预防和避免上述原因引起的火灾，使车辆火灾风险保持在相对较低的水平。

3.地铁车辆消防安全设计系统的要求

根据车体及内置部件的特点和防火要求，设计车体钢结构和内置防火结构。一方面，在发生火灾时，车体钢结构要有足够的强度，车体及其内部的变形不会影响车门、紧急逃生窗、紧急逃生门的开启。通过道路，驾驶室壁门可以安全通过。

另一方面，内置系统采用防火性能好的材料，内置结构可以有效防火。确保安装在列车上的所有系统在发生火灾时不会影响乘客逃生。包括：a、地板结构可以有效防止车下电燃烧蔓延到客室内；b、端部电器柜能有效阻止火灾蔓延到客室c、钢结构与墙板或端墙板之间空间设置阻止高热空气流动的间隔；d、司机室隔断间壁能有效阻止客室火势向司机室发展。

4.地铁车辆防火设计策略研究

4.1隔间的防火设计

地铁车辆周围的部件是内部空间，大型地铁车辆周围的内部空间是满足公众和客户心理需求的。鉴于地铁车辆起火，车厢内起火。吸烟容易迅速蔓延，造成救援困难，疏散安全性低等特点。如果铁路车辆车厢覆盖多个火焰区域，那么这种地铁车辆的防火设计和运输必须满足以下要求。

4.2车体钢结构防火设计

车体分为钢车体和铝车体。钢车体因材料为不锈钢或碳钢，可以满足防火要求。铝车体为铝型材，由于铝车体在125℃-200℃发生蠕变，下面详细阐述铝车的防火。

4.2.1车顶钢防火结构：铝车体车顶下方粘贴防火材料如玻璃丝棉，黏结剂采用高温黏结剂k2000。此方法可有效延缓车顶变形。

4.2.2车体塞拉门周边防火结构：防火结构采用超薄防火板材对车体塞拉门区域进行保护。

4.2.3车体车窗四周防火结构：防火结构采用超薄防火板材对车体逃生窗四周进行保护。

4.3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。

4.4火灾报警和灭火

要想降低火情，必须具备能够进行火情监测和启动、性能可靠、便于机组成员迅速察觉和撤离的消防设备。重点保护部位如司机室、电器柜等。按不同的车，将警报区分成不同的范围，例如一节车，用作警报的范围。消防安全监控系统的建立，必须与其他的消防设施相配合，例如：在消防控制台上安装消防警报，在检测到的时候；将起火位置传送到警报控制装置。

4.5避难设备的结构

为了确保乘客在遭遇火灾时能够迅速安全疏散，应注重疏散设备的规划，并在设计时应对应急通道进行合理的规划和规划。通常情况下，列车的门就是最好的安全门，所以在安全措施上，门被列为最重要的安全措施，驾驶员可以在控制面板上开启乘客舱门；这样既可以保证乘客的撤离，又可以利用应急设备来开启车厢的车门，如果有必要，还可以使用应急锤砸破车厢的双层安全玻璃，让列车的窗户变成应急出口。因为使用了安全材料，所以在使用的时候，不会对旅客产生二次的损伤。

4.6合理的电气及装置布局

采用合理的电气设计及装置布局，减少了火灾的危害。屏柜中的全部系统和装置都设有断路器，以保护它们的过载和过流；牵引控制，刹车控制，应急照明供电；重点电路如紧急通讯，车门控制，火灾探测电源等，选用防火电缆；对于装有高能装置的屏箱，最好不要设置重要电路装置，若要装重要电路装置，应置于高容量装置之下，并使用阻燃线缆；主要线路装置均为多余装置，且各装置各有一台，如发生事故，则不会对车辆的牵引及制动控制及紧急照明等重大作用产生干扰。

结论：在地铁列车防火设计中应考虑多种因素的作用，为了提高列车的防火性能，应制定相应的防火规范，防止火源藏身，防止可燃物的累积；应注意对易燃物的适当定位。

简介：刘磊，通标标准技术服务（青岛）有限公司 消防科技服务部 防火技术工程

参考文献：

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