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香港地鐵西島線車輛結(jié)構(gòu)部件的防火安全設(shè)計

文檔作者：王悅文檔來源：長春軌道客車股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月04日
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設(shè)計制造鐵道車輛第5l卷第9期2013年9月
文章編號：1002—7602(2013)09—0014—03
香港地鐵西島線車輛結(jié)構(gòu)部件的防火安全設(shè)計
王悅
(長春軌道客車股份有限公司技術(shù)中心，吉林長春130062)
摘要：介紹了香港地鐵西島線車輛重點部位結(jié)構(gòu)部件的防火安全設(shè)計，并通過防火燃燒性能試驗進行了驗證。
關(guān)鍵詞：非金屬材料；結(jié)構(gòu)部件；防火設(shè)計
中圖分類號：U270．4 文獻標(biāo)志碼：B
車輛的防火安全設(shè)計是列車安全運營的重要保
證。香港地鐵西島線為全地下運營線路，整車執(zhí)行英
國標(biāo)準BS 6853--1999((載客列車防火設(shè)計和建造規(guī)
范》，滿足Ia等級。
1材料防火安全設(shè)計
列車防火的目的是防止火災(zāi)發(fā)生和萬一發(fā)生火災(zāi)
后能夠保證乘客的安全。車輛的防火設(shè)計應(yīng)在火災(zāi)發(fā)
生時給乘客提供一定的逃生時間。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，材
料應(yīng)表現(xiàn)出不燃、阻燃、少煙、低毒的特性。
火災(zāi)發(fā)生時距乘客最近的是內(nèi)裝部分，因此，內(nèi)飾
材料在火災(zāi)中表現(xiàn)出的燃燒特性直接關(guān)系到乘客的安
全，需要全部滿足Ia級的規(guī)定。表1所列為重點防火
非金屬材料的使用分布及測試標(biāo)準。
表1 重點防火非金屬材料的使用分布及測試標(biāo)準
2重點結(jié)構(gòu)部件防火安全設(shè)計
車輛重點結(jié)構(gòu)部件的防火安全設(shè)計應(yīng)表現(xiàn)出相對
的完整性和隔熱性。完整性是指分隔結(jié)構(gòu)的部件遇火
時，在標(biāo)準規(guī)定的情況下無倒塌、洞眼、裂紋、斷口和未
暴露表面的持續(xù)火焰；隔熱性是指分隔結(jié)構(gòu)部件的受
火面在規(guī)定時間內(nèi)被燃燒，其背火面的溫度需滿足標(biāo)
準要求。結(jié)構(gòu)部件所在的位置不同，其完整性和隔熱
性的要求也不同。
模擬香港地鐵西島線車輛的重點結(jié)構(gòu)部件，按照
1：1等比例制作結(jié)構(gòu)試件，根據(jù)BS 476—20一1987
《建筑材料和構(gòu)件的燃燒測試第20部分：建筑構(gòu)件
耐火的測定方法》、BS 476—22～1987《建筑材料和構(gòu)
件的燃燒測試第22部分：非承重構(gòu)件耐火的測定
收稿日期：2013—01—22；修訂日期：2013-06—21
作者簡介：王悅(1980一)，女，工程師。
· j4 ·
方法》的規(guī)定進行防火燃燒性能測試。
2．1地板結(jié)構(gòu)試件
地板結(jié)構(gòu)防火設(shè)計的目的是防止車下發(fā)生火災(zāi)
后，煙、氣快速通過地板結(jié)構(gòu)進入客室內(nèi)。隔熱性的具
體要求是30 rain防火燃燒試驗時，試件背火面的平均
溫度不超過250℃，任意單點的溫度不超過300℃。
采用在底架波紋地板上鋪設(shè)隔熱材、彈性橡膠、防
火木地板、支撐件及地板布等材料的地板結(jié)構(gòu)。圖1
為地板結(jié)構(gòu)斷面圖。
木地板鐵墊板巡堂
玻纖布
墊竺絲堡／ ＼墮墊建＼查些塞＼塑絲塑建‘心墮墊塑
圖1地板結(jié)構(gòu)斷面圖
萬方數(shù)據(jù)
香港地鐵西島線車輛結(jié)構(gòu)部件的防火安全設(shè)計王悅
防火燃燒試驗表明，香港地鐵西島線車輛的地板
結(jié)構(gòu)滿足30 min完整性和隔熱性要求。圖2為地板
結(jié)構(gòu)試件隔熱性測試溫升曲線。
圖2地板結(jié)構(gòu)試件隔熱性測試溫升曲線
試驗結(jié)束后拆解燃燒后的地板結(jié)構(gòu)試件發(fā)現(xiàn)，內(nèi)
部構(gòu)件距離火源較近的邊緣處由于高溫受熱出現(xiàn)局部
料件碳化現(xiàn)象，而遠火處仍保持較好的完整性(圖3)。
圖3 燃燒試驗后的地板結(jié)構(gòu)試件
2．2司機室問壁結(jié)構(gòu)試件(含間壁f-i)
司機室間壁作為司機室與客室之間的主要隔墻，
其防火設(shè)計的目的是防止當(dāng)客室發(fā)生火災(zāi)時，火焰、氣
體進入司機室。司機室間壁結(jié)構(gòu)試件應(yīng)滿足防火燃燒
試驗的20 min完整性和隔熱性要求，試件背火面的平
均溫度不超過139℃，任意單點的溫度不超過180℃。
司機室間壁結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用了三明治夾層結(jié)構(gòu)，
由面板、支撐架、隔熱材等材料組成。門板結(jié)構(gòu)與間壁
結(jié)構(gòu)相同，在間壁門鎖、折頁、鉸鏈處選用特殊的封堵
材料，以有效阻止起火時煙霧、毒氣從縫隙穿人。圖4
為司機室間壁斷面示意圖。
圖4 司機室間壁斷面示意圖
防火燃燒試驗表明，該結(jié)構(gòu)滿足20 min完整性和
隔熱性要求。圖5為司機室間壁試件隔熱性測試溫升
曲線。
時間／min
圖5 司機室間壁試件隔熱性測試溫升曲線
試驗結(jié)束后發(fā)現(xiàn)，間壁鎖與間壁門及側(cè)間壁接縫
處仍是防火的薄弱環(huán)節(jié)，該處出現(xiàn)了微弱變形。受火
面油漆出現(xiàn)了氣泡、脫落等現(xiàn)象(圖6)。
圖6燃燒試驗后的司機室間壁受火面
在車輛正常行駛時，防火膨脹格柵用于電氣元件
的散熱、通風(fēng)；當(dāng)車內(nèi)著火時，該部件受熱后迅速膨脹，
可有效阻止過火和毒性氣體的蔓延，起到良好的封堵
效果(圖7)。
曠‘、1 i辮．．霧
圖7 受熱膨脹的防火膨脹格柵
2．3端部電氣柜間壁結(jié)構(gòu)試件(含問壁門)
端部電氣柜間壁是車輛端部客室與電氣柜之間的
隔墻。端部電氣柜間壁防火設(shè)計的目的是防止電氣柜
內(nèi)電氣元件短路、電線電纜著火時，火焰、氣體從間壁里
·】5·
萬方數(shù)據(jù)
鐵道車輛第51卷第9期2013年9月
側(cè)進入客室。圖8為端部電氣柜間壁結(jié)構(gòu)斷面示意圖。
其防火燃燒性能試驗的要求與司機室間壁的要求相同。
隔熱材
圖8 端部電氣柜間壁結(jié)構(gòu)斷面示意圖
防火燃燒試驗結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)滿足20 min完整
性、隔熱性測試要求。圖9為端部電氣柜間壁試件隔
熱性測試溫升曲線，圖10為燃燒試驗后的端部電氣柜
間壁試件。
圖9端部電氣柜間壁試件隔熱性測試溫升曲線
(上接第9頁)
3．2新型非黏著制動方式
由于列車純空氣制動及電制動受輪軌黏著限制，
有關(guān)機構(gòu)轉(zhuǎn)而研究不受黏著限制的新型制動方式，并
一致認為300 km／h及以上速度的高速列車有必要采
用非黏著制動作為緊急情況下的制動方式。例如，
AGV列車和ICE列車在緊急制動時，分別增加了磁
軌制動和線性渦流制動[73；日本新干線和超導(dǎo)磁浮高
速列車曾經(jīng)試驗空氣動力制動，新干線Festech 360列
車加用空氣動力制動裝置后，在360 km／h的初速下
緊急制動的制動距離僅為4 060 m，相當(dāng)于新干線列
車在275 km／h的緊急制動距離。
我國也已展開對空氣動力制動的探索，首件空氣
動力制動裝置樣機已研制成功，并在更高速度試驗列
車上完成裝車。經(jīng)過仿真研究：在500 km／h的初速
下，3套風(fēng)阻設(shè)備可以讓6節(jié)編組的高速列車的減速
度提高0．15 m／s2，制動效果明顯。
4結(jié)論
隨著高速列車速度的提高，緊急制動減速度對行
· 16 ·
圖10燃燒試驗后的端部電氣柜間壁試件
3結(jié)束語
除上述部件的防火結(jié)構(gòu)設(shè)計外，結(jié)構(gòu)部件所用非
金屬材料的選擇、部件的加固方式與加固材料的選擇
對部件結(jié)構(gòu)也起著至關(guān)重要的作用。在完成重點部件
防火安全設(shè)計的同時，還需要考慮該部件的整體重量，
以及選用優(yōu)質(zhì)防火隔熱材料所帶來的費用問題。
(編輯：顏純)
車安全更為重要。所以，我國高速列車提速至300
km／h及以上速度時，緊急制動平均減速度應(yīng)該提高
至1．0 m／s2，至少不應(yīng)低于0．9 m／s2。如果制動時能
更大限度地利用黏著，并且加用新型非黏著制動方
式，即可達到提高緊急制動減速度、保證行車安全的
目的。
參考文獻
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(編輯：任海)

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