轨道交通车辆防火标准对比研究及对国内标准制定的建议

林国斌 蒋志文

（国家磁浮交通工程技术研究中心，201204，上海∥第一作者，研究员）

1 轨道交通车辆防火研究的意义

客运轨道交通车辆必须具有高度的安全可靠性。根据调查发现，列车失火是除了倾覆外的车辆运行中最主要的危险源。就隧道内和高架上（无法随时随地进行疏散）运行的地铁和高速铁路车辆而言，火灾对于这些车辆上的乘客和乘务人员是致命的威胁。1973年法国巴黎地铁由于人为纵火，造成2人死亡；1979年美国旧金山地铁由于电路短路引发大火，造成1人死亡、56人受伤；2003年韩国大邱市地铁由于人为纵火，导致198人死亡、147人受伤。这些血的教训反映出车辆防火安全的重要性。因此，欧美各国纷纷出台了相关标准来规范轨道交通车辆的防火安全性能。例如：德国的DIN 5510—1998标准，英国的BS 6853—1999标准，法国的NF F 16－101—1998标准和NF F 16－102—1992标准，等等。这些标准的出台，一方面加强了对诸如西门子、庞巴迪、阿尔斯通等轨道交通车辆生产商及其供应产品的规范和监督，确保其生产的车辆具有可靠的防火安全性能，另一方面确立了本国的轨道交通车辆防火认证体系，维护了本国广大公共交通消费者的权益。

然而，作为当今世界上轨道交通车辆制造和应用大国，我国在车辆防火安全领域的研究尚处于起步阶段。过去制定的铁路防火安全标准所采用的测试和评价方法较为单一。进入“动车高速铁路时代”后，由于法、德、日等国的防火标准在测试手段和检测指标方面存在很大差异，我国各车辆企业在引进高速铁路技术和设备过程中，基本执行了国外厂商所在国的标准。由此，导致了国内目前没有统一的行业标准以及相应的测试机构，至今尚未形成有效的车辆防火安全认证体系。这对于规范我国轨道交通车辆质量评价和监督是不利的。

2 欧洲各国轨道交通车辆防火标准的发展概况

欧洲各国历来对轨道交通车辆的防火相当重视，早在20世纪80年代各国就已制定了各自的国家标准（如德国的DIN 5510、法国的NF F 16－101和英国的BS 6853等标准）。以下分别对德、法、英三国的防火标准以及最新的欧洲标准EN 45545—2008的内容进行介绍和对比。

2.1 德国DIN 5510系列标准

德国DIN 5510系列标准的全称是《轨道交通车辆中的防火措施》，德文全称是《Vorbeugender Brandschutz in Schienenfahrzeugen》，英文全称为《Preventative Fire Protection in Railway Vehicles》。该标准的制订工作可以追溯到20世纪80年代，是由德国当时负责轨道交通车辆防火的第31专门委员会（简称UA31）发起的。DIN 5510标准包括6个部分，其中第1、4、5、6部分于1988年10月1日正式颁布生效。该标准第3部分的内容是针对设置车厢内防火隔断的规定，由于验证手段的限制，且专家对这部分内容的意见一直无法统一，因此第3部分尚处于准备阶段，至今仍未出台；而该标准的第2部分是针对轨道交通车辆车用材料防火性能的测试方法和相关规定，由于材料科学的迅猛发展，尤其是大量新的人工合成材料不断地涌现，标准的制订者也一直紧跟相关技术的进展，不断对第2部分的内容作相应的扩充、修改和更新，由此导致DIN 5510－2至今无法像另外几个部分那样，以最终稿的形式生效，而是以标准草案的形式来规范指导相关的防火认证工作。最新的DIN 5510－2标准是2009年版本。

DIN 5510标准是根据车辆是否在隧道或者高架上运行及疏散的难易程度，将轨道交通车辆防火分为4个等级。对于所有车用材料（除了电缆、座椅和铺地材料）必须检验其可燃性、生烟性和滴落性。此外，随着检测手段的进步，从2007年版开始，还要对材料进行烟毒性检测；而对于座椅则必须进行原型座椅的实物整体燃烧试验；对于铺地材料也规定了相应的测试方法。表1列出了德国标准所涉及到的测试项目及其参考标准。

表1 德国DIN 5510测试项目

DIN 5510标准还针对不同防火等级车辆、位于不同车厢部位上材料的上述防火性能指标合格极限值进行了规定（见DIN 5510－2中的表5），并且列出了诸如金属、玻璃等无需进行检测的材料、防火性能指标已知的各项材料（见DIN 5510－2中的表9），由此可以判断某种材料是否满足该等级车辆在该部位对材料防火性能的要求。

2.2 法国NF F 16－101标准和NF F 16－102标准

法国的防火标准分为两个，分别是NF F 16－101《铁道车辆用材料的选择》以及NF F 16－102《铁道车辆用材料的选择——在电气设备上的应用》。法国标准体系将轨道交通车辆根据来往隧道频繁程度由高到低分为A1、A2和B三个等级，将所有车用材料分为18类，每类材料都必须在“燃烧反应”和“烟”（包括烟的生烟性和毒性）这两方面进行3到4种测试评价。具体来说，“燃烧反应”测试分为对一般尺寸材料、小尺寸样品材料以及电缆三类。一般尺寸材料测试结果分为M0到M5六个等级；小尺寸样品材料测试结果分为I0到NC（I5）六个等级；电缆测试结果分为A到D四个等级。“烟”测试中的生烟性是按照NF X 10－702《烟密度室试验标准》来测定的，而毒性则是根据NF X 70－100测定的。对烟毒性的分析是对一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等10类有害气体进行离子色谱分析，最后根据NF 16101标准，结合生烟性和毒性这两个参数综合评价得出“烟”测试的结果，其结果分为F0到F5六个等级。表2列出法国标准所涉及到的测试项目及其测试方法参考标准。

表2 法国标准测试项目

2.3 英国BS 6853标准

英国BS 6853标准的全称为《载客列车设计与构造防火通用规范》，英文全称是《Code of Practice for Fire Precautions in the Design and Construction of Passenger Carrying Trains》。该标准将轨道交通车辆根据运行环境分为I类（地下运行）和II类（地表运行）两种。其中I类车又分为Ia和Ib两类。发生火灾时，Ia类车所处的运行环境撤离难度更大，主要针对的是在难以从侧面进行疏散的单轨隧道中运行的车辆、地下运行的卧铺车或者无人驾驶的车辆。BS 6853标准根据材料在车上的部位及材料表面的朝向（水平向下的天花板类、水平向上的地板类以及垂直的墙类）将车用材料分为14大类。标准要求对各种材料的火焰传播特性、可燃性、生烟性及烟毒性这些防火相关特性进行部分的或者全部的测试评价。表3列出了英国标准所涉及到的测试项目及其测试方法参考标准。

2.4 欧洲各国标准的异同

经过以上比较可以得出，各国防火标准既存在一定的共性，又存在不少差异。共性主要是两方面：①在英、法、德等国的防火标准中，车辆等级都是以火灾时疏散难易程度来划分的；②欧洲各国的标准中都对车用材料的可燃性和生烟性这两个指标做出了规定。

欧洲各国标准的差异主要是在三个方面：①各国防火标准的评价体系不同。德国标准较为全面，除了在标准第二部分中规定材料的防火性能要求外，还在其他几个部分中对车辆结构设计、电气设备、消防设施等做出了规定；而英、法两国的标准只对材料性能提出要求。②各国标准的材料划分原则是不同的。德国DIN 5510标准是以材料在车厢中的位置来划分的；法国标准主要是以材料的尺寸大小来划分的；英国标准是以材料表面的朝向来划分的。③各国标准的检测方法是不同的。最明显的差异体现在对材料烟毒性的检测上，早先的德国DIN 5510标准没有规定烟毒性的强制检测要求，而英国BS 6853标准和法国NF F 16－101标准所采用的检测方法又各不相同。防火安全标准的差异，在一定程度上妨碍了不同国家轨道交通车辆的互通和互认。

2.5 欧洲EN 45545系列标准

由上述内容可看出，欧洲各国标准所使用的测试和评价方法差异很大，相互之间不具备互通性和可对比性。随着欧洲国家的一体化，欧盟法令TSI（Technical Specification for Interoperability）规定各个国家的轨道交通车辆必须实现互通。因此，必须对各国不同的防火标准进行统一。在这一背景下，欧盟政府斥资数百万欧元先后开展了两项对于轨道交通车辆防火检测的研究项目——FIRESTARR和TRANSFEU项目。通过大量试验对各国标准的测试方法进行比较研究，最终确定了未来欧盟统一防火标准EN 45545标准中所使用的测试方法。因此，EN 45545标准的检测及评估方法具备高水平的科学性和准确性。2012年11月，欧盟国家投票表决通过EN 45545标准。该标准计划于2013年6月前正式发布实施，替代目前德、英、法、意等国的国内标准，成为欧盟国家统一的车辆防火标准。欧盟标准委员会还计划将这一标准进一步推广成为国际认可的ISO（国际标准化组织）标准。由于该标准中采用的很多测试方法与建筑、汽车、船舶等行业中的材料防火测试方法一致，未来有望拓展到轨道交通车辆以外更广的应用领域中。

EN 45545标准分为7个部分（见表4）。相对于德、法等国的国家标准，EN 45545标准有以下三大显著特点。

表4 EN 45545标准7个部分概览

1）特点一：相对于欧洲各国的国家标准，EN 45545标准对车辆的划分更细。EN 45545－1是整个标准系列的通则，确定了轨道交通车辆防火的总目标及不同车辆种类划分的规则。根据车辆所处运行环境，按照撤离难度的高低将车辆分为4个运行等级；此外，根据结构类型将车辆分为4个结构等级（即自动驾驶车辆、双层车、卧铺车及普通车）。再由这两个等级，确定车辆所处的风险等级（HL）（见表5）。

2）特点二：EN 45545－3首次明确了对车厢内设置防火隔断的要求和规定。这一内容是德／法等国标准没有涉及到或者迟迟未能通过表决正式出台的。

3）特点三：EN 45545标准所采用的测试方法具有更高的科学性和可靠性。欧盟历时数年开展FIRESTARR和TRANSFEU研究项目，对各类防火测试方法进行比对研究，在这些研究基础上，才最终确定了EN 45545－2标准所使用的测试方法和相关参数。EN 45545－2根据所处不同部位将车用材料分为25个大类（R1～R25），每一类都有对应若干测试方法及对应于不同风险等级的合格判据。例如，按照表5所示，运行等级2的双层车对应的风险等级为HL2，而处于车辆地板位置的材料对应的材料分类是R9。R9类材料需要做4项测试，根据风险等级HL2所对应的这4项测试的合格判据就能判断该种地板材料用于该类车辆上是否合格。EN 45545－2中总共涉及到了13种测试方法（见表6）。这些测试方法均为现有的标准方法，而且绝大多数测试方法参考的是ISO、IEC（国际电工委员会）等国际标准，这对标准的推广以及生产厂商的应用而言，具有较高的便利性和经济性。

表5 车辆风险等级

表6 EN 45545标准涉及到的测试方法

3 国内防火标准现状

我国国内轨道交通车辆防火标准的发展与国外有一定的差距。在20世纪，原铁道部曾经针对铁道车辆防火制定过两项推荐标准TB／T 3138《机车车辆阻燃材料技术条件》和TB／T 2639《铁道车辆用材料耐火性能试验》。但这两项标准制定年代较早，适用范围是运营速度200km／h以下的车辆，无法满足目前国内引进和自主开发的高速动车组的要求。另一方面，上述标准的测试方法相对单一，缺乏对烟雾量、气体毒性等燃烧副产物的测试评价，不能全面反映车用材料的燃烧行为对车辆火势发展和人员疏散的影响。

进入“动车高速铁路时代”后，原铁道部在2010年出台了针对动车防火的TB／T 3237—2010《动车组用内装材料阻燃技术条件》，现已普遍被各总成厂采用，作为材料供应商必须执行的准入标准。该标准中采用了大量德国DIN 5510标准中的测试方法，比原有标准有了较大的完善。除了这些标准之外，国内被广泛采用的还有GB 8624—2006《建筑材料及制品燃烧性能分级》，但该标准是建筑材料的检测标准，缺乏关于铁道车辆特点的针对性。

为了进一步规范国内轨道交通车辆的防火测试，并且实现与国外领先国家标准的接轨，住建部和原铁道部于2010年前分别立项，就城市轨道交通车辆和高速铁路车辆的防火安全开展了新标准的制定工作。其中，城市轨道交通车辆防火标准已形成报批稿，而高速铁路车辆防火标准仍在修改完善过程中。新标准借鉴了德国DIN 5510、英国BS 6853等标准，比现行的中国标准有了很大的进步。但需要注意的是，未来3年过渡期后，欧盟将统一执行EN 45545标准。如果我国在制定新标准的过程中，使内容在一定程度上与EN 45545接轨的话，将能使我国新标准的内容具有更强的前瞻性和国际互通性。

4 在国内建立统一标准及测试机构的设想和建议

面对目前国内轨道交通车辆市场中各国产品的群雄割据格局，如何规范和统一防火安全标准，是一道摆在相关职能部门和企业面前的难题。因为近年来国内各机车车辆公司各自参考不同的国家标准进行防火测试，如果将原有标准废止，统一执行新的标准，势必要求相关企业在设计和材料选择方面重新适应新的标准，由此将带来额外的成本。事实上，在统一防火标准这个问题上，欧盟各国曾经面临同样的问题。经过长时间的探讨协商，各国认识到制定统一标准从长远来看是有利的、可行的。为了在实施新标准过程中尽可能控制成本，EN 45545标准涉及的检测方法几乎都采用了现行的、通用性较强的国际标准或者欧洲标准。

EN 45545标准的经验可以为我国轨道交通车辆防火安全的标准化工作提供借鉴。比如，防火标准的体系架构、车型的划分原则、材料的检测方法和指标参数，以及协调各方利益，尽可能减少因标准变动引起的成本增加等。欧洲发布这一标准对中国来说是一个契机。一方面，3年后，欧洲供应商提供给中国的备品备件可能只有按EN 45545的防火报告，而不再提供各国被废止标准的报告；另一方面，国内企业未来向欧洲出口轨道交通产品，必须适应“欧洲EN 45545防火认证”的要求。因此，如果能借此契机，将EN 45545标准的相关内容融入我国正在制定的新的轨道交通防火标准中，将会有利于我国轨道交通车辆防火安全性的管理，也有利于我国轨道交通产业的国际化。

此外，如何建设轨道交通车辆的防火测试机构也是一个需要解决的问题。目前，有条件按新标准进行测试并且已经被欧盟认可的实验室都集中在欧洲，主要在德国、意大利、法国。据悉，为促进日本与欧洲轨道交通产品的互通性，日本已着手建立欧洲之外第一个符合EN 45545标准要求的实验室。如果我国能够及时建立欧盟认可的、符合EN 45545标准要求的检测实验机构，将会在未来轨道交通产品国际市场上获得更多的机会。

［1］DIN 5510—1988轨道车辆中的防火措施——防火等级、防火技术措施和证明［S］.

［2］GB 8624—2006建筑材料及制品燃烧性能分级［S］.

［3］NF F 16－101—1988铁路车辆燃烧性能材料的选择［S］.

［4］NF F 16－102—1992铁路车辆燃烧性能材料的选择——在电力装备上的应用［S］.

［5］CEN／TS 45545—2008铁路应用——轨道车辆的防火［S］.

［6］BS 6853—1999载客列车设计与构造防火通用规范［S］.

［7］戴朝刚，王旭东，刘立玺.中国轨道车辆防火技术标准之思考［J］.城市轨道交通研究，2008（5）：1.

［8］冷映丽，薛淑胜，张琳.地铁车辆防火安全设计现状及发展建议［J］.城市轨道交通研究，2012（12）：28.