地铁列车防火挡烟帘防火及挡烟性能研究

■ 李利君 葛欣国 王新钢 公安部四川消防研究所

随着社会进步及城市的发展，地铁作为现代化的公共交通设施其作用越来越重要。地铁工程应具有防火灾、水淹、雷击、地震等灾害的措施，尤其以防火灾为主。南京工业大学的王振华等以南京地铁一号线车辆内典型可燃物分布等参数为基础，设计火灾场景，进行数值模拟计算，结果表明：典型地铁车厢着火时，燃烧类型为燃料表面控制型，火灾发展模式介于中速和快速之间（火灾增长因子约为0.0325 k W/s 2），最大热释放速率达到5 MW时乘客在6 mi n内不能安全逃生，在不采取任何措施情况下火灾可持续约8.9 h，最高火场温度约达1300℃，周围建（构）筑物存在延烧或坍塌危险。由此可见，地铁列车一旦发生火灾，火焰蔓延非常迅速，如果不采取必要的防火分隔措施，人员疏散和逃生将非常困难，很容易造成群死群伤事件。

目前国内相关研究主要集中在列车部件防火结构设计、防护涂层及数值模拟计算方面，在地铁车厢间防烟防火分隔方面，缺乏相关的技术和产品。

现有的国外发达国家的轨道客车防火标准主要有B S 6853:1999《载客轨道客车设计与构造防火通用规范》、德国的D I N 5510-2:2009《轨道车辆防火措施》、国际铁路联盟的U I C 564-2：2000《铁路客车或国际铁路联运用同类车辆的防火和消防规则》、美国的N F P A 130：2007《固定轨道交通和旅客铁路系统》、法国的N F F 16-101：1988《关于铁道车辆用防火材料的选择》、E N 45545：2013《轨道客车应用—铁道车辆防火保护》。这些标准均强调车辆的耐火性及对火焰和烟雾传播的控制。

本文针对目前地铁列车发展的迅猛趋势及防火防烟控制的必要性，开发一种地铁列车专用的柔性防火挡烟帘，在火灾发生时，可自动或手动降下，将火灾和烟气控制在一定范围内，为人员疏散和逃生创造便利条件。

一、防火挡烟帘的结构及控制系统

本文开发的防火挡烟帘系统，其结构形式如图1所示：

图1 防火挡烟帘系统

二、试验装置及方法

（一）火灾场景

主要考虑火灾起源于地铁列车中安装防火挡烟帘系统的一节车厢，随着火灾发展到一定程度，起火车厢内热烟气及火焰通过防火挡烟帘向临近的车厢蔓延。防火挡烟帘系统安装在起火车厢和相邻的另一节车厢之间。

（二）试验规模及火源

火源功率为0.75 MW，试验采用木材作为燃烧物，木材采用含水率低于12%的杉木，木材全部切割成截面尺寸为50 mm×50 mm的木条，长度为1500 mm和1000 mm两种。

（三）测量与监控仪器

1.摄录设备

在起火车厢临近的另一节车厢内，放置摄像机和照相机各一个，用于拍摄试验过程中防火挡烟帘系统的状况，如是否脱落、变形等，以及车厢内的烟雾及火焰蔓延情况。

2.烟密度计

在起火车厢临近的另一节车厢内，放置一组烟密度计（与防火挡烟帘系统帘面的水平距离为30 c m），用于检测试验过程中的烟密度。

三、结果与分析

（一）试验过程观察记录

图2 试验过程图片

火灾试验共30 mi n。从图2可以看出，火灾试验过程中，防火挡烟帘系统保持了完整性，火焰未从起火车厢蔓延至临近车厢。另外，火灾试验过程中，安装防火挡烟帘系统的车厢内能见度较高，烟雾量很少。

（二）烟密度

试验过程中烟密度见图3。

图3 试验过程中烟密度随时间变化图

从图3可以看出，试验过程中，地铁车厢内烟密度在点火4 mi n左右达到最低值，透光率为65%，随后烟密度逐渐升高。这主要是因为点火后，起火车厢内烟雾量逐渐增大，并通过防火挡烟帘系统向相邻车厢蔓延，因此相邻车厢内靠近防火挡烟帘系统的位置（即烟密度测试点位置）的烟密度逐渐升高。随着烟雾在相邻车厢内蔓延，烟密度测试点位置的烟雾量减少，因此烟密度逐渐降低，并最终达到稳定，此时，透光率为85%。

四、结语

本文研发了一种地铁列车专用的柔性防火挡烟帘系统，在火灾发生时，该系统可以阻挡火焰和烟雾蔓延至临近车厢。通过实体火灾试验，得出以下结论：

（一）试验过程中，火焰未从起火车厢蔓延至相邻车厢；试验结束后，防火挡烟帘系统保持了完整性，说明该防火挡烟帘具有较好的防火性能。

（二）试验过程中，安装防火挡烟帘的车厢内，烟密度较低，透光率大于60%，说明该防火挡烟帘系统具有较好的挡烟性能。