地鐵列車防火擋煙簾防火及擋煙性能研究

摘要：本文針對目前地鐵列車發展的迅猛趨勢及防火防煙控制的必要性，研發了一種地鐵列車專用的柔性防火擋煙簾系統，在火災發生時，該系統可以阻擋火焰和煙霧蔓延至臨近車廂。通過實體火災試驗發現，試驗過程中，火焰未從起火車廂蔓延至相鄰車廂。試驗結束后，防火擋煙簾系統保持了完整性，說明該防火擋煙簾系統具有較好的防火性能。安裝防火擋煙簾系統的車廂內，煙密度較低，透光率大于60%，說明該防火擋煙簾系統具有較好的擋煙性能。

關鍵詞：防火擋煙簾；實體火災試驗；防火；擋煙；煙密度

隨著社會進步及城市的發展，地鐵作為現代化的公共交通設施其作用越來越重要。地鐵工程應具有防火災、水淹、雷擊、地震等災害的措施，尤其以防火災為主。南京工業大學的王振華等以南京地鐵一號線車輛內典型可燃物分布等參數為基礎，設計火災場景，進行數值模擬計算，結果表明：典型地鐵車廂著火時，燃燒類型為燃料表面控制型，火災發展模式介于中速和快速之間（火災增長因子約為0.0325kW/s2），最大熱釋放速率達到5MW時乘客在6min內不能安全逃生，在不采取任何措施情況下火災可持續約8.9h，最高火場溫度約達1300℃，周圍建（構）筑物存在延燒或坍塌危險。由此可見，地鐵列車一旦發生火災，火焰蔓延非常迅速，如果不采取必要的防火分隔措施，人員疏散和逃生將非常困難，很容易造成群死群傷事件。

目前國內相關研究主要集中在列車部件防火結構設計、防護涂層及數值模擬計算方面，在地鐵車廂間防煙防火分隔方面，缺乏相關的技術和產品。

現有的國外發達國家的軌道客車防火標準主要有BS6853：1999《載客軌道客車設計與構造防火通用規范》、德國的DIN5510-2：2009《軌道車輛防火措施》、國際鐵路聯盟的UIC564-2：2000《鐵路客車或國際鐵路聯運用同類車輛的防火和消防規則》、美國的NFPA130：2007《固定軌道交通和旅客鐵路系統》、法國的NFF16-101：1988《關于鐵道車輛用防火材料的選擇》、EN45545：2013《軌道客車應用—鐵道車輛防火保護》。這些標準均強調車輛的耐火性及對火焰和煙霧傳播的控制。

本文針對目前地鐵列車發展的迅猛趨勢及防火防煙控制的必要性，開發一種地鐵列車專用的柔性防火擋煙簾，在火災發生時，可自動或手動降下，將火災和煙氣控制在一定范圍內，為人員疏散和逃生創造便利條件。

一、防火擋煙簾的結構及控制系統

本文開發的防火擋煙簾系統，其結構形式如圖1所示：

二、試驗裝置及方法

（一）火災場景

主要考慮火災起源于地鐵列車中安裝防火擋煙簾系統的一節車廂，隨著火災發展到一定程度，起火車廂內熱煙氣及火焰通過防火擋煙簾向臨近的車廂蔓延。防火擋煙簾系統安裝在起火車廂和相鄰的另一節車廂之間。

（二）試驗規模及火源

火源功率為0.75MW，試驗采用木材作為燃燒物，木材采用含水率低于12%的杉木，木材全部切割成截面尺寸為50mm×50mm的木條，長度為1500mm和1000mm兩種。

（三）測量與監控儀器

1.攝錄設備

在起火車廂臨近的另一節車廂內，放置攝像機和照相機各一個，用于拍攝試驗過程中防火擋煙簾系統的狀況，如是否脫落、變形等，以及車廂內的煙霧及火焰蔓延情況。

2.煙密度計

在起火車廂臨近的另一節車廂內，放置一組煙密度計（與防火擋煙簾系統簾面的水平距離為30cm），用于檢測試驗過程中的煙密度。

三、結果與分析

（一）試驗過程觀察記錄

火災試驗共30min。從圖2可以看出，火災試驗過程中，防火擋煙簾系統保持了完整性，火焰未從起火車廂蔓延至臨近車廂。另外，火災試驗過程中，安裝防火擋煙簾系統的車廂內能見度較高，煙霧量很少。

（二）煙密度

試驗過程中煙密度見圖3。

從圖3可以看出，試驗過程中，地鐵車廂內煙密度在點火4min左右達到最低值，透光率為65%，隨后煙密度逐漸升高。這主要是因為點火后，起火車廂內煙霧量逐漸增大，并通過防火擋煙簾系統向相鄰車廂蔓延，因此相鄰車廂內靠近防火擋煙簾系統的位置（即煙密度測試點位置）的煙密度逐漸升高。隨著煙霧在相鄰車廂內蔓延，煙密度測試點位置的煙霧量減少，因此煙密度逐漸降低，并最終達到穩定，此時，透光率為85%。

四、結語

本文研發了一種地鐵列車專用的柔性防火擋煙簾系統，在火災發生時，該系統可以阻擋火焰和煙霧蔓延至臨近車廂。通過實體火災試驗，得出以下結論：

（一）試驗過程中，火焰未從起火車廂蔓延至相鄰車廂；試驗結束后，防火擋煙簾系統保持了完整性，說明該防火擋煙簾具有較好的防火性能。

（二）試驗過程中，安裝防火擋煙簾的車廂內，煙密度較低，透光率大于60%，說明該防火擋煙簾系統具有較好的擋煙性能。

參考文獻：

王振華，王智文，尤飛等.典型地鐵車廂潛在火災危險性評價和分析[J].消防科學與技術，2015，（09）：1243-1246.

作者簡介：李利君，女，博士后，公安部四川消防研究所材料阻火研究室副研究員，主要研究方向為防火及阻燃技術。

基金項目：國家重點研發計劃課題（2016YFC0800605，2016YFC080060502，2016YFC080060503）。