地鐵列車(chē)防火擋煙簾防火及擋煙性能研究

■ 李利君 葛欣國(guó) 王新鋼 公安部四川消防研究所

隨著社會(huì)進(jìn)步及城市的發(fā)展，地鐵作為現(xiàn)代化的公共交通設(shè)施其作用越來(lái)越重要。地鐵工程應(yīng)具有防火災(zāi)、水淹、雷擊、地震等災(zāi)害的措施，尤其以防火災(zāi)為主。南京工業(yè)大學(xué)的王振華等以南京地鐵一號(hào)線(xiàn)車(chē)輛內(nèi)典型可燃物分布等參數(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)火災(zāi)場(chǎng)景，進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，結(jié)果表明：典型地鐵車(chē)廂著火時(shí)，燃燒類(lèi)型為燃料表面控制型，火災(zāi)發(fā)展模式介于中速和快速之間（火災(zāi)增長(zhǎng)因子約為0.0325 k W/s 2），最大熱釋放速率達(dá)到5 MW時(shí)乘客在6 mi n內(nèi)不能安全逃生，在不采取任何措施情況下火災(zāi)可持續(xù)約8.9 h，最高火場(chǎng)溫度約達(dá)1300℃，周?chē)ǎ?gòu)）筑物存在延燒或坍塌危險(xiǎn)。由此可見(jiàn)，地鐵列車(chē)一旦發(fā)生火災(zāi)，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(guó)內(nèi)相關(guān)研究主要集中在列車(chē)部件防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防護(hù)涂層及數(shù)值模擬計(jì)算方面，在地鐵車(chē)廂間防煙防火分隔方面，缺乏相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品。

現(xiàn)有的國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的軌道客車(chē)防火標(biāo)準(zhǔn)主要有B S 6853:1999《載客軌道客車(chē)設(shè)計(jì)與構(gòu)造防火通用規(guī)范》、德國(guó)的D I N 5510-2:2009《軌道車(chē)輛防火措施》、國(guó)際鐵路聯(lián)盟的U I C 564-2：2000《鐵路客車(chē)或國(guó)際鐵路聯(lián)運(yùn)用同類(lèi)車(chē)輛的防火和消防規(guī)則》、美國(guó)的N F P A 130：2007《固定軌道交通和旅客鐵路系統(tǒng)》、法國(guó)的N F F 16-101：1988《關(guān)于鐵道車(chē)輛用防火材料的選擇》、E N 45545：2013《軌道客車(chē)應(yīng)用—鐵道車(chē)輛防火保護(hù)》。這些標(biāo)準(zhǔn)均強(qiáng)調(diào)車(chē)輛的耐火性及對(duì)火焰和煙霧傳播的控制。

本文針對(duì)目前地鐵列車(chē)發(fā)展的迅猛趨勢(shì)及防火防煙控制的必要性，開(kāi)發(fā)一種地鐵列車(chē)專(zhuān)用的柔性防火擋煙簾，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，可自動(dòng)或手動(dòng)降下，將火災(zāi)和煙氣控制在一定范圍內(nèi)，為人員疏散和逃生創(chuàng)造便利條件。

一、防火擋煙簾的結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)

本文開(kāi)發(fā)的防火擋煙簾系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)形式如圖1所示：

圖1 防火擋煙簾系統(tǒng)

二、試驗(yàn)裝置及方法

（一）火災(zāi)場(chǎng)景

主要考慮火災(zāi)起源于地鐵列車(chē)中安裝防火擋煙簾系統(tǒng)的一節(jié)車(chē)廂，隨著火災(zāi)發(fā)展到一定程度，起火車(chē)廂內(nèi)熱煙氣及火焰通過(guò)防火擋煙簾向臨近的車(chē)廂蔓延。防火擋煙簾系統(tǒng)安裝在起火車(chē)廂和相鄰的另一節(jié)車(chē)廂之間。

（二）試驗(yàn)規(guī)模及火源

火源功率為0.75 MW，試驗(yàn)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50 mm×50 mm的木條，長(zhǎng)度為1500 mm和1000 mm兩種。

（三）測(cè)量與監(jiān)控儀器

1.攝錄設(shè)備

在起火車(chē)廂臨近的另一節(jié)車(chē)廂內(nèi)，放置攝像機(jī)和照相機(jī)各一個(gè)，用于拍攝試驗(yàn)過(guò)程中防火擋煙簾系統(tǒng)的狀況，如是否脫落、變形等，以及車(chē)廂內(nèi)的煙霧及火焰蔓延情況。

2.煙密度計(jì)

在起火車(chē)廂臨近的另一節(jié)車(chē)廂內(nèi)，放置一組煙密度計(jì)（與防火擋煙簾系統(tǒng)簾面的水平距離為30 c m），用于檢測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中的煙密度。

三、結(jié)果與分析

（一）試驗(yàn)過(guò)程觀察記錄

圖2 試驗(yàn)過(guò)程圖片

火災(zāi)試驗(yàn)共30 mi n。從圖2可以看出，火災(zāi)試驗(yàn)過(guò)程中，防火擋煙簾系統(tǒng)保持了完整性，火焰未從起火車(chē)廂蔓延至臨近車(chē)廂。另外，火災(zāi)試驗(yàn)過(guò)程中，安裝防火擋煙簾系統(tǒng)的車(chē)廂內(nèi)能見(jiàn)度較高，煙霧量很少。

（二）煙密度

試驗(yàn)過(guò)程中煙密度見(jiàn)圖3。

圖3 試驗(yàn)過(guò)程中煙密度隨時(shí)間變化圖

從圖3可以看出，試驗(yàn)過(guò)程中，地鐵車(chē)廂內(nèi)煙密度在點(diǎn)火4 mi n左右達(dá)到最低值，透光率為65%，隨后煙密度逐漸升高。這主要是因?yàn)辄c(diǎn)火后，起火車(chē)廂內(nèi)煙霧量逐漸增大，并通過(guò)防火擋煙簾系統(tǒng)向相鄰車(chē)廂蔓延，因此相鄰車(chē)廂內(nèi)靠近防火擋煙簾系統(tǒng)的位置（即煙密度測(cè)試點(diǎn)位置）的煙密度逐漸升高。隨著煙霧在相鄰車(chē)廂內(nèi)蔓延，煙密度測(cè)試點(diǎn)位置的煙霧量減少，因此煙密度逐漸降低，并最終達(dá)到穩(wěn)定，此時(shí)，透光率為85%。

四、結(jié)語(yǔ)

本文研發(fā)了一種地鐵列車(chē)專(zhuān)用的柔性防火擋煙簾系統(tǒng)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，該系統(tǒng)可以阻擋火焰和煙霧蔓延至臨近車(chē)廂。通過(guò)實(shí)體火災(zāi)試驗(yàn)，得出以下結(jié)論：

（一）試驗(yàn)過(guò)程中，火焰未從起火車(chē)廂蔓延至相鄰車(chē)廂；試驗(yàn)結(jié)束后，防火擋煙簾系統(tǒng)保持了完整性，說(shuō)明該防火擋煙簾具有較好的防火性能。

（二）試驗(yàn)過(guò)程中，安裝防火擋煙簾的車(chē)廂內(nèi)，煙密度較低，透光率大于60%，說(shuō)明該防火擋煙簾系統(tǒng)具有較好的擋煙性能。